如何定义偶函数和奇函数

作者: Clyde Lopez
创建日期: 21 七月 2021
更新日期: 1 七月 2024
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01 奇偶性的概念  函數的奇偶性   高中數學
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内容

函数可以是偶数、奇数或一般函数(即既不是偶数也不是奇数)。函数的类型取决于对称性的存在与否。确定函数类型的最佳方法是执行一系列代数计算。但是函数的类型也可以通过它的日程表来找到。通过学习如何定义函数的种类,您可以预测某些函数组合的行为。

脚步

方法 1 of 2:代数方法

  1. 1 记住变量的相反值是什么。 在代数中,变量的相反值用“-”(减号)表示。此外,对于自变量的任何指定(通过字母 X{ 显示样式 x} 或任何其他字母)。如果原函数中的变量前面已经有一个负号,那么它的对立值就是一个正变量。以下是一些变量及其相反含义的示例:
    • 相反的意思是 X{ 显示样式 x} 是一个 X{ displaystyle -x}.
    • 相反的意思是 q{ 显示样式 q} 是一个 q{ displaystyle -q}.
    • 相反的意思是 { displaystyle -w} 是一个 { displaystyle w}.
  2. 2 用相反的值替换解释变量。 即,反转自变量的符号。例如:
    • F(X)=4X27{ displaystyle f (x) = 4x ^ {2} -7} 变成 F(X)=4(X)27{ displaystyle f (-x) = 4 (-x) ^ {2} -7}
    • G(X)=5X52X{ displaystyle g (x) = 5x ^ {5} -2x} 变成 G(X)=5(X)52(X){ displaystyle g (-x) = 5 (-x) ^ {5} -2 (-x)}
    • H(X)=7X2+5X+3{ displaystyle h (x) = 7x ^ {2} + 5x + 3} 变成 H(X)=7(X)2+5(X)+3{ displaystyle h (-x) = 7 (-x) ^ {2} +5 (-x) +3}.
  3. 3 简化新功能。 此时,您不需要为自变量替换特定的数值。您只需要简化新函数 f (-x) 以将其与原始函数 f (x) 进行比较。记住取幂的基本规则:将负变量提高到偶数幂将导致正变量,将负变量提高到奇数幂将导致负变量。
    • F(X)=4(X)27{ displaystyle f (-x) = 4 (-x) ^ {2} -7}
      • F(X)=4X27{ displaystyle f (-x) = 4x ^ {2} -7}
    • G(X)=5(X)52(X){ displaystyle g (-x) = 5 (-x) ^ {5} -2 (-x)}
      • G(X)=5(X5)+2X{ displaystyle g (-x) = 5 (-x ^ {5}) + 2x}
      • G(X)=5X5+2X{ displaystyle g (-x) = - 5x ^ {5} + 2x}
    • H(X)=7(X)2+5(X)+3{ displaystyle h (-x) = 7 (-x) ^ {2} +5 (-x) +3}
      • H(X)=7X25X+3{ displaystyle h (-x) = 7x ^ {2} -5x + 3}
  4. 4 比较这两个函数。 将简化后的新函数 f (-x) 与原始函数 f (x) 进行比较。写出两个函数的对应项并比较它们的符号。
    • 如果两个函数对应项的符号重合,即f(x)=f(-x),则原函数为偶数。例子:
      • F(X)=4X27{ displaystyle f (x) = 4x ^ {2} -7}F(X)=4X27{ displaystyle f (-x) = 4x ^ {2} -7}.
      • 这里项的符号重合,所以原函数是偶数。
    • 如果两个函数对应项的符号相反,即f(x)=-f(-x),则原函数为偶数。例子:
      • G(X)=5X52X{ displaystyle g (x) = 5x ^ {5} -2x}, 但 G(X)=5X5+2X{ displaystyle g (-x) = - 5x ^ {5} + 2x}.
      • 请注意,如果将第一个函数中的每一项乘以 -1,就会得到第二个函数。因此,原始函数 g (x) 是奇数。
    • 如果新函数与以上示例中的任何一个都不匹配,则它是一个通用函数(即,既不是偶数也不是奇数)。例如:
      • H(X)=7X2+5X+3{ displaystyle h (x) = 7x ^ {2} + 5x + 3}, 但 H(X)=7X25X+3{ displaystyle h (-x) = 7x ^ {2} -5x + 3}...两个函数的第一项符号相同,第二项符号相反。因此,这个函数既不是偶数也不是奇数。

