内容正文:
课时作业(十) 函数的对称性
基础过关练
一、单项选择题
1.下列函数的图象中,既是轴对称图形又是中心对称图形的是( )
A.y= B.y=lg |x|
C.y=tan x D.y=x3
答案 A
解析 y=的图象关于y=x、坐标原点(0,0)分别成轴对称和中心对称,故A正确;
y=lg |x|为偶函数,其图象关于y轴对称,但无对称中心,故B错误;
y=tan x关于点(k∈Z)成中心对称,但无对称轴,故C错误;
y=x3为奇函数,其图象关于坐标原点(0,0)成中心对称,但无对称轴,故D错误.
2.(2025·聊城检测)函数y=2-x与y=-2x的图象( )
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轴对称
答案 C
解析 令f(x)=2x,则-f(-x)=-2-x,
∵y=f(x)与y=-f(-x)的图象关于原点对称,
∴y=2-x与y=-2x的图象关于原点对称.
3.(2025·襄阳模拟)已知函数f(x)=2x+(x∈R),则f(x)的图象( )
A.关于直线x=1对称
B.关于点(1,0)对称
C.关于直线x=0对称
D.关于原点对称
答案 A
解析 由已知可得,f(2-x)=22-x+=+4·=+2x=f(x),所以f(x)的图象关于直线x=1对称,故A项正确;
因为f(2-x)=2x+,则f(2-x)≠-f(x),故B项错误;
f(-x)=2-x+=4·2x+,则f(-x)≠f(x),故C项错误;
因为f(-x)=4·2x+,则f(-x)≠-f(x),故D项错误.
4.(2025·赣州联考)已知函数f(x)在上单调递增,满足对任意x∈R,都有f =f ,若f(x)在区间(a,2a-1)上单调递减,则实数a的取值范围为( )
A. B.
C. D.(-∞,2]
答案 C
解析 由f =f ,得函数f(x)图象的对称轴是直线x=,
因为函数f(x)在上单调递增,
所以函数f(x)在上单调递减,
因为f(x)在区间(a,2a-1)上单调递减,
则解得1<a≤.
所以实数a的取值范围为.
5.已知函数f(1-x)的图象与函数f(2+x)的图象关于直线x=m对称,则m等于( )
A.3 B.
C.-1 D.-
答案 D
解析 设点P(x,y)在函数y=f(1-x)的图象上,点P关于直线x=m的对称点Q(x′,y′),
则则
则y′=f(1-2m+x′),
即y=f(1-2m+x)与y=f(1-x)关于直线x=m对称,
则1-2m=2,得m=-.
6.(2025·南宁模拟)已知函数f(x),g(x)的定义域均为R,且f(x)+f(2-x)=4,g(x)=f(x-1)+1,若g(x+1)为偶函数,且f(2)=0,则g(2022)+g(2023)= ( )
A.5 B.4
C.3 D.0
答案 B
解析 ∵f(x)+f(2-x)=4,∴f(x)以(1,2)为对称中心,且f(1)=2.
∵g(x+1)=g(-x+1)即f(x)+1=f(-x)+1,
∴f(x)为偶函数,以y 轴为对称轴.
∴f(-(2-x))=f(2-x),即f(x-2)=f(2-x),
由f(x)+f(2-x)=4 知,f(x+2)+f(x)=4,
∴f(x+2)=f(2-x),f(x+2)=f(x-2),
从而f(x+2+2)=f(x+2-2),即f(x+4)=f(x),
∴f(x)的周期为4,∴g(x)的周期为4,
故g(2022)+g(2023)=g(2)+g(-1)=f(1)+1+f(-2)+1=2+1+0+1=4.故选B.
二、多项选择题
7.(2025·南昌模拟)对于两个实数a,b,设min{a,b}= 则“t=1 ”是“函数f(x)=min{|x|,|x-t|} 的图象关于直线x= 对称”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充分必要条件
D.既不充分也不必要条件
答案 C
解析 如图,在同一个坐标系中做出两个函数y=|x| 与y=|x-t| 的图象,
则函数f(x)=min{|x|,|x-t|} 的图象为两个图象中较低的一个,即为图象中实线部分,
根据图象令x=-x+t,解得x=,
分析可得其图象关于直线x= 对称,
要使函数f(x)=min{|x|,|x-t|} 的图象关于直线x= 对称,则t的值为t=1,
当t=1 时,函数f(x)=min{|x|,|x-t|} 的图象关于直线x= 对称,
所以“t=1”是“函数f(x)=min{|x|,|x-t|}的图象关于直线x=对称”的充分必要条件.故选C.
8.已知函数y=f(x)在[1,+∞)上单调递增,且f(1-x)=f(1+x),则( )
A.f(0)=f(2) B.f(-1)<f(4)
C.f(2x+1)<f(1) D.f(x+1)为偶函数
答案 ABD
解析 由f(1-x)=f(1+x)知,函数f(x)的图象关于直线x=1对称,
所以f(0)=f(2),故A正确;
又f(x)在[1,+∞)上单调递增,
所以f(x)在(-∞,1]上单调递减,
因为f(x)的图象关于直线x=1对称,
所以f(-1)=f(3)<f(4),故B正确;
因为1<2x+1,f(x)在[1,+∞)上单调递增,
所以f(1)<f(2x+1),故C错误;
因为函数f(x)的图象关于直线x=1对称,
所以函数f(x+1)的图象关于直线x=0对称,
即函数f(x+1)的图象关于y轴对称,
所以f(x+1)为偶函数,故D正确.
