《第十一讲函数的周期性与对称性ppt课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第十一讲函数的周期性与对称性ppt课件.ppt(39页珍藏版)》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、一、函数的周期性 若存在常数T T 0,0,使对任意x xD都有f f(x x+ +T T)f f(x x), ,则称函数y=f(x)y=f(x)为周期函数,常数T T叫做该函数的一个周期。周期性的几个结论(1)若f(x+a)f(x+b)(ab),则f(x)是周 期函数,ba是它的一个周期;(2)若f(x+a)f(x)(a0),则f(x)是周期函数,2a是它的一个周期;(3)若f(x+a) (a0,且f(x)0), 则f(x)是周期函数,2a是它的一个周期. 1f x二、函数图像的变换1、图像的平移:、图像的平移: 把函数把函数yf(x)的图像沿着轴向左)的图像沿着轴向左(向右向右)平移平移a
2、个单位就得到函数个单位就得到函数yf(x+a)(a0)的的图像图像 把函数把函数yf(x)的图像沿着向上)的图像沿着向上(向下向下)平平移移a个单位就得到函数个单位就得到函数yf(x)+a的图像的图像),( ba)(xfy若若 ,则函数,则函数 的图象关于点的图象关于点 对称对称bxafxaf2)()(2bax,0 x)()(xfxf偶函数:偶函数:)(xfy函数函数的图象的图象关于直线关于直线对称对称)()(xbfxaf若若则函数则函数)(xfy的图象关于直线的图象关于直线 对称对称 ,0)()(xfxf 对称对称 )(xfy奇函数奇函数 :图象关于点图象关于点函数函数的的0 , 0若若应用
3、形:通过点的特征判定()()2axaxa2、函数图像的对称与翻转:、函数图像的对称与翻转:(1)若)若f(x+a)f(bx),则函数),则函数f(x)的图象关于直线的图象关于直线x 对称,对称,(2)若)若f(a+x)f(ax),函数),函数f(x)的图)的图象关于直线象关于直线xa对称;对称;(3)若有)若有f(a+x)f(bx),则函数),则函数f(x)的图象关于点(的图象关于点( ,0)中心对称,)中心对称,(4)若)若f(a+x)f(ax),则函数),则函数f(x)的图象关于点(的图象关于点(a,0)中心对称)中心对称.2ab2ab(5)函数函数 yf(x)与)与 函数函数yf(x)的
4、图像关)的图像关 于轴对称于轴对称(6) 函数函数yf(x)与函数)与函数yf(x)的图像关)的图像关 于原点对称于原点对称(7) 把函数把函数yf(x)的图像在)的图像在x轴下方的图像沿着轴下方的图像沿着x轴翻到轴翻到x轴上方,轴上方,x轴上方的图像不变,就得到轴上方的图像不变,就得到的函数的函数y f(x)的图像)的图像(8)把函数把函数yf(x)的图像在)的图像在y轴左侧的图像去掉,轴左侧的图像去掉,y右侧的图像沿着右侧的图像沿着y轴对称翻折到轴对称翻折到y轴左侧、轴左侧、y轴右轴右侧的图像不变方的图像不变,就得到的函数侧的图像不变方的图像不变,就得到的函数yf(x)的图像的图像 若f(
5、x)的图象有两条对称轴xa和x b(ab),则f(x)必为周期函数,且2ba是它的一个周期; 若f(x)图象有两个对称中心(a,0)和(b,0)(ab),则f(x)必为周期函数,且2ba为它的一个周期; 若f(x)的图象有一对称轴xa和一个对称中心(b,0)(ab),则f(x)必为周期函数,且4ba是它的一个周期.【例【例1】已知函数已知函数f(x)的定义域为)的定义域为R,则,则下列命题中下列命题中:若若f(x2)是偶函数,则)是偶函数,则函数函数f(x)的图象关于直线)的图象关于直线x2对称;对称;若若f(x+2)f(x2),则函数),则函数f(x)的图象关于原点对称;的图象关于原点对称;