方法 2 of 2:图形方法

  1. 1 绘制函数图. 为此,请使用方格纸或图形计算器。选择任意倍数的数值解释变量值 X{ 显示样式 x} 并将它们插入函数中以计算因变量的值 { 显示样式 y}...在坐标平面上绘制找到的点的坐标,然后将这些点连接起来构建函数的图形。
    • 将正数值代入函数 X{ 显示样式 x} 和相应的负数值。例如,给定函数 F(X)=2X2+1{ displaystyle f (x) = 2x ^ {2} +1}...插入以下值 X{ 显示样式 x}:
      • F(1)=2(1)2+1=2+1=3{ displaystyle f (1) = 2 (1) ^ {2} + 1 = 2 + 1 = 3}...得到一个坐标点 (1,3){ displaystyle (1,3)}.
      • F(2)=2(2)2+1=2(4)+1=8+1=9{ displaystyle f (2) = 2 (2) ^ {2} + 1 = 2 (4) + 1 = 8 + 1 = 9}...得到一个坐标点 (2,9){ displaystyle (2.9)}.
      • F(1)=2(1)2+1=2+1=3{ displaystyle f (-1) = 2 (-1) ^ {2} + 1 = 2 + 1 = 3}...得到一个坐标点 (1,3){ displaystyle (-1,3)}.
      • F(2)=2(2)2+1=2(4)+1=8+1=9{ displaystyle f (-2) = 2 (-2) ^ {2} + 1 = 2 (4) + 1 = 8 + 1 = 9}...得到一个坐标点 (2,9){ displaystyle (-2.9)}.
  2. 2 检查函数的图形是否关于 y 轴对称。 对称性是指图表关于纵坐标轴的镜像。如果图形在 y 轴右侧的部分(正解释变量)与图形在 y 轴左侧的部分(解释变量的负值)重合,则图形关于y 轴。如果函数关于纵坐标对称,则函数是偶数。
    • 您可以通过单个点检查图形的对称性。如果值 { 显示样式 y}对应于值 X{ 显示样式 x}, 匹配值 { 显示样式 y}对应于值 X{ displaystyle -x},函数是偶数。在我们的函数示例中 F(X)=2X2+1{ displaystyle f (x) = 2x ^ {2} +1} 我们得到以下点坐标:
      • (1.3) 和 (-1.3)
      • (2.9) 和 (-2.9)
    • 请注意,当 x = 1 且 x = -1 时,因变量为 y = 3,而当 x = 2 且 x = -2 时,因变量为 y = 9。所以函数是偶数。事实上,为了找出函数的确切形式,需要考虑的点不止两点,但所描述的方法是一个很好的近似。
  3. 3 检查函数的图形是否关于原点对称。 原点是坐标为 (0,0) 的点。关于原点的对称性意味着正值 { 显示样式 y} (具有正值 X{ 显示样式 x}) 对应于负值 { 显示样式 y} (负值 X{ 显示样式 x}),反之亦然。奇函数关于原点对称。
    • 如果我们在函数中代入几个正值和对应的负值 X{ 显示样式 x}, 值 { 显示样式 y} 符号会有所不同。例如,给定函数 F(X)=X3+X{ displaystyle f (x) = x ^ {3} + x}...将多个值代入其中 X{ 显示样式 x}:
      • F(1)=13+1=1+1=2{ displaystyle f (1) = 1 ^ {3} + 1 = 1 + 1 = 2}...得到坐标 (1,2) 的点。
      • F(1)=(1)3+(1)=11=2{ displaystyle f (-1) = (- 1) ^ {3} + (- 1) = - 1-1 = -2}...我们得到了一个坐标 (-1, -2) 的点。
      • F(2)=23+2=8+2=10{ displaystyle f (2) = 2 ^ {3} + 2 = 8 + 2 = 10}...得到一个坐标点 (2,10)。
      • F(2)=(2)3+(2)=82=10{ displaystyle f (-2) = (- 2) ^ {3} + (- 2) = - 8-2 = -10}...我们得到了一个坐标 (-2, -10) 的点。
    • 因此,f (x) = -f (-x),即函数为奇数。
  4. 4 检查函数的图形是否具有任何对称性。 最后一类函数是图形不对称的函数,即关于纵坐标轴和关于原点都没有镜像。例如,给定函数 F(X)=X2+2X+1{ displaystyle f (x) = x ^ {2} + 2x + 1}.
    • 将几个正值和对应的负值代入函数中 X{ 显示样式 x}:
      • F(1)=12+2(1)+1=1+2+1=4{ displaystyle f (1) = 1 ^ {2} +2 (1) + 1 = 1 + 2 + 1 = 4}...得到一个坐标点 (1,4)。
      • F(1)=(1)2+2(1)+(1)=121=2{ displaystyle f (-1) = (- 1) ^ {2} +2 (-1) + (- 1) = 1-2-1 = -2}...我们得到了一个坐标 (-1, -2) 的点。
      • F(2)=22+2(2)+2=4+4+2=10{ displaystyle f (2) = 2 ^ {2} +2 (2) + 2 = 4 + 4 + 2 = 10}...得到一个坐标点 (2,10)。
      • F(2)=(2)2+2(2)+(2)=442=2{ displaystyle f (-2) = (- 2) ^ {2} +2 (-2) + (- 2) = 4-4-2 = -2}...我们得到了一个坐标为 (2, -2) 的点。
    • 根据得到的结果,不存在对称性。价值 { 显示样式 y} 对于相反的值 X{ 显示样式 x} 不重合也不对立。因此,该函数既不是偶数也不是奇数。
    • 注意函数 F(X)=X2+2X+1{ displaystyle f (x) = x ^ {2} + 2x + 1} 可以这样写: F(X)=(X+1)2{ displaystyle f (x) = (x + 1) ^ {2}}...以这种形式编写时,函数看起来是偶数,因为存在偶数指数。但是这个例子证明,如果自变量被括号括起来,就不能很快确定函数的种类。在这种情况下,您需要打开括号并分析接收到的指数。

提示

  • 若自变量的指数为偶数,则函数为偶数;如果指数为奇数,则函数为奇数。

一个警告

  • 本文仅适用于具有两个变量的函数,其值可以绘制在坐标平面上。