1、函数对称性与周期性及应用一 函数的对称性:函数对称性主要有轴对称和中心对称两种情况. 函数对称性研究的是一个函数本身所具有的性质.1.轴对称: 函数图象关于一条垂直于轴的直线对称,则当函数图象上任意两个点到直线的距离相等且函数值时. 我们就称函数关于对称.(公众号:凌晨讲数学)代数表示: (1). (2). 即当两个自变量之和为一个定值,函数值相等时,则函数图像都关于直线对称.一般地,若函数满足,则函数的图象关于直线对称.特别地,偶函数(关于轴对称),即当横坐标到原点的距离相等(横坐标互为相反数),函数值相等.2.中心对称:函数上任意一点()关于点对称的点()也在函数图像上,此时我们就称函数为
2、关于点()对称的中心对称图像,点()为对称中心. 用代数式表示:(1). (2). 一般地,若函数满足,则函数的图象关于点对称.特别地,奇函数(关于原点对称),即当横坐标到原点的距离相等(横坐标互为相反数),函数值相反.(公众号:凌晨讲数学)3.注释: 对称性的作用: 知一半而得全部,即一旦函数具备对称性,则只需分析一侧的性质,便可得到整个函数的性质.(1).利用对称性求得函数在某点的函数值.(2).利用对称性可以在作图时只需作出一半的图象,然后再根据对称性作出另一半的图象.(3).对于轴对称函数,关于对称轴对称的两个单调区间单调性相反;对于中心对称函数,关于对称中心对称的两个单调区间单调性相
3、同.二函数的周期性1.定义:对于定义域内的每一个,都存在非零常数,使得恒成立,则称函数具有周期性,叫做的一个周期,则()也是的周期,所有周期中的最小正数叫的最小正周期.2.函数周期性有关结论:设是非零常数,若对于函数定义域内的任一变量有下列条件之一成立,则函数是周期函数,且是它的一个周期.(1). (2).(3). (4).3.函数的对称性与周期性性质1. 若函数同时关于直线与轴对称,则函数必为周期函数,且.性质2. 若函数同时关于点与点中心对称,则函数必为周期函数,且.(公众号:凌晨讲数学)性质3.若函数既关于点中心对称,又关于直线轴对称,则函数必为周期函数,且.特别地:(1).若是奇函数且
4、关于轴对称,则是周期函数,周期为_.(2).若是偶函数且关于轴对称,则是周期函数,周期为_.(3).若是奇函数且关于轴对称,则是周期函数,周期为_.(4).若是偶函数且关于轴对称,则是周期函数,周期为_.4.周期性的应用:(1).函数周期性的作用:简而言之“窥一斑而知全豹”,只要了解一个周期的性质,则得到整个函数的性质.(2).图像:只要做出一个周期的函数图象,其余部分的图像可利用周期性进行复制粘贴.(3).单调性:(公众号:凌晨讲数学)由于间隔的函数图象相同,所以若函数在上单调增(减),则在上单调增(减).二典例分析1(2021新高考2卷)已知函数的定义域为,为偶函数,为奇函数,则()ABC
5、D解析:因为函数为偶函数,则,可得,因为函数为奇函数,则,所以,所以,即,故函数是以为周期的周期函数,因为函数为奇函数,则,故,其它三个选项未知.故选:B.2(2021全国甲卷)设函数的定义域为R,为奇函数,为偶函数,当时,若,则()ABCD因为是奇函数,所以;因为是偶函数,所以令,由得:,由得:,因为,所以,令,由得:,所以由两个对称性可知,函数的周期所以故选:D3(2021全国乙卷)已知函数的定义域均为R,且若的图像关于直线对称,则()ABCD解析:因为的图像关于直线对称,所以,因为,所以,即,因为,所以,代入得,即,所以,.因为,所以,即,所以.因为,所以,又因为,联立得,所以的图像关于
6、点中心对称,因为函数的定义域为R,所以因为,所以.所以故选:D4(2022新高考1卷)已知函数及其导函数的定义域均为,记,若,均为偶函数,则()ABCD解析:因为,均为偶函数,所以即,所以,则,故C正确;函数,的图象分别关于直线对称,又,且函数可导,所以,所以,所以,所以,故B正确,D错误;若函数满足题设条件,则函数(C为常数)也满足题设条件,所以无法确定的函数值,故A错误. 故选:BC.5(2022新高考2卷)已知函数的定义域为R,且,则()ABC0D1解析:因为,令可得,所以,令可得,即,所以函数为偶函数,令得,即有,从而可知,故,即,所以函数的一个周期为因为,所以一个周期内的由于22除以6余4,所以故选:A