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函数的奇偶性、周期性和对称性的关系
2025-09-24 06:42:10 责编:小OO
文档
函数的奇偶性、周期性和对称性的关系

055350    河北隆尧一中  焦景会

函数的性质主要是指函数的单调性、奇偶性、周期性和对称性,它们准确的刻画了函数自身的规律性。掌握函数的这四个性质对于解决函数问题很有帮助。现在探讨以下函数的对称性、奇偶性及周期性这三个方面的关系。由一道高考题目说起。

(2005年广东卷I)设函数,,且在闭区间[0,7]上只有。(1)试判断函数的奇偶性;

(2)试求方程在闭区间[-2005,2005]上根的个数并证明你的结论。

分析:由可得:函数图象既关于x=2对称,又关于x=7对称,进而可得到函数周期,然后再继续求解,而本题关键是要首先明确函数的对称性,因此,熟悉函数对称性是解决本题的第一步。

命题1  函数的图像关于直线x=a对称的充要条件是或。

证明:设是上任一点,则。由P关于直线x=a的对称点为。(必要性)若关于直线x=a对称,则Q也在上,故,。(充分性略)。

推论  函数的图像关于y轴对称的充要条件是。

命题2  函数的图像关于点A(a,b)对称的充要条件是。证明(略)

推论  函数的图像关于原点O对称的充要条件是。

偶函数、奇函数分别是命题1,命题2的特例。

命题3  (1)若函数的图像同时关于点A(a,c)和点B(b,c)成中心对称(),则是周期函数,且是其一个周期。

证明:函数的图像同时关于点A(a,c)和点B(b,c)成中心对称,则,,所以

,所以是它的一个周期。

(2)、  若一个函数的图象有两条不同的对称轴,分别为x=m,x=n,那么这个函数是周期函数。

证:因为函数的对称轴为x=m,x=n (m≠n),   则  (1)  ,

         (2) ,  分别将x=m-x,x=n-x代入(1) (2),

  则有 , ,则  

,  所以是周期函数,周期为2(m-n)。

(3)若函数的图像既关于点A(a,c)成中心对称又关于直线x=b成轴对称(),则是周期函数,且是其一个周期。

证明:因为函数的图像关于点A(a,c)成中心对称,

所以代得:

又因为函数的图像关于直线成轴对称,所以代入(*)得:

  (**),用代 得

代入(**)得:,故是周期函数,且是其一个周期。

例1  定义在R上的非常数函数满足:为偶函数,且,则一定是(    )

A. 是偶函数,也是周期函数;B. 是偶函数,但不是周期函数

C. 是奇函数,也是周期函数;D. 是奇函数,但不是周期函数

解:因为为偶函数,所以。所以有两条对称轴,因此是以10为其一个周期的周期函数,所以x=0即y轴也是的对称轴,因此还是一个偶函数。故选(A)。

例2  设是定义在R上的偶函数,且,当时,,则___________

解:因为f(x)是定义在R上的偶函数,所以的对称轴;又因为,所以也是的对称轴,故是以2为周期的周期函数,所以。

例3  函数的图像的一条对称轴的方程是(    )

   

解:函数的图像的所有对称轴的方程是,所以,显然取时的对称轴方程是,故选(A)。

例4  设是定义在R上的奇函数,且的图象关于直线,则:_____________

解:函数的图像既关于原点对称,又关于直线对称,所以周期是2,又,图像关于对称,所以,所以 

例5  已知定义在R上的单调函数f(x)满足:f(x+y)=f(x)+f(y),且f(1)=2。

(1)求证:f(x)为奇函数;(2)当t>2时,不等式f(k·log2t)+f(log2t-logt-2)<0恒成立,求实数k的取值范围. 

解  (1)令x=y=0f(0)=2f(0)f(0)=0,又令y=-x得f(0)=f(x)+f(-x)故f(-x)=-f(x),即f(x)为奇函数. 

(2)∵f(0)=0,f(1)=2,知f(x)在R上单调增,故由f(k·log2t)<-f(log2t-logt-2)得:k·log2t0Δ=(k+1)2-8<0-1-2点评  对某些含有两个变量的抽象函数问题,常考虑“特殊值”的函数值,即从其特殊值x=y=0入手解之。

链接练习

1 、f(x)是奇函数,当x∈R+时,f(x)∈(m<0),则f(x)的值域可能是     (  ) 

A.[m,-m]    B.     C.       D.∪ 

2、设f(x)是R上的奇函数,且x∈R+时,f(x)=log2(2x+1),则当x∈R- 时,f(x)=     (  ) 

A.log2(2x+1)   B.-log2(2x+1)   C.log2(1-2x)           D.-log2(1-2x) 

3、已知奇函数f(x)在区间[-b,-a]上单调减且最小值为2004,则g(x)=-|f(x)|在[a,b]上  (  )

A.单调减且最大值为-2004      B.单调增且最小值为-2004 

C.单调减且最小值为-2004      D.单调增且最大值为-2004

4、已知f(x)=x3+bx2+cx是R上的奇函数,动点P(b,c)描绘的图形是     (  ) 

   A.椭圆     B.抛物线     C.直线     D.双曲线  

5、若y=g(x)是偶函数,那么f1(x)=g(x)-1和f2(x)=g(x-1)     (  ) 

A.都不是偶函数      B.都不是奇函数  C.都是偶函数      D.只有一个是偶函数

6、已知f(x)是R上的函数,,且f(1)=2008,, 则f(2008)=          .

7、判断下列函数的奇偶性与周期性. 

  (1)  f(x)=log7(-x);(2)  f(x)=.

8、是否存在实数m,k,使下列函数都为奇函数,若存在,确定m或k值,若不存在,说明

理由.

(1)  f(x)=; (2)  g(x)=loga (a>1).

9、已知函数f(x2-3)=loga(a>0,a≠1). (1)判断函数f(x)的奇偶性;(2)解不等式:f(x)≥loga(2x). 

10、  若f(x)=3x-3-x·log3a为奇函数,求实数a的值.

1、D  若x=0不在定义域内为∪[-m,+∞],若x=0在定义域内为(-∞,m)∪∪{0}.

2、D  由x<0-x>0f(-x)=log2(1-2x)=-f(x)f(x)=-log2(1-2x). 

3、A  ∵f(x)在[-b,-a]上单调减,∴x∈[-b,-a]时,f(-b)≥f(x)≥f(-a),∴f(-a)=2004,又∵f(x)为奇函数,故f(x)在[a,b]上单调减,由x∈[a,b]知f(b)≤f(x)≤f(a),f(a)=-2004. 

4、C  由f(x)=-f(-x)x3+bx2+cx=-(-x3+bx2-cx)b=0. 

5、D  f1(-x)=g(-x)-1为偶函数,f2(-x)=g(-x-1)=g(x+1)≠±f(x)故非奇非偶. 

6、,T=6,f(2008)=f(4)=-f(1)=-2008. 

7、 (1)  x∈R,-x∈R,∵f(x)+f(-x)=0,∴f(x)是R上的奇函数,但不是周期函数. 

(2) 定义域为∪(0,1)且f(x)=,故为奇函数,但不是周期函数. 

8、(1)令f(x)+f(-x)=0m=1. (2)由f(-x)=-f(x)loga(a>1)= -logak2x2=x2k2=1验证知k=-1. 

9、(1) 令x2-3=tf(t)=loga(-3(2) 由loga≥loga(2x),若a>1则≥2x>0x∈(0,1)∪,若010、  由条件知:3x-3-x·log3a+3-x-3x·log3a=0(3x+3-x)=(3x+3-x)·log3alog3a=1,∴a=3.下载本文

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