文档文本内容
2.4 函数的对称性
1.奇函数、偶函数的对称性
(1)奇函数的图象关于原点对称,偶函数的图象关于y 轴
对称.
(2)若f(x+a)是偶函数,则函数f(x)图象的对称轴为x =
a ;若f(x+a)是奇函数,则函数f(x)的图象的对称中
心为( a ,0)
.
2.若函数y=f(x)满足f(a-x)=f(a+x),则函数的图象关于直线x=a 对称;
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.
常用的结论
对称性的四个常用结论
(1)y=f(x+a)是偶函数⇔f(a+x)=f(a-x)⇔y=f(x)的图象关于x=a 对称.
(2)y=f(x+a)是奇函数⇔f(a+x)=-f(a-x)⇔y=f(x)的图象关于点(a,0)对称.
(3)若函数y=f(x)满足f(a+x)=f(b-x),则y=f(x)的图象关于直线x=a+b
2
对称.
特别地,当a=b 时,即f(a+x)=f(a-x)或f(x)=f(2a-x)时,则y=f(x)的图象关于直线x=a 对称.
(4)若函数y=f(x)满足f(x)+f(2a-x)=2b,则y=f(x)的图象关于点(a,b)对称.特别地,当b=0 时,即f(a+x)
+f(a-x)=0 或f(x)+f(2a-x)=0 时,则y=f(x)的图象关于点(a,0)对称.
考点一 判断或证明函数的对称性
考点二 由对称性求函数的解析式
考点三 由对称性研究单调性
考点四 由函数对称性求函数值或参数
考点一 判断或证明函数的对称性
1.(25-26 高二下·湖南长沙·期中)(多选)定义在
上的函数
满足
为偶函数,且
,
则下列说法中正确的有( )
A.函数
的图象关于直线
对称
B.函数
的图象关于直线
对称
C.函数
的图象关于
成中心对称
D.
【答案】BCD
【分析】先根据
为偶函数,可得到
的图象关于直线
对称,再根据
可得到
的图象关于直线
对称,进而可得到
的周期,再判断各个选项的正确性.
【详解】
为偶函数,
,
即
,
的图象关于直线
对称,
即函数
的图象关于直线
对称,故A 错误;
又
,
,
故函数
关于
中心对称,故C 正确;
而函数
有对称轴
,有对称中心点
,由对称性可得函数
关于直线
对称,故B 正确;
又
,
,
所以函数
为周期函数,周期是
,故D 正确.
2.(2026·吉林延边·三模)已知函数
,
.
(1)当
时,求函数
的图象在
处的切线方程;
(2)证明:函数
的图象是中心对称图形;
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)当
时,求得
,求得
,结合导数的几何意义,即可求解;
(2)根据题意,求得
,求得
,即可得证;
【详解】(1)解:当
时,
,可得
,
又由
,可得
,
所以函数
的图象在
处的切线方程
,即
.
(2)解:由函数
,
可得
,
所以
,
即
,即
,
所以函数
的图象关于点
中心对称.
3.(2026·辽宁锦州·二模)(多选)函数
,则( )
A.
B.
C.
存在对称轴D.
存在对称中心
【答案】ABC
【分析】通过
可发现函数
具有对称轴及最大值,再利用函数对称中心的特
点去分析
是否具有对称中心,将
化为
,通过构造函数
,结
合导数与单调性得到
,都有
,进一步证明
即可.
【详解】函数解析式可化为:
,
则
,选项A 正确;
因为函数
的图象关于直线
对称,且函数
的图象也关于直线
对称,
故曲线
也关于直线
对称,选项C 正确;
要证
,即证
.
当
时,左右两边均为0,等式成立.
令
,则
,则
在
上单调递增.
当
时,
,所以
.
当
时,
,所以
,所以
.
因此,
,都有
,当
时等号成立.
所以,当
时,有
,
又
,
所以
成立,
综上,
成立,选项B 正确;
对于D 选项,若存在一点
使得
关于点
对称,则
,
通过分析发现
不可能为常数,故选项D 错误.
4.(25-26 高二下·江苏苏州·月考)已知函数
.
(1)若
为中心对称图形,求a 的值以及对称中心坐标;
(2)当
时,
,求a 的取值范围.
