内容正文:
课时分层作业(九) 函数的对称性
一、单项选择题
1.已知函数f (x)=x2+ax对定义域内任意的x都有f (2-x)=f (2+x),则实数a等于( )
A.4 B.-4
C. D.-
2.下列函数中,其图象与函数y=ln x的图象关于直线x=1对称的是( )
A.y=ln (1-x) B.y=ln (2-x)
C.y=ln (1+x) D.y=ln (2+x)
3.(2024·南昌模拟)函数f (x)=的图象( )
A.关于x轴对称 B.关于y轴对称
C.关于坐标原点对称 D.关于直线y=x对称
4.函数y=f (x)是定义在R上的函数,那么y=-f (x+4)与y=f (6-x)的图象( )
A.关于直线x=5对称 B.关于直线x=1对称
C.关于点(5,0)对称 D.关于点(1,0)对称
5.设函数f (x)=ax3-x-3+a,若函数f (x-1)的图象关于点(1,0)对称,则a=( )
A.-1 B.0
C.1 D.2
6.函数f (x)=ex-2-e2-x的图象关于( )
A.点(-2,0)对称 B.直线x=-2对称
C.点(2,0)对称 D.直线x=2对称
7.(2024·福建福州模拟)定义在R上的函数f (x)满足f (2-x)=2-f (x).若f (x)的图象关于直线x=3对称,则下列选项中一定成立的是( )
A.f (-3)=1 B.f (0)=0
C.f (3)=2 D.f (5)=-1
8.已知函数y=f (x+1)-2是奇函数,函数g(x)=的图象与f (x)的图象有4个公共点Pi(xi,yi)(i=1,2,3,4),且x1<x2<x3<x4,则g(x1+x2+x3+x4)g(y1+y2+y3+y4)=( )
A.2 B.3
C.4 D.5
二、多项选择题
9.(2024·湖南师大附中模拟)已知定义在R上的函数f (x)满足f (x+2)+f (x)=0,且y=f (2-x)为偶函数,则下列说法一定正确的是( )
A.函数f (x)的周期为2
B.函数f (x)的图象关于点(1,0)对称
C.函数f (x)为偶函数
D.函数f (x)的图象关于直线x=3对称
10.(2024·河北衡水开学考试)已知f (x)是定义在R上的偶函数且f (x)不是常数函数,设F(x)=f (1-x)-1,已知函数g(x)=f (x+1)-1是奇函数,则( )
A.y=f (x)的图象关于(1,1)对称
B.f (x)=f (x+4)
C.F(x)=f (1-x)-1是奇函数
D.F(x)的图象与g(x)的图象关于原点对称
三、填空题
11.若函数f (x)=的图象关于点(1,1)对称,则实数a=________.
12.写出一个同时具有下列性质①②③的函数f (x)=________.
①f (3-x)=-f (x);②f (x)=f (1-x);③函数f (x)在上单调递减.
13.(2024·江苏扬州模拟)已知函数f (x)(x∈R)的导函数为f ′(x),且满足f (x)-f (2-x)=0,则( )
A.函数f (x)的图象关于点(1,1)对称
B.函数f (x)的图象关于直线x=2对称
C.函数f ′(x)的图象关于直线x=1对称
D.函数f ′(x)的图象关于点(1,0)对称
14.(2024·河南开封模拟)已知函数f (x)=2|x-1|+(x-1)2,若f (log3a)>f (2),则实数a的取值范围是( )
A.∪(9,+∞)
B.(-∞,1)∪(9,+∞)
C.∪(9,+∞)
D.(0,1)∪(9,+∞)
15.(2023·广东深圳二模)已知函数f (x)的定义域为R,若f (x+1)-2为奇函数,且f (1-x)=f (3+x),则f (2 023)=________.
16.已知定义在R上的函数f (x)满足f (x)+f (-x)=4x2+2,设g(x)=f (x)-2x2,若g(x)的最大值和最小值分别为M和m,则M+m=________.
