函数图象平移与伸缩的通解
对于函数图象的平移与伸缩问题,传统的处置手法过于冗杂,记忆量大,难于学会.本文试图用代换的手法将它作一般性的探讨.
1、函数图象的平移
事实上,设函数的图象,向右平移
个单位,得到的图象的分析式是
,令点
是
的图象上任一点,点
向右平移
个单位得点
,则点
在
的图象上,且
,有
,于是,把函数
的图象,向右平移
个单位,得到的图象的分析式是
(即以
代换
).
大家概念:当时,表示向右平移;当
时,表示向左平移.
例1 函数是偶函数,则函数
的对称轴是
A. B.
C.
D.
解:函数是偶函数,∴其对称轴为
,以
代换
,有
,
令,解得
,故函数
的图象向左平移
个单位,得到函数
的图象,其对称轴
也相应地向左平移了
个单位,故选D.
例2 要得到函数的图象,仅需将函数
的图象
A. 向左平移个单位 B. 向右平移
个单位
C. 向左平移个单位 D.向右平移
个单位
解:∵,而在
中,以
代换
,有
.令
,解得
.故选A.
办法2、.在
中,以
代换
,
有,令
,解得
.故选A.
同样地,把函数的图象,向右平移
个单位,再向上平移
个单位,得到的图象的分析式是
(即以
,
分别代换
,
).
同样,大家概念:当时,表示向上平移;当
时,表示向下平移.
例3 函数的图象,经过什么样的平移变换得到函数
的图象?
解:在中,以
,
分别代换
,
,有
.
即,经对比,有
,解得
.故把函数
的图象,向左平移
个单位,再向上平移3个单位,便得函数
的图象.
2、函数图象的伸缩与平移
事实上,设把函数的图象的横坐标伸长到原来的
倍(纵坐标不变),得到的图象的分析式是
,
令点是
的图象上任一点,点
的横坐标伸长到原来的
倍,得点
,则点
在
的图象上,且
,有
,
于是,设把函数的图象的横坐标伸长到原来的
倍(纵坐标不变),得到的图象的分析式是
(即以
代换
).
大家概念:当时,表示伸长;当
时,表示缩短.
例4 函数的图象,经过什么样的平移和伸缩变换得到函数
的图象?
解:(先平移后伸缩)在中,以
,
分别代换
,
,有
,再以
代换
,有
,即
.对比有
,
得.即把函数
的图象向左平移
个单位,再向上平移4个单位,后将横坐标缩短到原来的
倍(纵坐标不变),可得函数
的图象.
办法2、(先伸缩后平移)在中,以
代换
,有
,再以
,
分别代换
,
,得
,即
于是
,
得,∴
.即把函数
的图象横坐标缩短到原来的
倍(纵坐标不变),再向左平移
个单位,后向上平移4个单位,可得函数
的图象.
把函数的图象的横坐标与纵坐标分别伸长到原来的
倍,得到的图象的分析式是
(即分别以
,
代换
).
大家概念:当时,表示伸长;当
时,表示缩短.
例5 已知函数,将
的图象向左平移1个单位,再将图象上所有点的纵坐标伸长到原来的2倍(横坐标不变),得到函数
的图象.
(I)求的分析式及概念域; (II)求
的最大值.
解:(I)依题意,在中,以
(即
)代换
,得
,即
,再以
代换
,得
.故得
…….下略.
例6 函数的图象,经过什么样的变换得到函数
的图象?
解:(先伸缩后平移)在中,分别以
,
代换
,有
,再以
代换
,得
,即
,令
,得
.故把函数
的图象,横坐标伸长到原来的5倍(纵坐标不变),再将纵坐标缩短到原来的
倍(横坐标不变),后向右平移
个单位,即得函数
的图象.
(本题也可“先平移后伸缩”行变换)