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对称性和周期性都是函数的重要性质,而这两种性质之间,有没有什么关联呢?今天我们就来通过几个例子,轴对称、中心对称与周期性之间的关系。
先看例题
例:f(x)是定义在R上的奇函数,
,
时,
,则f(31)等于()
根据已知,由函数为奇函数,可以找到一个对称中心,
根据
,能够找到函数的一条对称轴即x=1
由周期函数的知识,可知:
所以函数是以T=4为周期的函数,所以:
一般规律:
若函数f(x)的图象关于点(a,0)和直线x=b对称,
则函数f(x)必为周期函数,4|a-b|是它的一个周期;
整理:
若函数f(x)关于直线x=a和直线x=b对称,
则函数f(x)必为周期函数,2|a-b|是它的一个周期;
若函数f(x)关于点(a,0)和点(b,0)对称,
则函数f(x)必为周期函数,2|a-b|是它的一个周期;
若函数f(x)关于点(a,0)和直线x=b对称,
则函数f(x)必为周期函数,4|a-b|是它的一个周期;
练:f(x)是定义在R上的奇函数,
,当
时,
,则
=
根据已知,由奇函数我们知道,函数有对称中心为(0,0)
又根据
,函数有一条对称轴为,x=1
所以原函数是一个周期函数,且T=4|1-0|=4
所以
注意:此类周期函数的周期,与轴对称,与中心对称所提到的周期算法不一致!
总结:
1.如果函数有不同的对称中心和对称轴,那么它一定是周期函数
2.该类函数的周期为T=4|a-b|
练习:
1.定义域为的函数满足,且为偶函数,则
( )
(A)是周期为4的周期函数 (B)是周期为8的周期函数
(C)是周期为12的周期函数 (D)不是周期函数
2.若函数
在
上是奇函数,且在
上是增函数,且
.
①求
的周期;
②证明
的图象关于点
中心对称;关于直线
轴对称,
;
③讨论
在
上的单调性;
3.已知函数
对任意实数
均有
,且存在非零常数
(1)求
的值;
(2)判断
的奇偶性并证明;
(3)求证
是周期函数,并求出
的一个周期.
答案:
1.C
2.
解: ①由已知
,故周期
.
②设
是图象上任意一点,则
,且
关于点
对称的点为
.P关于直线
对称的点为
∵
,∴点
在图象上