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课时分层作业(九) 函数的对称性
1.B [∵f (2-x)=f (2+x),∴f (x)的图象关于直线x=2对称,故-=2,∴a=-4.故选B.]
2.B [y=ln x的图象上的点P(1,0)关于直线x=1的对称点是它本身,则点P在y=ln x的图象关于直线x=1对称的图象上,结合选项可知B正确.故选B.]
3.B [由题意知f (x)的定义域为R,
且f (x)==3x+3-x,f (-x)=3-x+3x,
∴f (-x)=f (x),
故f (x)为偶函数,其图象关于y轴对称.]
4.C [由复合函数的对称性知函数y=-f (x+4)与y=f (6-x)的图象关于点,即点(5,0)中心对称.故选C.]
5.B [因为函数f (x-1)的图象关于点(1,0)对称,故函数f (x)的图象关于点(0,0)对称,即f (x)为奇函数,故f (-x)+f (x)=a(-x)3-(-x)-3+a+ax3-x-3+a=2a=0,所以a=0.故选B.]
6.C [∵f (x)=ex-2-e2-x,
∴f (2+x)=e2+x-2-e2-(2+x)=ex-e-x,
f (2-x)=e2-x-2-e2-(2-x)=e-x-ex,
所以f (2+x)+f (2-x)=0,
所以函数f (x)的图象关于点(2,0)对称.]
7.A [函数f (x)的图象关于直线x=3对称,则必有f (3-x)=f (x+3),所以f (0)=f (6),
f (1)=f (5),f (2)=f (4),又因为f (x)满足f (2-x)=2-f (x),取x=1,所以f (1)=2-f (1),f (1)=1,则f (1)=f (5)=1,取x=5,则f (-3)=2-f (5)=1,A正确.故选A.]
8.D [由函数y=f (x+1)-2是奇函数,其图象向右平移1个单位长度,再向上平移2个单位长度得到f (x)的图象,所以f (x)的图象关于点(1,2)对称,
由g(x)==2+,可得g(x)的图象是由奇函数y=的图象向右平移1个单位长度,再向上平移2个单位长度得到,所以g(x)的图象关于点(1,2)对称,
所以P1,P4与P2,P3都关于点(1,2)对称,
所以x1+x4=x2+x3=2,y1+y4=y2+y3=4,
所以g(x1+x2+x3+x4)g(y1+y2+y3+y4)=g(4)g(8)==5.
故选D.]
9.BC [因为f (x)的定义域为R,且f (x+2)+f (x)=0,所以f (x+2)=-f (x),所以f (x+4)=-f (x+2)=f (x),函数f (x)的周期为4,A错误;
因为函数y=f (2-x)是偶函数,所以f (2-x)=f (2+x),函数f (x)的图象关于直线x=2对称,
且f (2-x)=-f (x),即f (2-x)+f (x)=0,函数f (x)图象关于点(1,0)对称,B正确;
由f (2-x)=f (2+x),得f (-x)=f (4+x)=f (x),则函数f (x)为偶函数,C正确;
由f (x+2)+f (x)=0,得f (x+3)+f (1+x)=0,由f (2-x)=f (2+x),得f (3-x)=f (1+x),
因此f (x+3)+f (3-x)=0,函数f (x)的图象关于点(3,0)对称,D错误.故选BC.]
10.ABC [对于A选项,因为函数g(x)是奇函数,所以g(x)+g(-x)=0,又g(x)=f (x+1)-1,
所以f (x+1)-1+f (-x+1)-1=0,整理得f (x+1)+f (-x+1)=2,
所以y=f (x)的图象关于(1,1)对称,故A正确;
对于B选项,因为f (x)为定义在R上的偶函数,所以f (x)+f (x-2)=f (x)+f (2-x),
由A选项知f (x+1)+f (-x+1)=2,则f (x)+f (2-x)=2,
所以f (x)+f (x-2)=2,所以f (x-2)+f (x-4)=2,
所以f (x)=f (x-4),所以f (x)=f (x+4),故B正确;
对于C选项,因为F(x)+F(-x)=f (1-x)-1+f (1+x)-1.
