内容正文:
3.5 函数的对称性与周期性常用结论
方法归纳
(1)函数的对称性,根据曲线在直角坐标系的平移规律:左加右减,下加上减。
① 若为奇函数,那么关于(t,0)对称;
② 若为偶函数,那么关于x=t对称;
若为偶函数,那么关于x=-t对称
即为向左平移t个单位
③ 若是偶函数,那么关于对称,关于x=t对称;
(2)函数周期性常用结论或方法
①利用周期性定义解题
若存在一非零常数T,对于定义域内的任意x,使f(x)=f(x+T) 恒成立,则f(x)叫做周期函数,T叫做这个函数的一个周期,如例2
②利用轮换代换求出函数周期
对于一些抽象函数我们要根据条件,通过轮换代换求出其周期,如例3
例题解析
例1、已知定义域为的函数在单调递增,且为偶函数,若,则不等式的解集为( )
【答案】: A
【解析】由题意,关于对称,又在单调递增,,若,则,即.
例2、(2020·江苏海安高级中学高二期末)关于函数,如下结论中正确的是( ).
A.函数的周期是
B.函数的值域是
C.函数的图象关于直线对称
D.函数在上递增
【答案】ACD
【解析】A.∵,
,
∴是周期为的周期函数,A正确,
B.当时,,此时,,∴,又的周期是,∴时,值域是,B错;
C.∵
,
∴函数的图象关于直线对称,C正确;
D.
由B知时,,当时,,单调递增,而是周期为的周期函数,因此在上的图象可以看作是在上的图象向右平移单位得到的,因此仍然递增.D正确.故选:ACD.
例3、【2022年辽宁高考数学第8题】若函数f(x)的定义域为R,且,则
A. -3 B. -2 C. 0 D. 1
【答案】A
【解析】令y=1得
故
消去和得到,故周期为6
令得
故
故选A
跟踪练习
1、(2022·吉林省长春市高三质量监测)设函数f(x)的定义域为R,且f(2x-1)是偶函数,f(x+1)是奇函数,则下列说法一定正确的有( )
①f(x-8)=f(x);②f(1+x)=-f(1-x);③f(-3)=0;④f(2+x)=f(2-x)
A.4个 B.3个
C.2个 D.1个
2、已知是定义域为的偶函数,且,若时,,则( )
3、【2021·新高考全国Ⅱ卷·8】已知函数f(x)的定义域为R,且f(x+2)是偶函数,f(2x+1)是奇函数,则 ( )
A.f=0 B.f(-1)=0 C.f(2)=0 D.f(4)=0
4、(2020·山东文登 高一期末)已知是定义在上的奇函数,且为偶函数,若,则( )
A. B.
C. D.
3.5 函数对称性与周期性常用结论
1、【答案】B
【解析】由f(x+1)是奇函数可知,f(x)的图像关于点(1,0)对称,
∴f(1+x)+f(1-x) = 0 ∴②正确,令x=0,则有f(1) = 0
∵f(2x-1)是偶函数
∴f(2x)的图像关于对称,
∴f(x)的图像关于对称,则有f(-1-x) = f(-1+x)
令x=2,则有f(-3)=f(1)=0∴③正确
由f(-1-x) = f(-1+x),将x用x-7替换,得f(6-x) = f(x-8)
由f(1+x)=-f(1-x),将x用x-5替换,得f(6-x) =- f(x-4)
∴f(x-8) = - f(x-4),将x用x+4替换,得f(x-4) = - f(x)
∴f(x-8) =f(x) ∴①正确
(事实上,如果直接利用函数f(x)关于某点(a,m)成中心对称,关于直线x=b成轴对称,那么f(x)是周期函数,周期是4|a-b|的结论,可知函数的周期为8,①正确)
对于④f(2+x)=f(2-x)无法判断其正确性。
2、【答案】: A
【解析】由题意,,
令t=x-1,则x=t+1,f(x-1)=f(t)=-f(t+2) ①
那么f(t+2)=-f(t+2+2)=-f(t+4)②
把②代入①得,f(t)=f(t+4),所以
则,,.
(事实上,由知,关于点(1,0)对称,又是定义域为的偶函数,所以周期为T = 4|1-0|=4)
3、【答案】B
【解析】
【解法一】常规方法推导.∵f(x+2)是偶函数,∴f(-x+2)=f(x+2). 即f(x)关于x=2对称,∵f(2x+1)是奇函数,∴f(-2x+1)=-f(2x+1),所以 f(-x+1)=-f(x+1),即函数 f(x)关于点(1,0)对称,即f(1)=0
∴f(x)是周期为4的函数
由F(x)=f(2x+1)是奇函数,可得F(0)=f(1)=0,∴f(-1)=f(3)=f(1)=0,
其他几个选项不一定成立,故选B.
【解法二】特殊函数秒杀.由f(x+2)是偶函数,f(2x+1)是奇函数,可取f(x)=cos,可得f(-1)=0,其他几个选项均不成立,故选B.
4、【答案】AD
【解析】∵是定义在上的奇函数,且为偶函数,
故可得,
则
故选项正确;
(此处也可利用双对称结论推出周期为4)
由上述推导可知,故错误;
又∵,故选项正确.
又∵,故错误.
故选:AD.
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