2022年最全最详细抽象函数对称性、奇偶性与周期性常用结论 .pdf

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1、抽象函数的对称性、奇偶性与周期性常用结论一. 概念: 抽象函数是指没有给出具体的函数解读式或图像, 只给出一些函数符号及其满足的条件的函数, 如函数的定义域 , 解读递推式 , 特定点的函数值 ,特定的运算性质等 , 它是高中函数部分的难点, 也是大学高等数学函数部分的一个衔接点 , 由于抽象函数没有具体的解读表达式作为载体, 因此理解研究起来比较困难，所以做抽象函数的题目需要有严谨的逻辑思维能力、丰富的想象力以及函数知识灵活运用的能力1、周期函数的定义：对于( )f x定义域内的每一个x，都存在非零常数T，使得()( )fxTf x恒成立，则称函数( )f x具有周期性，T叫做( )f x的

2、一个周期，则kT（,0kZ k）也是( )fx的周期，所有周期中的最小正数叫( )f x的最小正周期。分段函数的周期：设)(xfy是周期函数，在任意一个周期内的图像为C:),(xfyabTbax,。把)()(abKKTxxfy轴平移沿个单位即按向量)()0,(xfykTa平移，即得在其他周期的图像：bkTakTxkTxfy,),(。bkTa,kT x)(ba, x)()(kTxfxfxf2、奇偶函数：设baabxbaxxfy,),(或若为奇函数；则称)(),()(xfyxfxf若为偶函数则称)()()(xfyxfxf。分段函数的奇偶性3、函数的对称性：（1）中心对称即点对称：点对称；关于点与)

3、,()2 ,2(),(baybxaByxA对称；关于与点),(),(),(baybxaBybxaA成中心对称；关于点与函数),()2(2)(baxafybxfy成中心对称；关于点与函数),()()(baxafybxafyb成中心对称。关于点与（函数),(0)2,2(0),baybxaFyxF（2）轴对称：对称轴方程为：0CByAx。)(2,)(2(),(),(2222/BACByAxByBACByAxAxByxByxA与点关 于精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 10 页直线成轴对称；0CByAx函数)(2()(2)(222

4、2BACByAxAxfBACByAxByxfy与关于直线0CByAx成轴对称。0)(2,)(2(0),(2222BACByAxByBACByAxAxFyxF与关于直线0CByAx成轴对称。二、函数对称性的几个重要结论（一）函数)(xfy图象本身的对称性（自身对称）若()()f xaf xb，则( )f x具有周期性；若()()f axf bx，则( )f x具有对称性：“内同表示周期性，内反表示对称性”。1、)()(xbfxaf)(xfy图象关于直线22)()(baxbxax对称推论 1：)()(xafxaf)(xfy的图象关于直线ax对称推论 2、)2()(xafxf)(xfy的图象关于直线

5、ax对称推论 3、)2()(xafxf)(xfy的图象关于直线ax对称2、cxbfxaf2)()()(xfy的图象关于点),2(cba对称推论 1、bxafxaf2)()()(xfy的图象关于点),(ba对称推论 2、bxafxf2)2()()(xfy的图象关于点),(ba对称推论 3、bxafxf2)2()()(xfy的图象关于点),(ba对称（二）两个函数的图象对称性（相互对称）（利用解读几何中的对称曲线轨迹方程理解）1、偶函数)(xfy与)( xfy图象关于Y轴对称2、奇函数)(xfy与)( xfy图象关于原点对称函数3、函数)(xfy与( )yf x图象关于X轴对称精选学习资料 - -

6、 - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 10 页4、互为反函数)(xfy与函数1( )yfx图象关于直线yx对称5. 函数)(xafy与)(xbfy图象关于直线2abx对称推论 1: 函数)(xafy与)(xafy图象关于直线0 x对称推论 2: 函数)(xfy与)2(xafy图象关于直线ax对称推论 3: 函数)( xfy与)2(xafy图象关于直线ax对称（三）抽象函数的对称性与周期性1、抽象函数的对称性性质 1 若函数 yf(x)关于直线 xa 轴对称，则以下三个式子成立且等价：（1）f(a x) f(a x) （2）f(2a x) f(x)

7、 （3）f(2a x) f( x) 性质 2 若函数 yf(x) 关于点（ a，0）中心对称，则以下三个式子成立且等价：（1）f(a x) f(a x) （2）f(2a x) f(x) （3）f(2a x) f( x) 易知， yf(x)为偶（或奇）函数分别为性质1（或 2）当 a0 时的特例。2、复合函数的奇偶性定义 1、 若对于定义域内的任一变量x，均有 fg( x) fg(x)，则复数函数 yfg(x)为偶函数。定义 2、 若对于定义域内的任一变量x，均有 fg( x) fg(x)，则复合函数 yfg(x)为奇函数。说明：（1）复数函数 fg(x)为偶函数，则 fg( x) fg(x)而