由A选项知f (x+1)+f (-x+1)=2,则F(x)+F(-x)=0,所以F(x)是奇函数,故C正确;
对于D选项,因为F(x)=f (1-x)-1,所以F(-x)=f (1+x)-1=g(x),所以F(x)的图象与g(x)的图象关于y轴对称,
又f (x)不是常函数,则F(x)的图象与g(x)的图象不关于原点对称,故D错误.
故选ABC.]
11.1 [f (x)==a+,
图象关于点(1,a)对称,故a=1.]
12.2sin (答案不唯一) [对于①,若f (3-x)=-f (x),则f (x)的图象关于点中心对称,
对于②,若f (x)=f (1-x),则f (x)的图象关于直线x=对称,设f (x)=2sin (ωx+φ),则T=4×=4,ω=,
又f (x)的图象关于直线x=对称,且函数在上单调递减,则+φ=+2kπ,k∈Z,
得φ=+2kπ,k∈Z.]
13.D [由f (x)-f (2-x)=0,可知函数f (x)的图象关于直线x==1对称.对f (x)-f (2-x)=0求导,得f ′(x)+f ′(2-x)=0,则函数f ′(x)的图象关于点(1,0)对称,所以ABC错误,D正确.故选D.]
14.D [由f (x)=2|x-1|+(x-1)2可得f (x+1)=2|x|+x2,
则f (-x+1)=2|-x|+(-x)2=2|x|+x2=f (x+1),
所以函数y=f (x+1)是偶函数,则函数y=f (x+1)的图象关于直线x=0对称,
所以函数f (x)的图象关于直线x=1对称,
又当x≥1时,f (x)=2x-1+(x-1)2在[1,+∞)上单调递增,则f (x)在(-∞,1)上单调递减,
若f (log3a)>f (2),则f (|log3a-1|)>f (|2-1|),
即|log3a-1|>1,所以log3a>2或log3a<0,解得a>9或0<a<1,
所以实数a的取值范围是(0,1)∪(9,+∞).故选D.]
15.2 [因为f (x+1)-2为奇函数,
所以f (x)的图象关于点(1,2)成中心对称.
又f (1-x)=f (3+x),故f (x)的图象关于直线x=2对称,易知f (x)是周期函数,且周期T=4,所以f (2 023)=f (4×505+3)=f (3)=f (1)=2.]
16.2 [由g(x)=f (x)-2x2,那么g(-x)=f (-x)-2x2,两式相加,可得g(-x)+g(x)=2,故g(x)的图象关于点(0,1)对称,其最大值和最小值也关于点(0,1)对称,所以M+m=2.]
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第4课时 函数的对称性
梳理·必备知识
1.(1)原点 y轴 (2)x=a (a,0)
2.(2)(a,0)
3.(1)y轴 (2)x轴 (3)原点
激活·基本技能
一、(1)× (2)√ (3)× (4)×
二、1.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.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.]
3.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.]
4.(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).]
考点一
典例1 (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.]
跟进训练
1.(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. ]
考点二
典例2 (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.
(2)由对任意的x∈R,f +f =-1,
可知函数的图象关于点对称,
又y==-,
所以函数y=,
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××=2n.故选C.]
跟进训练
2.(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.
(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.]
考点三
典例3 (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.]
跟进训练
3.1 [∵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 =log3x-m,
∴f +f =1-m+2-m=1,
∴m=1.]
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第4课时 函数的对称性
[考试要求] 1.能通过平移,分析得出一般的轴对称和中心对称公式和推论.2.会利用对称公式解决问题.
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__________.
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.
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. ( )
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
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
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-
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________.
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
[听课记录]
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.
[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=________.
[听课记录]
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
[听课记录]
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.
[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)=
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=-
[听课记录]
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.
[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________.
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