图象平移、对称、翻折、缩放、旋转
一、函数图象的平移:本质是基于点\((x,y)\)的平移
在平面直角坐标系中,一个点\((x,y)\)进行平移时,其坐标会根据平移的方向和距离发生相应的改变。对于函数图象,图象上的每一个点都遵循相同的平移规则。设原函数为\(y = f(x)\),我们可以把函数图象看成是由无数个点\((x,f(x))\)组成的集合。当图象进行平移时,这些点的坐标就会发生变化。
(1)向左平移,自变量\((x + h)\):\(y = f(x + h)\)
当函数\(y = f(x)\)的图象向左平移\(h\)(\(h>0\))个单位时,图象上任意一点\((x,y)\)变为\((x + h,y)\)。此时函数表达式变为\(y = f(x + h)\)。
例如,对于函数\(y=(x - 1)^{2}\),若将其向左平移\(2\)个单位,那么\(x\)变为\(x+ 2\),新的函数为\(y=(x + 2 - 1)^{2}=(x + 1)^{2}\)。从图象上来看,\(y=(x - 1)^{2}\)的对称轴是\(x = 1\),而\(y=(x + 1)^{2}\)的对称轴是\(x=-1\),整个抛物线向左移动了\(2\)个单位。
(2)向右平移,自变量\((x - h)\):\(y = f(x - h)\)
当函数\(y = f(x)\)的图象向右平移\(h\)(\(h>0\))个单位时,图象上任意一点\((x,y)\)变为\((x - h,y)\)。此时函数表达式变为\(y = f(x - h)\)。
例如,对于函数\(y = x^{2}+2x\),若将其向右平移\(3\)个单位,把\(x\)变为\(x - 3\),则新函数为\(y=(x - 3)^{2}+2(x - 3)=x^{2}-6x + 9+2x - 6=x^{2}-4x + 3\)。从图象上看,原函数的对称轴等特征会相应地向右移动\(3\)个单位。
(3)向上平移,函数值\(f(x)+k\):\(y = f(x)+k\)
当函数\(y = f(x)\)的图象向上平移\(k\)(\(k>0\))个单位时,图象上任意一点\((x,y)\)变为\((x,y + k)\)。此时函数表达式变为\(y = f(x)+k\)。
例如,对于函数\(y = \sin x\),若将其向上平移\(1\)个单位,新的函数为\(y=\sin x+1\)。从图象上看,\(y = \sin x\)的最大值是\(1\),最小值是\(-1\),而\(y=\sin x + 1\)的最大值变为\(2\),最小值变为\(0\),整个正弦曲线向上移动了\(1\)个单位。
(4)向下平移,函数值\(f(x)-k\):\(y = f(x)-k\)
当函数\(y = f(x)\)的图象向下平移\(k\)(\(k>0\))个单位时,图象上任意一点\((x,y)\)变为\((x,y - k)\)。此时函数表达式变为\(y = f(x)-k\)。
例如,对于函数\(y = 2x - 1\),若将其向下平移\(2\)个单位,新的函数为\(y = 2x-1-2=2x - 3\)。从图象上看,直线\(y = 2x - 1\)向下移动了\(2\)个单位。
(5)组合平移:\(y = f(x + h)+k\)
函数图象可以同时进行水平和垂直方向的平移。例如,函数\(y = f(x)\)先向左平移\(h\)(\(h>0\))个单位,再向上平移\(k\)(\(k>0\))个单位,那么函数表达式变为\(y = f(x + h)+k\)。顺序不同,结果可能不同,不过在单纯的平移组合中,先左右后上下或者先上下后左右的最终图象位置是相同的。
例如,函数\(y = x^{2}\)先向左平移\(3\)个单位得到\(y=(x + 3)^{2}\),再向上平移\(2\)个单位,最终函数为\(y=(x + 3)^{2}+2\)。如果先向上平移\(2\)个单位得到\(y = x^{2}+2\),再向左平移\(3\)个单位,最终函数同样为\(y=(x + 3)^{2}+2\)。
