关于对函数对称性的总结
关于对函数对称性的总结
Lingerbhw233概念描述
函数对称性的最突出的作用为“知一半而得全部”,即一旦函数具备对称性,则只需分析函数一侧的性质即可,从而得到整个函数的性质。主要体现在以下几点:
(1) 函数的定义域关于对称轴或者对称中心对称;
(2) 可利用对称性求得某些点的函数值;
(3) 在作图时,只需要作出一侧的图像,另外一侧利用对称性即可画出;
(4) 极值点关于对称轴或者对称中心对称;
(5) 在轴对称的函数中,关于对称轴对称的两个单调区间的单调性是相反的;在中心对称的函数中,关于对称中心对称的两个单调区间单调性相同。
常见公式
轴对称
函数轴对称的定义: 如果一个函数的图像沿一条直线对折,直线两侧的图像能够完全重合,则称该函数具备对称性的轴对称,该直线称为该函数的对称轴。
轴对称常见形式:
若$f(x)=f(2a-x)$,则有$f(x)$关于直线$x=a$对称
若$f(x+a)=f(a-x)$,则有$f(x)$关于直线$x=a$对称
若$f(x+a)=f(b-x)$,则有$f(x)$关于直线$x=\frac{a+b}{2}$对称
简单推导
如图
(这是图)
取定义域上的任意一个$x$,因为$f(x)=f(2a-x)$,所以对于任意一个$x$值,都有$x$与$ 2a-x$关于$x=\frac{x+2a-x}{2}$即$x=a$对称
故同理可证后两个结论
中心对称
若有$f(x+a)+f(b-x)=c$,则$f(x)$一定关于$(\frac{a+b}{2},\frac{c}{2})$对称
特别的,当c=0时,若$f(x)$在0处有定义,则$f(0)=0$且$f(x)$为奇函数
简单推导
如图
(这是图)
若有$f(x+a)+f(b-x)=c$
设点$P(x+a,f(x+a))$为函数$f(x)$上任意一点,则$P$关于$(\frac{a+b}{2},\frac{c}{2})$为$P’(b-x,-f(x+a)+c)$
因为$f(x+a)+f(b-x)=c$
所以$f(b-x)=c-f(x+a)$
即$P’(b-x,f(b-x))$
故$P’$一定在函数$f(x)$上,且关于$(\frac{a+b}{2},\frac{c}{2})$与$P$中心对称
即$f(x)$关于点$(\frac{a+b}{2},\frac{c}{2})$中心对称
例题
已知定义域为$R$的函数$f(x)$满足$f(-x)=-f(x+4)$,且函数$f(x)$在区间$(2,+\infty )$单调递增,
若$x_{1}<2<x_{2}$,且$x_{1}+x_{2}<4$,则$f(x_{1})+f(x_{2})$的值的正负情况为
解:
因为 $f(-x)=-f(x+4)$,则有$f(x)$关于$(2,0)$中心对称
因为$x_{1}+x_{2}<4$,可得$x_{2}<4-x_{1}$
又$x_{2}>2$,所以$f-x_{1}>2$
又$f(x)$在区间$(2,+\infty )$单调递增
所以$f(4-x_{1})<f(x_{2})$
因为 $f(-x)=-f(x+4)$
所以$f(4-x_{1})=-f(x_{1})$
即$-f(x_{1})>f(x_{2})$
$f(x_{1})+f(x_{2})<0$
故原式恒小于0