第二章 第9课时 函数的对称性 课件 2027版高考数学一轮总复习

资源下载
  1. 二一教育资源

第二章 第9课时 函数的对称性 课件 2027版高考数学一轮总复习

资源简介

第9课时 函数的对称性
第二章 函数的概念与性质
[考试要求] 
1.能通过平移,分析得出一般的轴对称和中心对称公式和推论.
2.会利用对称公式解决问题.
以题引理·激活思维
1.(人教A版必修第一册P116探究改编)在同一平面直角坐标系中,函数y=3x与y=13????的图象之间的关系是(  )
A.关于x轴对称 B.关于y轴对称
C.关于原点对称 D.关于直线y=x对称
?

B [因为y=13????=3-x,所以函数y=3x与y=13????的图象关于y轴对称.故选B.]
?
2.(人教B版必修第一册P117习题3-1CT3改编)函数f (x)=????+1????的图象的对称中心的坐标为(  )
A.(0,0) B.(0,1)
C.(1,0) D.(1,1)
?

B [因为f (x)=????+1????=1+1????,由y=1????的图象向上平移一个单位长度得到y=1+1????的图象,又y=1????的图象关于点(0,0)对称,
所以f (x)=1+1????的图象关于点(0,1)对称.]
?
3.(湘教版必修第一册P86习题3.2T13改编)已知y=f (x-1)是偶函数,则函数f (x)图象的对称轴方程是(  )
A.x=1 B.x=12
C.x=-1 D.x=-12
?

