Question

函數(shù)y=f（x），x∈D，其中D≠∅．若對(duì)任意x∈D，f（|x|）=|f（x）|，則稱(chēng)y=f（x）在D內(nèi)為對(duì)等函數(shù)．
（1）指出函數(shù)，y=x³，y=2^x在其定義域內(nèi)哪些為對(duì)等函數(shù)；
（2）試研究對(duì)數(shù)函數(shù)y=log_ax（a＞0且a≠1）在其定義域內(nèi)是否是對(duì)等函數(shù)？若是，請(qǐng)說(shuō)明理由；若不是，試給出其定義域的一個(gè)非空子集，使y=log_ax在所給集合內(nèi)成為對(duì)等函數(shù)；
（3）若{0}⊆D，y=f（x）在D內(nèi)為對(duì)等函數(shù)，試研究y=f（x）（x∈D）的奇偶性．

Answer 1

解：（1），y=x³是對(duì)等函數(shù)；
（2）研究對(duì)數(shù)函數(shù)y=log_ax，其定義域?yàn)椋?，+∞），所以log_a|x|=log_ax，又|log_ax|≥0，所以當(dāng)且僅當(dāng)log_ax≥0時(shí)f（|x|）=|f（x）|成立．所以對(duì)數(shù)函數(shù)y=log_ax在其定義域（0，+∞）內(nèi)不是對(duì)等函數(shù)．
當(dāng)0＜a＜1時(shí)，若x∈（0，1]，則log_ax≥0，此時(shí)y=log_ax是對(duì)等函數(shù)；
當(dāng)a＞1時(shí)，若x∈[1，+∞），則log_ax≥0，此時(shí)y=log_ax是對(duì)等函數(shù)；
總之，當(dāng)0＜a＜1時(shí)，在（0，1]及其任意非空子集內(nèi)y=log_ax是對(duì)等函數(shù)；當(dāng)a＞1時(shí)，在[1，+∞）及其任意非空子集內(nèi)y=log_ax是對(duì)等函數(shù)．
（3）對(duì)任意x∈D，討論f（x）與f（-x）的關(guān)系．
1）若D不關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱(chēng)，如雖是對(duì)等函數(shù)，但不是奇函數(shù)或偶函數(shù)；
2）若D={0}，則f（0）=|f（0）|≥0．當(dāng)f（0）=0時(shí)，f（x）既是奇函數(shù)又是偶函數(shù)；當(dāng)f（0）＞0時(shí)，f（x）是偶函數(shù)．
3）以下均在D關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱(chēng)的假設(shè)下討論．
當(dāng)x＞0時(shí)，f（|x|）=f（x）=|f（x）|≥0；
當(dāng)x＜0時(shí)，f（|x|）=f（-x）=|f（x）|，若|f（x）|=f（x），則有f（-x）=f（x）；此時(shí)，當(dāng)x＞0時(shí)，-x＜0，令-x=t，則x=-t，且t＜0，由前面討論知，f（-t）=f（t），從而f（x）=f（-x）；
綜上討論，當(dāng)x＜0時(shí)，若f（x）≥0，則f（x）是偶函數(shù)．
若當(dāng)x＜0時(shí)，f（x）≤0，則f（|x|）=f（-x）=|f（x）|=-f（x）；此時(shí)，當(dāng)x＞0時(shí)，-x＜0，令-x=t，則x=-t，且t＜0，由前面討論知，f（-t）=-f（t），從而f（x）=-f（-x）；
若f（0）=0，則對(duì)任意x∈D，都有f（-x）=-f（x）．
綜上討論，若當(dāng)x＜0時(shí)，f（x）≤0，且f（0）=0，則f（x）是奇函數(shù)．若f（0）≠0，則f（x）不是奇函數(shù)也不是偶函數(shù)．
分析：（1）根據(jù)對(duì)等函數(shù)的定義，我們判斷，y=x³是對(duì)等函數(shù)；
（2）要想一個(gè)函數(shù)不是“對(duì)等函數(shù)”關(guān)鍵是根據(jù)題中條件對(duì)任意x∈D，f（|x|）=|f（x）|，或舉出反例；
（3）對(duì)任意x∈D，對(duì)集合D分類(lèi)討論f（x）與f（-x）的關(guān)系，最后給出結(jié)論．
點(diǎn)評(píng)：本小題主要考查進(jìn)行簡(jiǎn)單的合情推理、對(duì)數(shù)函數(shù)的性質(zhì)等基礎(chǔ)知識(shí)，考查運(yùn)算求解能力，考查化歸與轉(zhuǎn)化思想．要想判斷f（x）為“對(duì)等函數(shù)”，要經(jīng)過(guò)嚴(yán)密的論證說(shuō)明f（x）滿足“對(duì)等函數(shù)”的概念，但要判斷f（x）不為“對(duì)等函數(shù)”，僅須要舉出一個(gè)反例即可．