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例题
已知函数f(x) = x^3 - 3x,求该函数的对称轴和对称中心。
解题过程
1、分析函数性质
观察给定的函数f(x) = x^3 - 3x,可以发现它是一个三次函数,根据三次函数的性质,我们可以判断该函数在定义域内存在对称轴。
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2、求对称轴
对称轴是函数图像上的一条直线,对于任意一点(x, f(x)),它在对称轴上的对称点为(x', f(x')),且x' = -x,由于对称轴是函数图像的对称轴,所以f(x) = f(-x)。
根据上述性质,我们可以列出方程:
x^3 - 3x = (-x)^3 - 3(-x)
化简得:
x^3 - 3x = -x^3 + 3x
移项得:
2x^3 - 6x = 0
提取公因式得:
2x(x^2 - 3) = 0
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解得:
x = 0 或 x^2 - 3 = 0
由于x^2 - 3 = 0的解为x = ±√3,所以函数f(x) = x^3 - 3x的对称轴为x = 0,即y轴。
3、求对称中心
对称中心是函数图像上的一点,对于任意一点(x, f(x)),它在对称中心上的对称点为(x', f(x')),且x' = 2a - x,f(x') = f(x),a为对称中心的横坐标。
由于对称轴为x = 0,即y轴,我们可以推断出对称中心的横坐标a = 0。
将a = 0代入f(x) = f(x'),得:
x^3 - 3x = (-x)^3 - 3(-x)
化简得:
x^3 - 3x = -x^3 + 3x
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移项得:
2x^3 - 6x = 0
提取公因式得:
2x(x^2 - 3) = 0
解得:
x = 0 或 x^2 - 3 = 0
由于x^2 - 3 = 0的解为x = ±√3,所以对称中心的横坐标a = 0,纵坐标b = f(0) = 0^3 - 3 * 0 = 0。
函数f(x) = x^3 - 3x的对称中心为(0, 0)。
通过本例题,我们了解了如何求解函数的对称轴和对称中心,分析函数性质,判断是否存在对称轴,利用对称轴的性质,列出方程求解对称轴,根据对称轴求解对称中心,在解题过程中,注意对称轴与对称中心的关系,以及对称轴的性质,掌握这些方法,有助于我们更好地解决与函数对称性相关的问题。
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