偶関数と奇関数を定義する方法

著者: Clyde Lopez
作成日: 21 J 2021
更新日: 1 J 2024
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偶関数・奇関数の定積分【高校数学】積分法#24
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関数は、偶数、奇数、または一般(つまり、偶数でも奇数でもない)にすることができます。関数のタイプは、対称性の有無によって異なります。関数の種類を決定する最良の方法は、一連の代数計算を実行することです。しかし、関数のタイプは、そのスケジュールによっても知ることができます。関数の種類を定義する方法を学ぶことにより、関数の特定の組み合わせの動作を予測できます。

ステップ

方法1/2:代数的方法

  1. 1 変数の反対の値が何であるかを覚えておいてください。 代数では、変数の反対の値は「-」(マイナス)記号で書き込まれます。さらに、これは独立変数の指定(文字による)にも当てはまります。 NS{ displaystyle x} または他の手紙)。元の関数で変数の前にすでに負の符号がある場合、その反対の値は正の変数になります。以下は、いくつかの変数とその反対の意味の例です。
    • の反対の意味 NS{ displaystyle x}NS{ displaystyle -x}.
    • の反対の意味 NS{ displaystyle q}NS{ displaystyle -q}.
    • の反対の意味 w{ displaystyle -w}w{ displaystyle w}.
  2. 2 説明変数を反対の値に置き換えます。 つまり、独立変数の符号を逆にします。例えば:
    • NS(NS)=4NS27{ displaystyle f(x)= 4x ^ {2} -7} に変わる NS(NS)=4(NS)27{ displaystyle f(-x)= 4(-x)^ {2} -7}
    • NS(NS)=5NS52NS{ displaystyle g(x)= 5x ^ {5} -2x} に変わる NS(NS)=5(NS)52(NS){ displaystyle g(-x)= 5(-x)^ {5} -2(-x)}
    • NS(NS)=7NS2+5NS+3{ displaystyle h(x)= 7x ^ {2} + 5x + 3} に変わる NS(NS)=7(NS)2+5(NS)+3{ displaystyle h(-x)= 7(-x)^ {2} +5(-x)+3}.
  3. 3 新しい機能を簡素化します。 この時点で、独立変数の代わりに特定の数値を使用する必要はありません。新しい関数f(-x)を単純化して、元の関数f(x)と比較する必要があります。べき乗の基本規則を覚えておいてください。負の変数を偶数乗すると正の変数になり、負の変数を奇数乗すると負の変数になります。
    • NS(NS)=4(NS)27{ displaystyle f(-x)= 4(-x)^ {2} -7}
      • NS(NS)=4NS27{ displaystyle f(-x)= 4x ^ {2} -7}
    • NS(NS)=5(NS)52(NS){ displaystyle g(-x)= 5(-x)^ {5} -2(-x)}
      • NS(NS)=5(NS5)+2NS{ displaystyle g(-x)= 5(-x ^ {5})+ 2x}
      • NS(NS)=5NS5+2NS{ displaystyle g(-x)=-5x ^ {5} + 2x}
    • NS(NS)=7(NS)2+5(NS)+3{ displaystyle h(-x)= 7(-x)^ {2} +5(-x)+3}
      • NS(NS)=7NS25NS+3{ displaystyle h(-x)= 7x ^ {2} -5x + 3}
  4. 4 2つの機能を比較します。 簡略化された新しい関数f(-x)を元の関数f(x)と比較します。両方の関数の対応する用語を相互に書き留めて、それらの符号を比較します。
    • 両方の関数の対応する項の符号が一致する場合、つまりf(x)= f(-x)の場合、元の関数は偶数です。例:
      • NS(NS)=4NS27{ displaystyle f(x)= 4x ^ {2} -7}NS(NS)=4NS27{ displaystyle f(-x)= 4x ^ {2} -7}.
      • ここでは、用語の符号が一致しているため、元の関数は偶数です。
    • 両方の関数の対応する項の符号が互いに反対である場合、つまりf(x)= -f(-x)の場合、元の関数は偶数です。例:
      • NS(NS)=5NS52NS{ displaystyle g(x)= 5x ^ {5} -2x}、 しかし NS(NS)=5NS5+2NS{ displaystyle g(-x)=-5x ^ {5} + 2x}.
      • 最初の関数の各項に-1を掛けると、2番目の関数が得られることに注意してください。したがって、元の関数g(x)は奇数です。
    • 新しい関数が上記の例のいずれにも一致しない場合、それは一般的な関数です(つまり、偶数でも奇数でもありません)。例えば:
      • NS(NS)=7NS2+5NS+3{ displaystyle h(x)= 7x ^ {2} + 5x + 3}、 しかし NS(NS)=7NS25NS+3{ displaystyle h(-x)= 7x ^ {2} -5x + 3}..。両方の関数の最初の項の符号は同じであり、2番目の項の符号は反対です。したがって、この関数は偶数でも奇数でもありません。

