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课时测评10 函数的对称性
(时间:60分钟 满分:85分)
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(1-10题,每小题5分,共50分)
1.若函数f(x)=的图象关于点(1,2)对称,则a=( )
A.-2 B.-1
C.1 D.2
答案:D
解析:f(x)==a+关于点(1,2)对称,则a=2.故选D.
2.(2025·广西桂林模拟)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正确;因为f(2-x)=2x+,则f(2-x)+f(x)≠0,故B错误;f(-x)=2-x+=4·2x+,则f(-x)≠f(x),故C错误;因为f(-x)=4·2x+,则f(-x)≠-f(x),故D错误.故选A.
3.(2025·四川成都模拟)已知函数f(x)=ex-e2-x,若实数m,n满足f(m)+f(n)=0,则m+n=( )
A.1 B.2
C.e D.4
答案:B
解析:函数f(x)=ex-e2-x,f(2-m)+f(m)=e2-m-em+(em-e2-m)=0,所以f(x)=ex-e2-x关于(1,0)对称,而f(m)+f(n)=0,因此f(2-m)=f(n),所以m+n=2.故选B.
4.(2025·福建泉州模拟)已知y=f(x+1)+1为奇函数,则f(-1)+f(0)+f(1)+f(2)+f(3)=( )
A.6 B.5
C.-6 D.-5
答案:D
解析:由题y=f(x+1)+1为奇函数,则f(-x+1)+1=-f(x+1)-1,所以f(-x+1)+f(x+1)=-2⇒f(2-x)+f(x)=-2,所以f(x)关于(1,-1)对称,所以f(-1)+f(0)+f(1)+f(2)+f(3)=[f(-1)+f(3)]+f(1)+[f(0)+f(2)]=-2-1-2=-5.故选D.
5.已知定义域为R的偶函数f(x)满足f(2-x)=f(x),当0≤x≤1时,f(x)=e1-x-1,则方程f(x)=在区间[-3,5]上所有解的和为( )
A.6 B.12
C.10 D.8
答案:D
解析:因为f(2-x)=f(x),所以f(x)的图象关于直线x=1对称,令h(x)=,则h(x)的图象关于直线x=1对称,作出函数f(x),h(x)在区间[-3,5]的图象,
由图可知,h(x)与f(x)的图象在区间[-3,5]上共有8个交点,且两函数的图象均关于直线x=1对称,所以方程f(x)=在区间[-3,5]上所有解的和为4×2=8.故选D.
6.(多选题)已知函数f(x)的定义域为R,则下列说法正确的是( )
A.若f(x+2)=-f(-x),则函数y=f(x)的图象关于(1,0)对称
B.函数y=-f(2-x)与函数y=f(x)的图象关于(1,0)对称
C.函数y=f(-1+x)-f(1-x)的图象关于(1,0)对称
D.函数y=f(1+x)-f(1-x)的图象关于(1,0)对称
答案:ABC
解析:若f(x+2)=-f(-x),即f(x+2)+f(-x)=0,则函数y=f(x)的图象关于(1,0)对称,故A正确;若点(x,y)在y=f(x)上,则点(2-x,-y)在y=-f(2-x)的图象上,且点(x,y)与点(2-x,-y)关于点(1,0)对称,则函数y=-f(2-x)与函数y=f(x)的图象关于(1,0)对称,故B正确;设g(x)=f(-1+x)-f(1-x),则g(2-x)+g(x)=f(1-x)-f(x-1)+f(-1+x)-f(1-x)=0,故函数y=f(-1+x)-f(1-x)的图象关于(1,0)对称,故C正确;令g(x)=f(1+x)-f(1-x),则g(2-x)+g(x)=f(3-x)-f(x-1)+f(1+x)-f(1-x)不恒为0,故函数y=f(1+x)-f(1-x)的图象不关于(1,0)对称,故D错误.故选ABC.
7.(多选题)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)的图象关于直线x=2对称
C.函数f(x)为偶函数 D.函数f(x)的图象关于点(3,0)对称
答案:BCD
解析:对于A,因为f(x+2)+f(x)=0,则f(x+4)+f(x+2)=0,可得f(x+4)=f(x),所以函数f(x)的周期为4,故A错误;对于B, 因为y=f(2-x)为偶函数,则f(2-x)=f(2+x),所以函数f(x)的图象关于直线x=2对称,故B正确;对于C,因为函数f(x)的图象关于直线x=2对称,则f(-x)=f(4+x),由函数f(x)的周期为4,可得f(-x)=f(4+x)=f(x),所以函数f(x)为偶函数,故C正确;对于D,因为f(-x)=f(x),且f(x+2)+f(x)=0,可得f(x+2)+f(-x)=0,又因为函数f(x)的周期为4,则f(x+6)+f(-x)=0,所以函数f(x)的图象关于点(3,0)对称,故D正确.故选BCD.
8.(开放题)(2025·山东潍坊模拟)请写出同时满足下面三个条件的一个函数解析式f(x)= .
①f(1-x)=f(1+x);②f(x)至少有两个零点;③f(x)有最小值.
