∫π每天一道数学题

对数函数的定义域与奇偶性

ƒ 函数与导数基础版

已知函数 f(x)=log⁡a(x+1)f(x)=\log_a(x+1),g(x)=log⁡a(1−x)g(x)=\log_a(1-x)(a>0a>0,且 a≠1a\ne 1)。 (1)求函数 f(x)+g(x)f(x)+g(x) 的定义域; (2)判断函数 f(x)+g(x)f(x)+g(x) 的奇偶性,并说明理由。

解析

分析:先求公共定义域,再用 F(−x)F(-x) 与 F(x)F(x) 的关系判奇偶。

设

F(x)=f(x)+g(x)=log⁡a(x+1)+log⁡a(1−x)F(x)=f(x)+g(x)=\log_a(x+1)+\log_a(1-x)

(1)求定义域

对数真数必须为正:

x+1>0且1−x>0x+1>0\quad\text{且}\quad 1-x>0 x>−1且x<1x>-1\quad\text{且}\quad x<1

所以定义域为

(−1,1)(-1,1)

(2)判断奇偶性

定义域 (−1,1)(-1,1) 关于原点对称,满足必要条件。再看 F(−x)F(-x):

F(−x)=log⁡a(1−x)+log⁡a(1+x)F(-x)=\log_a(1-x)+\log_a(1+x)

交换加法顺序:

F(−x)=log⁡a(1+x)+log⁡a(1−x)=F(x)F(-x)=\log_a(1+x)+\log_a(1-x)=F(x)

因为 F(−x)=F(x)F(-x)=F(x),所以 F(x)F(x) 是偶函数。

进一步:由对数运算法则

F(x)=log⁡a[(x+1)(1−x)]=log⁡a(1−x2)F(x)=\log_a\big[(x+1)(1-x)\big]=\log_a(1-x^2)

显然 1−x21-x^2 是偶函数,故 F(x)F(x) 为偶函数。

答案

(1)定义域 (−1,1)(-1,1);

(2)f(x)+g(x)f(x)+g(x) 是偶函数。

判断流程:先看定义域是否对称(不对称立即出局),再算 F(−x)F(-x) 与 ±F(x)\pm F(x) 比较。