方法2/2:グラフィカルな方法

  1. 1 関数グラフをプロットする. これを行うには、グラフ用紙またはグラフ電卓を使用します。説明変数の数値の倍数を選択します NS{ displaystyle x} それらを関数にプラグインして、従属変数の値を計算します y{ displaystyle y}..。見つかった点の座標を座標平面に描画し、これらの点を接続して関数のグラフを作成します。
    • 関数に正の数値を代入します NS{ displaystyle x} および対応する負の数値。たとえば、関数が与えられた NS(NS)=2NS2+1{ displaystyle f(x)= 2x ^ {2} +1}..。次の値をプラグインします NS{ displaystyle x}:
      • NS(1)=2(1)2+1=2+1=3{ displaystyle f(1)= 2(1)^ {2} + 1 = 2 + 1 = 3}..。座標でポイントを取得しました (1,3){ displaystyle(1,3)}.
      • NS(2)=2(2)2+1=2(4)+1=8+1=9{ displaystyle f(2)= 2(2)^ {2} + 1 = 2(4)+ 1 = 8 + 1 = 9}..。座標でポイントを取得しました (2,9){ displaystyle(2.9)}.
      • NS(1)=2(1)2+1=2+1=3{ displaystyle f(-1)= 2(-1)^ {2} + 1 = 2 + 1 = 3}..。座標でポイントを取得しました (1,3){ displaystyle(-1,3)}.
      • NS(2)=2(2)2+1=2(4)+1=8+1=9{ displaystyle f(-2)= 2(-2)^ {2} + 1 = 2(4)+ 1 = 8 + 1 = 9}..。座標でポイントを取得しました (2,9){ displaystyle(-2.9)}.
  2. 2 関数のグラフがy軸に対して対称であるかどうかを確認します。 対称性とは、縦軸を中心としたチャートのミラーリングを指します。 y軸の右側のグラフの部分(正の説明変数)がy軸の左側のグラフの部分(説明変数の負の値)と一致する場合、グラフは対称ですy軸。関数が縦座標に対して対称である場合、関数は偶数です。
    • グラフの対称性は、個々の点で確認できます。値が y{ displaystyle y}値に対応します NS{ displaystyle x}、値と一致します y{ displaystyle y}値に対応します NS{ displaystyle -x}、関数は偶数です。この例では、関数を使用しています NS(NS)=2NS2+1{ displaystyle f(x)= 2x ^ {2} +1} 次の点の座標を取得しました。
      • (1.3)および(-1.3)
      • (2.9)および(-2.9)
    • x = 1およびx = -1の場合、従属変数はy = 3であり、x = 2およびx = -2の場合、従属変数はy = 9であることに注意してください。したがって、関数は均等です。実際、関数の正確な形式を見つけるには、3つ以上の点を考慮する必要がありますが、説明されている方法は適切な近似です。
  3. 3 関数のグラフが原点に対して対称であるかどうかを確認します。 原点は座標(0,0)の点です。原点に関する対称性は、正の値を意味します y{ displaystyle y} (正の値で NS{ displaystyle x})は負の値に対応します y{ displaystyle y} (負の値で NS{ displaystyle x})、 およびその逆。奇関数は原点に関して対称です。
