【摘 要】新課標(biāo)蘇教版高中數(shù)學(xué)書在介紹函數(shù)的性質(zhì)時(shí),重點(diǎn)放在了函數(shù)的周期性、奇偶性以及單調(diào)性上,然而縱觀近幾年高考數(shù)學(xué)真題,在有關(guān)抽象函數(shù)的考題中,函數(shù)的對(duì)稱性對(duì)解題有很大幫助,可見(jiàn)高考中函數(shù)對(duì)稱性的重要。
【關(guān)鍵詞】高中數(shù)學(xué) 高考數(shù)學(xué) 常見(jiàn)函數(shù) 特殊函數(shù) 對(duì)稱性
【中圖分類號(hào)】G632 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-4810(2014)26-0139-02
眾所周知,在高中數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)中,函數(shù)是重難點(diǎn),且高考試題中有關(guān)函數(shù)性質(zhì)的試題所占比重很大。學(xué)生在根據(jù)課本學(xué)習(xí)了函數(shù)的定義、周期性、奇偶性及單調(diào)性后,能利用函數(shù)圖像解決問(wèn)題,同時(shí)也能根據(jù)圖像直觀地對(duì)具有特殊性質(zhì)的函數(shù)進(jìn)行認(rèn)知,然而要提高學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)和解決難題的能力,還需對(duì)函數(shù)的對(duì)稱性進(jìn)行總結(jié)歸納。本文重點(diǎn)介紹對(duì)稱性的概念、常見(jiàn)函數(shù)的對(duì)稱性和抽象函數(shù)的對(duì)稱性這三個(gè)方面。
一 函數(shù)的對(duì)稱性
函數(shù)的對(duì)稱性分為中心對(duì)稱和軸對(duì)稱。第一,中心對(duì)稱。將一個(gè)函數(shù)圖像繞某一點(diǎn)旋轉(zhuǎn)180°后,如果旋轉(zhuǎn)后的圖像與原圖像完全重合,則該函數(shù)圖像具有中心對(duì)稱的性質(zhì),其中該點(diǎn)稱為該函數(shù)的對(duì)稱中心。一個(gè)函數(shù)圖像可以有多個(gè)對(duì)稱中心。第二,軸對(duì)稱。將一個(gè)函數(shù)圖像沿一條直線對(duì)折后,如果直線兩側(cè)的函數(shù)圖像完全重合,則該函數(shù)圖像具有軸對(duì)稱的性質(zhì),其中該直線為該函數(shù)的對(duì)稱軸。一個(gè)函數(shù)圖像可以有多條對(duì)稱軸。
二 常見(jiàn)函數(shù)的對(duì)稱性
第一,常數(shù)函數(shù)。y=c(c∈R)。既是軸對(duì)稱又是中心對(duì)稱,與該直線垂直的直線均為其對(duì)稱軸,直線上所有點(diǎn)均為其對(duì)稱中心。
第二,一次函數(shù)。y=kx+b(k為一次項(xiàng)系數(shù)≠0,k≠0,b為常數(shù))。既是中心對(duì)稱又是軸對(duì)稱,對(duì)稱中心為原點(diǎn),對(duì)稱軸為與該直線相垂直的直線。
第三,反比例函數(shù)。y=k/x(k∈R且k≠0)。既是軸對(duì)稱又是中心對(duì)稱,對(duì)稱軸為y=x與y=-x,對(duì)稱中心為原點(diǎn)。
第四,二次函數(shù)。y=ax2+bx+c(a≠0)。是軸對(duì)稱,
不是中心對(duì)稱,對(duì)稱軸為x= 。
第五,指數(shù)函數(shù)。y=ax(a>0且a≠1)(x∈R)。既不是中心對(duì)稱也不是軸對(duì)稱。
第六,對(duì)數(shù)函數(shù)。y=logax(a>0,且a≠1)。既不是中心對(duì)稱也不是軸對(duì)稱。
第七,冪函數(shù)。y=xa(a為常數(shù))。冪函數(shù)中非奇非偶函數(shù)不具有對(duì)稱性;冪函數(shù)中的奇函數(shù)中心對(duì)稱,對(duì)稱中心為原點(diǎn);冪函數(shù)中的偶函數(shù)為軸對(duì)稱,對(duì)稱軸為x=0。
第八,正弦函數(shù)。y=a sin(ωx+φ)(ω≠0)。既是中