8、不是 f g(x) fg(x)，复合函数 yfg(x)为奇函数，则 fg( x) fg(x)而不是 f g(x) fg(x)。（2）两个特例： yf(x a)为偶函数，则 f(x a)f( xa)；yf(x a) 为奇函数，则 f( xa) f(a x) （3）yf(x a) 为偶（或奇）函数，等价于单层函数yf(x) 关于直线 xa 轴对称（或关于点（ a，0）中心对称）3、复合函数的对称性性质 3 复合函数 yf(a x) 与 yf(b x) 关于直线 x（ba）/2 轴对称性质 4、复合函数 yf(a x) 与 yf(b x) 关于点（ ba）/2 ，0）中心对称推论 1、 复合函数 y

9、f(a x) 与 yf(a x) 关于 y 轴轴对称推论 2、 复合函数 yf(a x) 与 yf(a x) 关于原点中心对称精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 10 页4、函数的周期性若 a 是非零常数，若对于函数yf(x) 定义域内的任一变量x 点有下列条件之一成立，则函数yf(x) 是周期函数，且2|a| 是它的一个周期。f(x a)f(x a) f(x a)f(x) f(x a)1/f(x) f(x a)1/f(x) 5、函数的对称性与周期性性质 5 若函数 yf(x) 同时关于直线 xa 与 xb 轴对称，则函数f

10、(x) 必为周期函数，且 T2|a b| 性质 6、若函数 yf(x) 同时关于点（ a，0）与点（ b，0）中心对称，则函数 f(x) 必为周期函数，且T2|a b| 性质 7、若函数 yf(x) 既关于点（ a，0）中心对称，又关于直线xb 轴对称，则函数 f(x) 必为周期函数，且T4|a b| 6、函数对称性的应用（1）若kyyhxxkhxfy2,2),)(/对称，则关于点（, 即kxhfxfxfxf2)2()()()(/nkxhfxhfxhfxfxfxfnnn2)2()2()2()()()(1121（2）例题 1、1)1()(2121)(xfxfaaaxfxx）对称：，关于点（。2)

11、()(1012214)(1xfxfxxfxx）对称：，关于（1)1()2121)0,(11)(xfxfxRxxf（）对称：，关于（ 2、奇函数的图像关于原点（0，0）对称：0)()(xfxf。 3、若)(),()()2()(xfyxafxafxafxf则或的图像关于直线ax对称。设个不同的实数根，则有nxf0)(naxaxxaxxaxxxxnnn)2()2()2(22221121. ),212(111axxaxkn时，必有当精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 10 页（四）常用函数的对称性三、函数周期性的几个重要结论1、()

12、( )f xTfx( 0T) )(xfy的周期为T，kT(kZ) 也是函数的周期2、()()fxaf xb)(xfy的周期为abT3、)()(xfaxf)(xfy的周期为aT24、)(1)(xfaxf)(xfy的周期为aT25、)(1)(xfaxf)(xfy的周期为aT26、)(1)(1)(xfxfaxf)(xfy的周期为aT37、1)(1)(xfaxf)(xfy的周期为aT28、)(1)(1)(xfxfaxf)(xfy的周期为aT49、)()()2(xfaxfaxf)(xfy的周期为aT610、若.2,)2()(,0pTppxfpxfp则11、)(xfy有两条对称轴ax和bx()ba)(xf

13、y周期)(2abT推论：偶函数)(xfy满足)()(xafxaf)(xfy周期aT212、)(xfy有两个对称中心)0,(a和)0 ,(b()ba)(xfy周期)(2abT推论：奇函数)(xfy满足)()(xafxaf)(xfy周期aT413、)(xfy有一条对称轴ax和一个对称中心)0 ,(b()ba( )f x的)(4abT四、用函数奇偶性、周期性与对称性解题的常见类型灵活应用函数奇偶性、周期性与对称性，可巧妙的解答某些数学问题，它对训练学生精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 10 页分析问题与解决问题的能力有重要作用.