C [因为y=f (x-1)是偶函数,
则y=f (x-1)图象的对称轴为直线x=0,将函数y=f (x-1)的图象向左平移一个单位长度可得y=f (x)的图象,
所以函数f (x)图象的对称轴方程是x=-1.故选C.]
4.(人教B版必修第一册P115练习BT1改编)若函数y=f (x)的图象关于直线x=2对称,且当x∈[2,3]时,f (x)=2x-1,则f (1)=________.
5
5 [由f (x)的图象关于直线x=2对称,可得f (1)=f (3)=2×3-1=5.]
5.(人教A版必修第一册P87习题3.2T13(1)改编)函数y=f (x)的图象关于坐标原点成中心对称图形的充要条件是函数y=f (x)为奇函数,有同学发现可以将其推广为:函数y=f (x)的图象关于点P(a,b)成中心对称图形的充要条件是函数y=f (x+a)-b为奇函数.已知f (x)=mx3+nx+1.
(1)若f (x)在[-6,6]上的最大值为M,最小值为N,则M+N=________;
(2)若m=1,n=-3,则函数f (x)图象的对称中心为点________.
2
(0,1)
(1)2 (2)(0,1) [(1)∵y=mx3+nx在R上为奇函数,∴在[-6,6]上,ymax=-ymin,
∴M+N=(ymax+1)+(ymin+1)=2.
(2)法一:由(1)知,y=mx3+nx为奇函数,所以其图象的对称中心为点(0,0),所以函数f (x)图象的对称中心为点(0,1).
法二:∵g(x)=f (x+a)-b=(x+a)3-3(x+a)+1-b=x3+3ax2+(3a2-3)x+a3-3a+1-b在R上为奇函数,
所以3????=0,??????????????????????????3?3????+1?????=0?????=0,????=1,
∴函数f (x)图象的对称中心为点(0,1).]
?
1.奇函数、偶函数的对称性
(1)奇函数的图象关于____对称,偶函数的图象关于____对称.
(2)若函数y=f (x+a)是偶函数,则函数y=f (x)的图象关于直线______对称;若函数y=f (x+a)是奇函数,则函数y=f (x)的图象的对称中心为点__________.
原点
y轴
x=a
(a,0)
2.两个函数图象的对称
(1)函数y=f (x)与y=f (-x)的图象关于____对称;
(2)函数y=f (x)与y=-f (x)的图象关于____对称;
(3)函数y=f (x)与y=-f (-x)的图象关于____对称.
(4)函数y=f (a-x)与y=f (x-b)的图象关于直线x=????+????2对称.
?
y轴
x轴
原点
1.函数图象轴对称和中心对称结论
(1)若函数y=f (x)满足f (a-x)=f (b+x),则函数f (x)的图象关于直线x=????+????2对称;
特别地,①若f (a-x)=f (a+x),则函数y=f (x)的图象关于直线x=a对称;
②若f (-x)=f (x),则函数y=f (x)的图象关于直线x=0对称.
?
(2)若函数y=f (x)满足f (a-x)=-f (b+x),则函数f (x)的图象关于点????+????2,0中心对称;特别地,若函数y=f (x)满足f (a-x)=-f (a+x),则函数y=f (x)的图象关于点(a,0)对称.
(3)若函数y=f (x)满足f (a-x)+f (a+x)=2b,则函数f (x)的图象的对称中心为点(a,b).
2.核心原理:中点坐标公式及点的对称转移:
f (a-x)=f (a+x)?f (2a-x)=f (x).
?
考点一 轴对称问题
[典例1] (2023·全国乙卷节选)已知函数f (x)=1????+????ln(1+????),是否存在????,????,使得曲线????=????1????关于直线x=b对称?若存在,求a,b的值;若不存在,说明理由.
?
精研考点·提升素养
[解] 法一:令g(x)=f 1????=(x+a)ln????+1????,由????+1????>0,解得x<-1或x>0,即函数g(x)的定义域为(-∞,-1)∪(0,+∞),此定义域关于直线x=-12对称,
若曲线y=f 1????关于直线x=b对称,则b=-12,
此时g(-1-x)-g(x)=(-x-1+a)ln???????????1-(x+a)ln????+1????
=(-x-1+a)ln????????+1+(x+a)ln????????+1=(2a-1)ln????????+1,
而ln????????+1≠0,则当a=12时,g(-1-x)-g(x)=0,
?
即g(-1-x)=g(x),
因此当a=12时,对任意x∈(-∞,-1)∪(0,+∞),恒有g(-1-x)=g(x)成立,
即函数g(x)=????+12ln????+1????的图象关于直线x=-12对称,所以存在a=12,b=-12,使得曲线y=f 1????关于直线x=-12对称.
?
法二:假设存在a,b,使得曲线y=f 1????关于直线x=b对称.
令g(x)=f 1????=(x+a)ln1+1????=(x+a)·ln????+1????,
因为曲线y=g(x)关于直线x=b对称,所以g(x)=g(2b-x),
即(x+a)ln????+1????=(2b-x+a)ln2?????????+12?????????=(x-2b-a)ln?????2?????????2?????1,
于是????=?2?????????,1=?2????,????????得????=12,????????=?12,
?
当a=12,b=-12时,g(x)=????+12ln1+1????,
g(-1-x)=??????12ln??????1?????
=??????12ln????1+????=????+12ln????+1????=????+12ln1+1????=g(x),
所以曲线y=g(x)关于直线x=-12对称,满足题意.
故存在a,b,使得曲线y=f 1????关于直线x=b对称,且a=12,b=-12.
?
名师点评:证明函数y=f (x)的图象关于直线x=a对称即证明f (x)=
f (2a-x)或f (a-x)=f (a+x)成立.
[巩固迁移]
1.已知函数f (x)(x∈R)满足f (x)=f (4-x),若y=|x-2|与y=f (x)图象的交点为点(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3),(x4,y4),则x1+x2+x3+x4=(  )
A.-4 B.0
C.4 D.8

