与函数的单调性不同,函数的奇偶性是函数的整体性质,即它要求定义域中任意一个自变量都具有这样的特性。
研究函数奇偶性的过程概括起来就是:具体函数——图象特征(对称性)——数量刻画——符号语言——抽象定义——奇偶性判定。
从特殊到一般的思想,是人们发现规律和不变性的重要方法,也是抽象数学概念的重要过程,在平时的学习过程中我们要经常进行这样的尝试。
偶函数:$\forall x\in \mathbb{R}$,都有$f(-x)=f(x)$,偶函数的图象关于$y$轴对称;
奇函数:$\forall x\in \mathbb{R}$,都有$f(-x)=-f(x)$,奇函数的图象关于原点对称。
根据奇偶性的定义可知,具有奇偶性的前提是函数的定义域关于原点对称。
在这个过程中,我们要从深层次理解奇偶性和对称性的关系:在一个函数中,自变量$x$所对的函数值与$-x$所对的函数值是相等还是相反数决定了此函数的图象是关于$y$轴对称还是关于原点对称,与函数的表达形式无关。例如:若函数$f(x)$为奇函数,则$f(-x)=-f(x)$,若$f(x+1)$为奇函数则有$f(-x+1)=-f(x+1)$,而不是$f(-x-1)=-f(x+1)$。
我们可以从两个方面来理解这个问题:
一、可令$g(x)=f(x+1)$,若$f(x+1)$为奇函数,则$g(x)$为奇函数,所以有$g(-x)=-g(x)$,即:$f(-x+1)=-f(x+1)$。
二、若$f(-x-1)=-f(x+1)$成立,我们可以认为在函数$f(x)$中,$-x-1$和$x+1$这两个相反数所对的函数值互为相反数,则$f(x)$的图象关于原点对称,即$f(x)$为奇函数,而不是$f(x+1)$为奇函数。

在人民教育出版社数学A版教材P87的习题中,有这样一道题:
我们知道,函数$y=f(x)$的图象关于坐标原点成中心对称图形的充要条件是函数$y=f(x)$为奇函数,有同学发现可以将其推广为:函数$y=f(x)$的图象关于点$P(a,b)$成中心对称图形的充要条件是函数$y=f(x+a)-b$为奇函数。
(1)求函数$f(x)=x^3-3x^2$图象的对称中心;
(2)类比上述推广结论写出“函数$y=f(x)$的图象关于$y$轴成轴对称图形的充要条件是函数$y=f(x)$为偶函数”的一个推广结论。
对于上述问题的理解,若函数$y=f(x)$的图象关于点$P(a,b)$成中心对称图形,则$y=f(x)$的图象向左平移$a$个单位,再向下平移$b$个单位($a>0,b>0$)后,图象关于原点对称,此时的函数变为$y=f(x+a)-b$。
因此我们得到:
定理:函数$y=f(x)$的图象关于点$P(a,b)$成中心对称图形的充要条件是$f(a+x)+f(a-x)=2b$;函数$y=f(x)$的图象关于直线$x=a$成轴对称图形的充要条件是$f(a+x)=f(a-x)$。
上述定理可以进一步推广为:
定理:函数$y=f(x)$满足$f(a+x)+f(b-x)=c$的充要条件是它的图象关于点$P\left(\frac{a+b}{2},\frac{c}{2}\right)$成中心对称图形;函数$y=f(x)$满足$f(a+x)=f(b-x)$的充要条件是它的图象关于直线$x=\frac{a+b}{2}$成轴对称图形。
【例题】已知函数$f\left( x \right),g\left( x \right)$的定义域均为$\mathbb{R}$,$g\left( x+1 \right)+f\left( 1-x \right)=1$,$f\left( x+1 \right)-g\left( x+2 \right)=1$,且$y=f\left( x \right)$的图像关于直线$x=1$对称,则以下说法正确的是( )
$A$.$f\left( x \right)$和$g\left( x \right)$均为奇函数
$B$.$\forall x\in \mathbb{R},f\left( x \right)=f\left( x+4 \right)$
$C$.$\forall x\in \mathbb{R},g\left( x \right)=g\left( x+2 \right)$
$D$.$g\left( -\frac{3}{2} \right)=0$