三、填空题
9.(2025·苏州模拟)写出一个同时满足条件:①f(x+2)=f(x),②f(1-x)=f(1+x)的非常数函数.则f(x)=________.
答案 cos πx(形如a cos πx+b或a+b或a+b或a+b等)
解析 因为f(x+2)=f(x),f(1-x)=f(1+x),
所以函数的周期T=2,函数的对称轴为直线x=1,
故可取函数f(x)=cos πx.
10.(2025·荆州统考)已知定义在R上的奇函数f(x)满足f(2-x)=f(-x),设函数f(x)与函数y=的图象交于点(x1,y1),(x2,y2),…,(xn,yn),则(xi+yi)的值为________.
答案 n
解析 ∵函数f(x)是奇函数,
∴f(-x)=-f(x),
则f(2-x)+f(x)=0,
∴函数f(x)的图象关于点(1,0)对称,
∵函数y=的图象是由函数y=的图象向右平移1个单位长度得到的,
∴函数y=的图象关于点(1,0)对称,
∴函数f(x)与函数y=的图象的交点也关于点(1,0)对称,
∴(xi+yi)=i+i=2×+0×=n.
四、解答题
11.(2025·邢台检测)已知函数f(x)=log2|x-2|+x2-4x.
(1)判断并证明函数f(x)的对称性;
(2)求f(x)的单调区间.
解 (1)f(x)的图象关于直线x=2对称.
证明:由|x-2|>0,得x≠2,所以f(x)的定义域为(-∞,2)∪(2,+∞).
因为f(2-x)=log2|x|+(2-x)2-4(2-x)=log2|x|+x2-4,
f(2+x)=log2|x|+(2+x)2-4(2+x)=
log2|x|+x2-4,
所以f(2+x)=f(2-x),
所以f(x)的图象关于直线x=2对称.
(2)设y1=log2|x-2|,y2=x2-4x,
当x>2时,y1=log2|x-2|=log2(x-2)单调递增,y2=x2-4x也单调递增,
故f(x)=log2|x-2|+x2-4x在(2,+∞)上单调递增.
又f(x)的图象关于直线x=2对称,
故f(x)的单调递增区间为(2,+∞),单调递减区间为(-∞,2).
12.函数y=f(x)的图象关于点P(a,b)成中心对称的充要条件是函数y=f(x+a)-b为奇函数.
(1)若f(x)=x3-3x2,求此函数图象的对称中心;
(2)类比上述推广结论,写出“函数y=f(x)的图象关于y轴成轴对称的充要条件是函数y=f(x)为偶函数”的一个推广结论.
解 (1)设函数f(x)=x3-3x2的图象的对称中心为点P(a,b),g(x)=f(x+a)-b,
则g(x)为奇函数,故g(-x)=-g(x),
故f(-x+a)-b=-f(x+a)+b,
即f(-x+a)+f(x+a)=2b,
即[(-x+a)3-3(-x+a)2]+[(x+a)3-3(x+a)2]=2b.
整理得(3a-3)x2+a3-3a2-b=0,
故解得
所以函数f(x)=x3-3x2的图象的对称中心为(1,-2).
(2)推论:函数y=f(x)的图象关于直线x=a成轴对称的充要条件是函数y=f(x+a)为偶函数.
考能提升练
13.设函数f(x)定义域为R,若f(x+2),f(x-2)都为奇函数,则下面结论成立的是( )
A.f(x)为奇函数 B.f(x)为偶函数
C.f(x)=f(x+4) D.f(x+6)为奇函数
答案 D
解析 因为f(x+2),f(x-2)都为奇函数,即f(x)关于(-2,0)和(2,0)对称,所以f(-x)+f(4+x)=0,f(-x)+f(-4+x)=0,所以f(-4+x)=f(4+x),所以f(x)=f(8+x),因为f(x-2)=-f(-x-2),所以f(x-2+8)=-f(-x-2+8),即f(x+6)=-f(-x+6),所以f(x+6)为奇函数.
14.(多选)(2025·大连质检)若定义在R上的减函数y=f(x-2)的图象关于点(2,0)对称,且g(x)=f(x)+1,则下列结论一定成立的是( )
A.g(2)=1
B.g(0)=1
C.不等式f(x+1)>f(1-2x)的解集为(-∞,0)
D.g(-1)+g(2)<2
答案 BCD
解析 ∵定义在R上的减函数y=f(x-2)的图象关于点(2,0)对称,
将y=f(x-2)的图象向左平移2个单位长度即可得到函数y=f(x)的图象,
∴函数y=f(x)的图象关于点(0,0)对称,即f(x)为奇函数,∴f(0)=0,
∵g(x)=f(x)+1,∴g(0)=f(0)+1,
∴g(0)=1,故B选项正确;
∵y=f(x-2)为减函数,∴f(x)为减函数,
∴g(x)=f(x)+1为减函数,
又g(0)=1,则g(2)≠1,故A选项错误;
∵f(x+1)>f(1-2x),且f(x)为减函数,
∴x+1<1-2x,解得x<0,故C选项正确;
g(-1)+g(2)=f(-1)+f(2)+2
=-f(1)+f(2)+2,
∵f(1)>f(2),
∴g(-1)+g(2)<2,故D选项正确.
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