D [由f (x)=f (4-x)可知y=f (x)的图象关于直线x=2对称,y=|x-2|的图象关于直线x=2对称,所以x1+x2+x3+x4=4×2=8.]
2.(2025·江西南昌三模)若函数f (x)=a·2x+b·2-x的图象关于直线x=1对称,则????????=________.
?
4 [函数f (x)=a·2x+b·2-x的图象关于直线x=1对称,由题意知,对任意x∈R,恒有f (x)=f (2-x)成立,
即a·2x+b·2-x=a·22-x+b·2x-2恒成立,化简得(4a-b)(2x-2-2-x)=0,故4a-b=0,则????????=4.]
?
4
考点二 中心对称问题
[典例2] (1)已知函数f (x)(x∈R)满足f (-x)=2-f (x),若函数y=????+1????与????=????????图象的交点为点????1,????1,????2,????2,…,????10,????10,
则∑????=110(xi+yi)=________.
(2)(2024·新高考Ⅰ卷节选)已知函数f (x)=ln ????2?????+ax+b(x-1)3.证明:曲线y=f (x)是中心对称图形.
?
10
(1)10 [因为函数f (x)(x∈R)满足f (-x)=2-f (x),即满足????(?????)+????(????)2=1,所以y=f (x)的图象关于点(0,1)对称.又函数y=????+1????=1+1????的图象关于点(0,1)对称,所以函数y=????+1????与y=f (x)图象的交点(x1,y1),(x2,y2),…,(x10,y10)也关于点(0,1)对称,故交点(x1,y1),(x2,y2),…,(x10,y10)成对出现,且每一对点都关于点(0,1)对称,故∑????=110(xi+yi)=(x1+x2+…+x10)+(y1+y2+…+y10)=0+102×2=10.]
?
(2)证明:法一:∵函数的定义域为(0,2),且f (2-x)+f (x)=ln2?????????+a(2-x)+b(1-x)3+ln????2?????+ax+b(x-1)3=2a,∴f (x)的图象关于点(1,a)中心对称.
法二:将f (x)的图象向左平移一个单位长度?f (x+1)=ln????+11?????+a(x+1)+bx3的图象关于点(0,a)中心对称,
∴f (x)的图象关于点(1,a)中心对称.
?
名师点评:函数y=f (x)的图象关于点(a,b)对称?f (a+x)+f (a-x)=2b?2b-f (x)=f (2a-x);若函数y=f (x)满足f (a+x)+f (b-x)=c,则y=f (x)的图象关于点????+????2,????2对称.
?
[巩固迁移]
3.(2026·湖北襄阳模拟)已知函数f (x)=(x+2)·(2x2+ax+b)的图象关于点(1,0)对称,则a+2b=________.
6 [根据题意,函数f (x)=(x+2)(2x2+ax+b)的图象关于点(1,0)对称,所以f (x+1)+f (-x+1)=0,
所以(x+3)(2x2+ax+4x+2+a+b)+(-x+3)·(2x2-ax-4x+2+a+b)=0,
所以2(a+4)x2+12x2+6(2+a+b)=0,
则2(????+4)=?12,2+????+????=0,????所以b=8,a=-10,所以a+2b=6.]
?
6
4.(2025·山东日照一模)已知函数f (x)=19?3????的图象关于点P对称,则点P的坐标为____________.
?
2,118 [根据题意,设P的坐标为(m,n),
因为y=-1????为反比例函数,其图象关于原点对称,
故函数y=19?????的图象关于点(9,0)对称.
?
2,118
?
令3x=9可得x=2,故f (x)=19?3????图象的对称中心的横坐标为2,即m=2,
则f (2+x)+f (2-x)=2n,
则有2n=19?32+????+19?32?????=1911?3????+3????3?????1=19,
解得n=118,故点P的坐标为2,118.]
?
考点三 两函数图象间的对称问题
[典例3]  若函数y=f (1-x)的图象与函数y=f (2+x)的图象关于直线x=m对称,则m=(  )
A.3 B.32
C.?1 D.?12
?

