每日一题[260] 透过现象看本质

已知偶函数\(f(x)\)满足\(f(x+2)=\dfrac{1}{f(x)}\),且当\(x\in [1,2)\)时,\(f(x)=x-2\),则\(f(6.5)=\)_______.


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正确答案是\(-0.5\).

   已知条件描述了\(f(x)\)的两个性质:

① 自变量互为相反数时函数值可以互相推导;

② 自变量差为\(2\)时函数值可以互相推导.

于是问题转化成了如何将自变量\(6.5\)转化到已知函数解析式的自变量的取值范围\([1,2)\).

QQ20151002-3

如图,一个可行的路径为\[6.5\to 4.5\to 2.5\to 0.5\to -0.5\to 1.5,\]于是对应的书写为\[f(6.5)=\dfrac{1}{f(4.5)}=f(2.5)=\dfrac{1}{f(0.5)}=\dfrac{1}{f(-0.5)}=f(1.5)=1.5-2=-0.5.\]

注一    在本题中\(f(x)\)是以\(4\)为周期的周期函数,但是这并不是问题的本质.

注二    在观察描述\(f(x)\)的性质的方程时需要透过代数现象看本质,如方程\[f(1-x)+f(3+x)=2\]的理解过程为:

方程描述了两个函数值的和为\(2\),也就是两个函数值关于\(1\)对称;

这两个函数值的特征为自变量的和为\(4\),也就是两个自变量关于\(2\)对称;

综合以上两句话,我们得到

当自变量关于\(2\)对称时,函数值关于\(1\)对称.

翻译为图形语言就是:\(f(x)\)的图象关于点\((2,1)\)中心对称.

最后给出一道练习题.

已知函数\(f(x)\)同时关于点\((a,0)\)和直线\(x=b\)对称,且\(a\neq b\),求证:\(f(x)\)是以\(4\left|a-b\right|\)为周期的函数.

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