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函数对称中心与对称轴是数学中重要的几何概念,它们在解决实际问题、探索数学之美等方面具有重要作用,本文将详细介绍函数对称中心与对称轴公式,并结合实例进行解析,帮助读者深入理解这一数学概念。
函数对称中心与对称轴的定义
1、函数对称中心
函数对称中心是指函数图像上存在一个点,该点关于此点对称的两部分完全相同,对于一元二次函数y=ax^2+bx+c,其对称中心坐标为(-b/2a, c-b^2/4a)。
2、函数对称轴
函数对称轴是指函数图像上存在一条直线,该直线将函数图像分为两部分,两部分完全对称,对于一元二次函数y=ax^2+bx+c,其对称轴为x=-b/2a。
函数对称中心与对称轴公式的推导
1、函数对称中心公式的推导
以一元二次函数y=ax^2+bx+c为例,设函数图像上存在一个点P(x1, y1),其关于对称中心C(x0, y0)对称的点为P'(x2, y2),由于P和P'关于C对称,因此有:
(1)x0=(x1+x2)/2
(2)y0=(y1+y2)/2
将点P和P'的坐标代入函数y=ax^2+bx+c,得到:
y1=ax1^2+bx1+c
y2=ax2^2+bx2+c
由于P和P'关于C对称,因此有:
y1=y2
将y1和y2的表达式代入上述等式,得到:
ax1^2+bx1+c=ax2^2+bx2+c
化简得:
a(x1^2-x2^2)+b(x1-x2)=0
由于x1≠x2,因此有:
x1+x2=-b/a
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将x1+x2的表达式代入对称中心坐标公式,得到:
x0=(-b/2a)
同理,将y1和y2的表达式代入对称中心坐标公式,得到:
y0=(c-b^2/4a)
2、函数对称轴公式的推导
以一元二次函数y=ax^2+bx+c为例,设函数图像上存在一个点P(x1, y1),其关于对称轴l的对称点为P'(x2, y2),由于P和P'关于l对称,因此有:
x2=-x1
将点P和P'的坐标代入函数y=ax^2+bx+c,得到:
y1=ax1^2+bx1+c
y2=ax2^2+bx2+c
由于P和P'关于l对称,因此有:
y1=y2
将y1和y2的表达式代入上述等式,得到:
ax1^2+bx1+c=ax2^2+bx2+c
化简得:
a(x1^2-x2^2)+b(x1-x2)=0
由于x2=-x1,因此有:
x1+x2=0
将x1+x2的表达式代入对称轴公式,得到:
x=-b/2a
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实例解析
1、求一元二次函数y=2x^2-4x+1的对称中心与对称轴
根据函数对称中心公式,有:
x0=(-(-4)/2*2, 1-(-4)^2/4*2)
x0=(1, 1)
根据函数对称轴公式,有:
x=-(-4)/2*2
x=1
该函数的对称中心为(1, 1),对称轴为x=1。
2、求一元二次函数y=-3x^2+6x-5的对称中心与对称轴
根据函数对称中心公式,有:
x0=(-(6)/2*(-3), -5-(-6)^2/4*(-3))
x0=(-1, -1)
根据函数对称轴公式,有:
x=-(6)/2*(-3)
x=-1
该函数的对称中心为(-1, -1),对称轴为x=-1。
本文详细介绍了函数对称中心与对称轴公式,并通过实例解析帮助读者深入理解这一数学概念,函数对称中心与对称轴在解决实际问题、探索数学之美等方面具有重要意义,希望读者能够熟练掌握并应用于实际生活中。
标签: #函数对称轴中心对称公式
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