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時間:2024-01-10 11:25:45來源:本站整理點擊:
一、函數自身的對稱性探究
定理1.函數y=f(x)的圖像關于點A(a,b)對稱的充要條件是
f(x)+f(2a-x)=2b
證明:(必要性)設點P(x,y)是y=f(x)圖像上任一點,∵點P(x,y)關于點A(a,b)的對稱點P'(2a-x,2b-y)也在y=f(x)圖像上,∴2b-y=f(2a-x)
即y+f(2a-x)=2b故f(x)+f(2a-x)=2b,必要性得證。
(充分性)設點P(x0,y0)是y=f(x)圖像上任一點,則y0=f(x0)
∵f(x)+f(2a-x)=2b∴f(x0)+f(2a-x0)=2b,即2b-y0=f(2a-x0)。
故點P'(2a-x0,2b-y0)也在y=f(x)圖像上,而點P與點P'關于點A(a,b)對稱,充分性得征。
推論:函數y=f(x)的圖像關于原點O對稱的充要條件是f(x)+f(-x)=0
定理2.函數y=f(x)的圖像關于直線x=a對稱的充要條件是
f(a+x)=f(a-x)即f(x)=f(2a-x)(證明留給讀者)
推論:函數y=f(x)的圖像關于y軸對稱的充要條件是f(x)=f(-x)
定理3.①若函數y=f(x)圖像同時關于點A(a,c)和點B(b,c)成中心對稱(a≠b),則y=f(x)是周期函數,且2|a-b|是其一個周期。
②若函數y=f(x)圖像同時關于直線x=a和直線x=b成軸對稱(a≠b),則y=f(x)是周期函數,且2|a-b|是其一個周期。
③若函數y=f(x)圖像既關于點A(a,c)成中心對稱又關于直線x=b成軸對稱(a≠b),則y=f(x)是周期函數,且4|a-b|是其一個周期。
①②的證明留給讀者,以下給出③的證明:
∵函數y=f(x)圖像既關于點A(a,c)成中心對稱,
∴f(x)+f(2a-x)=2c,用2b-x代x得:
f(2b-x)+f[2a-(2b-x)]=2c………………(*)
又∵函數y=f(x)圖像直線x=b成軸對稱,
∴f(2b-x)=f(x)代入(*)得:
f(x)=2c-f[2(a-b)+x]…………(**),用2(a-b)-x代x得
f[2(a-b)+x]=2c-f[4(a-b)+x]代入(**)得:
f(x)=f[4(a-b)+x],故y=f(x)是周期函數,且4|a-b|是其一個周期。
二、不同函數對稱性的探究
定理4.函數y=f(x)與y=2b-f(2a-x)的圖像關于點A(a,b)成中心對稱。
定理5.①函數y=f(x)與y=f(2a-x)的圖像關于直線x=a成軸對稱。
②函數y=f(x)與a-x=f(a-y)的圖像關于直線x+y=a成軸對稱。
③函數y=f(x)與x-a=f(y+a)的圖像關于直線x-y=a成軸對稱。
定理4與定理5中的①②證明留給讀者,現證定理5中的③
設點P(x0,y0)是y=f(x)圖像上任一點,則y0=f(x0)。記點P(x,y)關于直線x-y=a的軸對稱點為P'(x1,y1),則x1=a+y0,y1=x0-a,∴x0=a+y1,y0=x1-a代入y0=f(x0)之中得x1-a=f(a+y1)∴點P'(x1,y1)在函數x-a=f(y+a)的圖像上。
同理可證:函數x-a=f(y+a)的圖像上任一點關于直線x-y=a的軸對稱點也在函數y=f(x)的圖像上。故定理5中的③成立。
推論:函數y=f(x)的圖像與x=f(y)的圖像關于直線x=y成軸對稱。
三、三角函數圖像的對稱性列表
函數對稱中心坐標對稱軸方程y=sinx(kπ,0)x=kπ+π/2y=cosx(kπ+π/2,0)x=kπy=tanx(kπ/2,0)無
注:①上表中k∈Z
②y=tanx的所有對稱中心坐標應該是(kπ/2,0),而在岑申、王而冶主編的浙江教育出版社出版的21世紀高中數學精編第一冊(下)及陳兆鎮主編的廣西師大出版社出版的高一數學新教案(修訂版)中都認為y=tanx的所有對稱中心坐標是(kπ,0),這明顯是錯的。
四、函數對稱性應用舉例
例1:定義在R上的非常數函數滿足:f(10+x)為偶函數,且f(5-x)=f(5+x),則f(x)一定是()(第十二屆希望杯高二第二試題)
(A)是偶函數,也是周期函數(B)是偶函數,但不是周期函數
(C)是奇函數,也是周期函數(D)是奇函數,但不是周期函數
解:∵f(10+x)為偶函數,∴f(10+x)=f(10-x).
