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对称性与周期性,你还记得吗?

彭西东 素人素言 2022-07-17

今天的课堂,个人感到很无奈——因为了对称问题

记得高一时讲函数的奇偶性时,就讲过函数图像的对称问题,后来,凡遇到时都会或多或少的加深一下印象。

但今天,讲题时又遇到了,很多的孩子还是一脸茫然,比例高达99%。

作为老师,无奈的心情,溢于言表……

数学之美,源于对称,如果对这没有感觉,又怎能喜欢上数学呢……

所以今天,再次谈谈对称问题。

最美莫过对称性

Wonderful world

函数的对称性

从奇偶到对称 

在函数的性质中,课本主要介绍了单调性、奇偶性和周期性,单调性问题用导数可以完美解决,但对于奇偶性,还有不少值得我们研究的东西。

其实我们要说的对称问题,其雏形就是奇偶性。

定义解读

(1)函数具备奇偶性的前提条件是:

定义域具备对称性

比如:函数f(x)=sinx,(-2π<x4π)就不是奇函数。

(2)定义中的x具备任意性

比如:用f(-2)=f(2)是不能说明函数是偶函数的。

(3)定义的几何解释:

偶函数:到y轴距离相等的点,一定是一般高的。(图像关于y轴呈轴对称)

奇函数:到y轴距离相等的点,纵坐标一定互为相反数,即:中点一定是原点。(图像关于原点呈中心对称

而轴对称和中心对称,

是对称的两种基本形式。

简单证结论3

动图验证

简单证结论3


动图验证

有了上面的结论,我们以后看到类似于下面这样的条件,就马上知道它所表示的意思了。

如:

f(2+x)=f(6-x)

说明图像关于x=4呈轴对称;

f(2+x)+f(6-x)=10

就说明图像关于点(4,5)呈中心对称。

函数的周期性

周期周期  生生不息

其实,在函数的性质中,周期性也是挺重要的一个性质。虽然教材只是在《三角函数》中才稍做简单介绍,但这丝毫不影响它的重要地位,尤其对于数学美学来说。

定义解读

(1)如果常数T是函数的周期,T的整数倍一定是函数的周期;

(2)函数的周期可以是负数;

(3)不是所有的周期函数都有最小正周期;

比如:常函数

(4)如果一个函数是周期函数,则它的定义域一定是无界的;

比如:y=sinx,(-2π<x<2π),就不是周期函数

(5)若T1与T2都是f(X)的周期,则T1±T2也是f(X)的周期。

证证下面这些结论?

不仅要会证明

能记住才是最重要的


对称与周期的相关性

其实,对称与周期之间还是有很紧密的关系的。

一句话可以概括为:

一个函数有两种对称性,

则它必是周期函数。

比如:一个函数如果有两条对称轴,则它就一定是周期函数;有两个对称中心或者有一条对称轴和一个对称中心,它都会是周期函数。

对称与周期xixixiangguan

其实,上面的结论如果反过来,

函数如果有一条对称轴,又是周期函数,则它也该有其它的对称轴或对称中心吧?

当然,如果要命题,可以将上面的表述改成数学语言,以增加其神秘性。

比如:

已知奇函数y=f(x),对定义域内任意的x,

都有f(x-2)=f(6-x),且f(1)=2,则f(89)=       .

分析:此题中就包含了两个对称,一是对称中心(0,0),还有一个是对称轴x=2,按照上面的结论,则周期为T=8,所以:f(89)=f(88+1) = f(1) = 2.



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