一次函數週期性和對稱性?

一次函數週期性和對稱性?flower10142021-08-04 16:34:13

函式的對稱性和週期性的定義

對稱性分為軸對稱和中心對稱兩種,

若函式 f(x) 關於直線 x=a 對稱,則 f(a+x)=f(a-x)或 f(x)=f(2a-x);

若函式 f(x) 關於點(a,b)中心對稱,則 f(a+x)+f(a-x)=2b 或 f(x)+f(2a-x)=2b;

若函式 f(x) 具有周期T(T>0),則 f(x)=f(x+T)。

若函式 f(x)滿足f(a+x)=f(b+x),則 函式 f(x) 具有周期 T=|a-b|。

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週期性和對稱性的內在聯絡

對於常函式來數,它即是週期函式,也有無數個對稱中心和對稱軸。那麼很自然的我們會有下列問題:

問題1:如果一個函式f(x)既關於直線x=a對稱,又關於直線x=b對稱,函式f(x)會具有什麼樣的性質呢?

問題2:如果一個函式f(x)既關於點(a,b)中心對稱,又關於點(c,d)中心對稱,函式f(x)會具有什麼樣的性質呢?

問題3:一個函式f(x)關於直線x=a對稱,同時又關於點(c,d)中心對稱,那麼函式f(x)會具有什麼樣的性質呢?

問題4:一個函式f(x)有周期T,又有周期S,那麼函式f(x)會具有什麼樣的性質呢?

對於上述問題的答案,我們先給出結果:

結論1:f(x)具有周期T,且T=2|a-b|。

結論2:若b=d,則f(x)具有周期T,且T=2|a-c|。若b不同於d,則f(x)沒有周期。

結論3:若b=d,則f(x)具有周期T,且T=4|a-c|。

結論4:函式f(x)具有周期R,若S和T均為整數,則R=(S,T),即S和T的最大公約數。

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結論的證明和變式

結論1證明:因f(2b-x)=f(x)=f(2a-x),故週期為2|a-b|。

結論2證明:因f(x)+f(2a-x)=2b,f(x)+f(2c-x)=2d,

若b=d,則 f(2a-x)= f(2c-x),結論成立。

若b不同於d,則f(2a-x)-f(2c-x)=2b-2d,

令2a-x=t,2a-2c=p,2b-2d=q,則 f(t)-f(t-p)=q,

即週期性不存在。

結論3證明:因f(x)=f(2a-x),f(x)+f(2c-x)=2d,

則 f(2a-x)+f(2c-x)=2d,令2a-x=t,2a-2c=p,

則 f(t)+f(t-p)=2d,故f(t-p)+f(t-2p)=2d,即f(t)=f(t-2p),

故週期為4|a-c|。

結論4證明:由輾轉相除法即得。

從上面的證明過程來看,我們會得到另外兩個結論(證明略):

結論5:若週期為2|a-b| 的函式f(x)關於直線x=a對稱,那麼函式f(x)關於直線x=b對稱。

結論6:若週期為2|a-c| 的函式f(x)關於點(a,b)中心對稱,那麼函式f(x)關於點(c,b)中心對稱。

一般的,我們通常會考慮對稱中心在x軸上的情況。這樣一來,就和函式的奇偶性問題聯絡上了。例如:奇函式 f(x)關於直線x=a對稱,則具有周期4|a|。

此外,具有周期的奇函式還有一個很重要的性質:

若定義在R上的奇函式 f(x) 週期為2T,則f(T)=0。

證明:因 f(T)=f(-T)=-f(T),故f(T)=0。

即奇函式在半週期的位置函式值為0,這與f(0)=0一樣,都是奇函式非常重要的性質。

一次函數週期性和對稱性?我心依舊51252022-01-24 22:39:02

1、自變數和為常數,說明自變數關於x=1對稱。

函式值和為零說明函式值相反,那麼函式影象關於點(1,0)對稱。

2、自變數和為常數,說明自變數關於x=1對稱。

函式值相同,說明影象關於x=1對稱。

3、自變數差為常數2,說明週期為2,但是還不確定是週期還是反週期。

函式值相反說明,2為反週期。

4、自變數差為常量2,說明週期為2,但是還不確定是週期還是反週期。

函式值相同說明,2為週期。