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我们知道,二次函数图象是轴对称图形,三次函数图象是中心对称图形,那么,四次函数图象是否是轴对称图形?如果是,对称轴方程是什么?我们对四次函数图象对称性进行了类比、联想、猜测、论证,获得了令人高兴的结论。
一般地,设四次函数f(x)=ax4+bx3+cx2+dx+e(a≠0),先研究简单特殊的情况:
1. 当a=1时,f(x)=ax4+bx3+cx2+dx+e此时,设y=f(x)的对称轴为l:x=x0,P(x1,y1)是其图象上任一点,则点P关于直线[l]的对称点Q(2x0-x1,y1)也在[y=f(x)]图象上
[y1=2x0-x14+b2x0-x13+c2x0-x12+d2x0-x1+e 2 ]
由(1)(2)得:
[x14-2x0-x14+bx13-2x0-x13+cx12-2x0-x12][+d2x1-2x0=0]
∴[2x0][x12+2x0-x12][+bx12+x12x0-x1+2x0-x12]+[2x0c]+d=0
整理,得:
[4x0+b][x12]-[2x0][4x0+b][x1]+[8x03]+[4bx02]+[2cx0]+[d]=0,
由于上式對[?x1∈R]恒成立,有
[4x0+b=08x03+4bx02+2cx0+d=0]
∴[x0]=-[b4],b3-4bc+8d=0
∴当a=1时,b3-4bc+8d=0,e∈R时,[y=f(x)]图象是轴对称图形,且对称轴方程为[x=-b4]
2.一般地,[fx=ax4+bx3+cx2+dx+e]
[=a(x4+bax3+cax2+dax+ea)]
由上知,当[(ba)3-4baca+8da=0],
即b3-4abc+8a2d=0时,[y=f(x)]图象是轴对称图形,且对称轴方程为[x=-b4a]
综上可知,并非所有的四次函数[fx=ax4+bx3+cx2]
[+dx+e(a≠0)]图象都是轴对称图形,当a,b,c,d,e满足b3-4abc+8a2d=0时,[y=f(x)]图象是轴对称图形,对称轴方程为[x=-b4a]。
同理不难证明任一四次函数图像不是中心对称图形。
一般地,设四次函数f(x)=ax4+bx3+cx2+dx+e(a≠0),先研究简单特殊的情况:
1. 当a=1时,f(x)=ax4+bx3+cx2+dx+e此时,设y=f(x)的对称轴为l:x=x0,P(x1,y1)是其图象上任一点,则点P关于直线[l]的对称点Q(2x0-x1,y1)也在[y=f(x)]图象上
[y1=2x0-x14+b2x0-x13+c2x0-x12+d2x0-x1+e 2 ]
由(1)(2)得:
[x14-2x0-x14+bx13-2x0-x13+cx12-2x0-x12][+d2x1-2x0=0]
∴[2x0][x12+2x0-x12][+bx12+x12x0-x1+2x0-x12]+[2x0c]+d=0
整理,得:
[4x0+b][x12]-[2x0][4x0+b][x1]+[8x03]+[4bx02]+[2cx0]+[d]=0,
由于上式對[?x1∈R]恒成立,有
[4x0+b=08x03+4bx02+2cx0+d=0]
∴[x0]=-[b4],b3-4bc+8d=0
∴当a=1时,b3-4bc+8d=0,e∈R时,[y=f(x)]图象是轴对称图形,且对称轴方程为[x=-b4]
2.一般地,[fx=ax4+bx3+cx2+dx+e]
[=a(x4+bax3+cax2+dax+ea)]
由上知,当[(ba)3-4baca+8da=0],
即b3-4abc+8a2d=0时,[y=f(x)]图象是轴对称图形,且对称轴方程为[x=-b4a]
综上可知,并非所有的四次函数[fx=ax4+bx3+cx2]
[+dx+e(a≠0)]图象都是轴对称图形,当a,b,c,d,e满足b3-4abc+8a2d=0时,[y=f(x)]图象是轴对称图形,对称轴方程为[x=-b4a]。
同理不难证明任一四次函数图像不是中心对称图形。