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函数的对称性判断

时间:2020-11-30 21:41:30      阅读:31      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

前言

判断依据

一般函数[包括三角函数]都适合的判断依据,此方法具有普适性

  • 函数\(f(x)\)关于直线\(x=a\)对称\(\Leftrightarrow\) \(f(x+2a)=f(-x)\)其等价情形为\(f(-x+2a)\)\(=\)\(f(x)\)\(f(-x+a)\)\(=\)\(f(x+a)\)\(f(x+2a)\)\(-\)\(f(-x)\)\(=0\)\(\quad\).

  • 函数\(f(x)\)关于点\((a,b)\)对称\(\Leftrightarrow\) \(f(x+2a)\)\(+\)\(f(-x)\)\(=2b\)其等价情形为\(f(-x+2a)\)\(+\)\(f(x)\)\(=2b\)\(f(-x+a)\)\(+\)\(f(x+a)\)\(=2b\)\(\quad\).

【2017全国卷1文科第9题高考真题】已知函数\(f(x)=lnx+ln(2-x)\),则【】

$A.$在$(0,2)$上单调递增
$B.$在$(0,2)$上单调递减
$C.y=f(x)$的图像关于直线$x=1$对称
$D.y=f(x)$的图像关于点$(1,0)$对称

分析:由于函数\(f(x)\)是复合函数,定义域要使\(x>0,2-x>0\),即定义域是\((0,2)\)

\(f(x)=ln[x(2-x)]=ln[-(x-1)^2+1]\)

则由复合函数的单调性法则可知,在\((0,1)\)上单增,

\((1,2)\)上单减,故排除\(A\)\(B\)

若函数\(y=f(x)\)关于点\((1,0)\)对称,则函数\(f(x)\)必然满足关系:\(f(x)+f(2-x)=0\)

若函数\(y=f(x)\)关于直线\(x=1\)对称,则函数\(f(x)\)必然满足关系:\(f(x)=f(2-x)\)

接下来我们用上述的结论来验证,由于\(f(x)=lnx+ln(2-x)\)

\(f(2-x)=ln(2-x)+ln(2-(2-x))=ln(2-x)+lnx\),即满足\(f(x)=f(2-x)\)

故函数\(y=f(x)\)的图像关于直线\(x=1\)对称,选\(C\)

再来验证\(D\),发现\(f(x)+f(2-x)=2[lnx+ln(2-x)]\neq 0\)\(D\)选项不满足。故选\(C\)

正[余]弦型三角函数[或能化为\(f(x)=A\sin(\omega x+\phi)\)]特有判断依据,其他函数不能滥用;

  • 若函数\(f(x)\)关于直线\(x=\cfrac{\pi}{3}\)对称,则\(\omega\times\cfrac{\pi}{3}+\phi=k\pi+\cfrac{\pi}{2}\)换句话说,\(x=\cfrac{\pi}{3}\)能使得\(y=\sin(\omega x+\phi)\)取到最值,注意是最大值或者最小值;\(\quad\)\(k\in \Z\)

  • 若函数\(f(x)\)关于\((\cfrac{\pi}{3},0)\)对称,则\(\omega\times\cfrac{\pi}{3}+\phi=k\pi\)换句话说,\(x=\cfrac{\pi}{3}\)能使得函数\(y=\sin(\omega x+\phi)\)取到\(0\)\(\quad\)\(k\in \Z\)

函数\(f(x)=2cos(\omega x+\phi)(\omega\neq 0)\)对任意\(x\)都有\(f(\cfrac{\pi}{4}+x)=f(\cfrac{\pi}{4}-x)\)成立,则\(f(\cfrac{\pi}{4})\)的值为【】

$A、2或0$ $B、-2或2$ $C、0$ $D、-2或0$

分析:由任意\(x\)都有\(f(\cfrac{\pi}{4}+x)=f(\cfrac{\pi}{4}-x)\)成立,可知\(x=\cfrac{\pi}{4}\)为函数的一条对称轴,

而正弦型或余弦型函数在对称轴处必然会取到最值,故\(f(\cfrac{\pi}{4})=\pm 2\),选\(B\)

解后反思:此题目如果不注意函数的性质,往往会想到求\(\omega\)\(\phi\),这样思路就跑偏了。

【2018云南玉溪一模】函数\(f(x)=\sqrt{3}sin2x+2cos^2x\)的一条对称轴为直线【】

$A、x=\cfrac{\pi}{12}$ $B、x=\cfrac{\pi}{6}$ $C、x=\cfrac{\pi}{3}$ $D、x=\cfrac{\pi}{2}$

分析:\(f(x)=2sin(2x+\cfrac{\pi}{6})+1\)

法1:比较繁琐,令\(2x+\cfrac{\pi}{6}=k\pi+\cfrac{\pi}{2}\)\(k\in Z\),则\(x=\cfrac{k\pi}{2}+\cfrac{\pi}{6}\)\(k\in Z\),即对称轴有无数条,

\(k=0\),得到其中的一条对称轴为\(x=\cfrac{\pi}{6}\),当\(k\)取其他的值时,都不能得到其他的选项,故选\(B\)

法2:比较简单,利用函数在对称轴处的函数值能取到最值,故只需验证即可,

比如,将\(x=\cfrac{\pi}{12}\)代入\(sin(2x+\cfrac{\pi}{6})\),即\(sin\cfrac{\pi}{3}\),并不能使得其取到最值\(\pm 1\),故舍去\(A\)

\(x=\cfrac{\pi}{6}\)代入\(sin(2x+\cfrac{\pi}{6})\),即\(sin\cfrac{\pi}{2}\),能使得其取到最值\(+1\),故\(B\)必然满足;用同样的方法可以验证其余的选项错误;

典例剖析

  1. 已知 \(f(x)=\sin x \cdot \cos ^{2} x,\) 下列结论中错误的是 \((\quad)\)
    A. \(f(x)\) 即是奇函数也是周期函数
    B. \(f(x)\) 的最大值为 \(\frac{\sqrt{3}}{3}\)
    C. \(f(x)\) 的图象关于直线 \(x=\frac{\pi}{2}\) 对称
    D. \(f(x)\) 的图象关于点 \((\pi, 0)\) 中心对称
    [ 解答 \(\mathbf{1}\) 解: 选项 \(A:\) 因为函数定义域为 \(R,\) 所以由 \(f(x)=\sin x \cos ^{2} x\),
    可得 \(f(-x)=-\sin x \cos ^{2} x=-f(x)\)
    所以函数是奇函数, 又 \(f(x+2 \pi)=\sin (x+2 \pi) \cos ^{2}(x+2 \pi)=\sin x \cos ^{2} x=f(x)\),
    所以函数是周期函绥, \(A\) 正确:
    选项 \(C:\) 因为 \(f(\pi-x)=\sin (\pi-x) \cos ^{2}(\pi-x)=\sin x \cos ^{2} x=f(x)\),
    所以函数关于 \(x=\frac{\pi}{2}\) 对称, \(C\) 正确:
    选项 \(D:\) 因为 \(f(2 \pi-x)=\sin (2 \pi-x) \cos ^{2}(2 \pi-x)=-\sin x \cos ^{2} x=-f(x)\)
    所以函数关于 \((\pi, 0)\) 对称, \(D\) 正确:

函数的对称性判断

原文:https://www.cnblogs.com/wanghai0666/p/14061793.html

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