二、函数图象对称:
(1)关于\(x\)轴对称:\(y = f(x)\)--关于\(x\)轴对称-->\(y=-f(x)\)
原理:对于平面直角坐标系中的任意一点\((x,y)\),它关于\(x\)轴的对称点为\((x,-y)\)。那么对于函数\(y = f(x)\),图象上的每一点\((x,f(x))\)关于\(x\)轴的对称点为\((x,-f(x))\),所以函数\(y = f(x)\)关于\(x\)轴对称的函数为\(y=-f(x)\)。
举例:如函数\(y = 2x + 1\),关于\(x\)轴对称的函数是\(y=-(2x + 1)= - 2x - 1\)。从图象角度看,\(y = 2x+1\)的图象是一条斜率为\(2\),截距为\(1\)的直线,位于一、二、三象限;而\(y=-2x - 1\)的图象是一条斜率为\(-2\),截距为\(-1\)的直线,位于二、三、四象限。
(2)关于\(y\)轴对称:\(y = f(x)\)--关于\(y\)轴对称-->\(y = f(-x)\)
原理:平面直角坐标系中一点\((x,y)\)关于\(y\)轴的对称点是\((-x,y)\)。对于函数\(y = f(x)\),图象上的点\((x,f(x))\)关于\(y\)轴的对称点是\((-x,f(x))\),所以函数\(y = f(x)\)关于\(y\)轴对称的函数是\(y = f(-x)\)。
举例:对于函数\(y=x^{2}-2x\),关于\(y\)轴对称的函数是\(y=(-x)^{2}-2(-x)=x^{2}+2x\)。在图象上,\(y=x^{2}-2x\)的对称轴是\(x = 1\),开口向上;而\(y=x^{2}+2x\)的对称轴是\(x=-1\),开口同样向上。
(3)关于原点对称:\(y = f(x)\)--关于原点(0,0)对称-->\(y=-f(-x)\)
原理:在平面直角坐标系中,点\((x,y)\)关于原点的对称点是\((-x,-y)\)。对于函数\(y = f(x)\),图象上的点\((x,f(x))\)关于原点的对称点是\((-x,-f(x))\),所以函数\(y = f(x)\)关于原点对称的函数是\(y=-f(-x)\)。
举例:考虑函数\(y = x^{3}\),关于原点对称的函数还是\(y = x^{3}\),因为\(-f(-x)=-(-x)^{3}=x^{3}\)。从图象上看,\(y = x^{3}\)的图象是一个奇函数的图象,关于原点对称,当\(x>0\)时,函数单调递增;当\(x<0\)时,函数也单调递增。
(4)关于直线\(y = x\)对称(反函数相关)
原理:若点\((a,b)\)在函数\(y = f(x)\)的图象上,那么点\((b,a)\)就在它关于直线\(y = x\)对称的函数图象上。
两个函数\(y = f(x)\)与\(y = f^{-1}(x)\)(如果\(f^{-1}(x)\)存在)的图象关于直线\(y = x\)对称。
举例:对于函数\(y = 2x\)(\(x\in R\)),它的反函数是\(y=\frac{1}{2}x\)(\(x\in R\)),这两个函数的图象关于直线\(y = x\)对称。在图象上,\(y = 2x\)是一条斜率为\(2\)的直线,\(y=\frac{1}{2}x\)是一条斜率为\(\frac{1}{2}\)的直线,它们的交点在直线\(y = x\)上。
(5)关于直线\(y=-x\)对称
原理:平面直角坐标系中的点\((x,y)\)关于直线\(y=-x\)的对称点是\((-y,-x)\)。对于函数\(y = f(x)\),其图象上的点\((x,f(x))\)关于直线\(y=-x\)的对称点是\((-f(x),-x)\),由此可以推导出关于直线\(y=-x\)对称的函数表达式。
