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§2.4 函数的对称性
考试要求 1.能通过平移,分析得出一般的轴对称和中心对称公式和推论.2.会利用对称公
式解决问题.
知识梳理
1.奇函数、偶函数的对称性
(1)奇函数关于原点对称,偶函数关于 y 轴 对称.
(2)若f(x-2)是偶函数,则函数f(x)图象的对称轴为 x =- 2 ;若f(x-2)是奇函数,则函数f(x)
图象的对称中心为 ( - 2,0) .
2.若函数y=f(x)的图象关于直线x=a对称,则f(a-x)=f(a+x);
若函数y=f(x)满足f(a-x)=-f(a+x),则函数的图象关于点 ( a ,0) 对称.
3.两个函数图象的对称
(1)函数y=f(x)与y=f(-x)关于 y 轴 对称;
(2)函数y=f(x)与y=-f(x)关于 x 轴 对称;
(3)函数y=f(x)与y=-f(-x)关于原点对称.
思考辨析
判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)
(1)函数y=f(x+1)是偶函数,则函数y=f(x)的图象关于直线x=1对称.( √ )
(2)函数y=f(x-1)是奇函数,则函数y=f(x)的图象关于点(1,0)对称.( × )
(3)若函数f(x)满足f(x-1)+f(x+1) =0,则f(x)的图象关于y轴对称.( × )
(4)若函数f(x)满足f(2+x)=f(2-x),则f(x)的图象关于直线x=2对称.( √ )
教材改编题
1.函数f(x)=图象的对称中心为( )
A.(0,0) B.(0,1)
C.(1,0) D.(1,1)
答案 B
解析 因为f(x)==1+,由y=向上平移一个单位长度得到y=1+,又y=关于(0,0)对称,
所以f(x)=1+的图象关于(0,1)对称.
2.已知定义在R上的函数f(x)在[-2,+∞)上单调递减,且f(-2-x)=f(-2+x),则f(-4)
与f(1)的大小关系为________.
答案 f(-4)>f(1)
解析 ∵f(-2-x)=f(-2+x),∴f(x)关于直线x=-2对称,
又f(x)在[-2,+∞)上单调递减,
∴f(-4)=f(0)>f(1),
故f(-4)>f(1).
3.偶函数y=f(x)的图象关于直线x=2对称,且当x∈[2,3]时,f(x)=2x-1,则f(-1)=
________.
答案 5
解析 ∵f(x)为偶函数,
∴f(-1)=f(1),
由f(x)的图象关于x=2对称,
可得f(1)=f(3)=2×3-1=5.
题型一 轴对称问题
例1 (1)已知定义在R上的函数f(x)是奇函数,对x∈R都有f(x+1)=f(1-x),当f(-3)=
-2时,则f(2 023)等于( )
A.-2 B.2 C.0 D.-4
答案 B
解析 定义在R上的函数f(x)是奇函数,且对x∈R都有f(x+1)=f(1-x),
故函数f(x)的图象关于直线x=1对称,
∴f(x)=f(2-x),
故f(-x)=f(2+x)=-f(x),
∴f(x)=-f(2+x)=f(4+x),
∴f(x)是周期为4的周期函数.
则f(2 023)=f(505×4+3)=f(3)=-f(-3)=2.
(2)已知函数f(x)的定义域为R,且f(x+2)为偶函数,f(x)在[2,+∞)上单调递减,则不等式
f(x-1)>f(1)的解集为________.
答案 (2,4)
解析 ∵f(x+2)是偶函数,
∴f(x+2)的图象关于直线x=0对称,
∴f(x)的图象关于直线x=2对称,
又f(x)在[2,+∞)上单调递减,
∴f(x)在(-∞,2]上单调递增.
又f(x-1)>f(1),
∴|x-1-2|<|1-2|,即|x-3|<1,解得2f(1)的解集为( )
A.(-∞,e)∪(e3,+∞) B.(1,e2)
C.(e,e3) D.(e,+∞)
答案 C
解析 因为函数f(x+2)是R上的偶函数,所以f(x)的图象关于直线x=2对称,在[2,+∞)
上恒有<0(x≠x),当xf(x),所以f(x)在[2,+∞)上单调递减,f(x)在(-∞,2)
1 2 1 2 1 2
上单调递增,不等式f(ln x)>f(1)需满足|ln x-2|<|1-2|⇒1;
(2)求函数g(x)=图象的对称中心.
