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如何求函数的对称中心和对称轴|探究拓宽

时间:2023-11-03 18:34:16浏览次数:32  
标签:求函数 函数 对称轴 奇函数 偶函数 对称中心 图象 3a 充要条件

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

【2019新人教 A 版\(P_{85}\) 练习第 \(3\) 题】

(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 .

【2019新人教 A 版\(P_{87}\) 拓广探究第 \(13\) 题】我们知道, 函数 \(y=f(x)\) 的图象关于坐标原点成中心对称图形的充要条件是函数 \(y=f(x)\) 为奇函数[3], 有同学发现可以将其推广为: 函数 \(y=f(x)\) 的图象关于点 \(P(a, b)\) 成中心对称图形的充要条件是函数 \(y=f(x+a)-b\) 为奇函数[4].

(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.

应用


  1. 一般地,设函数 \(f(x)\) 的定义域为 \(D\),如果 \(\forall x \in D\), 都有 \(-x \in D\), 且 \(f(-x)=f(x)\),那么函数 \(f(x)\) 就称为偶函数; ↩︎

  2. 一般地,设函数 \(f(x)\) 的定义域为 \(D\),如果 \(\forall x \in D\), 都有 \(-x \in D\), 且 \(f(-x)=-f(x)\),那么函数 \(f(x)\) 就称为奇函数; ↩︎

  3. 具体见本页例题2的(2). ↩︎

  4. 待后整理, ↩︎

标签:求函数,函数,对称轴,奇函数,偶函数,对称中心,图象,3a,充要条件
From: https://www.cnblogs.com/wanghai0666/p/17807774.html

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