【答案】(1)
,对称中心
【分析】(1)求出
的定义域,根据中心对称性可得对称中心的横坐标必为
,结合中心对称的定义求解;
【详解】(1)由
,则
,即
,得
或
,
所以函数
的定义域为
,
所以
,
若
为中心对称图形,其对称中心的横坐标必为
,设对称中心为
,
则满足
,
,
所以
,得
,
当
时,
,因此对称中心的坐标为
.
5.(25-26 高三下·安徽芜湖·阶段检测)已知函数
,则下列说法正确的是( )
A.存在
,使得曲线
关于某点对称
B.存在
,使得曲线
关于某直线对称
C.存在
,使得曲线
关于某点对称
D.存在
,使得曲线
关于某直线对称
【答案】D
【详解】由
,得
或
,
则函数
的定义域为
若曲线
存在对称轴或对称中心,则对称轴或对称中心必在直线
上.
因为
,
当
时,
,所以此时
关于直线
对称.
又因为
不可能恒等于某个常数,
所以
不可能关于某个点对称.
考点二 由对称性求函数的解析式
6.(2026·云南玉溪·模拟预测)已知函数
.
(1)若函数
与
的图象关于点
对称,求
的解析式;
(2)当
时,求
的最大值;
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由对称性可得
,计算即可得;
(2)求导后可得函数单调性,即可得其最大值;
【详解】(1)由题意得,
;
(2)由题意得,
,
,令
,解得
,
所以当
时,
;当
时,
,
所以
在
上单调递增,在
上单调递减,
所以
的最大值为
;
7.(25-26 高三上·安徽·期中)已知函数
满足
.
(1)证明:
;
(2)判断
的单调性,并写出推理过程;
(3)若函数
的图象与函数
的图象关于点
对称,求
的解析式.
【答案】(1)证明见解析;
(2)
在
上单调递增,在
上单调递减,理由见详解;
(3)
.
【分析】(1)在条件式中将
用
替代,联立方程组求得
,计算得证;
(2)先判断
是偶函数,再根据复合函数的单调性判断;
(3)设函数
图象上任意一点
的坐标为
,点
关于点
的对称点
的坐标为
,可得
,由
运算得解.
【详解】(1)在
中,将
用
替代,
则
,即
.
联立
和
,
解得
.
因此
.
(2)因为函数
的定义域为
,
,
所以
是偶函数,
又
,
因为
在
内单调递增,
所以
在
内单调递减,因此
在
内单调递减.
由于
是偶函数,所以
在
内单调递增.
(3)设函数
图象上任意一点
的坐标为
,点
关于点
的对称点
的坐标为
.
由
,得
.
因为点
在函数
的图象上,所以
.
即
,
.
故
.
8.(25-26 高三上·上海·期中)已知函数
,与函数
关于原点对称
(1)求函数
的解析式
(2)已知
,求
的最大值及
取最大值时
的值.
【答案】(1)
;
(2)
时,
取得最大值13
【分析】(1)在
任取一点
,则
在函数
上,代入化简后即得函数
的解析式;
(2)由题可得
,结合题意可得
,利用二次函数的性质即可求得函
数最大值.
【详解】(1)由题可得函数
与函数
关于原点对称,
则在
任取一点
,则
在函数
上,
则得
,故
.
(2)由题
函数
的定义域为
,要使函数
有意义,
需使
,解得
,即
,
所以
,
当
,即
时,
.
故当
时,函数
取得最大值
.
9.(2025 高三·全国·专题练习)已知函数
与
的图象关于点
对称,求
的解析式.
【答案】
【分析】在函数
上取点
,设
为
关于点
的对称点,利用对称关系列出变换方程
组,求得
,代入
,整理即得
的解析式.
【详解】设
为
上任一点,
为
关于点
的对称点,
则
解得
因为点
在
的图象上,所以
.
把
代入上式,可得
,整理得
,
即
.
10.(25-26 高三·全国·一轮复习)已知函数
与
的图象关于点
对称,则
______.
【答案】
【分析】设
是
上一点,关于点
的对称点为
,得到
,将其代入函数
的解析式,即可求得
的解析式.
【详解】设
是
图象上任意一点,且点
关于点
的对称点为
,
可得
,解得
,
将其代入函数
,可得
,所以
,
即
.
故答案为:
.
