内容正文:
第二章
函数的概念与性质
第4课时 函数的对称性
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第4课时 函数的对称性
1.奇函数、偶函数的对称性
(1)奇函数的图象关于____对称,偶函数的图象关于___对称.
(2)若函数y=f (x+a)是偶函数,则函数y=f (x)的图象关于直线____对称;若函数y=f (x+a)是奇函数,则函数y=f (x)的图象的对称中心为点________.
原点
y轴
x=a
(a,0)
2.函数的轴对称和中心对称
(1)若函数y=f (x)的图象关于直线x=a对称,则f (a-x)=f (a+x)⇔f (2a-x)=f (x).
(2)若函数y=f (x)满足f (a-x)=-f (a+x),则函数y=f (x)的图象关于点_______对称.
(3)若函数y=f (x)满足f (a-x)+f (b+x)=c,则函数f (x)的图象的对称中心为.
3.两个函数图象的对称
(1)函数y=f (x)与y=f (-x)的图象关于___对称;
(2)函数y=f (x)与y=-f (x)的图象关于___对称;
(3)函数y=f (x)与y=-f (-x)的图象关于____对称.
(4)函数y=f (a-x)与y=f (x-b)的图象关于直线x=对称.
(a,0)
y轴
x轴
原点
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第4课时 函数的对称性
一、易错易混辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)若函数y=f (x-1)是偶函数,则函数y=f (x)的图象关于直线x=1对称. ( )
(2)若函数y=f (x+1)是奇函数,则函数y=f (x)的图象关于点(1,0)对称. ( )
(3)若函数f (x)满足f (x-1)=f (x+1),则f (x)的图象关于y轴对称. ( )
(4)若函数f (x)满足f (1+x)=-f (1-x),则f (x)的图象关于直线x=1对称. ( )
×
√
×
×
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第4课时 函数的对称性
二、教材经典衍生
1.(人教A版必修第一册P85思考改编)函数f (x)=x3+x的图象关于( )
A.x轴对称 B.y轴对称 C.原点对称 D.直线y=x对称
C [因为f (x)=x3+x为奇函数,所以函数的图象关于原点对称.故选C.]
2.(人教A版必修第一册P116探究改编)在同一平面直角坐标系中,函数y=3x与y=的图象之间的关系是( )
A.关于x轴对称 B.关于y轴对称
C.关于原点对称 D.关于直线y =x对称
B [因为y==3-x,所以函数y=3x与y=的图象关于y轴对称.故选B.]
√
√
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第4课时 函数的对称性
√
3.(多选)(人教A版必修第一册P84例6改编)下列函数中,其图象关于y轴对称的是( )
A.y= B.y=x+ C.y= D.y=x-
AC [由y=知定义域为R,且f (-x)===f (x),所以该函数为偶函数,则图象关于y轴对称,所以A正确;
由y=x+知定义域为{x|x≠0},且f (-x)=(-x)+=-=-f (x),
所以该函数为奇函数,则图象关于原点对称,所以B错误;
由y=知定义域为R,且f (-x)===f (x),所以该函数为偶函数,则图象关于y轴对称,所以C正确;
由y=x-知定义域为{x|x≠0},且f (-x)=(-x)-=-=-f (x),所以该函数为奇函数,则图象关于原点对称,所以D错误.故选AC.]
√
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第4课时 函数的对称性
4.(人教A版必修第一册P87T13(1)改编)函数y=f (x)的图象关于坐标原点成中心对称图形的充要条件是函数y=f (x)为奇函数,有同学发现可以将其推广为:函数y=f (x)的图象关于点P(a,b)成中心对称图形的充要条件是函数y=f (x+a)-b为奇函数.已知f (x)=mx3+nx+1.
(1)若f (x)在[-6,6]上的最大值为M,最小值为N,则M+N=________;
(2)若m=1,n=-3,则函数f (x)的对称中心为点________.
2
(0,1)
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第4课时 函数的对称性
(1)2 (2)(0,1) [(1)∵y=mx3+nx在R上为奇函数,∴在[-6,6]上,ymax=-ymin,∴M+N=(ymax+1)+(ymin+1)=2.
(2)法一:由(1)知,y=mx3+nx为奇函数,所以对称中心为点(0,0),所以函数f (x)的对称中心为点(0,1).
