内容正文:
微专题系列❷——奇偶性的一般化:对称性
类型1 中心对称
【例1】 已知函数f(x)=ln (-x)+1,f(a)=4,则f(-a)=________.
答案:-2 解析:根据函数奇偶性的定义可知g(x)=ln (-x)是奇函数,因此函数f(x)=g(x)+1,也即f(x)是由奇函数g(x)向上平移一个单位长度得到.对于奇函数g(x),有g(a)+g(-a)=0,则f(a)=g(a)+1,f(-a)=g(-a)+1,于是f(a)+f(-a)=g(a)+g(-a)+2=2.从而f(-a)=2-f(a)=-2.
[思维过程]
明确目标→求f(-a).
提取信息→函数f(x)的解析式.
建立联系→从f(x)中分离出奇函数g(x)=ln (-x),将问题转化为函数图象平移问题,并结合g(x)图象的对称性求解f(-a)的值.
若g(x)是关于点(0,0)成中心对称的,则f(x)=g(x)+b关于点(0,b)成中心对称,则有f(x)+f(-x)=2b.也即若f(x)关于点(0,b)成中心对称,则f(x)+f(-x)=2b.更一般地,若f(x)关于点(a,b)成中心对称,则f(x)+f(2a-x)=2b.上述结论其实反映了中心对称函数的一般性质,同时也告诉我们,将奇函数平移可以得到中心对称函数,若逆向探讨,则可以得到任何一个中心对称函数平移后都可以变成奇函数,这样便可以得到对称中心.
对于轴对称图象,有如下结论(可以结合三角函数的对称性来记忆):
f(x)=f(-x)⇔f(x)关于直线x=0成轴对称;f(a+x)=f(a-x)⇔f(x)关于直线x=a成轴对称;f(x)=f(2a-x)⇔f(x)关于直线x=a成轴对称.
【练1】 已知函数f(x)(x∈R)满足f(-x)=2-f(x),若函数y=与y=f(x)图象的交点为(x1,y1),(x2,y2),…,(xm,ym),则(xi+yi)=( )
A.0 B.m C.2m D.4m
B 解析:由f(-x)=2-f(x)知f(x)的图象关于点(0,1)对称,而y==1+的图象也关于点(0,1)对称,因此两个函数的交点也关于点(0,1)对称,从而对于每一组对称点xi+x′i=0,yi+y′i=2,
所以(xi+yi)=i+i=(2i)=(yi+y′i)=×2m=m.
类型2 轴对称
【例2】 已知函数f(x)(x∈R)满足f(x)=f(2-x),若函数y=|x2-2x-3|与y=f(x)图象的交点为(x1,y1),(x2,y2),…,(xm,ym),则i=( )
A.0 B.m
C.2m D.4m
B 解析:根据轴对称的结论可知f(x)=f(2-x)的图象关于直线x=1对称,而y=|x2-2x-3|的图象也关于直线x=1对称,因此它们的交点也关于直线x=1对称,对于每一组对称点的横坐标有xi+xi′=2×1,则i=×(2i)=(xi+xi′)=×2×m=m.
[思维过程]
明确目标→求两图象交点横坐标之和.
提取信息→f(x)=f(2-x)及函数y=|x2-2x-3|与y=f(x)图象的交点坐标.
建立联系→f(x)=f(2-x)⇒f(x)的图象关于直线x=1成轴对称,函数y=|x2-2x-3|的图象也关于直线x=1成轴对称,从而它们的交点也关于直线x=1成轴对称.
【练2】 已知函数f(x)=x2-2x+a(ex-1+e-x+1)有唯一零点,则a=( )
A.- B. C. D.1
C 解析:函数f(x)=x2-2x+a(ex-1+e-x+1)由两个部分构成,即y=x2-2x和y=ex-1+e-x+1.不难发现,函数y=x2-2x的图象关于直线x=1对称.根据奇偶性的构成方式可知y=ex+e-x为偶函数,也即关于直线x=0对称,而y=ex-1+e-(x-1)的图象由y=ex+e-x的图象向右平移1个单位长度得到,也即函数y=ex-1+e-x+1的图象关于直线x=1对称.综上,函数f(x)=x2-2x+a(ex-1+e-x+1)的图象关于直线x=1对称.又由于函数f(x)有唯一零点,那么这个零点只能是x=1(可以类比二次函数有唯一零点只能是与x轴相切的情形),所以f(1)=12-2×1+a(e1-1+e-1+1)=0,解得a=.
[分级练(9)见P284]
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