D [设点P(x,y)在函数y=f (1-x)的图象上,点P关于直线x=m的对称点为Q(x',y'),则????+????′=2????,????=????′,???????????即????=2?????????′,????=????′,???????????则y'=f (1-2m+x'),即y=f (1-2m+x)与y=f (1-x)的图象关于直线x=m对称,则1-2m=2,解得m=-12.]
?
名师点评:函数y=f (a+x)的图象与函数y=f (b-x)的图象关于直线x=?????????2对称.
?
[巩固迁移]
5.下列函数中,其图象与函数y=ln x的图象关于直线x=1对称的是
(  )
A.y=ln(1-x) B.y=ln(2-x)
C.y=ln(1+x) D.y=ln(2+x)

B [y=ln x的图象上的点P(1,0)关于直线x=1的对称点是它本身,则点P在y=ln x的图象关于直线x=1对称的图象上,结合选项可知B正确.故选B.]
一、单项选择题
1.下列函数的图象中既是轴对称图形又是中心对称图形的是(  )
A.y=tan x B.y=x-1
C.y=x3 D.y=ln|x|
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
13
课后作业(九) 函数的对称性

B [正切函数y=tan x的图象关于原点对称,但没有对称轴,不符合;y=x-1的图象关于原点和y=±x对称,符合;y=x3的图象关于原点对称,但没有对称轴,不符合;由ln |-x|=ln |x|,即y=ln|x|的图象关于y轴对称,但没有对称中心,不符合.故选B.]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
13
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13
2.已知函数f (x)=3|x-a|+2,且满足f (5+x)=f (3-x),则f (6)=
(  )
A.29 B.11
C.3 D.5

B [因为f (5+x)=f (3-x),所以f (x)的图象关于直线x=4对称,
而f (x)=3|x-a|+2的图象关于直线x=a对称,
所以a=4,f (6)=3|6-4|+2=11.故选B.]
3.(2026·山东东营模拟)已知函数f (x)=x3-x,则函数y=f (x+2)+2的图象(  )
A.关于点(-2,2)对称
B.关于点(2,-2)对称
C.关于直线x=2对称
D.关于直线x=-2对称
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13

A [因为f (-x)=(-x)3-(-x)=-x3+x=-f (x),则f (x)为奇函数,所以函数y=f (x)的图象关于点(0,0)对称.
又函数y=f (x+2)+2的图象可由f (x)的图象先向左平移2个单位长度,再向上平移2个单位长度得到,
所以函数y=f (x+2)+2的图象关于点(-2,2)对称.
故选A.]
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13
4.(2026·河南开封模拟)已知函数f (x)的图象关于点(1,0)成中心对称图形,当x<1时,f (x)=x(x+1),则当x>1时,f (x)=(  )
A.-(x-2)(x-3) B.(x-2)(x-3)
C.-x(x-1) D.x(x-1)
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13

A [当x<1时,f (x)=x(x+1),
则当x>1时,2-x<1,故f (2-x)=(2-x)(3-x),
又函数f (x)的图象关于点(1,0)成中心对称图形,
则f (x)=-f (2-x)=-(x-2)(x-3).即当x>1时,f (x)=-(x-2)(x-3).故选A.]
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13
5.已知y=f (x+1)+1为奇函数,则f (-1)+f (0)+f (1)+f (2)+f (3)=(  )
A.6 B.5
C.-6 D.-5
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13

D [由y=f (x+1)+1为奇函数,可知f (x)的图象关于点(1,-1)对称,所以f (-1)+f (0)+f (1)+f (2)+f (3)=[f (-1)+f (3)]+f (1)+
[f (0)+f (2)]=-2-1-2=-5.故选D.]
6.(2025·江苏苏州三模)已知函数f (x)=3????+1????+ex?e?x,定义域为????
的函数????????满足?????????+????????=6,若函数????=????????与????=????????的
图象有四个交点,分别为点(????1,????1),(????2,????3),(????3,????3),(????4,????4),
则∑????=14(xi+yi)=(  )
A.0 B.4
C.8 D.12
?
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13