6、函数函数yf(2+x)与函数)与函数yf(2x)的)的图象关于直线图象关于直线x2对称;对称;函数函数yf(x2)与函数)与函数yf(2x)的图象关于直线的图象关于直线x2对称对称.其中正确的命题序号是其中正确的命题序号是 .【解析】【解析】是错误的,由于是错误的,由于f(x2)是偶)是偶函数得函数得f(x2)f(x2),所以),所以f(x)的图象关于直线的图象关于直线x2对称;对称;是错误的,是错误的,由由f(x+2)f(x2)得)得f(x+4)f(x),进而得),进而得f(x+8)f(x),所以),所以f(x)是周期为)是周期为8的周期函数的周期函数是错误的,是错误的,在第一个函数中,用在
7、第一个函数中,用x代代x,y不变,即可不变,即可得第二个函数,所以这两个函数图象关于得第二个函数,所以这两个函数图象关于y轴对称;轴对称;是正确的,令是正确的,令x2t,则,则2xt,函数,函数yf(t)与与yf(t)的图象)的图象关于直线关于直线t0对称,即函数对称,即函数yf(x2)与)与yf(2x)的图象关于直线)的图象关于直线x2对称对称.【例【例2】 f(x)是定义在)是定义在R上的以上的以3为周期的奇函数,且为周期的奇函数,且f(2)0,则方程则方程f(x)0在区间(在区间(0,6)内解的个数的最小值是内解的个数的最小值是 ( )A2 B3 C4 D5【解析】【解析】f(x)为奇函
8、数,)为奇函数,f(0)0,又,又函数函数f(x)以)以3为周期,且为周期,且f(2)0,f(2)0,f(1)0,f(4)0,f(3)0,f(5)0,在区间(在区间(0,6)内的解有)内的解有1,2,3, 4,5.故选故选D.【例例3】 已知函数已知函数f(x)的定义域为)的定义域为xxR且且x1,f(x+1)为奇函数,当)为奇函数,当x1时,时,f(x)2x2x+1,则当,则当x1时,时,f(x)的递减区间是)的递减区间是 ( )A ,+) B(1, C ,+) D(1, 54547474【解析】【解析】 由由f(x+1)为奇函数得)为奇函数得f(x+1)f(x+1),),f(x)的)的图象
9、关于点(图象关于点(1,0)中心对称,又由)中心对称,又由已知可画出已知可画出f(x)在()在(,1)上的)上的图象,再根据中心对称画出图象,再根据中心对称画出f(x)在)在(1,+)上的图象,由图象易知,)上的图象,由图象易知,f(x)在)在 ,+)上单调递减,故)上单调递减,故应选应选C.74例例4对函数对函数f(x),), 当当x(,)时,时,f(2x)f(2+x),),f(7x)f(7+x),在闭区间),在闭区间0,7上,只有上,只有f(1)f(3)0.(1)试判断函数)试判断函数yf(x)的奇偶性;)的奇偶性;(2)试求方程)试求方程f(x)0在闭区间在闭区间2005,2005上的根
10、的个数,并证上的根的个数,并证明你的结论明你的结论.【解】【解】 (1)由已知得)由已知得f(0)0,f(x)不是奇)不是奇函数,又由函数,又由f(2x)f(2+x),得函数),得函数yf(x)的对称轴为的对称轴为x2,f(1)f(5)0,f(1)f(1),),f(x)不是偶函数)不是偶函数.故函数故函数yf(x)是非奇非偶函数;)是非奇非偶函数;(2)由由f(4x)f(14x) f(x)f(x+10),),从而知从而知yf(x)的周期是)的周期是10.又又f(3)f(1)0,f(11)f(13)f(7)f(9)0,故故f(x)在)在0,10和和10,0上均有两个上均有两个解,从而可知函数解,
