對於函式圖象的平移與伸縮問題,傳統的處理手法過於繁雜,記憶量大,難於掌握.本文試圖用代換的手法將其作一般性的**.
一、函式圖象的平移
事實上,設函式的圖象,向右平移個單位,得到的圖象的解析式是,
令點是的圖象上任一點,點向右平移個單位得點,則
點在的圖象上,且,有,
於是,把函式的圖象,向右平移個單位,得到的圖象的解析式是
(即以代換).
我們定義:當時,表示向右平移;當時,表示向左平移.
例1 函式是偶函式,則函式的對稱軸是
abc, d,
分析:函式是偶函式,∴其對稱軸為,
以代換,有,
令,解得,
故函式的圖象向左平移個單位,得到函式的圖象,其對稱軸
也相應地向左平移了個單位,故選d.
例2 要得到函式的圖象,只需要將函式的圖象
a,向左平移個單位b,向右平移個單位
c,向左平移個單位d,向右平移個單位
解1:∵,
而在中,以代換,有.
令,解得.故選a.
解2:.
在中,以代換,有,
令,解得.故選a.
同樣地,把函式的圖象,向右平移個單位,再向上平移個單位,得到的圖象的解析式是(即以,分別代換,).
同樣,我們定義:當時,表示向上平移;當時,表示向下平移.
例3 函式的圖象,經過怎樣的平移變換得到函式的圖象?
解:在中,以,分別代換,,有.
即,經對比,有,解得.
故把函式的圖象,向左平移個單位,再向上平移3個單位,便得函式
的圖象.
二、函式圖象的伸縮與平移
事實上,設把函式的圖象的橫座標伸長到原來的倍(縱座標不變),
得到的圖象的解析式是,
令點是的圖象上任一點,點的橫座標伸長到原來的倍,得
點,則點在的圖象上,且,有,
於是,設把函式的圖象的橫座標伸長到原來的倍(縱座標不變),
得到的圖象的解析式是(即以代換).
我們定義:當時,表示伸長;當時,表示縮短.
例4 函式的圖象,經過怎樣的平移和伸縮變換得到函式的
圖象? 解1:(先平移後伸縮)在中,以,分別代換,,
有,再以代換,有,即.
對比有,得.
即把函式的圖象向左平移個單位,再向上平移4個單位,後將橫座標縮短到原來的倍(縱座標不變),可得函式的圖象.
解2:(先伸縮後平移)在中,以代換,有,
再以,分別代換,,得,即
於是,得,∴.
即把函式的圖象橫座標縮短到原來的倍(縱座標不變),再向左平移個單位,後向上平移4個單位,可得函式的圖象.
把函式的圖象的橫座標與縱座標分別伸長到原來的倍,得到的圖象的解析式是(即分別以,代換).
我們定義:當時,表示伸長;當時,表示縮短.
例5 已知函式,將的圖象向左平移1個單位,再將圖象上所有點的縱座標伸長到原來的2倍(橫座標不變),得到函式的圖象.
()求的解析式及定義域;()求的最大值.
解:()依題意,在中,以(即)代換,得
,即,再以代換,得.
故得…….下略.
例6 函式的圖象,經過怎樣的變換得到函式的圖象?
解1:(先伸縮後平移)在中,分別以,代換,有
,再以代換,得,
即,令,得.
故把函式的圖象,橫座標伸長到原來的5倍(縱座標不變),再將縱座標縮短到原來的倍(橫座標不變),後向右平移個單位,即得函式的圖象.
說明:本題也可「先平移後伸縮」行變換,這個留給讀者完成.
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