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高中数学 | 有关函数的“貌似神异”问题

一、函数对称问题

问题1:如果对函数

定义域内的任意一个x值,都有
,则函数
的图象关于直线
对称。

证明:设Pmn)为函数

图象上任一点,则点P关于直线
的对称点为
。由
,显然点
也在函数
上,可知函数
的图象关于直线
对称。

问题2:如果ab是实数,则函数

的图象与函数
的图象关于直线
对称。

证明:设Pmn)为函数

图象上任一点,则
。点Pmn)关于直线
的对称点为
,由
,说明点P在函数
的图象上。反之亦然,所以函数
的图象与函数
的图象关于直线
对称。

总结:问题1是一个函数图象自身的对称关系,而问题2是两个函数图象之间的对称关系。问题1可理解为自变量相加除以2(即

),问题2可理解为自变量相等解方程(即由
,得
)。


二、函数奇偶关系问题

问题3:如果函数

a为不等于0的常数)是奇函数,则对定义域内任意x值,都有

如果函数

a为不等于0的常数)是偶函数,则对定义域内任意x值,都有

证明:设Pmn)为函数

图象上任一点,则
,点P关于原点O的对称点为
。因为函数
是奇函数,所以点
也在函数
的图象上,于是
,从而有
。由点P的任意性,可知对定义域内任意x值,都有

同理可证明函数

a为不等于0的常数)是偶函数,则对定义域内任意x值,都有

总结:函数的奇偶性是专指定义域内的自变量x而言,所以同学们很容易得到

,这明显是错误的,大家要注意。

三、反函数问题

问题4:若函数

存在反函数
,则

问题5:若函数

存在反函数
,则

证明:对于问题4,设Pmn)为函数

图象上任一点,则
。由函数
存在反函数
,得
,于是
。由点Pmn)的任意性可知,对于定义域内的任意x,都有

对于问题5,同理可以证明函数

存在反函数
,则

总结:对于问题4与问题5,同学们往往会误认为“

”。事实上,对于问题4
中的x是原函数
定义域中的x,而对于问题5
中的x是原函数
值域中的x,在严格意义下
不一定等于
。例如对于函数
,有
,若取
,显然有
,而此时
无意义。

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