解 (1)对任意的x∈R,2x+2-x>0,故函数f(x)的定义域为R,
又因为函数f(x)=为奇函数,则f(0)==0,解得a=1,
所以f(x)=,下面验证函数f(x)=为奇函数,
f(-x)==-f(x),故函数f(x)=为奇函数,
由f(x)===>,得2·4x>4,即22x+1>22,
所以2x+1>2,解得x>,
因此不等式f(x)>的解集为.
(2)g(x)==,
则g(-x)=,
所以g(x)+g(-x)==2,
因此函数g(x)=图象的对称中心为(0,1).10.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;
(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.
解 (1)设函数f(x)=x3-3x2图象的对称中心为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,故解得
所以函数f(x)=x3-3x2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.
11.(多选)已知函数y=f(x),x∈R,下列4个命题中是真命题的是( )
A.若y=f(x+1)为偶函数,则f(x)的图象自身关于直线x=1对称
B.函数f(x-1)与f(1-x)的图象关于直线x=1对称
C.若f(x)为奇函数,且f(x+2)=-f(x),则f(x)的图象自身关于点(1,0)对称
D.若f(x)为奇函数,且f(x)=f(-x-2),则f(x)的图象自身关于直线x=1对称
答案 ABD
解析 对于A,若y=f(x+1)为偶函数,其函数图象关于直线x=0对称,故y=f(x+1)的图
象向右平移1个单位长度得f(x)的图象,故f(x)的图象自身关于直线x=1对称,正确;
对于B,将f(x)的图象向右平移1个单位长度,可得f(x-1)的图象,将f(x)的图象关于y轴对
称得f(-x)的图象,然后将其图象向右平移1个单位长度得f(1-x)的图象,故f(x-1)与f(1-
x)的图象关于直线x=1对称,故正确;
对于C,若f(x)为奇函数,且f(x+2)=-f(x)=f(-x),故f(x+1)=f(1-x),所以f(x)的图象自
身关于直线x=1对称,故不正确;
对于D,因为f(x)为奇函数,且f(x)=f(-x-2),故f(x+2)=-f(x)=f(-x),所以f(x)的图象
自身关于直线x=1对称,故正确.
12.已知函数f(x)满足f(x+2)是偶函数,若函数y=|x2-4x-5|与函数y=f(x)图象的交点为
(x,y),(x,y),…,(x,y),则横坐标之和x+x+…+x=________.
1 1 2 2 n n 1 2 n
答案 2n
解析 因为f(x+2)是偶函数,所以函数f(x+2)的图象关于直线x=0对称,
又因为函数f(x+2)向右平移2个单位长度得到函数f(x)的图象,
所以函数f(x)的图象关于直线x=2对称,
因为y=|x2-4x-5|=|(x-2)2-9|,所以函数y=|x2-4x-5|的图象也关于直线x=2对称,
所以x+x+…+x=·4=2n.
1 2 n
13.已知函数f(x)=则此函数图象上关于原点对称的点有( )
A.0对 B.1对 C.2对 D.3对
答案 B
解析 作出函数y=f(x)的图象,如图所示,
再作出-y=f(-x),记为曲线C,
由图象可知,满足条件的对称点只有一对,图中的A,B就是符合题意的点.
14.已知函数f(x)=则满足f(2+log x)>f(1-log x)的x的取值范围是( )
4 4
A. B.
C.(0,2) D.(2,+∞)
答案 A
解析 当x≤2时,f(x)=x-2-4=22-x-4=2|x-2|-4,
当x>2时,f(x)=2x-2-4=2|x-2|-4,
所以对任意的x∈R,f(x)=2|x-2|-4,
则f(4-x)=2|4-x-2|-4=2|x-2|-4=f(x),所以函数f(x)的图象关于直线x=2对称,
因为函数f(x)在[2,+∞)上单调递增,
由f(2+log x)>f(1-log x)可得|2+log x-2|>|1-log x-2|,
4 4 4 4
即|log x|>|1+log x|,不等式|log x|>|1+log x|两边平方得log x<-,解得0