考点三 由对称性研究单调性
11.(2026·重庆·一模)已知函数
,若关于
的不等式
成立,则实数
的
取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【分析】先判断函数的对称性,再通过求导判断函数的单调性,计算即可.
【详解】
,即
,
,
令
,解得:
,
当
时,
,
,则
在区间
单调递增;
当
时,
,
在区间
单调递减;
,
即
,
关于
对称,
,
,即
,
两边平方得
,
解得
,
则实数
的取值范围是
.
12.(25-26 高二下·湖南郴州·月考)已知函数
是定义在
上的偶函数,且
在
上单调递增,
,则
的解集为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【分析】利用偶函数的定义,结合对称性及已知确定函数的单调性,再将不等式转化为不等式组求解.
【详解】由函数
是定义在
上的偶函数,得
,即函数
的图象关于直线
对称,
由函数
在
上单调递增,得函数
在
上单调递减,
且
,则当
或
时,
;当
时,
,
不等式
等价于
或
,
即
或
,解得
或
,
所以
的解集为
.
13.(25-26 高三上·广东惠州·月考)(多选)已知函数
是定义在R 上的奇函数,且
,当
时,
,则下列说法正确的是( )
A.
B.
C.
D.
在
上单调递增
【答案】ABD
【分析】由奇函数的定义判断A,由函数解析式判断B,由奇函数及周期求得
判断C 选项,由函数在
的
解析式得函数的单调区间,结合对称性得到函数在
上单调性,判断D 选项.
【详解】∵函数
是定义在R 上的奇函数,
∴
且
,A 选项正确;
∵
,
,B 选项正确;
∵
,
∴当
时,
,C 选项错误;
∵
,
∴
,即
,
∴函数
关于点
中心对称,
当
时,
在
上单调递减,在
上单调递增,
当
时,
,∴
,
又∵函数
关于点
中心对称,
∴
在
上单调递增,D 选项正确.
故选:ABD.
14.(25-26 高三上·广东·阶段检测)已知函数
的定义域为
,图象关于
对称,且
,对于任意
的
,都有
成立,则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【分析】结合函数的单调性,对称性进行判断即可.
【详解】由题可知,
在
上单调递增,又因为
关于
对称,
在
上单调递减.
,
关于
对称,
.
对于A、B、C:
在
上单调递减,
,
,故A 正确,B、C 错误;
对于D:
在
上单调递增,
,
,故D 错误.
故选:A.
15.(25-26 高三上·安徽阜阳·期中)已知函数
,使得
成立的
的取值范围
是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【分析】由函数解析式得到函数的对称轴,以及函数的单调区间,利用函数的对称性和单调性得到不等式,解得
的取值范围.
【详解】∵
,
,
即
,所以函数图象关于直线
对称,
当
时,
,函数
在
内单调递增,
∵
,∴
,
解得
.
故选:C.
16.(25-26 高三上·黑龙江·开学考试)已知定义在
上的函数
满足
,且
,都有
,则
的大小关系是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【分析】根据题意,得到函数
的图象关于
对称,且在
上单调递减,在
上单调递增,结合
函数的单调性和对称性,即可求解.
【详解】由函数
满足
,可得函数
的图象关于
对称,
又由
,都有
,
根据函数单调性的定义,可得函数
在
上单调递减,
结合对称性知:函数
在
上单调递增,
因为
,所以
,
又因为
,所以
.
故选:B.
考点四 由函数对称性求函数值或参数
17.(2026·西藏日喀则·模拟预测)若曲线
关于直线
对称,则
( )
A.
B.2
C.0
D.1
【答案】C
【分析】先求出函数定义域,再根据对称性得出
,再代入解析式得出
,最后代回验证即可.
【详解】令
,由
,得
或
,故函数
的定义域为
.
由曲线关于直线
对称,得定义域关于直线
对称,则
,
此时必有
,即
,解得
,
此时
,
因此函数
的图象关于直线
对称,即
,
满足题意,故
.
18.(2026·山东·二模)已知函数
的图象关于点
对称,则
_______________.
【答案】2
【详解】
,关于点
对称,
由题意可知函数
关于点
对称,所以解得
.
19.(25-26 高二下·浙江·期中)已知函数
的图象关于直线
对称,则
( )
A.
B.