答案:x2-2x(答案不唯一)
解析:取f(x)=x2-2x,其对称轴为x=1,满足①f(1-x)=f(1+x),令f(x)=x2-2x=0,解得x=0或2,满足②f(x)至少有两个零点,f(x)=x2-2x=(x-1)2-1,当x=1时,f(x)min=-1,满足③f(x)有最小值.(答案不唯一).
9.(2025·福建龙岩模拟)定义在R上的函数f(x)满足f(2+x)=f(2-x),且f(x)在(-∞,2]上单调递减,则不等式f(2x+3)≤f(1)的解集为 .
答案:[-1,0]
解析:因为函数f(x)满足f(2+x)=f(2-x),则f(x)关于直线x=2对称,又因为f(x)在上单调递减,则f(x)在上单调递增,则由f≤f(1)得,即≤1,解得-1≤x≤0,则解集为[-1,0].
10.已知函数f(x)满足f+f=-12,若g(x)=f(x)+x,则g= .
答案:76
解析:由题可知g(x+10)+g(-x+10)=f(x+10)+f(-x+10)+(x+10)+(-x+10)=8,令x=0,g(10)+g(10)=8,则g(10)=4,所以g(i)=8×9+4=76.
(11、12题,每小题5分,共10分)
11.(2025·广东广州期末)已知函数f(x)=ln+ax+2a+bsin,则f(x)图象有如下性质( )
A.关于点中心对称 B.关于直线x=b轴对称
C.关于点中心对称 D.关于点中心对称
答案:C
解析:f(-x+4)=ln+a(-x+4)+2a+bsin(-x+4-2)=-ln-ax+6a-bsin(x-2),故f(-x+4)+f(x)=8a,故f(x)关于点(2,4a)中心对称,故C正确,A,D错误;对于B,f(-x+2b)=ln+a(-x+2b)+2a+bsin(-x+2b-2)≠f(x),故f(x)不关于直线x=b轴对称,故B错误.故选C.
12.(2025·天津期末)设函数f(x)=若∃x∈R且x≠0,使得f=f成立,则实数a的取值范围为 .
答案:(-1,+∞)
解析:由题意f(x)的图象上存在两点关于直线x=对称,又y=-x2+x=-+是对称轴为x=的抛物线,所以当a>时,显然满足题意,当a≤时,f(x)=-x2+x(x<a)是增函数,不存在关于直线x=对称的点,所以不妨设t>0,由f=f得-=-+-t,解得t=,所以-<a,即a>-1,即-1<a≤,综上,a>-1,则实数a的取值范围为(-1,+∞).
13.(15分)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;(10分)
(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.(5分)
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
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.
(14、15题,每小题5分,共10分)
14. (多选题)(2025·江西新余期末)太极图被称为“中华第一图”,闪烁着中华文明进程的光辉,它是由黑白两个鱼形纹组成的图案,俗称阴阳鱼,太极图展现了一种相互转化,相对统一的和谐美.定义:若一个函数的图象能够将圆O的周长和面积同时等分成两个部分,则称该函数为圆O的一个“太极函数”,设圆O:x2+y2=1,则下列说法中正确的是( )
A.函数y=x3+x是圆O的一个太极函数
B.函数f(x)的图象关于原点对称是f(x)为圆O的太极函数的充要条件
C.圆O的所有非常数函数的太极函数都不能为偶函数
D.函数y=sin x是圆O的一个太极函数
答案:AD
解析:对于A,设y=f(x)=x3+x,因为f(-x)=(-x)3+(-x)=-x3-x=-f(x),所以函数y=x3+x是奇函数,它的图象将圆O的周长与面积同时等分,如图①所示:所以函数y=x3+x是圆O的一个太极函数,故A正确;对于C,如图②所示:
函数y=g(x)是偶函数,y=g(x)也是圆O的一个太极函数,故C不正确;对于B,根据选项C的分析,圆O的太极函数可以是偶函数不一定关于原点对称,故B不正确;对于D,因为y=sin x是奇函数,所以它的图象将圆x2+y2=1的周长与面积同时等分,如图③所示.因此函数y=sin x是圆O的一个太极函数,故D正确.故选AD.
15.(2025·湖南长沙开学考)我们知道,设函数f(x)的定义域为I,如果对任意x∈I,都有2a-x∈I,且f(x)+f=2b,那么函数y=f(x)的图象关于点P成中心对称.若定义在R上的函数f(x)=-2x3+的图象关于点(0,1)成中心对称,则实数c的值为 ;若f(-t2)+f(5t+6)>2,则实数t的取值范围是 .
答案:2 (-∞,-1)∪
解析:因为函数f(x)=-2x3+的图象关于点(0,1)成中心对称,所以f(x)+f(-x)=2,即-2x3++2x3+=2,即=2,所以c=2,又因为f(x)=-2x3+在定义域R上单调递减,令g(x)=f(x)-1=-2x3+-1,因为函数f(x)的图象关于点(0,1)成中心对称,所以g(x)的图象关于(0,0)对称,且g(x)=f(x)-1=-2x3+-1单调递减,因为f(-t2)+f(5t+6)>2,即f(-t2)-1>-f(5t+6)+1,即g>-g,也即g>g,所以-t2<-5t-6,则-t2+5t+6<0,解得t<-1或t>6,故实数t的取值范围是(-∞,-1)∪.
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