举例:设函数\(y = x + 1\),设其关于直线\(y=-x\)对称的函数为\(y = g(x)\)。若\((x,y)\)在\(y = x + 1\)上,则其关于\(y=-x\)的对称点\((-y,-x)\)在\(y = g(x)\)上,即\(-x=-y + 1\),整理得\(y=-x - 1\),所以\(y = x + 1\)关于直线\(y=-x\)对称的函数是\(y=-x - 1\)。
三、函数图象翻折:
(1)关于\(x\)轴翻折:\(y=-f(x)\)
原理:对于函数\(y = f(x)\),将其图象关于\(x\)轴翻折,图象上的点\((x,y)\)变为\((x, - y)\)。所以翻折后的函数表达式为\(y=-f(x)\)。
举例:设函数\(y = 2x + 1\),将它关于\(x\)轴翻折后,得到的函数为\(y =-(2x + 1)= - 2x - 1\)。从图象上看,原函数\(y = 2x+1\)是一条斜率为\(2\)、截距为\(1\)的直线,经过一、二、三象限;翻折后的函数\(y=-2x - 1\)是一条斜率为\(-2\)、截距为\(-1\)的直线,经过二、三、四象限。
(2)关于\(y\)轴翻折:\(y = f(-x)\)
原理:当把函数\(y = f(x)\)的图象关于\(y\)轴翻折时,图象上的点\((x,y)\)变为\(( - x,y)\),那么翻折后的函数表达式为\(y = f(-x)\)。
举例:对于函数\(y=(x - 1)^{2}\),关于\(y\)轴翻折后的函数是\(y =(-x - 1)^{2}=(x + 1)^{2}\)。原函数\(y=(x - 1)^{2}\)的对称轴是\(x = 1\),顶点坐标为\((1,0)\);翻折后的函数\(y=(x + 1)^{2}\)的对称轴是\(x=-1\),顶点坐标为\(( - 1,0)\)。
(3)绝对值函数引起的翻折:\(y = |f(x)|\)
原理:当\(f(x)\geq0\)时,\(y = |f(x)|=f(x)\),函数图象不变;当\(f(x)<0\)时,\(y = |f(x)|=-f(x)\),这意味着函数图象在\(f(x)<0\)的部分关于\(x\)轴进行翻折。
举例:设函数\(y = x - 1\),那么\(y = |x - 1|\)的图象是这样得到的:当\(x - 1\geq0\),即\(x\geq1\)时,\(y = x - 1\);当\(x - 1<0\),即\(x<1\)时,\(y =-(x - 1)= - x + 1\)。所以\(y = |x - 1|\)的图象是将\(y = x - 1\)在\(x<1\)部分关于\(x\)轴翻折得到的,其图象呈“V”字形,顶点坐标为\((1,0)\)。
(4)绝对值函数引起的翻折:\(y = f(|x|)\)
原理:因为\(y = f(|x|)\)满足\(y = f(|x|)=f(x)\)(当\(x\geq0\))和\(y = f(|x|)=f(-x)\)(当\(x<0\)),所以函数图象是将\(y = f(x)\)(\(x\geq0\))的部分保留,然后关于\(y\)轴进行对称得到完整的图象。
举例:对于函数\(y = x^{2}-2x\),则\(y = x^{2}-2|x|\)的图象是这样得到的:当\(x\geq0\)时,\(y = x^{2}-2x\);当\(x<0\)时,\(y = x^{2}+2x\)。其图象关于\(y\)轴对称,在\(y\)轴右侧是\(y = x^{2}-2x\)的图象,在\(y\)轴左侧是\(y = x^{2}+2x\)的图象,整体图象呈“W”字形。
四、函数图象缩放:
(1)纵坐标缩放(沿\(y\)轴方向):\(y = Af(x)\)
