曲線(xiàn)本身的對(duì)稱(chēng)問(wèn)題
曲線(xiàn)F(x,y)=0為(中心或軸)對(duì)稱(chēng)曲線(xiàn)的充要條件是曲線(xiàn)F(x,y)=0上任意一點(diǎn)P(x,y)(關(guān)于對(duì)稱(chēng)中心或?qū)ΨQ(chēng)軸)的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)的坐標(biāo)替換曲線(xiàn)方程中相應(yīng)的坐標(biāo)后方程不變。
例如拋物線(xiàn)y2=-8x上任一點(diǎn)p(x,y)與x軸即y=0的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)p′(x,-y),其坐標(biāo)也滿(mǎn)足方程y2=-8x,`y2=-8x關(guān)于x軸對(duì)稱(chēng)。
例3 方程xy2-x2y=2x所表示的曲線(xiàn):
A、關(guān)于y軸對(duì)稱(chēng) B、關(guān)于直線(xiàn)x+y=0對(duì)稱(chēng)
C、關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱(chēng) D、關(guān)于直線(xiàn)x-y=0對(duì)稱(chēng)
解:在方程中以-x換x,同時(shí)以-y換y得
(-x)(-y)2-(-x)2(-y)=-2x,即xy2-x2y=2x方程不變
`曲線(xiàn)關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱(chēng)。
函數(shù)圖象本身關(guān)于直線(xiàn)和點(diǎn)的對(duì)稱(chēng)問(wèn)題我們有如下幾個(gè)重要結(jié)論:
1、函數(shù)f(x)定義線(xiàn)為R,a為常數(shù),若對(duì)任意x∈R,均有f(a+x)=f(a-x),則y=f(x)的圖象關(guān)于x=a對(duì)稱(chēng)。
這是因?yàn)閍+x和a-x這兩點(diǎn)分別列于a的左右兩邊并關(guān)于a對(duì)稱(chēng),且其函數(shù)值相等,說(shuō)明這兩點(diǎn)關(guān)于直線(xiàn)x=a對(duì)稱(chēng),由x的任意性可得結(jié)論。
例如對(duì)于f(x)若t∈R均有f(2+t)=f(2-t)則f(x)圖象關(guān)于x=2對(duì)稱(chēng)。若將條件改為f(1+t)=f(3-t)或 f(t)=f(4-t)結(jié)論又如何呢?第一式中令t=1+m則得f(2+m)=f(2-m);第二式中令t=2+m,也得f(2+m)=f(2-m),所以仍有同樣結(jié)論即關(guān)于x=2對(duì)稱(chēng),由此我們得出以下的更一般的結(jié)論:
2、函數(shù)f(x)定義域?yàn)镽,a、b為常數(shù),若對(duì)任意x∈R均有f(a+x)=f(b-x),則其圖象關(guān)于直線(xiàn)x= 對(duì)稱(chēng)。
我們?cè)賮?lái)探討以下問(wèn)題:若將條件改為f(2+t)=-f(2-t)結(jié)論又如何呢?試想如果2改成0的話(huà)得f(t)=-f(t)這是奇函數(shù),圖象關(guān)于(0,0)成中心對(duì)稱(chēng),現(xiàn)在是f(2+t)=-f(2-t)造成了平移,由此我們猜想,圖象關(guān)于M(2,0)成中心對(duì)稱(chēng)。如圖,取點(diǎn) A(2+t,f(2+t))其關(guān)于M(2,0)的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)為A′(2-x,-f(2+x))
∵-f(2+X)=f(2-x)`A′的坐標(biāo)為(2-x,f(2-x))顯然在圖象上
`圖象關(guān)于M(2,0)成中心對(duì)稱(chēng)。
若將條件改為f(x)=-f(4-x)結(jié)論一樣,推廣至一般可得以下重要結(jié)論:
3、f(X)定義域?yàn)镽,a、b為常數(shù),若對(duì)任意x∈R均有f(a+x)=-f(b-x),則其圖象關(guān)于點(diǎn)M(,0)成中心對(duì)稱(chēng)。