当一个可导函数是偶函数时,有$f(-x)=f(x)$,对这个式子两边求导可得:$-f^{\prime}(-x)=f^{\prime}(x)$,因此,它的导函数是一个奇函数,反之也成立。
同理我们可以得到:当一个可导函数是奇函数时,有$f(-x)=-f(x)$,对这个式子两边求导可得:$f^{\prime}(-x)=f^{\prime}(x)$,因此,它的导函数是一个偶函数,反之不一定成立。不成立的原因是,原函数中可能有一个多余的常数。所以我们可以这样认为:当一个可导函数$f(x)$的导函数$f^{\prime}$为偶函数时,存在一个常数$t$,使得$f(x)-t$为奇函数。可以用下面的定理来描述:
如果原函数可导、导函数为奇函数,那原函数是偶;
原函数可导且过原点,导函数为偶函的,那原函数是奇,反之也成立。
【例题】已知函数$f(x)$及其导函数$f^{\prime}(x)$的定义域均为$\mathbb{R}$,记$g(x)={f}^{\prime}(x)$,若$f\left( \frac{3}{2}-2x \right)$,$g(2+x)$均为偶函数,则( )
$A$.$f(0)=0$
$B$.$g\left( -\dfrac{1}{2} \right)=0$
$C$.$f(-1)=f(4)$
$D$.$g(-1)=g(2)$
实际上,原函数和导函数除了奇偶性具有特定的关系之外,对于周期行也有相应的关系,你能自己研究吗?
已知函数$f\left( x \right)$,$g\left( x \right)$的定义域均为$\mathbb{R}$,$f\left( x+1 \right)$是奇函数,且$f\left( 1-x \right)+g\left( x \right)=2$,$f\left( x \right)+g\left( x-3 \right)=2$,则( )
$A$.$f\left( x \right)$为奇函数
$B$.$g\left( 0 \right)=2$
$C$.$\sum\limits_{k=1}^{20}{f\left( k \right)}=0$
$D$.$\sum\limits_{k=1}^{20}{g\left( k \right)}=80$
(多选题)定义在$\mathbb{R}$上的函数$f(x)$和$g(x)$,函数$f(x)$的图象关于直线$x=1$对称,且满足$f(x)+g(x+1)=2,g(x)-f(1-x)=1$,若$g(2)=2$,则( )
$A$.$f(0)=1$
$B$.函数$f(x)$的图象是中心对称图形
$C$.$f(2024)=\dfrac{1}{2}$
$D$.$g(2024)=2$
设$f\left( x \right)$是定义在$\mathbb{R}$上的可导函数,其导数为$g\left( x \right)$,若$f\left( 3x+1 \right)$是奇函数,且对于任意的$x\in \mathbb{R}$,$f\left( 4-x \right)=f\left( x \right)$,则对于任意的$k\in \mathbb{Z}$,下列说法正确的是( )
$A$.$4k$都是$g\left( x \right)$的周期
$B$.曲线$y=g\left( x \right)$关于点$\left( 2k,0 \right)$对称
$C$.曲线$y=g\left( x \right)$关于直线$x=2k+1$对称
$D$.$g\left( x+4k \right)$都是偶函数
已知函数$f\left( x \right)$与函数$g\left( x \right)$的定义域均为$\mathbb{R}$,且$g\left( x \right)$是$f\left( x \right)$的导数,若$f\left( \dfrac{1}{2}+x \right)$是偶函数,$g\left( -\dfrac{1}{2}+x \right)$为奇函数,则( )
$A$.$f\left( 0 \right)=1$
$B$.$g\left( -\dfrac{1}{2} \right)=0$
$C$.$f\left( -\dfrac{1}{2} \right)=f\left( \dfrac{5}{2} \right)$
$D$.$g\left( -2 \right)=g\left( 2 \right)$
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