预备知识
1、多项式函数\(y=f(x)=ax^4+bx^3+cx^2+dx+e\) 为奇函数的充要条件是\(a=c=e=0\) .
分析:由于函数 \(f(x)\) 为奇函数,故有 \(f(-x)+f(x)=0\) 恒成立,
即\(\bigg[a(-x)^4+b(-x)^3+c(-x)^2+d(-x)+e\bigg]\)\(+\)\(\bigg(ax^4+bx^3+cx^2+dx+e\bigg)=0\) 恒成立,
即 \(2a\cdot x^4+2c\cdot x^2+2e=0\) 恒成立,
即\(a\cdot x^4+c\cdot x^2+e=0\)对 \(\forall x\in R\) 都成立,故 $a=c=e=0 $。
小应用:已知函数 \(f(x)=x^3+(a-1)x^2+ax\)为 奇函数,则 \(a=1\) ;
2、多项式函数 \(y=ax^4+bx^3+cx^2+dx+e\) 为偶函数的充要条件是 \(b=d=0\) .
分析:仿上例可说明。
探究引申
(1). 从偶函数的定义[1]出发, 证明函数 \(y=f(x)\) 是偶函数的充要条件是它的图象关于 \(y\) 轴对称;
证明:
充分性: 如果 \(f(x)\) 的图象关于 \(y\)轴对称, 则 \(f(x)=f(-x)\), 所以\(f(x)\) 是偶函数;
必要性: 由偶函数的定义知, 任取 \(x \in A\), 都有 \(-x \in A\) 且 \(f(-x)=f(x)\),
所以\(P(x, f(x))\) 与 \(P^{\prime}(-x, f(-x))\) 关于 \(y\) 轴对称 .
由任意性可得 \(f(x)\) 的图象关于 \(y\) 轴对称 .
(2). 从奇函数的定义[2]出发, 证明函数 \(y=f(x)\) 是奇函数的充要条件是它的图象关于原点对称 .
证明:
充分性: 如果 \(f(x)\) 的图象关于原点对称,则 \(f(-x)=-f(x)\),所以 \(f(x)\) 是奇函数;
必要性: 由奇函数的定义知, 任取 \(x \in A\), 都有 \(-x \in A\) 且 \(f(-x)=-f(x)\),
所以 \(P(x, f(x))\) 与 \(P^{\prime}(-x, f(-x))\) 关于点 \((0,0)\)对称,
由任意性可得 \(f(x)\) 的图象关于 \((0,0)\) 对称 .
(1). 求函数 \(f(x)=x^3-3 x^2\) 图象的对称中心;
解析:\(f(x+a)=(x+a)^3-3(x+a)^2\)
\(=x^3+2ax^2+a^2x+ax^2+2a^2x+a^3-3x^2-6ax-3a^2\)
\(=x^3+(3a-3)x^2+(3a^2-6a)x+a^3-3a^2\)
所以有,
\(y=f(x+a)-b\)
\(=x^3+(3a-3)x^2+(3a^2-6a)x+a^3-3a^2-b\) 奇函数,
则有,\(\left\{\begin{array}{l}{3a - 3 =0,}\\{a^{3} -3a^{2}-b = 0,}\end{array}\right.\)
解之得到,\(\left\{\begin{array}{l}a=1,\\b=-2.\end{array}\right.\)
所以,\(f(x)=x^3-3x^2\) 的对称中心为 \((1,-2)\) .
(2). 类比上述推广结论, 写出 “函数 \(y=f(x)\) 的图象关于 \(y\) 轴成轴对称图形的充要条件是函数 \(y=f(x)\) 为偶函数” 的一个推广结论.
分析: 函数 \(f(x)\) 的图象关于直线 \(x=a\) 对称的充要条件是 \(y=f(x+a)\) 为偶函数.