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·log2t 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. 参 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