函数的对称性及其应用_函数的对称性
函数是中学数学教学的主线,是中学数学的核心内容,也是整个高中数学的基础。函数的性质是高考的重点与热点,函数的对称性是函数的一个基本性质,对称关系不=f(x)图像上,而点P与点P′关于点A(a,b)对称,充分性得征。
必修1中偶函数的定义:若函数f(x),对于定义域中的任意x都有f(-x)=f(x),则f(x)为偶函数。
由偶函数的定义知,偶函数的图象关于y轴(即直线x=0)对称。将这种轴对称的特点进行推广得到下面的性质。
定理2 函数y=f(x)的图象关于直线x=a对称的充要条件是f(a+x)=f(a-x),即f(x)=f(2a-x)。
可以仿照定理1的证明方法进行证明。
定理3 ①若函数y=f(x)图象同时关于点A(a,c)和点B(b,c)成中心对称(a≠b),则y=f(x)是周期函数,且2|a-b|是其一个周期。
②若函数y=f(x)图象同时关于直线x=a和直线x=b成轴对称(a≠b),则y=f(x)是周期函数,且2|a-b|是其一个周期。
③若函数y=f(x)图象既关于点A(a,c)成中心对称又关于直线x=b成轴对称(a≠b),则y=f(x)是周期函数,且4|a-b|是其一个周期。
①的证明:函数y=f(x)图象同时关于点A(a,c)和点B(b,c)成中心对称,∴f(x)+f(2a-x)=2c,∴f(x)+f(2b-x)=2c,两式相减得
f(2a-x)=f(2b-x),用x代2a-x得
f(x)=f(2b-2a+x)。
所以y=f(x)是周期函数,且2|a-b|是其一个周期。
仿照①的证明过程②的证明留给读者,以下给出③的证明:
∵函数y=f(x)图象既关于点A(a,c)成中心对称,∴f(x)+f(2a-x)=2c。用2b-x代x,得
f(2b-x)+f\[2a-(2b-x)\]=2c。
又∵函数y=f(x)图象直线x=b成轴对称,
∴f(2b-x)=f(x)代入(*),得
f(x)=2c-f\[2(a-b)+x\]。(**)
用2(a-b)-x代x,得
f\[2(a-b)+x\]=2c-f\[4(a-b)+x\],代入(**),得f(x)=f\[4(a-b)+x\],故y=f(x)是周期函数,且4|a-b|是其一个周期。
二、不同函数对称性的探究
定理4 函数y=f(x)与y=2b-f(2a-x)的图象关于点A(a,b)成中心对称。
定理5 ①函数y=f(x)与
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