14、下面通过实例说明其应用类型。1. 求函数值例 1. （ 1996 年高考题）设)(xf是),(上的奇函数，),()2(xfxf当10 x时，xxf)(，则)5 .7(f等于（ -0.5 ）（A）0.5 。（ B）-0.5 。（C）1.5 。（D）-1.5. 例 2（ 1989 年北京市中学生数学竞赛题）已知)(xf是定义在实数集上的函数，且)(1)(1)2(xfxfxf，,32)1(f求)1989(f的值 .23)1989(f。2、比较函数值大小例 3. 若)(Rxxf是以2 为周期的偶函数，当1 , 0 x时，,)(19981xxf试比较)1998(f、)17101(f、)15104(f的大

15、小 . 解：)(Rxxf是以2 为周期的偶函数，又19981)(xxf在1 , 0上是增函数，且1151419161710，).15104()1998(17101(),1514()1916()171(ffffff即3、求函数解读式例 4. （ 1989 年高考题）设)(xf是定义在区间),(上且以2 为周期的函数，对Zk，用kI表示区间),12, 12(kk已知当0Ix时，.)(2xxf求)(xf在kI上的解读式 . 解：设1211212),12, 12(kxkxkkkx0Ix时，有22)2()2(121,)(kxkxfkxxxf得由)(xf是以 2 为周期的函数，2)2()(),()2(kx

16、xfxfkxf. 例 5设)(xf是定义在),(上以 2 为周期的周期函数，且)(xf是偶函数，在区间3 ,2上，.4)3(2)(2xxf求2, 1x时，)(xf的解读式 . 解：当2, 3x，即3 ,2x，4) 3(24) 3(2)()(22xxxfxf又)(xf是以 2 为周期的周期函数，于是当2, 1x，即243x时，).21(4)1(243)4(2)()4()(22xxxxfxfxf有精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 10 页).21(4) 1(2)(2xxxf4、判断函数奇偶性例 6. 已知)(xf的周期为4，且

17、等式)2()2(xfxf对任意Rx均成立，判断函数)(xf的奇偶性 . 解：由)(xf的周期为4，得)4()(xfxf，由)2()2(xfxf得)4()(xfxf，),()(xfxf故)(xf为偶函数 . 5、确定函数图象与x 轴交点的个数例 7. 设函数)(xf对任意实数x满足)2()2(xfxf，)7(xf, 0)0()7(fxf且判断函数)(xf图象在区间30,30上与x轴至少有多少个交点. 解：由题设知函数)(xf图象关于直线2x和7x对称，又由函数的性质得)(xf是以 10 为周期的函数 . 在一个周期区间10, 0上，,)(0)0()22()22()4(, 0)0(不能恒为零且xf

18、fffff故)(xf图象与x轴至少有2 个交点 . 而区间30,30有 6 个周期，故在闭区间30,30上)(xf图象与x轴至少有13 个交点 . 6、在数列中的应用例 8. 在数列na中，)2(11,3111naaaannn，求数列的通项公式，并计算.1997951aaaa分析：此题的思路与例2 思路类似 . 解：令,1tga则)4(1111112tgtgtgaaa4)1(11,4)1()42()4(1)4(111111223ntgaaantgatgtgtgaaannnn于是精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 10 页不难

19、用归纳法证明数列的通项为：)44(ntgan，且以 4 为周期 . 于是有 1，5，9 1997 是以 4 为公差的等差数列，1997951aaaa，由4) 1(11997n得总项数为500 项，. 350050011997951aaaaa7、在二项式中的应用例 9. 今天是星期三，试求今天后的第9292天是星期几？分析：转化为二项式的展开式后，利用一周为七天这个循环数来进行计算即可. 解：191919191) 191(9291922909291192920929292CCCC1)137()137()137()137()1137(9291922909291192920929292CCCC因为展

20、开式中前92 项中均有7 这个因子，最后一项为1，即为余数，故9292天为星期四 . 8、复数中的应用例 10. （上海市1994 年高考题）设)(2321是虚数单位iiz，则满足等式, zzn且大于 1 的正整数n中最小的是（A） 3 ；（ B）4 ；（C）6 ；（D）7. 分析：运用iz2321方幂的周期性求值即可. 解：10) 1(,11nnnzzzzz，)(.4)(,1).( 13),(31,31, 1min3BnnkNkknNkknnz故选择最小时即的倍数必须是9、解“立几”题例 11.ABCD 1111DCBA是单位长方体，黑白二蚁都从点A 出发，沿棱向前爬行，每走一条棱称为“走完

