函数的对称性是函数的一个重要性质,主要包括轴对称和中心对称,以下为你详细介绍:
轴对称
定义:如果函数y=f(x)满足f(a+x)=f(b−x),则函数y=f(x)的图象关于直线x=2a+b对称。
理解:对于函数图象上任意一点(a+x,f(a+x)),都存在另一点(b−x,f(b−x))与之关于直线x=2a+b对称,因为这两点的横坐标到直线x=2a+b的距离相等,且纵坐标相等。
特殊情况
若f(a+x)=f(a−x),则函数y=f(x)的图象关于直线x=a对称。此时,在函数图象上取两点(a+x,f(a+x))与(a−x,f(a−x)),这两点的纵坐标相同,横坐标关于直线x=a对称。例如二次函数y=(x−2)2,满足f(2+x)=f(2−x),其图象关于直线x=2对称。
若函数y=f(x)满足f(x)=f(−x),则函数y=f(x)是偶函数,其图象关于y轴(即直线x=0)对称。这是因为对于定义域内任意x,f(x)与f(−x)相等,意味着函数图象上关于y轴对称的点的函数值相等。
中心对称
定义:如果函数y=f(x)满足f(a+x)+f(b−x)=2c,则函数y=f(x)的图象关于点(2a+b,c)对称。
理解:对于函数图象上的点(a+x,f(a+x))和(b−x,f(b−x)) ,这两点的中点坐标为(2(a+x)+(b−x),2f(a+x)+f(b−x)),即(2a+b,c),说明函数图象关于点(2a+b,c)中心对称。
特殊情况
若f(a+x)+f(a−x)=2c,则函数y=f(x)的图象关于点(a,c)对称。例如函数y=x−11+1,满足f(1+x)+f(1−x)=(1+x)−11+1+(1−x)−11+1=2,其图象关于点(1,1)对称。
若函数y=f(x)满足f(x)+f(−x)=0,则函数y=f(x)是奇函数,其图象关于原点(0,0)对称。这表明对于定义域内任意x,f(x)与f(−x)互为相反数,函数图象上关于原点对称的点的函数值也互为相反数。
函数对称性之间的联系
多次轴对称与中心对称的关系
若函数y=f(x)有两条对称轴x=a和x=b(a=b),那么函数y=f(x)是周期函数,周期T=2∣a−b∣。
若函数y=f(x)有一个对称中心(a,0)和一条对称轴x=b(a=b),那么函数y=f(x)是周期函数,周期T=4∣a−b∣。
多个对称中心的关系
若函数y=f(x)有两个对称中心(a,0)和(b,0)(a=b), 那么函数y=f(x)是周期函数,周期T=2∣a−b∣。