D [因为f (x)=3????+1????+ex?e?x=3+1????+ex-e-x,
显然y=1????+ex-e-x为奇函数,图象关于原点对称,
故f (x)的图象关于点(0,3)对称,
因为g(x)+g(-x)=6,则g(x)的图象也关于点(0,3)对称,
则f (x)与g(x)的图象的交点也关于点(0,3)对称,
若函数y=f (x)与y=g(x)的图象有四个交点,分别为点(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3),(x4,y4),
则∑????=14(xi+yi)=x1+x2+x3+x4+(y1+y2+y3+y4)=0+6+6=12.故选D.]
?
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13
二、多项选择题
7.对于定义在R上的函数f (x),下列结论正确的是(  )
A.若f (x+1)=f (x-1),则f (x)的图象关于直线x=1对称
B.若f (x)是奇函数,则f (x-1)的图象关于点A(1,0)对称
C.函数y=f (1+x)与函数y=f (1-x)的图象关于直线x=1对称
D.若函数f (x-1)的图象关于直线x=1对称,则f (x)为偶函数
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13


BD [对于A,对任意x∈R,有f (x+1)=f (x-1),
用x+1替换x,得f (x+2)=f (x),可得函数f (x)是周期为2的周期函数,
则y=f (x)的图象的对称性不确定,故A错误;
对于B,∵f (x)是奇函数,∴f (x)的图象关于原点对称,而y=f (x-1)的图象是将y=f (x)的图象向右平移1个单位长度得到,
∴y=f (x-1)的图象关于点A(1,0)对称,故B正确;
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13
对于C,函数y=f (1+x)是由y=f (x)的图象向左平移1个单位长度得到;
函数y=f (1-x)的图象是由y=f (-x)的图象向右平移1个单位长度得到,
而y=f (x)与y=f (-x)的图象关于y轴对称,
所以函数y=f (1+x)与函数y=f (1-x)的图象关于y轴对称,故C错误;
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13
对于D,若函数f (x-1)的图象关于直线x=1对称,
则将其向左平移1个单位长度得到f (x)的图象,则对称轴也向左平移1个单位长度,
则f (x)的图象关于y轴对称,即f (x)为偶函数,故D正确.故选BD.]
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13
8.已知定义在R上的函数f (x)满足f (x+2)+f (x)=0,且y=f (2-x)为偶函数,则下列说法一定正确的是(  )
A.函数f (x)的周期为2
B.函数f (x)的图象关于点(1,0)对称
C.函数f (x)为偶函数
D.函数f (x)的图象关于直线x=3对称
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13


BC [因为f (x)的定义域为R,且f (x+2)+f (x)=0,所以f (x+2)=
-f (x),所以f (x+4)=-f (x+2)=f (x),函数f (x)的周期为4,A错误;
因为函数y=f (2-x)是偶函数,所以f (2-x)=f (2+x),函数f (x)的图象关于直线x=2对称,
且f (2-x)=-f (x),即f (2-x)+f (x)=0,函数f (x)的图象关于点(1,0)对称,B正确;
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13
由f (2-x)=f (2+x),得f (-x)=f (4+x)=f (x),则函数f (x)为偶函数,C正确;
由f (x+2)+f (x)=0,得f (x+3)+f (1+x)=0,由f (2-x)=f (2+x),得f (3-x)=f (1+x),
因此f (x+3)+f (3-x)=0,函数f (x)的图象关于点(3,0)对称,D错误.故选BC.]
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13
三、填空题
9.(2026·安徽马鞍山模拟)若函数f (x)=ln????+????????+1+x的图象关于点(2,2)对称,且a≠1,则实数a=________.
?
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13
-5
-5 [因为函数f (x)=ln????+????????+1+x的图象关于点(2,2)对称,所以其定义域关于x=2对称,由????+????????+1>0得x<-1或x>-a,所以?1?????2=2,解得a=-5,经检验a=-5符合题意.]
?
10.已知所有的三次函数f (x)=ax3+bx2+cx+d(a≠0)的图象都有对称中心?????3????,?????????3????,若函数????(????)=?????3+3????2,则????12?023+????22?023+????32?023+…+????4?0452?023=________.
?
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13
8 090
8 090 [∵f (x)=-x3+3x2,
则a=-1,b=3,∴-????3????=1,f (1)=2,
即函数y=f (x)的图象的对称中心为点(1,2),
则f (x)+f (2-x)=4,故f 12?023+????22?023+????32?023+…+
f 4?0442?023+????4?0452?023=????12?023+????4?0452?023+????22?023+????4?0442?023+…+????2?0222?023+????2?0242?023+????2?0232?023=4×2 022+2=8 090.]
?
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13
11.(2026·广东深圳模拟)已知函数f (x)的定义域为R,满足f (x+1)为奇函数,f (x+2)为偶函数,则(  )
A.f (0)=1 B.f (1)=-1
C.f (2)=0 D.f (3)=0
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13

