巧用对称性解函数题

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  【摘要】对称,分为点对称、图象本身对称和图象与图象之间对称。利用这些对称解有关函数题灵巧简捷,使函数问题直观明朗,变抽象为简单。
  【关键词】对称 图象 函数
  对称性是函数的重要性质,在解函数题时,把握好这一性质,解题会事半公倍。函数图象的对称有如下几种:
  1.点的对称
  设点P(x ,y)是直角坐标系内任意一点,则
  (1)点P(x ,y)关于x轴的对称点为P1(x ,-y);
  (2)点P(x ,y)关于y轴的对称点为P2(-x ,y);
  (3)点P(x ,y)关于原点的对称点为P3(-x,-y);
  (4)点P(x ,y)关于直线y=x的对称点为P4(y ,x)。
  2.函数图象本身具有的对称
  (1)偶函数y=f(x) 的图象关于y轴对称。满足 恒成立(图1)。
  (2)奇函数y=f(x) 的图象关于x 轴对称。满足 恒成立(图2)。
  (3)函数y=f(x) 的图象关于直线 x=a(a ∈R)对称。满足f(a-x)=f(a+x) 恒成立(图3)。
  3.函数与函数图象之间的对称
  (1)函数y=f(x)与函数y=-f(x) 的图象关于x轴对称,即以-y代换y;
  (2)函数y=f(x)与函数y=-f(x)的图象关于y轴对称,即以-x代换为x;
  (3)函数y=f(x)与函数y=-f(x)的图象关于原点对称,即以-x、-y分别代换x, y;
  (4)函数y=f(x)与函数y=-f-1(x)的图象关于直线y=x对称,即x与y互换。
  例1:将函数y=f(x)的图象向左平移a(a>0)个单位于得到图象C1,且C1和C2的图象关于原点对称,求C2的解析式。
  解:∵ 函数y=f(x)的图象向左平移a(a>0)个单位于得到图象C1
  ∴ C1的解析式为:y=f(x+a)
  ∵ C1和C2的图象关于原点对称
  ∴ C2的解析式为: -y=f(-x+a)
  即y=-f(a-x)
  例2:已知函数y=2x-1与y=g(x)的图象关于y轴对称,求y=g(x)的表达式。
  解:以-x代换y=-2x-1中的x,得:
  g(x)=-2x-1
  例3:函数f(x)在(-∞,+∞)上为奇函数,且当x∈(-∞,0]时,f(x)=x(x-1),
  求x∈(0,+∞)时,f(x)的表达式。
  解:∵ 函数f(x)在(-∞,+∞)上为奇函数
  ∴y=f(x) 的图象关于原点对称
  以-x和-f(x) 分别代换f(x)=x(x-1) 中的x和f(x),得:
  -f(x)=-x(-x-1)
  ∴当x∈(0,+∞)时,f(x)=-x(x+1)
  例4:点P(0,1)和Q(2,3)都在函数y=ax+b 的反函数图象上,求a、b的值。
  解:∵函数y= ax+b图像与它的反函数图象关于直线y=x对称
  ∴P(0,1)和Q(2,3)关于直线y=x对称点为P1(1,0)和Q1(3,2)
  ∵P1和Q必在函数y=ax+b的图象上
  ∴a+b=03a+b=2解之,得a=2b=-2
  例5:设有三个函数,第一个函数是y=g(x),它的反函数是第二个函数,而第三个函数的图象与第二个函数的图象关于直线x+y=0 对称,求第三个函数的的表达式。
  解:设P1(x ,y)是第一个函数y=g(x) 图象上的任意一点,则依题意P2(y ,x)是第二个函数图象上的点
  ∵ P2(y ,x)关于直线x+y=0的对称点P3(-x,-y)在第三个的函数的图象上
  ∴第一个函数的图象与第三个函数的图象关于原点对称
  ∴第三个的函数的表达式为y=-g(-x)
  例6:已知函數y=f(x),x∈R,满足f(x-2) =f(8-x)且f(0)=1,求f(6).
  解:∵f(x-2)=f(8-x)
  ∴函数y=f(x)的图象关于直线x=3对称
  ∵(0,1)关于直线x=3对称的点坐标为(6,1)
  ∴f(6)=1
  纵观上述,利用有关函数图象的对称性解某些函数题,更突显解题方法的灵巧简捷。它将函数图象直观简单化、函数问题直观明朗化,以形助数,探索解题思路。当然,解题时还应做到沉着冷静、认真审题;抽象问题具体化、复杂问题简单化;积极思考,确定解题策略并付出诸实施。只有这样 “协同作战”,才能有效地解决题目中的问题。
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