∴f(x)有兩條對稱軸x=5與x=10,因此f(x)是以10為其一個周期的周期函數,∴x=0即y軸也是f(x)的對稱軸,因此f(x)還是一個偶函數。
故選(A)
例2:設定義域為R的函數y=f(x)、y=g(x)都有反函數,并且f(x-1)和g-1(x-2)函數的圖像關于直線y=x對稱,若g(5)=1999,那么f(4)=()。
(A)1999;(B)2000;(C)2001;(D)2002。
解:∵y=f(x-1)和y=g-1(x-2)函數的圖像關于直線y=x對稱,
∴y=g-1(x-2)反函數是y=f(x-1),而y=g-1(x-2)的反函數是:y=2+g(x),∴f(x-1)=2+g(x),∴有f(5-1)=2+g(5)=2001
故f(4)=2001,應選(C)
例3.設f(x)是定義在R上的偶函數,且f(1+x)=f(1-x),當-1≤x≤0時,
f(x)=-x,則f(8.6)=_________(第八屆希望杯高二第一試題)
解:∵f(x)是定義在R上的偶函數∴x=0是y=f(x)對稱軸;
又∵f(1+x)=f(1-x)∴x=1也是y=f(x)對稱軸。故y=f(x)是以2為周期的周期函數,∴f(8.6)=f(8+0.6)=f(0.6)=f(-0.6)=0.3
例4.函數y=sin(2x+)的圖像的一條對稱軸的方程是()(92全國高考理)(A)x=-(B)x=-(C)x=(D)x=
解:函數y=sin(2x+)的圖像的所有對稱軸的方程是2x+=k+
∴x=-,顯然取k=1時的對稱軸方程是x=-故選(A)
例5.設f(x)是定義在R上的奇函數,且f(x+2)=-f(x),當0≤x≤1時,
f(x)=x,則f(7.5)=()
(A)0.5(B)-0.5(C)1.5(D)-1.5
解:∵y=f(x)是定義在R上的奇函數,∴點(0,0)是其對稱中心;
又∵f(x+2)=-f(x)=f(-x),即f(1+x)=f(1-x),∴直線x=1是y=f(x)對稱軸,故y=f(x)是周期為2的周期函數。
∴f(7.5)=f(8-0.5)=f(-0.5)=-f(0.5)=-0.5故選(B)
感知生活中對稱的事物和對稱美,初步理解軸對稱的概念
能夠運用多種感官感知、理解和表現軸對稱。
活動準備
幼兒操作材料:各種大小、顏色、花紋不同的蝴蝶翅膀、蜻蜓翅膀、每人若干套。
京劇臉譜、樹葉、衣服等制作PPT。
蝴蝶,蜻蜓圖片。
活動過程
一、感知對稱
聽一聽:教師播放PPT進行講述,幼兒傾聽故事。
春天來了,老師帶你們去公園里踏四吧。公園里的花開了,我們看見了美麗的蝴蝶、蜻蜓在花叢中跳起了歡快的舞蹈。我們看一看它們的翅膀是什么樣子的?
突然,下起了大雨,蝴蝶、蜻蜓趕緊拍拍翅膀準備飛到小棚子里去避雨。忽然,它們一起叫了起來:“我丟了一只翅膀,飛不起來了!”(把紙制的蝴蝶、蜻蜓的翅膀分散地布置在地上)雨越下越大,我們幫助它們去找到另一只翅膀吧。
找一找:分別為蝴蝶、蜻蜓找翅膀配對。
幼兒自主的選擇自己喜歡的蝴蝶或蜻蜓,幫助它在布置好的場地尋找另一只翅膀。
說一說:幼兒展示配好對的翅膀,并說明為什么這樣配對。
教師引導幼兒從顏色、形狀、花紋的角度進行講述。
教師小結:蝴蝶和蜻蜓的翅膀以身體為中心線,它們左右兩邊的翅膀大小、顏色、形狀和花紋完全相同,我們把這種形式叫軸對稱。
二、找對稱
找一找
師:我們教室里有很多對稱的東西,請你們在教室里找一找都有哪些物品是對稱的。幼兒自由的在教室中尋找對稱的物品。
師:你們找到什么物品是對稱的?它是怎樣對稱的?幼兒與同伴進行交流。
做一做
師:蝴蝶和蜻蜓的翅膀是對稱的,我們的身體上也有很多部位也是對稱的,請你們來互相找一找。幼兒兩兩一組互相觀察,并找到對方身體上的對稱。
師:我們的動作可以對稱嗎?
幼兒指出教師的對稱
轉自【幼師寶典】官方網站https://www.youshibaodian.com:https://www.youshibaodian.com/a/4ff5434ccfe54fd2ba3d8f694538ef05.html
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