D [根据题意,因为函数f (x+1)为奇函数,
所以f (-x+1)=-f (x+1),
即f (1-x)=-f (1+x), 所以f (x)的图象关于点(1,0)成中心对称,所以f (1)=0.
又因为f (x+2)为偶函数,
所以f (x+2)=f (-x+2),
即f (2+x)=f (2-x),所以f (x)的图象关于直线x=2对称,所以f (3)=0.故选D.]
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13
12.(多选)已知函数f (x)的定义域为R,对任意x都有f (2+x)=f (2-x),且f (-x)=f (x),则下列结论正确的是(  )
A.f (x)的图象关于直线x=2对称
B.f (x)的图象关于点(2,0)对称
C.f (x)的周期为4
D.y=f (x+4)为偶函数
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13



ACD [∵f (2+x)=f (2-x),∴f (x)的图象关于直线x=2对称,故A正确,B错误;
∵函数f (x)的图象关于直线x=2对称,
∴f (-x)=f (x+4),又f (-x)=f (x),
∴f (x+4)=f (x),∴函数f (x)的周期为4,故C正确;
∵f (x)的周期为4且为偶函数,
∴y=f (x+4)为偶函数,故D正确.
故选ACD.]
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13
13.我们知道函数y=f (x)的图象关于y轴成轴对称图形的充要条件是函数y=f (x)为偶函数,有同学发现可以将其推广为:函数y=f (x)的图象关于x=a成轴对称图形的充要条件是函数y=f (x+a)为偶函数.
(1)已知函数φ(x)=x2-2x+a(ex-1+e-x+1),求该函数图象的对称轴方程;
(2)若函数g(x)的图象关于直线x=1对称,且当x≥1时,g(x)=x2-1????.
①求g(x)的解析式;
②求不等式g(x)>g(3x-1)的解集.
?
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13
[解] (1)因为φ(x)=(x-1)2-1+a[ex-1+e-(x-1)],所以φ(1+x)=x2-1+a(ex+e-x),
令h(x)=φ(x+1),
则该函数的定义域为R,
h(-x)=(-x)2-1+a(e-x+ex)=x2-1+a(e-x+ex)=h(x),
所以函数h(x)=φ(x+1)为偶函数,
因此,函数φ(x)=x2-2x+a(ex-1+e-x+1)图象的对称轴方程为x=1.
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13
(2)①因为函数g(x)的图象关于直线x=1对称,且当x≥1时,g(x)=x2-1????,
当x<1时,2-x>1,则g(x)=g(2-x)=(2-x)2-12?????=(x-2)2+1?????2,
所以g(x)=????2?1????,????≥1,????????????????(?????2)2+1?????2,????<1.
?
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13
②当x≥1时,g(x)=x2-1????,因为函数y=x2,y=-1????在[1,+∞)上单调递增,
所以函数g(x)=x2-1????在[1,+∞)上单调递增.
因为g(x)>g(3x-1),则|x-1|>|3x-2|,
不等式两边平方可得(3x-2)2<(x-1)2,
即(2x-1)(4x-3)<0,解得12 因此,不等式g(x)>g(3x-1)的解集为????12?
题号
2
1
3
4
5
6
8
7
9
10
11
12
13

展开更多......

收起↑

资源预览