C.5
D.6
【答案】C
【分析】分别化简计算
,再由对称性,列出关于
的方程组,求解即得.
【详解】对于函数
,
由
,
而
,
由该图象关于直线
对称,可得
,
则对应项系数相等,即
,
解得
,则
.
20.(2026·湖北·一模)已知函数
为奇函数,且
为偶函数,当
时,有
,则
( )
A.2025
B.
C.
D.
【答案】D
【分析】先判断出函数的周期,结合
可求
的值.
【详解】因为
为奇函数,故
,
因为
为偶函数,故
,
故
,所以
,
故
是周期函数且周期为4,而
,
故
,
而
,故
.
21.(25-26 高二下·广西来宾·月考)若函数
的图像关于点
中心对称,则有序数对
为
________.
【答案】
【分析】根据中心对称的定义可得
,代入运算求解即可.
【详解】因为函数
的图像关于点
中心对称,
则
,即
,
整理可得
,
结合
的任意性可知
,可得
,
所以有序数对
为
.
22.(2026·内蒙古呼和浩特·一模)已知函数
的图象关于坐标原点对称,则
的值
为( )
A.20
B.50
C.70
D.90
【答案】D
【分析】先利用二项式定理化简
,再根据函数奇偶性的定义求解即得.
【详解】依题意,可知函数
为奇函数,满足
.
因
,
,
则
,
由
,因
不恒为0,故得
,即
.
1.(2026·湖南长沙·模拟预测)若函数
的定义域为
,则“函数
的图象关于点
中心对称”是
“
”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【分析】由已知条件,看“
的图象关于点
中心对称”与“
”是否可以互相推导,进而判断前者
是后者的什么条件.
【详解】若定义域为
函数
的图象关于点
中心对称,则
,
当
时,
,则
,
但
不能推出函数
的图象关于点
中心对称,
所以“
的图象关于点
中心对称”是“
”的充分不必要条件.
2.(25-26 高三下·北京·阶段检测)设函数
,下列说法正确的是( )
A.存在实数
,使得曲线
为轴对称图形;
B.存在实数
,使得曲线
为中心对称图形;
C.存在实数
,使得曲线
为轴对称图形;
D.存在实数
,使得曲线
为中心对称图形.
【答案】C
【分析】由函数的对称性进行判断求解.
【详解】对于A,B 两项,函数
的定义域为
,则曲线不是轴对称图形,也不是中心对称图形,
故A,B 都是错误;
C.令
(
或
),
由对称性知,若存在对称轴或对称中心,必在直线
上,
考虑
(
或
),
当
时,
,
所以
,
所以
关于
对称,故C 正确;
D.考虑
(
或
),
所以不存在实数
,使得
,
即不存在实数
,使得曲线
为中心对称图形,故D 错误.
3.(2026·北京东城·二模)已知函数
与
的图象关于
轴对称,则
( )
A.-2
B.
C.
D.2
【答案】A
【详解】函数
图象上任意一点
关于
轴对称的点为
,
代入
中得
,即
,得
.
4.(2026·广东广州·二模)若函数
的图象与
的图象关于直线
对称,且
,则
( )
A.
B.
C.
D.9
【答案】B
【分析】根据两个函数图象关于直线
对称,得出它们互为反函数,进一步求出反函数表达式,并作为
的
解析式,最后根据题意得到关于
的方程,求解
.
【详解】因为两个函数图象关于直线
对称,
所以
是
的反函数,
对
整理得:
,
,
交换
可得反函数:
,
又因为
,所以
,
化简可得:
,即
,
两边取以3 为底的对数,则
.
5.(2026·河北唐山·二模)(多选)已知函数
,则( )
A.
为偶函数
B.
在
上单调递增
C.
的最小正周期是
D.
的一条对称轴为
【答案】BD
【分析】A 利用奇偶性的定义求证;B 利用
在
上的单调性判断;C 举反例;D 求证
即可.
【详解】令
,得
,故
的定义域为
,关于原点对称,
因为
,所以
为奇函数,故A 错误;
因为
在
上单调递增,且
,
所以
在
上单调递减,故
在
上单调递增,故B 正确;
因为
,
,所以
,故C 错误;
,
所以
的一条对称轴为
,故D 正确.
