专题地图 › 函数的图像与性质
一试训练题
F2解答题函数的图像与性质
实函数图像既关于直线 x=1 对称,又关于点 (4,0) 中心对称,而且过原点。证明12是它的周期,并证明区间 [−30,30] 内至少有31个不同零点。
作答
这是解答题,请在纸上写出完整过程。写完后对照解答给自己评分。
解析
思路
把轴对称与中心对称写成两个反射,合成得到反周期 6,再由已知零点沿轨道传播并计数。
解答
由条件,f(x)=f(2−x),f(x)=−f(8−x)。于是 f(x)=f(2−x)=−f(8−(2−x))=−f(x+6),即 f(x+6)=−f(x),从而 f(x+12)=−f(x+6)=f(x),12 是周期。零点:f(0)=0;f(2)=f(2−0)=f(0)=0;在 f(4−x)=−f(4+x) 中令 x=0 得 f(4)=−f(4),即 f(4)=0。由 f(x+6)=−f(x),零点集对 ±6 平移封闭,所以 6k, 2+6k, 4+6k(k∈Z)都是零点,三类按模 6 余数 0,2,4 互不相同。在 [−30,30] 中:6k 取 k=−5,…,5 共 11 个;2+6k 取 k=−5,…,4 共 10 个;4+6k 取 k=−5,…,4 共 10 个。合计至少 31 个根。
复核
例子 f(x)=cos6π(x−1)(cos3π(x−1)−21) 满足全部条件,说明条件相容。计数的端点:−30=6⋅(−5) 和 30=6⋅5 在区间内,2+6⋅5=32、4+6⋅5=34 不在。
方法总结
两个对称复合成平移(或反平移),零点沿平移轨道传播,按余数分类计数避免重复。
为什么评为 F2(会透露解法方向)
把轴对称与中心对称写成两个反射,合成得到反周期 6,再由已知零点沿轨道传播并计数。
用到的方法(会透露解法方向)
核心工具:函数平移与周期
专题卡:图像翻折、旋转和对称:写出点的坐标怎么变,再求解析式或函数值、很远处的函数值和长求和:先找周期,再移回已知段