    • 関数でいくつかの正の値と対応する負の値を代入すると NS{ displaystyle x}、値 y{ displaystyle y} 符号が異なります。たとえば、関数が与えられた NS(NS)=NS3+NS{ displaystyle f(x)= x ^ {3} + x}..。複数の値をそれに代入します NS{ displaystyle x}:
      • NS(1)=13+1=1+1=2{ displaystyle f(1)= 1 ^ {3} + 1 = 1 + 1 = 2}..。座標(1,2)の点を取得しました。
      • NS(1)=(1)3+(1)=11=2{ displaystyle f(-1)=(-1)^ {3} +(-1)= --1-1 = -2}..。座標(-1、-2)の点を取得しました。
      • NS(2)=23+2=8+2=10{ displaystyle f(2)= 2 ^ {3} + 2 = 8 + 2 = 10}..。座標(2,10)の点を取得しました。
      • NS(2)=(2)3+(2)=82=10{ displaystyle f(-2)=(-2)^ {3} +(-2)=-8-2 = -10}..。座標(-2、-10)の点を取得しました。
    • したがって、f(x)= -f(-x)、つまり、関数は奇数です。
  4. 4 関数のグラフに対称性があるかどうかを確認します。 最後のタイプの関数は、グラフに対称性がない関数です。つまり、縦軸と原点の両方にミラーリングがありません。たとえば、関数が与えられた NS(NS)=NS2+2NS+1{ displaystyle f(x)= x ^ {2} + 2x + 1}.
    • 関数にいくつかの正の値と対応する負の値を代入します NS{ displaystyle x}:
      • NS(1)=12+2(1)+1=1+2+1=4{ displaystyle f(1)= 1 ^ {2} +2(1)+ 1 = 1 + 2 + 1 = 4}..。座標(1,4)の点を取得しました。
      • NS(1)=(1)2+2(1)+(1)=121=2{ displaystyle f(-1)=(-1)^ {2} +2(-1)+(-1)= 1-2-1 = -2}..。座標(-1、-2)の点を取得しました。
      • NS(2)=22+2(2)+2=4+4+2=10{ displaystyle f(2)= 2 ^ {2} +2(2)+ 2 = 4 + 4 + 2 = 10}..。座標(2,10)の点を取得しました。
      • NS(2)=(2)2+2(2)+(2)=442=2{ displaystyle f(-2)=(-2)^ {2} +2(-2)+(-2)= 4-4-2 = -2}..。座標(2、-2)の点を取得しました。
    • 得られた結果によると、対称性はありません。その価値 y{ displaystyle y} 反対の値の場合 NS{ displaystyle x} 一致せず、反対ではありません。したがって、関数は偶数でも奇数でもありません。
    • 関数は注意してください NS(NS)=NS2+2NS+1{ displaystyle f(x)= x ^ {2} + 2x + 1} このように書くことができます: NS(NS)=(NS+1)2{ displaystyle f(x)=(x + 1)^ {2}}..。この形式で記述した場合、偶数の指数が存在するため、関数は偶数であるように見えます。しかし、この例は、独立変数が括弧で囲まれている場合、関数の種類をすばやく決定できないことを証明しています。この場合、角かっこを開いて、受け取った指数を分析する必要があります。

チップ

  • 独立変数の指数が偶数の場合、関数は偶数です。指数が奇数の場合、関数は奇数です。

警告

  • この記事は、2つの変数を持つ関数にのみ適用でき、その値は座標平面にプロットできます。