原理:对于函数\(y = f(x)\),若进行纵坐标缩放,设缩放倍数为\(A\)(\(A\neq0\)),函数表达式变为\(y = Af(x)\)。
当\(A>1\)时,函数图象上的点\((x,y)\)变为\((x, Ay)\),这意味着函数图象在\(y\)轴方向上伸长;
当\(0 < A < 1\)时,函数图象上的点\((x,y)\)变为\((x, Ay)\),函数图象在\(y\)轴方向上缩短。
举例:对于函数\(y = \sin x\),若将其纵坐标伸长为原来的\(2\)倍,即\(A = 2\),得到的函数为\(y = 2\sin x\)。\(y=\sin x\)的最大值是\(1\),最小值是\(-1\),而\(y = 2\sin x\)的最大值变为\(2\),最小值变为\(-2\)。从图象上看,\(y = 2\sin x\)的波形在\(y\)轴方向上比\(y=\sin x\)更加“伸展”。
应用场景:在物理学中,比如研究简谐振动\(y = A\sin(\omega t+\varphi)\),其中\(A\)就是纵坐标缩放系数,它表示振动的振幅。通过改变\(A\)的值,可以改变振动的幅度大小。
(2)横坐标缩放(沿\(x\)轴方向):\(y = f(\omega x)\)或\(y = f(\frac{x}{\omega})\)
原理:对于函数\(y = f(x)\),设横坐标缩放倍数为\(\omega\)(\(\omega\neq0\))。
当\(\omega>1\)时,函数图象上的点\((x,y)\)变为\((\frac{x}{\omega},y)\),函数图象在\(x\)轴方向上缩短;
当\(0 < \omega < 1\)时,函数图象上的点\((x,y)\)变为\((\frac{x}{\omega},y)\),函数图象在\(x\)轴方向上伸长。
此时函数表达式变为\(y = f(\omega x)\)或\(y = f(\frac{x}{\omega})\)(具体根据\(\omega\)与\(1\)的大小关系来确定)。
举例:对于函数\(y=\cos x\),若将其横坐标伸长为原来的\(2\)倍,即\(\omega=\frac{1}{2}\),得到的函数为\(y=\cos(\frac{x}{2})\)。\(y = \cos x\)的周期是\(2\pi\),而\(y=\cos(\frac{x}{2})\)的周期变为\(4\pi\)。从图象上看,\(y=\cos(\frac{x}{2})\)的波形在\(x\)轴方向上比\(y = \cos x\)更加“伸展”。
应用场景:在信号处理领域,对于一个信号函数,横坐标缩放可以改变信号的频率。例如,在音频信号处理中,改变横坐标缩放倍数可以实现音频的变调效果。如果加快音频信号的播放速度(相当于横坐标缩短),音调会变高;反之,减慢播放速度(相当于横坐标伸长),音调会变低。
(3)组合缩放(同时进行横纵坐标缩放):\(y = Af(\omega x)\)
原理:当函数\(y = f(x)\)同时进行横纵坐标缩放时,设横坐标缩放倍数为\(\omega\),纵坐标缩放倍数为\(A\),函数图象上的点\((x,y)\)变为\((\frac{x}{\omega}, Ay)\),此时函数表达式变为\(y = Af(\omega x)\)。
举例:对于函数\(y = x^{2}\),若横坐标缩短为原来的\(\frac{1}{3}\),纵坐标伸长为原来的\(4\)倍,即\(\omega = 3\),\(A = 4\),得到的函数为\(y = 4\times(3x)^{2}=36x^{2}\)。从图象上看,抛物线的开口变得更窄(因为横坐标缩短)且更“高瘦”(因为纵坐标伸长)。
五、复合变换的操作顺序
当多个变换同时存在时,需遵循“先对称/伸缩,后平移”的原则,且对x的变换和对y的变换可分开独立进行。