6.(25-26 高一下·贵州遵义·月考)(多选)已知函数
,则下列结论正确的有( )
A.
在
上单调递增
B.
为奇函数
C.
的一条对称轴为
D.
的一个对称中心为
【答案】ABD
【分析】对A,根据复合函数单调性判断;对B,利用奇函数定义判断;对C,举反例说明;对D,利用函数对称
性定义判断.
【详解】对于A,
,
单调递增,
,则
单调递增,
所以
在
上单调递增,故A 正确;
对于B,因为
,
,
所以函数
为奇函数,故B 正确;
对于C,因为
,
,所以
,
所以
不是函数
的对称轴,故C 错误;
对于D,因为
,
所以函数
的一个对称中心为
,故D 正确.
7.(2026·陕西榆林·三模)已知直线
经过函数
的图象的对称中心,则
的最小值为__________.
【答案】4
【分析】求出函数
的对称中心并代入直线中得
,
化为
并结合
,利用基本不
等式即可求得最值.
【详解】因为
,
所以函数
的图象的对称中心为
,
将点
代入直线
,得
,
则
,
当且仅当
时取等号,
故
的最小值为4.
8.(2026·河南商丘·模拟预测)若函数
,其中
,则曲线
的对称中心的坐标为______.
【答案】
【详解】依题意,
,
,
令
,则
,
令
,解得
,
而
,故
,
验证
为函数
的对称中心:
因为
,
所以函数
的对称中心的坐标为
.
9.(2026·河北张家口·一模)已知函数
满足
,当
时,
,则不等式
的解集为______.
【答案】
【分析】根据函数的对称性与单调性的关系列不等式组求解即可.
【详解】根据题意,因为函数
满足
,所以函数
的对称轴为直线
,
因为函数
在
上单调递增,函数
在
上单调递减,
所以函数
在
上单调递增,
则函数
在
上单调递减,
由
得
,
等价于
或
,
解得
或
,所以不等式
的解集为
.
10.(2025 高三·全国·竞赛)设实数
满足:函数
图象的对称中心为
,则
________.
【答案】1
【分析】根据题意可知
在函数的图象上,又根据对称性可知
也在函数图象上,代入函数解析式可解得
的值,从而得解.
【详解】由题可知点
在函数的图象上,
设
关于对称中心
对称的点为
,
则
,得
,
所以点
也在函数图象上,
则
,
解得
.
故答案为:1
11.(25-26 高二下·广东广州·期中)已知函数
.
(1)当
时,求函数
在
处的切线方程;
(2)证明:曲线
是中心对称图形;
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)直接求出导函数
,计算
和
,由点斜式得直线方程并整理为一般式;
(2)利用中心对称的定义结合对数的运算性质求解即可.
【详解】(1)令
,解得
,
则
的定义域为
,
当
时,
,可得
,
而
,又
,
所以切线方程为
,即
;
(2)由题意得
,
,
则
,
可得
关于
中心对称,即曲线
是中心对称图形.
12.(2026·四川泸州·模拟预测)已知
,函数
.
(1)当
时,函数
为减函数,求实数
的最小值;
(2)证明:曲线
是中心对称图形;
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)将原函数单调性问题转化为导函数恒成立问题,再求出
,进而建立不等式求解参数范围,
最后得到最值即可;
(2)利用函数的对称性证明即可;
【详解】(1)当
时,记
,
其中
,则
,
因为函数
为减函数,所以
恒成立
因为
,当且仅当
时等号成立,故
,
而
成立,可得
,解得
,故
的最小值为
.
(2)令
,解得
,则函数定义域为
,
因为
,
所以
关于点
中心对称,即曲线
是中心对称图形.
13.(25-26 高一下·河南·月考)已知函数
.
(1)当
时,用定义法证明:
是增函数;
(2)当
时,曲线
与曲线
的图象关于直线
1 对称,求
的值.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】(1)利用增函数的定义证明即可;
(2)根据对称的性质可得
与
值域相同,且
即可求解.
【详解】(1)当
时,函数
,
任意取
,且
,则
,
因为
,
,故
,
所以
是增函数.
(2)因为曲线
与曲线
的图象关于直线
1 对称,
则
与
值域相同,所以
,
由于曲线
与曲线
在
处的函数值相同,
则
,解得
,
,
故
.