法二:∵g(x)=f (x+a)-b=(x+a)3-3(x+a)+1-b=x3+3ax2+(3a2-3)x+a3-3a+1-b,在R上为奇函数,所以⇒
所以函数f (x)的对称中心为点(0,1).]
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第4课时 函数的对称性
考点一 轴对称问题
[典例1] (1) 已知定义在R上的函数y=f (x+1)是偶函数,且在[0,+∞)上单调递增,则满足f (2x)>f (x+2)的x的取值范围为( )
A.(2,+∞) B.(-∞,0)∪(2,+∞)
C. D.∪(2,+∞)
(2)(多选)(2024·承德模拟)已知函数f (x)的定义域为R,对任意x都有f (2+x)=f (2-x),且f (-x)=f (x),则下列结论正确的是( )
A.f (x)的图象关于直线x=2对称 B.f (x)的图象关于点(2,0)对称
C.f (x)的周期为4 D.y=f (x+4)为偶函数
√
√
√
√
(1)B (2)ACD [(1)函数y=f (x+1)是偶函数, 且在[0,+∞)上单调递增,即函数y=f (x+1)的对称轴为y轴,
又函数y=f (x+1)向右平移1个单位长度可得y=f (x),
∴函数y=f (x)的对称轴为直线x=1,且在[1,+∞)上单调递增,∴由f (2x)>f (x+2)得|2x-1|>|x+2-1|,
解得x<0或x>2.故选B.
(2)∵f (2+x)=f (2-x),∴f (x)的图象关于直线x=2对称,故A正确,B错误;
∵函数f (x)的图象关于直线x=2对称,∴f (-x)=f (x+4),又f (-x)=f (x),
∴f (x+4)=f (x),∴函数f (x)的周期为4,故C正确;
∵f (x)的周期为4且为偶函数,∴y=f (x+4)为偶函数,故D正确.]
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第4课时 函数的对称性
名师点评 轴对称的几种表述形式
(1)函数y=f (x)的图象关于直线x=a对称⇔f (x)=f (2a-x)⇔f (a-x)=f (a+x);
(2)若函数y=f (x)满足f (a+x)=f (b-x),则y=f (x)的图象关于直线x=成轴对称.
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第4课时 函数的对称性
[跟进训练]
1.(1)已知函数f (x)=3|x-a|+2,且满足f (5+x)=f (3-x),则f (6)=( )
A.29 B.11 C.3 D.5
(2)已知函数g(x)=x2-2x+a(ex-1+e-x+1),则该函数图象的对称轴为直线x=____.
(1)B (2)1 [(1)因为f (5+x)=f (3-x),所以f (x)的图象关于直线x=4对称,而f (x)=3|x-a|+2的图象关于直线x=a对称,所以a=4,f (6)=3|6-4|+2=11.故选B.
(2)已知函数g(x)=x2-2x+a(ex-1+e-x+1),∵g(1+x)-g(1-x)
=(1+x)2-2(1+x)+a(e1+x-1+e-1-x+1)-(1-x)2+2(1-x)-a(e1-x-1+e-1+x+1)
=x2-1+a(ex+e-x)-x2+1-a(e-x+ex)=0,
∴y=g(x+1)是一个偶函数.
∴g(x)的图象关于直线x=1轴对称. ]
√
1
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考点二 中心对称问题
[典例2] (1)(多选)(2024·湖北武汉模拟)已知函数f (x)定义域为R,f (x+2)为偶函数,f (-3x+1)为奇函数,则下列式子一定成立的是( )
A.f (2)=0 B.f (1)=0
C.f (0)=0 D.f (-1)=0
(2)已知函数f (x)满足:对任意的x∈R,f (x)+f (5-x)=-1.若函数y=f (x)与y=图象的交点为(xi,yi)(i=1,2,…,n),则 的值为( )
A.0 B.n
C.2n D.3n
√
√
√
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第4课时 函数的对称性
(1)BD (2)C [(1)因为f (x+2)为偶函数,所以f (x+2)=f (-x+2),函数f (x)关于直线x=2对称,因为f (-3x+1)为奇函数,所以f (-3x+1)=-f (3x+1),函数f (x)关于点(1,0)对称,因为函数f (x)定义域为R,所以f (1)=0,B正确;
又因为函数f (x)的图象关于直线x=2对称,所以f (3)=0,由f (-3x+1)=-f (3x+1),令x=,可得f (-1)=-f (3)=0,D正确;
可构造函数f (x)=cos 满足题意,此时f (2)=cos 0=1,f (0)=cos (-π)=-1,AC错误.故选BD.
