函数对称性、周期性和奇偶性规律
一、 同一函数的周期性、对称性问题(即函数自身)
1、 周期性:对于函数
y?f(x),如果存在一个不为零的常数T,使得当x取定义域内的每一个值时,都有
f(x?T)?f(x)都成立,那么就把函数y?f(x)叫做周期函数,不为零的常数T叫做这个函数的周
期。如果所有的周期中存在着一个最小的正数,就把这个最小的正数叫做最小正周期。 2、 对称性定义(略),请用图形来理解。 3、 对称性:
我们知道:偶函数关于y(即x=0)轴对称,偶函数有关系式
奇函数关于(0,0)对称,奇函数有关系式
上述关系式是否可以进行拓展?答案是肯定的 探讨:(1)函数
f(?x)?f(x)
f(x)?f(?x)?0
y?f(x)关于x?a对称?f(a?x)?f(a?x)
f(a?x)?f(a?x)也可以写成f(x)?f(2a?x) 或 f(?x)?f(2a?x)
通过f(x)?f(2a?x)可知,y1?f(x1)?f(2a?x1),y?f(x)上,
简证:设点(x1,y1)在
即点(2a? 若写成: (2)函数
x1,y1)也在y?f(x)上,而点(x1,y1)与点(2a?x1,y1)关于x=a对称。得证。
f(a?x)?f(b?x),函数y?f(x)关于直线x?(a?x)?(b?x)a?b 对称 ?22y?f(x)关于点(a,b)对称?f(a?x)?f(a?x)?2b
f(2a?x)?f(?x)?2b 或 f(2a?x)?f(x)?2b
上述关系也可以写成 简证:设点(x1,y1)在
y?f(x)上,即y1?f(x1),通过f(2a?x)?f(x)?2b可知,
f(2a?x1)?f(x1)?2b,所以f(2a?x1)?2b?f(x1)?2b?y1,所以点
(2a?x1,2b?y1)也在y?f(x)上,而点(2a?x1,2b?y1)与(x1,y1)关于(a,b)对称。得
证。
若写成:
(3)函数
f(a?x)?f(b?x)?c,函数y?f(x)关于点(a?bc,) 对称 22y?f(x)关于点y?b对称:假设函数关于y?b对称,即关于任一个x值,都有两个y
y?b对称。但在曲线c(x,y)=0,则
值与其对应,显然这不符合函数的定义,故函数自身不可能关于有可能会出现关于
4、 周期性: (1)函数
y?b对称,比如圆c(x,y)?x2?y2?4?0它会关于y=0对称。
y?f(x)满足如下关系系,则f(x)的周期为2T
A、
f(x?T)??f(x) B、f(x?T)?11 或f(x?T)??f(x)f(x) 1
C、
f(x?T1?f(x)T1?f(x))?或f(x?)?(等式右边加负号亦成立) 21?f(x)21?f(x) D、其他情形 (2)函数
y?f(x)满足f(a?x)?f(a?x)且f(b?x)?f(b?x),则可推出
f(x)?f(2a?x)?f[b?(2a?x?b)]?f[b?(2a?x?b)]?f[x?2(b?a)]即可
以得到
即可以得到“如果函数在定义域内关于垂直于x轴两条直线对称,y?f(x)的周期为2(b-a),
则函数一定是周期函数”
(3)如果奇函数满足
f(x?T)??f(x)则可以推出其周期是2T,且可以推出对称轴为
x?上TT?2kT(k?z),根据f(x)?f(x?2T)可以找出其对称中心为(kT,0)(k?z)(以2?0)
f(x?T)??f(x)则亦可以推出周期是2T,且可以推出对称中心为
如果偶函数满足
(T根据f(x)?f(x?2T)可以推出对称轴为x?T?2kT(k?z) (以?2kT,0)(k?z),
2上T?0)
y?f(x)满足f(T?x)?f(T?x)(T?0),则函数y?f(x)是以4T为周
y?f(x)满足f(T?x)?f(T?x)(T?0),则函数y?f(x) (4)如果奇函数
期的周期性函数。如果偶函数
是以2T为周期的周期性函数。
定理3:若函数
f?x?在R上满足f(a?x)?f?a?x?,且f(b?x)?f?b?x?(其中
,则函数y?f?x?以2?a?b?为周期. a?b)
定理4:若函数
f?x?在R上满足f(a?x)??f?a?x?,且f(b?x)??f?b?x?(其中
,则函数y?f?x?以2?a?b?为周期. a?b)
定理5:若函数则函数
f?x?在R上满足f(a?x)?f?a?x?,且f(b?x)??f?b?x?(其中a?b),
y?f?x?以4?a?b?为周期.
y?f(x)与y??f(x)关于X轴对称。
换种说法:
二、 两个函数的图象对称性
1、
y?f(x)与y?g(x)若满足f(x)??g(x),即它们关于y?0对称。
2、
y?f(x)与y?f(?x)关于Y轴对称。
换种说法:
y?f(x)与y?g(x)若满足f(x)?g(?x),即它们关于x?0对称。
3、
y?f(x)与y?f(2a?x)关于直线x?a对称。
2
换种说法:4、
y?f(x)与y?g(x)若满足f(x)?g(2a?x),即它们关于x?a对称。
y?f(x)与y?2a?f(x)关于直线y?a对称。
换种说法:
y?f(x)与y?g(x)若满足f(x)?g(x)?2a,即它们关于y?a对称。
5、
y?f(x)与y?2b?f(2a?x)关于点(a,b)对称。
换种说法:
y?f(x)与y?g(x)若满足f(x)?g(2a?x)?2b,即它们关于点(a,b)对称。
a?b对称。 26、
y?f(a?x)与y?(x?b)关于直线x?7、 函数的轴对称:
定理1:如果函数称.
y?f?x?满足f?a?x??f?b?x?,则函数y?f?x?的图象关于直线x?a?b对
2推论1:如果函数
y?f?x?满足f?a?x??f?a?x?,则函数y?f?x?的图象关于直线x?a对称.
推论2:如果函数
y?f?x?满足f?x??f??x?,则函数y?f?x?的图象关于直线x?0(y轴)对称.
特别地,推论2就是偶函数的定义和性质.它是上述定理1的简化.
8、 函数的点对称:
定理2:如果函数称.
y?f?x?满足f?a?x??f?a?x??2b,则函数y?f?x?的图象关于点?a,b?对
推论3:如果函数
y?f?x?满足f?a?x??f?a?x??0,则函数y?f?x?的图象关于点?a,0?对称.
推论4:如果函数
y?f?x?满足f?x??f??x??0,则函数y?f?x?的图象关于原点?0,0?对称.特别地,
推论4就是奇函数的定义和性质.它是上述定理2的简化.
三、总规律:定义在R上的函数一定存在。 四、试题
1.已知定义为R的函数
y?f?x?,在对称性、周期性和奇偶性这三条性质中,只要有两条存在,则第三条
f?x?满足f??x???f?x?4?,且函数f?x?在区间?2,???上单调递增.如果
x1?2?x2,且x1?x2?4,则f?x1??f?x2?的值(A ).
A.恒小于0 B.恒大于0 C.可能为0 D.可正可负.
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