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中图分类号:G4 文献标识码:A 文章编号:1008-925X(2011)11-0103-01
函数的对称性是函数的一个重要性质,对称关系广泛存在于数学问题之中,利用对称性能更简捷地解决问题。函数的对称包括函数自身的对称性和不同函数之间的对称性。下面具体分析各个方面:
一、函数自身的对称
定理1.函数 y = f (x)的图像关于点A (a ,b)对称的充要条件是:f (x) + f (2a-x) = 2b
推论:函数 y = f (x)的图像关于原点的对称的充要条件是f (x) + f (-x) = 0
定理2. 函数 y = f (x)的图像关于直线x = a对称的充要条件是
f (a +x) = f (a-x) 即f (x) = f (2a-x)
推论:函数 y = f (x)的图像关于y轴对称(实际是偶函数)的充要条件是f (x) = f (-x)
定理3. ①若函数y = f (x) 图像同时关于点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) 图像同时关于直线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)图像既关于点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。
二、不同函数对称性
定理4. 函数y = f (x)与y = 2b-f (2a-x)的图像关于点A (a ,b)成中心对称。
定理5. ①函数y = f (x)与y = f (2a-x)的图像关于直线x = a成轴对称。
②函数y = f (x)与a-x = f (a-y)的图像关于直线x +y = a成轴对称。
③函数y = f (x)与x-a = f (y + a)的图像关于直线x-y = a成轴对称。
推论:函数y = f (x)的图像与x = f (y)的图像关于直线x = y 成轴对称(实际是函数与反函数的问题)。
三、函数对称性应用举例
例1 定义在R上的非常数函数满足:f(x+10)为偶函数,且f(5-x)=f(5+x),则f(x)一定是( )
A. 是偶函数,也是周期函数 B. 是偶函数,但不是周期函数
C. 是奇函数,也是周期函数 D. 是奇函数,但不是周期函数例
解:因为f(x+10)为偶函数,所以f(10+x)=f(10-x)。所以f(x)有两条对称轴x=5与x=10,因此f(x)是以10为其一个周期的周期函数,所以x=0即y轴也是f(x)的对称轴,因此f(x)还是一个偶函数。故选(A)。
2:设定义域为R的函数y = f (x)、y = g(x)都有反函数,并且f(x-1)和g-1(x-2)函数的图像关于直线y = x对称,若g(5) = 1999,那么f(4)=( )。
(A) 1999; (B)2000; (C)2001; (D)2002。
函数的对称性是函数的一个重要性质,对称关系广泛存在于数学问题之中,利用对称性能更简捷地解决问题。函数的对称包括函数自身的对称性和不同函数之间的对称性。下面具体分析各个方面:
一、函数自身的对称
定理1.函数 y = f (x)的图像关于点A (a ,b)对称的充要条件是:f (x) + f (2a-x) = 2b
推论:函数 y = f (x)的图像关于原点的对称的充要条件是f (x) + f (-x) = 0
定理2. 函数 y = f (x)的图像关于直线x = a对称的充要条件是
f (a +x) = f (a-x) 即f (x) = f (2a-x)
推论:函数 y = f (x)的图像关于y轴对称(实际是偶函数)的充要条件是f (x) = f (-x)
定理3. ①若函数y = f (x) 图像同时关于点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) 图像同时关于直线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)图像既关于点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。
二、不同函数对称性
定理4. 函数y = f (x)与y = 2b-f (2a-x)的图像关于点A (a ,b)成中心对称。
定理5. ①函数y = f (x)与y = f (2a-x)的图像关于直线x = a成轴对称。
②函数y = f (x)与a-x = f (a-y)的图像关于直线x +y = a成轴对称。
③函数y = f (x)与x-a = f (y + a)的图像关于直线x-y = a成轴对称。
推论:函数y = f (x)的图像与x = f (y)的图像关于直线x = y 成轴对称(实际是函数与反函数的问题)。
三、函数对称性应用举例
例1 定义在R上的非常数函数满足:f(x+10)为偶函数,且f(5-x)=f(5+x),则f(x)一定是( )
A. 是偶函数,也是周期函数 B. 是偶函数,但不是周期函数
C. 是奇函数,也是周期函数 D. 是奇函数,但不是周期函数例
解:因为f(x+10)为偶函数,所以f(10+x)=f(10-x)。所以f(x)有两条对称轴x=5与x=10,因此f(x)是以10为其一个周期的周期函数,所以x=0即y轴也是f(x)的对称轴,因此f(x)还是一个偶函数。故选(A)。
2:设定义域为R的函数y = f (x)、y = g(x)都有反函数,并且f(x-1)和g-1(x-2)函数的图像关于直线y = x对称,若g(5) = 1999,那么f(4)=( )。
(A) 1999; (B)2000; (C)2001; (D)2002。