设下面所考虑的函数都是定义在对称区间(-1,1)上的, 证明: (1)两个偶函数的和是偶函数, 两个奇函数的和是奇函数。 (2)两个偶函数的乘积是偶函数, 两个奇函数的乘积是偶函数, 偶函数与奇函数的乘积是奇函数。
设下面所考虑的函数都是定义在对称区间$$(-1,1)$$上的, 证明:
(1)两个偶函数的和是偶函数, 两个奇函数的和是奇函数。
(2)两个偶函数的乘积是偶函数, 两个奇函数的乘积是偶函数, 偶函数与奇函数的乘积是奇函数。
题目解答
答案
证明 (1)设$$F(x)=f(x)+g(x)$$.
①如果$$f(x)$$和$$g(x)$$都是偶函数, 则
$$F(-x)=f(-x)+g(-x)$$$$=f(x)+g(x)$$$$=F(x)$$,
所以$$F(x)$$为偶函数, 即两个偶函数的和是偶函数。
②如果$$f(x)$$和$$g(x)$$都是奇函数, 则
$$F(-x)=f(-x)+g(-x)$$$$=-f(x)-g(x)$$$$=-F(x)$$,
所以$$F(x)$$为奇函数, 即两个奇函数的和是奇函数。
(2)设$$F(x)=f(x)∙g(x)$$.
①如果$$f(x)$$和$$g(x)$$都是偶函数, 则
$$F(-x)=f(-x)∙g(-x)=f(x)∙g(x)$$$$=F(x)$$,
所以$$F(x)$$为偶函数, 即两个偶函数的积是偶函数。
②如果$$f(x)$$和$$g(x)$$都是奇函数, 则
$$F(-x)=f(-x)∙g(-x)=[-f(x)][-g(x)]$$$$=f(x)∙g(x)=F(x)$$
所以$$F(x)$$为偶函数, 即两个奇函数的积是偶函数.
③如果$$f(x)$$是偶函数, 而$$g(x)$$是奇函数, 则
$$F(-x)=f(-x)∙g(-x)=f(x)[-g(x)]$$$$=-f(x)∙g(x)=-F(x)$$,
所以$$F(x)$$为奇函数, 即偶函数与奇函数的积是奇函数。
解析
考查要点:本题主要考查偶函数和奇函数的运算性质,特别是它们的和与积的奇偶性判断。
解题核心思路:
- 利用定义法:根据偶函数($f(-x)=f(x)$)和奇函数($f(-x)=-f(x)$)的定义,直接代入和或积的形式进行验证。
- 分情况讨论:分别处理偶函数相加、奇函数相加,以及偶函数相乘、奇函数相乘、偶奇相乘的情况。
破题关键点:
- 符号处理:在乘积中,奇函数的负号相乘可能产生正号,需特别注意符号变化。
- 代数推导:严格按照定义展开表达式,避免跳步导致逻辑错误。
第(1)题:和的奇偶性
证明两个偶函数的和是偶函数
设$F(x)=f(x)+g(x)$,其中$f(x)$和$g(x)$均为偶函数。
根据偶函数定义:
$F(-x)=f(-x)+g(-x)=f(x)+g(x)=F(x),$
因此$F(x)$是偶函数。
证明两个奇函数的和是奇函数
设$F(x)=f(x)+g(x)$,其中$f(x)$和$g(x)$均为奇函数。
根据奇函数定义:
$F(-x)=f(-x)+g(-x)=-f(x)-g(x)=-F(x),$
因此$F(x)$是奇函数。
第(2)题:积的奇偶性
证明两个偶函数的积是偶函数
设$F(x)=f(x) \cdot g(x)$,其中$f(x)$和$g(x)$均为偶函数。
根据偶函数定义:
$F(-x)=f(-x) \cdot g(-x)=f(x) \cdot g(x)=F(x),$
因此$F(x)$是偶函数。
证明两个奇函数的积是偶函数
设$F(x)=f(x) \cdot g(x)$,其中$f(x)$和$g(x)$均为奇函数。
根据奇函数定义:
$F(-x)=f(-x) \cdot g(-x)=(-f(x)) \cdot (-g(x))=f(x) \cdot g(x)=F(x),$
因此$F(x)$是偶函数。
证明偶函数与奇函数的积是奇函数
设$F(x)=f(x) \cdot g(x)$,其中$f(x)$是偶函数,$g(x)$是奇函数。
根据定义:
$F(-x)=f(-x) \cdot g(-x)=f(x) \cdot (-g(x))=-f(x) \cdot g(x)=-F(x),$
因此$F(x)$是奇函数。