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第4课时 函数的对称性
(2)由对任意的x∈R,f (x)+f (5-x)=-1,
可知函数的图象关于点对称,
又y===-,
所以函数y=图象的中心对称点为,
所以两个函数图象的交点成对出现,且每对交点都关于点对称,
则x1+xn=x2+xn-1=…=×2=5,y1+yn=y2+yn-1=…=-×2=-1,
所以=5×+(-1)×=2n.故选C.]
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第4课时 函数的对称性
名师点评 中心对称的几种表述形式
(1)函数y=f (x)的图象关于点(a,b)对称⇔f (a+x)+f (a-x)=2b⇔2b-f (x)=f (2a-x);若函数y=f (x)满足f (a+x)+f (b-x)=c,则y=f (x)的图象关于点成中心对称.
(2)双曲线型函数f (x)=的图象的对称中心为.
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[跟进训练]
2.(1)若函数f (x)满足f (2-x)+f (x)=-2,则下列函数中为奇函数的是( )
A.f (x-1)-1 B.f (x-1)+1
C.f (x+1)-1 D.f (x+1)+1
(2)(多选)以下函数的图象是中心对称图形的是( )
A.f (x)=2x2+1 B.f (x)=x3
C.f (x)= D.f (x)=
√
√
√
√
(1)D (2)BCD [(1)因为f (2-x)+f (x)=-2,所以f (x)关于点(1,-1)对称,所以将f (x)向左平移1个单位长度,再向上平移1个单位长度得到函数y=f (x+1)+1,该函数的对称中心为点(0,0),故y=f (x+1)+1为奇函数.
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第4课时 函数的对称性
(2)对于A,由二次函数的性质可知,函数f (x)=2x2+1无对称中心,故A错误;
对于B,函数f (x)=x3是奇函数,故其图象关于原点对称,故B正确;
对于C,f (x)===2+,所以f (x)=的图象可以由反比例函数y=的图象向右平移1个单位长度,向上平移2个单位长度得到,且反比例函数y=的图象关于原点对称,所以函数f (x)=的图象关于点(1,2)对称,故C正确;
对于D,函数的定义域为R,且f (0)=0,
当x>0时,-x<0,f (-x)=-x(1+x)=-f (x),
当x<0时,-x>0,f (-x)=-x(1-x)=-f (x),
所以函数f (x)为奇函数,图象关于原点对称,故D正确.
故选BCD.]
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考点三 两函数图象间的对称问题
[典例3] (1)已知函数y=f (x)是定义域为R的函数,则函数y=f (x+2)的图象与y=f (4-x)的图象( )
A.关于直线x=1对称 B.关于直线x=3对称
C.关于直线y=3对称 D.关于点(3,0)对称
(2)(多选)函数f (x)=sin x的图象与g(x)=cos x的图象关于某条直线对称,这条直线的方程可以是( )
A.x= B.x=
C.x=- D.x=-
√
√
√
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第4课时 函数的对称性
(1)A (2)AD [(1)设P(x0,y0)为y=f (x+2)图象上任意一点,
则y0=f (x0+2)=f (4-(2-x0)),所以点Q(2-x0,y0)在函数y=f (4-x)的图象上,
而P(x0,y0)与Q(2-x0,y0)关于直线x=1对称,
所以函数y=f (x+2)的图象与y=f (4-x)的图象关于直线x=1对称.
(2)设这条直线的方程是x=a,∵函数f (x)=sin x的图象与g(x)=cos x的图象关于直线x=a对称,∴sin (2a-x)=cos x,即cos =cos x,
∴-(2a-x)=x+2kπ,k∈Z,解得a=-kπ,k∈Z,当k=0时,a=;
当k=2时,a=-. 故选AD.]
名师点评 函数y=f (a+x)的图象与函数y=f (b-x)的图象关于直线x=对称.
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第4课时 函数的对称性
[跟进训练]
3.设函数y=f (x)的图象与y=3x+m的图象关于直线y=x对称,若f (3)+f (9)=1,实数m的值为________.
1 [∵函数y=f (x)的图象与y=3x+m的图象关于直线y=x对称,∴x=log3y-m,
∴f (x)=log3x-m,
∴f (3)+f (9)=1-m+2-m=1,∴m=1.]
1
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$$