11、从而可知函数yf(x)在)在0,2005上有上有402个解,在上个解,在上2005,0有有400个解,所以函个解,所以函数数yf(x)在)在2005,2005上有上有802个解个解.已知函数已知函数 是定义在是定义在R上的偶函数,且满足上的偶函数,且满足 , 当当 时,时, ,则,则 , f(17.5)= 。)(xfy )() 2(xfxf10 x12)( xxf)5 .15( f练习例1:已知定义域为R的偶函数f(x)满足f(-x+3) = f(x),且f(1)= -1,则 f (5) + f (14) =_.已知已知 是定义在是定义在R上的偶函数,其图象关于直线上的偶函数,其图象关于直线
12、对称,对称,当当 时,时, ,则,则 时时 = 。 (A) (B) (C) (D)(xf2 , 2x)(xf1) (2xxf2, 6x2x12x1) 2(2 x1) 2(2x1) 4(2x例例2函数的对称性与周期性.问题一:对于函数f(x),若满足f(x-1)=f(1-x)则y=f(x)的图象( ).关于直线 x=0对称 B. 关于直线x=1对称 .C 关于直线 x=-1对称 D 以上都不对函数的对称性与周期性问题一:对于函数f(x),若满足f(x-1)=f(1-x)则y=f(x)的图象( )关于直线 x=0对称 B. 关于直线x=1对称 C 关于直线 x=-1对称 D 以上都不对解法一 :(
13、图象法) 轴对称特征:如果一个函数有对称轴且存在两个不同自变量的对应函数值相等,则对称轴一定在两个自变量的中点位置上。 由 f(x-1)=f(1-x) 对称轴为 函数的图象关于直线x=0 对称02)1 () 1(Xxx.问题二:对函数y=f(x) 在同一坐标系下,函数y=f(x-1)与 y=f(1-x)的图象 ( ) A .关于直线x=0 对称 B.关于直线x=1 对称 C. 关于直线x=-1对称 D. 以上都不对 .问题二:对函数y=f(x) 在同一坐标系下,函数y=f(x-1)与 y=f(1-x)的图象 ( ) A .关于直线x=0 对称 B.关于直线x=1 对称 C. 关于直线x=-1对
14、称 D. 以上都不对 分析:用特例法或图象法易求对称轴为 x=1 题型2:对函数y=f(x)在同一坐标系下,求函数y=f(x-a)与y=f(b-x)(a,b R) 的对称轴 解法:a=b时换元 解法二(特例法) 由 f(1-x)=f(x-1) 令 x=0 有 f(-1)=f(1) 则函数的对称轴为 02) 1(1x课上练习1,已知函数f(x)图象如图所示,则f(x)=( )A, B,x2-2|x|+1 C,|x2-1| D, 1|22xx122 xx答案A2、已知函数y=|x+1|-|x-2|画出其图象,说明它关于哪个点对称(不必证明),并指出函数的最值。 3、已知定义在(-,+)上的函数f(
15、x)的图象关于原点及x=1对称。求f(0);若0 x1时,f(x)=x,求x-1,3时,f(x)的解析式 1、关于直线x=a的对称特征X=aa+xa-xy=f(x)的图象关于直线x=a对称,则f(a+x)=f(a-x),反之也成立练习:已知定义在实数集上的函数f(x)满足f(5-x)=f(5+x),若f(x)在(5,+)上单调增,则f(x)在(-,5)上的单调性如何?由此你得到什么结论?单调减关于x=a对称的图形在对称轴两侧对称区间上单调性相反求函数y=f(x)关于直线x=a对称的函数解析式解:用相关点法,设(x,y)是所求曲线上任意一点,则它关于直线x=a的对称点为(x1,y)在函数y=f(
16、x)图象上,故y=f(x1),而x1-a=a-x所以x1=2a-x,于是y=f(2a-x)即为所求结论:y=f(x)与y=f(2a-x)的图象关于直线x=a 对称2、关于直线y=b对称函数y=f(x)关于x轴(y=0)对称的函数是y=-f(x)求函数y=f(x)关于直线y=b对称的函数解析式解:设(x,y)是所求曲线上任意一点,它关于直线y=b的对称点为(x,y1),从而y1=f(x)而y1-b=b-y故y1=2b-y,于是y=2b-f(x)结论:f(x)与g(x)的图象关于直线y=b对称,则f(x)+g(x)=2b反之也成立3、关于点(a,0)对称练习:求函数y=f(x)关于点(a,0)对称