以 \( y = A f(a(x - h)) + k \) 为例,其由 \( y = f(x) \) 变换而来的步骤如下:
1. 先进行x轴方向的伸缩:\( y = f(x) \rightarrow y = f(ax) \)(沿x轴伸缩 \( \frac{1}{a} \) 倍)。
2. 再进行x轴方向的平移:\( y = f(ax) \rightarrow y = f(a(x - h)) \)(向右平移 \( h \) 个单位)。
3. 接着进行y轴方向的伸缩:\( y = f(a(x - h)) \rightarrow y = A f(a(x - h)) \)(沿y轴伸缩 \( A \) 倍)。
4. 最后进行y轴方向的平移:\( y = A f(a(x - h)) \rightarrow y = A f(a(x - h)) + k \)(向上平移 \( k \) 个单位)。
常见函数变换示例(以二次函数为例)
以基础函数 \( y = x^2 \) 为例,看不同变换后的结果:
| 变换类型 | 变换描述 | 变换后函数 |
| 平移 | 向右平移2个单位,向上平移3个单位 | \( y = (x - 2)^2 + 3 \) |
| 对称 | 关于x轴对称 | \( y = -x^2 \) |
| 伸缩 | 沿y轴伸长2倍,沿x轴压缩\( \frac{1}{2} \)倍 | \( y = 2(2x)^2 = 8x^2 \) |
| 复合 | 先沿x轴压缩\( \frac{1}{3} \)倍,再向左平移1个单位 | \( y = (3(x + 1))^2 = 9(x + 1)^2 \) |
六、函数图象绕点\((a,b)\)旋转
函数图像绕点\((a,b)\)旋转,核心是通过坐标变换实现:先将旋转中心平移至原点,再执行旋转操作,最后平移回原中心。不同旋转角度(如90°、180°、270°)的坐标变换公式不同,且旋转后图像可能不再是函数(需满足“一个\(x\)对应一个\(y\)”)。
旋转的通用步骤:平移→旋转→回移
无论旋转多少度,都需遵循“先平移、再旋转、最后回移”的三步法,这是消除旋转中心偏移影响的关键。
设原函数\(y=f(x)\)上任意一点为\(P(x_0, y_0)\),满足\(y_0=f(x_0)\);旋转后对应点为\(P'(x, y)\),需通过以下三步建立\((x_0,y_0)\)与\((x,y)\)的关系,最终推导\(P'\)满足的表达式(即旋转后的图像方程)。
第一步:平移旋转中心至原点
将点\(P(x_0,y_0)\)和旋转中心\((a,b)\)同时平移,使\((a,b)\)移到原点\((0,0)\)。
平移后的点记为\(P_1(x_1, y_1)\),坐标关系为:\(x_1 = x_0 - a, \quad y_1 = y_0 - b\)(原理:减去旋转中心的横、纵坐标,实现“中心归零”)
第二步:绕原点执行旋转操作
设旋转角度为\(\theta\)(顺时针旋转取负,逆时针旋转取正),根据平面直角坐标系的旋转公式。
点\(P_1(x_1,y_1)\)绕原点旋转\(\theta\)后得到点\(P_2(x_2, y_2)\),坐标关系为:\(\begin{cases}x_2 = x_1\cos\theta - y_1\sin\theta\\y_2 = x_1\sin\theta + y_1\cos\theta\end{cases}\)
第三步:平移回原旋转中心
将旋转后的点\(P_2(x_2,y_2)\)平移,使原点移回原旋转中心\((a,b)\),得到最终旋转点\(P'(x,y)\)。
坐标关系为:\(x = x_2 + a, \quad y = y_2 + b\)(原理:加上旋转中心的横、纵坐标,恢复原坐标系位置)
常用旋转角度的具体公式(重点!)
