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例题展示
题目:已知函数f(x) = x^3 - 3x + 2,求该函数的对称轴与对称中心。
解题思路
1、对称轴的求法
函数的对称轴是使得函数图像关于某条直线对称的直线,对于一元函数f(x),若存在常数a,使得f(a+x) = f(a-x),则直线x = a为函数的对称轴。
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2、对称中心的求法
函数的对称中心是使得函数图像关于某一点对称的点,对于一元函数f(x),若存在点P(a, b),使得f(a+x) + f(a-x) = 2b,则点P(a, b)为函数的对称中心。
解题过程
1、求对称轴
对于函数f(x) = x^3 - 3x + 2,我们需要找到一个常数a,使得f(a+x) = f(a-x)。
f(a+x) = (a+x)^3 - 3(a+x) + 2
= a^3 + 3a^2x + 3ax^2 + x^3 - 3a - 3x + 2
f(a-x) = (a-x)^3 - 3(a-x) + 2
= a^3 - 3a^2x + 3ax^2 - x^3 - 3a + 3x + 2
要使得f(a+x) = f(a-x),则有:
a^3 + 3a^2x + 3ax^2 + x^3 - 3a - 3x + 2 = a^3 - 3a^2x + 3ax^2 - x^3 - 3a + 3x + 2
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化简得:
6ax^2 + 6x = 0
因为x^2和x是独立的,所以我们可以得到两个方程:
6ax^2 = 0
6x = 0
解得a = 0,x = 0,对称轴为x = 0,即y轴。
2、求对称中心
对于函数f(x) = x^3 - 3x + 2,我们需要找到一个点P(a, b),使得f(a+x) + f(a-x) = 2b。
f(a+x) + f(a-x) = (a+x)^3 - 3(a+x) + 2 + (a-x)^3 - 3(a-x) + 2
化简得:
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2a^3 + 6ax^2 + 2 = 2b
因为a^3和2是常数,所以我们可以得到:
6ax^2 = 2b - 2a^3
由于对称中心是关于点P(a, b)对称的,所以a和b是常数,我们可以得到:
6ax^2 = 0
解得a = 0,将a = 0代入2a^3 + 6ax^2 + 2 = 2b,得:
2 = 2b
解得b = 1,对称中心为P(0, 1)。
通过对函数对称轴和对称中心的求解,我们得到了本题的答案:对称轴为y轴,对称中心为P(0, 1),这道题主要考察了对一元函数对称性的理解,以及对对称轴和对称中心求解方法的掌握,希望同学们能够熟练掌握这些知识点,为以后的学习打下坚实的基础。
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