21、一段”。白蚁爬行的路线是,111DAAA黑蚁爬行的路线是.1BBAB它们都遵循如下规则：所爬行的第2i段所在直线与第i段所在直线必须是异面直线（其中)Ni. 设黑白二蚁走完第1990 段后，各停止在正方体的某个顶点精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 10 页处，这时黑白蚁的距离是（A）1；（B）2；（ C）3；（D）0. 解：依条件列出白蚁的路线CBCCCDDAAA111111,1AABA立即可以发现白蚁走完六段后又回到了A 点 . 可验证知：黑白二蚁走完六段后必回到起点，可以判断每六段是一个周期. 1990=64331，因

22、此原问题就转化为考虑黑白二蚁走完四段后的位置，不难计算出在走完四段后黑蚁在1D点，白蚁在C点，故所求距离是.2例题与应用例 1：f(x) 是 R上的奇函数f(x)= f(x+4) ，x0 ，2 时 f(x)=x，求 f(2007) 的值例 2：已知 f(x)是定义在R上的函数，且满足f(x+2)1f(x)=1+f(x)， f(1)=2 ，求f(2009) 的值。故 f(2009)= f(2518+1)=f(1)=2 例 3：已知 f(x)是定义在 R上的偶函数，f(x)= f(4-x)，且当0,2x时， f(x)= 2x+1，则当6, 4x时求 f(x)的解读式例 4：已知 f(x)是定义在R

23、上的函数，且满足f(x+999)=)(1xf， f(999+x)=f(999x) ， 试判断函数f(x) 的奇偶性 . 例 5：已知 f(x)是定义在 R上的偶函数，f(x)= f(4-x)，且当0,2x时， f(x) 是减函数，求证当6, 4x时 f(x)为增函数例 6：f(x) 满足 f(x) =-f(6-x)，f(x)= f(2-x)，若 f(a) =-f(2000)，a5 ，9 且f(x)在5 ，9 上单调 . 求 a 的值 . 例 7：已知 f(x)是定义在 R上的函数， f(x)= f(4x) ，f(7+x)= f(7x),f(0)=0，求在区间 1000，1000 上 f(x)=

24、0至少有几个根？解：依题意f(x) 关于 x=2，x=7 对称，类比命题2（2）可知 f(x) 的一个周期是10 故 f(x+10)=f(x) f(10)=f(0)=0 又 f(4)=f(0)=0 即在区间 (0 ，10 上，方程f(x)=0至少两个根又 f(x) 是周期为10 的函数，每个周期上至少有两个根，因此方程f(x)=0在区间 1000，1000 上至少有1+1020002=401 个根 . 例 1、函数 yf(x) 是定义在实数集 R上的函数，那么yf(x 4)与 yf(6 x) 的图象之间（ D ）A关于直线 x5 对称 B关于直线 x1 对称C关于点（ 5，0）对称 D关于点（

25、 1，0）对称精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 10 页解：据复合函数的对称性知函数yf(x 4)与 yf(6 x) 之间关于点（ 64）/2 ，0）即（ 1，0）中心对称，故选 D。（原卷错选为C ）例 2、 设 f(x) 是定义在 R上的偶函数，其图象关于x1 对称，证明 f(x)是周期函数。（ 2001年理工类第 22 题）例 3、 设 f(x) 是（，）上的奇函数，f(x 2) f(x) ，当0 x1 时 f(x) x，则 f(7.5)等于（ -0.5 ）（1996 年理工类第 15 题）例 4、 设 f(x) 是

26、定义在 R上的函数，且满足f(10 x) f(10 x) ，f(20 x) f(20 x) ，则 f(x) 是（C ）A偶函数，又是周期函数 B偶函数，但不是周期函数C奇函数，又是周期函数 D奇函数，但不是周期函数六、巩固练习1、函数 y f(x) 是定义在实数集R上的函数，那么y f(x 4) 与 yf(6 x) 的图象（）。A关于直线x5 对称B关于直线x1 对称C关于点（ 5，0）对称D关于点（ 1，0）对称2、设 f(x)是（，）上的奇函数，f(x 2) f(x)，当 0 x1 时，f(x) x，则 f(7.5)=（）。A 0.5 B 0.5 C1.5 D 1.5 3、设 f(x)是定义在（，）上的函数，且满足f(10 x) f(10 x) ，f(20 x) f(20 x) ，则 f(x) 是（）。A 偶函数，又是周期函数B偶函数，但不是周期函数C 奇函数，又是周期函数D奇函数，但不是周期函数4、f(x)是定义在 R上的偶函数，图象关于x1 对称，证明f(x) 是周期函数。参考答案： D，B，C，T2。5、在数列12211(*)nnnnxxxxxx nN 中，已知，求100 x=-1 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 10 页