实际应用中,90°、180°、270°是最常见的旋转角度,可代入通用公式简化(\(\cos\theta\)、\(\sin\theta\)取值如下):
逆时针旋转90°:\(\theta=90^\circ\),\(\cos90^\circ=0\),\(\sin90^\circ=1\)
旋转180°:\(\theta=180^\circ\),\(\cos180^\circ=-1\),\(\sin180^\circ=0\)
逆时针旋转270°(或顺时针90°):\(\theta=270^\circ\),\(\cos270^\circ=0\),\(\sin270^\circ=-1\)
以下分角度推导具体公式,并结合示例验证。
1. 绕点\((a,b)\)旋转180°
坐标变换公式推导:代入\(\theta=180^\circ\)的三角函数值到通用步骤:
1. 平移:\(x_1=x_0-a\),\(y_1=y_0-b\)
2. 旋转:\(x_2=x_1\cdot0 - y_1\cdot0= -x_1\),\(y_2=x_1\cdot0 + y_1\cdot(-1)= -y_1\)
3. 回移:\(x=-x_1 + a= -(x_0 - a) + a= 2a - x_0\),\(y=-y_1 + b= -(y_0 - b) + b= 2b - y_0\)
整理得逆变换公式(由\(P'(x,y)\)求\(P(x_0,y_0)\)):\(x_0 = 2a - x, \quad y_0 = 2b - y\)
旋转后图像方程:
因\(P(x_0,y_0)\)在\(y=f(x)\)上,满足\(y_0=f(x_0)\),代入逆变换公式得:\(2b - y = f(2a - x) \implies y = 2b - f(2a - x)\)
示例验证:
求\(f(x)=x^2\)(顶点\((0,0)\))绕点\((2,3)\)旋转180°后的图像方程。
代入公式得:\(y=2\times3 - f(2\times2 - x)=6 - f(4 - x)=6 - (4 - x)^2=6 - (x^2 - 8x + 16)= -x^2 + 8x - 10\)。
验证:原函数顶点\((0,0)\)旋转180°后应变为\((4,6)\)(中点为\((2,3)\)),代入旋转后方程:\(-4^2 + 8\times4 -10= -16 + 32 -10=6\),符合预期。
2. 绕点\((a,b)\)逆时针旋转90°
坐标变换公式推导:
代入\(\theta=90^\circ\)的三角函数值到通用步骤:
1. 平移:\(x_1=x_0-a\),\(y_1=y_0-b\)
2. 旋转:\(x_2=x_1\cdot0 - y_1\cdot1= -y_1\),\(y_2=x_1\cdot1 + y_1\cdot0= x_1\)
3. 回移:\(x=-y_1 + a= -(y_0 - b) + a= a + b - y_0\),\(y=x_1 + b= (x_0 - a) + b= x_0 + (b - a)\)
整理得逆变换公式:\(x_0 = y + (a - b), \quad y_0 = a + b - x\)
旋转后图像方程:代入\(y_0=f(x_0)\)得:\(a + b - x = f(y + a - b)\)
(注:此方程不一定能整理成\(y=g(x)\)的形式,即旋转后可能不是函数,需根据原函数判断)
示例验证:
求\(f(x)=x\)(直线\(y=x\))绕点\((1,2)\)逆时针旋转90°后的图像方程。
代入逆变换公式:\(x_0=y + (1 - 2)=y - 1\),\(y_0=1 + 2 - x=3 - x\)。
因\(y_0=f(x_0)=x_0\),故\(3 - x = y - 1\),整理得\(y= -x + 4\)(直线,仍是函数)。
验证:原直线上点\((0,0)\)旋转后应为\((1+2-0, 0 +1-2)=(3,-1)\),代入\(y=-x+4\)得\(-3+4=1\)?不对,重新计算点\((0,0)\)的旋转:
平移后\((0-1,0-2)=(-1,-2)\),逆时针转90°得\((2,-1)\),回移后\((2+1,-1+2)=(3,1)\),代入\(y=-x+4\)得\(-3+4=1\),正确。
3. 绕点\((a,b)\)逆时针旋转270°(或顺时针90°)
坐标变换公式推导:
代入\(\theta=270^\circ\)的三角函数值到通用步骤:
1. 平移:\(x_1=x_0-a\),\(y_1=y_0-b\)