17、的解析式答案:y=-f(2a-x)结论:-f(2a-x)与f(x)的图形关于点(a,0)对称一个函数y=f(x)本身关于点(a,0)对称,有f(x)=-f(2a-x)即f(x)+f(2a-x)=0.已知对于任意x、yR,都有4f(x)f(y)=f(x+y)+f(x-y)恒成立,且f(1)=1/4,求f(2010)的值是多少?函数周期性解题的一道经典试题.试题说明:本题是一道2010年重庆理科数学高考的一道填空试题(分值5分),十分压轴题,属于拔高题和拉分题,要想在短时间内得到正确的答案,这务必要求学生平时对“函数的周期性”的具体应用要有所熟练!.试题分析:面对抽象函数的题型,喜欢钻研的同学一定
18、会有似曾相似的感觉,但在没有给出具体函数f(x)的解析式的前提下,就要我们求f(2010)的值,这道试题确实有点偏难。那怎么办呢?自变量x=1如何与x=2010联系起来呢?此题的玄机和突破口究竟在何处?我们不妨先从特殊值x=0入手,令x=y=0,代入函数关系式,我们不难得到f(0)=0或f(0)=1/2两种情况。那么到底取哪一种呢?不妨在令x=y=1代入函数关系式,得到:1/4=f(2)+f(0);令x=2,y=0代入函数关系式,显然f(0)不能等于0,由此得出:f(0)=1/2。但自变量x=1如何与x=2010联系起来呢?在已知f(1)的情况下,要想求出f(2010)的值,数学能力较强的学生
19、一般很容易想到起f(x)的“函数的周期性”,因此能否求出函数f(x)的周期性,是解答本题的关键所在。那么如何通过已知的函数关系式,求出函数的周期呢?这是本题中的另一个困难所在,我们知道,周期函数的一般表达式一 般 是 : f ( x + T ) = f ( x ) 或 f ( x ) = f ( x + T ) , 要 想 由“4f(x)f(y)=f(x+y)+f(x-y)”得到或变成“f(x)=f(x+T)”,我们唯一的办法就是通过对x、y进行特殊的赋值和恒等变形,并且要经过不断的尝试。.第一步、求出f(0)的函数值:令x=y=0,则4f(0)f(0)=f(0+0)+f(0-0),则f(0)
20、=0或f(0)=1/2. 令x=y=1,且4f(x)f(y)=f(x+y)+f(x-y) f(2)=1/4-f(0).令x=2,y=0且4f(x)f(y)=f(x+y)+f(x-y) 4f(2)f(0)=f(2)+f(2). f(2)=1/4-f(0),4f(2)f(0)=f(2)+f(2).且f(0)=0或f(0)=1/2 f(0)=1/2.第二步、求出f(x)的周期:.对于任意x、yR,都有4f(x)f(y)=f(x+y)+f(x-y)恒成立. 对于任意x、yR,都有f(x+y)=4f(x)f(y)-f(x-y)恒成立. 令x=t,y=1,则f(t+1)=4f(1)f(t)-f(t-1)即
21、f(t+1)=f(t)-f(t-1). 令x=t+2,y=1,则f(t+1)+1=4f(1)f(t+1)-f(t),. 即f(t+2)=f(t+1)-f(t). f(t+1)=f(t)-f(t-1)且f(t+2)=f(t+1)-f(t) . f(t+2)=-f(t-1) 即:f(t+2)+f(t-1)=0. f(t+2)+f(t-1)=0 f(t+5)+f(t+2)=0 . f(t+2)+f(t-1)=0且f(t+5)+f(t+2)=0 . -得:f(t+5)=f(t-1) 即:f(t)=f(t+6).原函数f(x)是以6为周期的周期函数 2 0 1 0 = 6 3 3 5 且 f ( x ) 是 以 “ 6 ” 为 周 期 的 函 数 f(2010)=f(3356)=f(0)=1/2