函数对称轴的变体

昨天写了《如何看两个函数对称和函数的对称轴?》,今天接着讲一个函数对称轴的变体.

函数对称轴的变体

分析:这是一个分段函数,在第一段区间上为具体函数,即对数函数图象向左平移一个单位后的新函数.

在第二段区间上没有给出具体函数,而是以函数方程的形式给出.

问题的焦点显然集中在第2段函数上,这个函数方程我们似曾相识.

在《如何看两个函数对称和函数的对称轴?》中,我们总结出这样的规律:若对于定义域的所有x,都有f(x)=f(2-x)成立,则函数y=f(x)的图象是轴对称图形,其图象关于直线x=1对称.

本题的函数方程略有变化:f(x)=f(2-x)+a-1,即在方程的右边加上了不为零的常数(显然a不等于1).

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先退一步

按照数学中的转化与化归思想,我们总是希望能够把陌生问题转化为熟悉问题,以利于问题的解决,所以不妨把函数简化.

函数对称轴的变体

根据对数函数的图象以及对称的关系,我们能够画出上面这个函数的图象.

a与1的大小关系会影响图形的形状,当a>1时图象如下.

函数对称轴的变体


其实,根据函数方程,函数在区间1到3上的解析式也是可求的.

函数对称轴的变体


再求f(x).

函数对称轴的变体


观察图象,函数解析式与图象是不是吻合的?

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再进一步

图象虽然正确,但是这不是实际情况,而是我们简化以后的.回到原题上来,我们题中的函数方程是:

函数对称轴的变体


后面的常数a-1对图象有什么影响呢?

根据函数图象的变换规律:左加右减,上加下减.

若a>1,则a-1>0,故需要把原图整体向上移动a-1个单位.

函数对称轴的变体


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数形结合显奇功

由题意,我们要寻找两个不等的自变量对应的函数值相同的情况.只需作一条平行于x轴的直线与两区间上的图象都相交即可.

函数对称轴的变体


如上图所示,设平行于x轴的直线与三段图象分别相交于A,B",B三点.

显然点A和B‘关于直线x=1对称.

函数对称轴的变体


若0<a<1,则函数的图象如下图.

函数对称轴的变体


按照上面的方法,得到相同的结论,故选A.

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小结

经验总结:遇到陌生的问题,朝熟悉的、相似的问题转化;遇到复杂的问题,朝简单的、容易的问题转化.

正如华罗庚先生所言,遇到困难的问题,学会退,退到最简单、最原始的情况,以获得启发,进而找到解决问题的正确途径.

推荐阅读:纠缠不清的f(x)和f(x+1)

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