2. 旋转:\(x_2=x_1\cdot0 - y_1\cdot(-1)= y_1\),\(y_2=x_1\cdot(-1) + y_1\cdot0= -x_1\)
3. 回移:\(x=y_1 + a= (y_0 - b) + a= a - b + y_0\),\(y=-x_1 + b= -(x_0 - a) + b= -x_0 + a + b\)
整理得逆变换公式:\(x_0 = a + b - y, \quad y_0 = x + b - a\)
旋转后图像方程:代入\(y_0=f(x_0)\)得:\(x + b - a = f(a + b - y)\)
示例验证:
求\(f(x)=2^x\)(过点\((0,1)\))绕点\((2,1)\)顺时针旋转90°(即逆时针270°)后的图像方程。
代入逆变换公式:\(x_0=2+1 - y=3 - y\),\(y_0=x +1 -2=x -1\)。
因\(y_0=f(x_0)=2^{x_0}\),故\(x -1=2^{3 - y}\),两边取对数得\(\log_2(x -1)=3 - y\),整理得\(y=3 - \log_2(x -1)\)(定义域\(x>1\),是函数)。
验证:原函数上点\((0,1)\)旋转后:平移\((-2,0)\),顺时针转90°得\((0,2)\),回移\((0+2,2+1)=(2,3)\),代入\(y=3 - \log_2(2 -1)\)(注意\(\log_2(1)=0\))得\(3-0=3\),正确。
关键注意事项
1. 旋转后是否为函数:
只有当旋转后的图像满足“任意垂直于x轴的直线与图像仅有一个交点”时,才是函数。
旋转180°:若原函数是函数,旋转后通常仍是函数(如抛物线、直线);
旋转90°/270°:若原函数是“单调函数”(如直线、指数函数),旋转后可能是函数;若原函数是“非单调函数”(如抛物线\(y=x^2\)),旋转后会出现“一个x对应多个y”,不再是函数(而是二次曲线)。
2. 旋转方向的影响:
顺时针旋转与逆时针旋转是“反向操作”,角度互为相反数(如顺时针90°=逆时针270°),代入通用公式时需注意\(\sin\theta\)的符号(顺时针旋转\(\theta\)取负,\(\sin(-\theta)=-\sin\theta\))。
3. 公式记忆技巧:
旋转180°的公式最简洁,可结合“中心对称”记忆(旋转180°本质是关于点\((a,b)\)中心对称);
旋转90°/270°的公式可通过“平移→旋转→回移”的步骤推导,无需死记,重点掌握通用步骤。
数学基础 : 小学数学、初中数学、高中数学、高等数学
- 琴生不等式
- 切线不等式(切线放缩)
- 对数均值不等式
- 伯努利不等式:\( (1 + x)^n \geq 1 + nx \)
- 函数的恒成立、存在性问题
- 不等式的缩放
- 基于函数单调性的不等式缩放
- 基于函数凹凸性的不等式缩放
- 函数同构问题:形式统一,单调性搭桥
- 映射、函数:\( f: A \to B \)
- 函数的定义域:Df
- 函数的值域:Rf
- 函数的解析式:f(x)
- 抽象函数:定义域、值域、解析式
- 分段函数:定义域、值域、单调性
- 复合函数: y = f[g(x)]
- 反函数:严格单调函数
- 隐函数:F(x, y) = 0
- 函数的有界性:\( |f(x)| \leq M \)
- 函数的单调性:增函数、减函数
- 函数的奇偶性:奇函数、偶函数
- 函数的周期性:\( f(x + T) = f(x) \)
- 类周期性:\(f(x+T)=f(x)+g(x)\)
- 函数的对称性:自对称、互对称
- 函数的凹凸性:凹函数、凸函数
- 图象平移、对称、翻折、缩放、旋转
- 函数的极值、函数的最值
- 二次函数:最值、根的分布、恒成立问题
- 三次函数:\( f(x) = ax^3 + bx^2 + cx + d \)
- 幂函数: \(y = x^a\)
- 对勾函数与双刀函数
- 指数方程:\(a^{x}=b\)(\(a > 0\)且\(a\neq1\))
- 指数函数:\(y = a^{x}(a>0\),且\(a\neq1)\)
- 双曲函数与反双曲函数
- 对数函数:对数运算性质
- 角度制与弧度制、弧长公式
- 三角函数:定义、性质
- 三角函数:诱导公式、恒等变换、辅助角
- 反三角函数:\(\arcsin x\)
- 三角函数二级结论
- 极坐标:\((\rho,\theta)\)=(极径,极角)
- 参数方程
- 等差数列
- 等比数列
- 数学归纳法
- 求和符号(∑ )、连乘符号(∏)
- 数列极限、函数极限、两个重要极限
- 函数的连续性:间断点、运算法则
- 函数的导数
- 函数的图形