心對(duì)稱又是軸對(duì)稱,對(duì)稱中心為( ),對(duì)稱軸為方程
ωx+φ=kπ+ 的解。
第九,正切函數(shù)。y=tanx。是中心對(duì)稱,不是軸對(duì)稱,
對(duì)稱中心為( ,0)。
第十,三次函數(shù)。三次函數(shù)中的奇函數(shù)中心對(duì)稱,對(duì)稱中心為原點(diǎn),其他三次函數(shù)的對(duì)稱性通過(guò)求導(dǎo)得極值點(diǎn)進(jìn)行作圖判斷。
以上就是對(duì)常見(jiàn)函數(shù)的對(duì)稱性總結(jié)歸納,要理解掌握,不能死記硬背,這就需要學(xué)生結(jié)合實(shí)際的習(xí)題及函數(shù)圖像,自己體會(huì),理解記憶,活學(xué)活用,在實(shí)踐中體會(huì)以上常見(jiàn)函數(shù)的對(duì)稱性特點(diǎn),真正做到舉一反三,思維發(fā)散。
三 抽象函數(shù)的對(duì)稱性
常見(jiàn)函數(shù)的對(duì)稱性容易理解掌握,抽象函數(shù)種類眾多,但萬(wàn)變不離其宗,以下是對(duì)抽象函數(shù)對(duì)稱性質(zhì)的總結(jié)歸納,并結(jié)合例題介紹抽象函數(shù)的對(duì)稱性。
性質(zhì)一:若函數(shù)y=f(x)的圖像關(guān)于直線x=a軸對(duì)稱,則其充要條件為f(a+x)=f(a-x),也即是f(x)=f(2a-x)。由此條性質(zhì)易得函數(shù)y=f(x)的圖像關(guān)于y軸對(duì)稱的充要條件是f(x)=f(-x)。
例1:函數(shù)f(x)滿足f(x)=f(3-x),則該函數(shù)滿足軸對(duì)稱,對(duì)稱軸為x=1.5。
性質(zhì)二:若函數(shù)y=f(x)的圖像關(guān)于點(diǎn)(a,b)中心對(duì)稱,則其充要條件為f(x)+f(2a-x)=2b,即f(a+x)+f(a-x)=2b。
例2:函數(shù)f(x)滿足f(5+x)+f(1-x)=4,則該函數(shù)呈中心對(duì)稱,對(duì)稱中心為(3,2)。
性質(zhì)三:(1)若函數(shù)y=f(x)圖像同時(shí)關(guān)于直線x=a和直線x=b(a≠b)成軸對(duì)稱,則y=f(x)是周期函數(shù),其一個(gè)周期為2a-b。(2)若函數(shù)y=f(x)圖像同時(shí)關(guān)于點(diǎn)(a,c)和點(diǎn)(b,c)(其中a≠b)中心對(duì)稱,則y=f(x)是周期函數(shù),其一個(gè)周期為2a-b。(3)若函數(shù)y=f(x)圖像既關(guān)于點(diǎn)(a,c)中心對(duì)稱又關(guān)于直線x=b軸對(duì)稱(a≠b),則y=f(x)是周期函數(shù),其一個(gè)周期為4a-b。
例3:函數(shù)f(x)的一個(gè)對(duì)稱中心為(1,1),一條對(duì)稱軸為x=2,則其一個(gè)周期為2。
以上的性質(zhì)是函數(shù)圖像的自對(duì)稱性質(zhì),有了以上的基本性質(zhì)做鋪墊,我們可以導(dǎo)出兩個(gè)函數(shù)之間存在的對(duì)稱性。下面介紹函數(shù)的互對(duì)稱。
性質(zhì)四:函數(shù)y=f(x)與y=2b-f(2a-x)的圖像關(guān)于點(diǎn)(a,b)成中心對(duì)稱。
性質(zhì)五:函數(shù)y=f(x)與a-x=f(a-y)的圖像關(guān)于直線x+y=a成軸對(duì)稱。
性質(zhì)六:函數(shù)y=f(x)與x-a=f(a+y)的圖像關(guān)于直線x-y=a成軸對(duì)稱。
例4:函數(shù)y=f(x)的圖像與x=f(y)的圖像成軸對(duì)稱,對(duì)稱軸為x=y,這種情況下也就是我們所說(shuō)的兩個(gè)函數(shù)互為反函數(shù)。
上述結(jié)論,老師應(yīng)帶領(lǐng)學(xué)生理解記憶,對(duì)于抽象函數(shù)的對(duì)稱性質(zhì),老師也可引導(dǎo)學(xué)生自主推導(dǎo),這樣才能加深理解,同時(shí)老師要花足夠的時(shí)間與學(xué)生共同探討推敲,使這些結(jié)論在高考中得到靈活運(yùn)用。
〔責(zé)任編輯:龐遠(yuǎn)燕〕