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函数图象的变换、作图与超越方程的解
前言:函数图像有几种变换:平移变换、对称变换、翻折变换.我们也常遇到根据函数的图像,作出函数的图像.(注意:图像变换的本质在于变量对应关系的变换);要特别关注的图像的区别.
一.按向量平移后函数图像的解析式
1。点的平移
我们知道,如果点按向量平移后的对应点为,那么
例1.(1)点P(3,4)按向量平移后的新点Q的坐标为 .
(2)点P按向量平移后得到新点Q的坐标为(3,4),那么点P的坐标为: .
2.函数图像的平移
定理:求函数的图象按向量平移后新图像的函数解析式为:,从而;
证明:在平移后新图象上任取一点,而点P是由Q(x0,y0)按平移后得到.由点平移公式知
由于点Q(x0,y0)=(x-h,y-k)在函数y=f(x)的图像上,故其坐标代入函数表达式成为恒等式.
从而的得平移后新图像的函数解析式:,从而;
平移后的函数图象的解析式是用x-h 替换y=f(x)中x,是用y-k替换y=f(x)中y,使用起来很方便。
例2.抛物线y=-2x2-4x-3向左平移3个单位,再向下平移4个单位,求所得抛物线的解析式.
例3 将一抛抛物线向左平移2个单位,再向上平移3个单位所得的抛物线的解析式为y=x2-2x+3,求此抛物线的解析式.
例4 已知把直线y=-3x+2平移后经过点A(-4,2),求平移后得到的直线的解析式,并说明是向左还是向右平移几个单位得到的.
例5、已知两条抛物线: C1:y=x2-2x+5 C2:y=x2-4x+7
问抛物线C1经过怎样的平移后与抛物线C2重合?
3.按向量平移重要结论如下:
结论1 原来的点按平移后得到的新点为;
结论2 函数的图象按向量平移后的新图像函数解析式为
,从而;
结论3 曲线按向量平移后得到图象C,若C的解析式为,则的函数解析式为,从而;
结论4 曲线C:按向量平移后所得曲线的方程为;
结论5 曲线按向量平移后得到曲线C,若C的方程为,则的方程为。
运用上述结论解题,可提高思维起点,直达解题目标。
4.向量平移公式与以前的左加右减,上加下减是一致的
让我们换一个角度看解按向量平移:
QA记、,则,
Q
A
所以要将点P按向量平移至对应点,可以先将它
向右平移个单位(当h0时)或向左平移个单位(当h0时),到达点Q处;再将点Q向上平移个单位(当k0时)或向下平移个单位(当k0时),就得到对应点(如图所示)。
那么这与以前初中所学的函数图像平移规律"左加右减,上加下减"是一致的.注意到图像平移中左移实质就是图像按向量平移,只是其中的h0而已;图像平移中右移实质就是图像按向量平移,只是其中的h0而已;图像平移中上移实质就是图像按向量平移,只是其中的k0而已;图像平移中下移实质就是图像按向量平移,只是其中的k 0而已;
5.对于周期函数,已知函数在一个周期上的表达式如何求在其它区间上的表达式。
通常就是对所求区间的x经过平衡平移变换成已知区间上的量,利用已知区间上的表达式得到所求区间的表达式。
例. 已知以为周期的函数 ,其中.若方程恰有5个实数解,则的取值范围为 ( B )
xym31-1584791(A) (B) (C)
x
y
m
3
1
-1
5
8
4
7
9
1
二.对称与翻折变换
①y=f(-x)与y=f(x)关于y轴对称;
②y=-f(x)与y=f(x)关于x轴对称;
③y=-f(-x)与y=f(x)关于原点对称;
④y=f-1(x)与y=f(x)关于直线y=x对称;
⑤y=|f(x)|的图象可将y=f(x)的图象在x轴下方的部分以x轴为对称轴翻折到x轴上方,其余部分不变.
⑥y=f(|x|)的图象:可将y=f(x),x≥0的部分作出,再利用偶函数关于x=0(y轴)的对称性作出图像.
⑦y=f(|x-a|)的图象:可将y=f(x-a),x≥a的部分作出,再利用函数关于x=a的对称性作出图像.
⑧y=|f(x)-b|的图象:可将y=f(x)图像向上平移b个单位,再把y=f(x)-b图像中x轴下方的部分以x轴为对称轴翻折到x轴上方,其余部分不变.
函 数
y=f(x)
y=f(x+a)
a0时,向左平移a个单位;a0时,向右平移|a|个单位.
y=f(x)+a
a0时,向上平移a个单位;a0时,向下平移|a|个单位.
y=f(-x)
y=f(-x)与y=f(x)的图象关于y轴对称.
y=-f(x)
y=-f(x)与y=f(x)的图象关于x轴对称.
y=-f(-x)
y=-f(-x)与y=f(x)的图象关于原点轴对称.
y=f(|x|)
y=f(|x|)的图象关于y轴对称,x0
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