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浅谈函数的对称性

2015-08-15山东省广饶县第一中学

学苑教育 2015年18期
关键词:广饶县偶函数充分性

山东省广饶县第一中学 徐 梅

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,利用对称性往往能更简捷地使问题得到解决.

一、函数自身的对称性探究

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

证明:(必要性)设点P(x,y)是y=f(x)图像上任一点,

∵点P(x,y)关于点A (a,b)的对称点P '(2a-x,2b-y)也在y=f(x)图像上,

∴2b-y=f(2a-x).

即y+f(2a-x)=2b 故f (x)+f (2a-x)=2b,必要性得证.

(充分性)设点P(x0,y0)是y=f(x)图像上任一点,则y0=f(x0)

∵f(x)+f(2a-x)=2b,

∴f(x0)+f(2a-x0)=2b,

山东省广饶县第一中学 徐 梅

即2b-y0=f(2a-x0).

故点P'(2a-x0,2b-y0)也在y=f(x)图像上,而点P 与点P'关于点A (a,b)对称,充分性得征.

推论:函数y=f(x)的图像关于原点O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)(证明留给读者)

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.

以下给出③的证明:

∵函数y=f(x)图像既关于点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)图像关于直线x=b成轴对称,

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、函数对称性应用举例

例:定义在R 上的非常数函数满足:f (10+x)为偶函数,且f(5-x)=f(5+x),则f (x)一定是( )

这需要单位把长期投资方案的现金进行流出,然后把相关建设投资各年所获得的现金流入,该方法主要是利用相同时点的数值来进行表示,最后则需要进行对比分析。对相关数据进行对比分析的目的是为了能够了解到方案的经济性,从而把各方案的投资利益都归纳到客观的基础上。

(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

解:∵f(10+x)为偶函数,

∴f(10+x)=f (10-x).

∴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,

∴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).

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