第2章 第4课时 函数的对称性-【名师导航】2025年高考数学一轮总复习讲义(通用版)

2024-10-10
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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=________. 3 / 3 学科网(北京)股份有限公司 $$ 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.] 1 / 1 学科网(北京)股份有限公司 $$ 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.] 学科网(北京)股份有限公司 $$ 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________. 1 / 1 学科网(北京)股份有限公司 $$

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第2章 第4课时 函数的对称性-【名师导航】2025年高考数学一轮总复习讲义(通用版)
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