偶函數

定義域關於y軸對稱的函數

一般地,如果對於函數f(x)的定義域內任意的一個x,都有f(x)=f(-x),那麼函數f(x)就叫做偶函數(EvenFunction)。

來源


最早的奇偶函數的定義

1727年,年輕的瑞士數學家歐拉在提交給聖彼得堡科學院的旨在解決“反彈道問題”的一篇論文(原文為拉丁文)中,首次提出了奇、偶函數的概念。若用-x代替x,函數保持不變,則稱這樣的函數為偶函數(拉丁文functionespares)。歐拉列舉了三類偶函數和三類奇函數,並討論了奇偶函數的性質。法國數學家達朗貝爾(J.R.D.Alembert,1717-1783)在狄德羅(D.Diderot,1713-1784)主編的《大百科全書》第7卷(1757年出版)關於函數的詞條中說:“古代幾何學家,更確切地說是古代分析學家,將某個量x的不同次冪稱為x的函數.”類似地,法國數學家拉格朗日《解析函數論》(1797)開篇中也說,早期分析學家們使用“函數”這個詞,只是表示“同一個量的不同次冪”,後來,其涵義被推廣,表示“以任一方式得自其他量的所有量”,萊布尼茨和約翰·伯努利最早採用了后一涵義。在1727年的論文中,歐拉在討論奇、偶函數時確實沒有涉及任何超越函數。因此,最早的奇、偶函數概念都是針對冪函數以及相關複合函數而言,歐拉提出的“奇函數”、“偶函數”之名顯然源於冪函數的指數或指數分子的奇偶性:指數為偶數的冪函數為偶函數,指數為奇數的冪函數為奇函數。

《無窮分析引論》中的奇、偶函數概念

1748年,歐拉出版他的數學名著《無窮分析引論》,將函數確立為分析學的最基本的研究對象.在第一章,他給出了函數的定義、對函數進行了分類,並再次討論了兩類特殊的函數:偶函數和奇函數。歐拉給出的奇、偶函數定義與1727年論文中的定義實質上並無二致,但他討論了更多類型的奇、偶函數,也給出了奇函數的更多的性質。

歐拉的困惑和失誤

歐拉認為,函數與函數是等價的,所以儘管奇函數與偶函數的乘積為奇函數,但有時這樣的乘積也可能會是偶函數。鑒於此,歐拉提出,要使一個偶函數的冪仍為偶函數,就必須對冪指數進行限制,特別的,如果指數為分數,那麼它的分母就不能為偶數。在將偶函數定義為和的複合函數時,歐拉特別增加了一個限制條件:中不能含有之類的根式。顯然,歐拉未能區別函數和函數。

法文和英文中的奇偶函數

雖然達朗貝爾在《大百科全書》中給出了函數的定義,並介紹了有理函數、無理函數、齊次函數、相似函數,但隻字未提“奇函數”和“偶函數”這兩種特殊函數。
1786年,法國人裴奇(F.pezzi)將《無窮分析引論》第1卷譯成了法文,“奇函數”和“偶函數”分別被譯為“fonctionpaire”“fonctionimpaire”,這是兩個數學名詞在法文中的首次出現。
1792年,法國數學家勒讓德(A.Legendre)(1752-1833)向科學院提交論文“關於橢圓超越性”中提出了“正弦函數的偶函數”。勒讓德可能沿用了裴奇的譯名或直接翻譯了歐拉的名詞。這裡我們需要指出的是,將“偶函數”“奇函數”的拉丁文翻譯成對應的法文,並不會產生不同的譯法,因為最遲在笛卡兒(R.Descartes,1596-1650)的《幾何學》中已經有了法文的“偶數”(nombrespairs)和“奇數”(nombresimpairs)之名。
“奇函數”、“偶函數”這兩個名稱在18世紀末的法國並未得到普遍使用;或者說,函數的奇偶性還沒有受到當時法國數學家的普遍關注。1796年,法國數學家拉貝將《無窮分析引論》全書譯成法文,其中拉貝同樣將“奇函數”、“偶函數”分別譯為“fonctionpaire”“fonctionimpaire”
1809年,蘇格蘭數學家華里司(W.Wallace,1768-1843)將勒讓德的論文譯成英文,發表在《數學文庫》(MathematicsRepository)上。華里司很自然地將“functionpaire”譯為“evenfunction”。這是“evenfunction”這個詞在英語世界中的首次出現。不過,在英國著名數學家胡頓(C.Hutton,1737-1823)於1815年出版的《數學與哲學辭典》中,雖然有“函數”和“微積分中的函數”這兩個詞條,但奇、偶函數念卻付之闕如。而德摩根的《代數學基礎》(偉烈亞力和李善蘭譯為《代數學》)雖對函數進行了清晰地分類,但仍隻字未提奇、偶函數。在美國,數學家羅密士(E.Loomis,1811-1889)的微積分暢銷書《解析幾何與微積分基礎》(李善蘭與偉烈亞力譯為《代微積拾級》)雖然給出了隱函數、顯函數、增函數、減函數之名,但同樣不含奇、偶函數之說。這說明,奇、偶函數概念以及華里司所引入的新名詞在19世紀上半葉的英語世界里尚未得到廣泛傳播和普遍關注.相應地,兩個概念也就不見於中國晚清的西方數學譯著。直到20世紀初,兩個概念才傳入中國。1938年出版的《算學名辭彙編》和1945年出版的《數學名詞》中都收錄了兩個名詞。

公式


1、如果知道函數表達式,對於函數f(x)的定義域內任意一個x,都滿足如;
2、如果知道圖像,偶函數圖像關於y軸(直線)對稱.
3、定義域D關於原點對稱是這個函數成為偶函數的必要不充分條件.
例如:,,此時的為偶函數.,( ,),此時的不是偶函
數。
相關函數:奇函數,非奇非偶函數

判定方法


代數判斷法

主要是根據奇偶函數的定義,先判斷定義域是否關於原點對稱,若不對稱,即為非奇非偶,若對稱,f(-x)=-f(x)的是奇函數;的是偶函數。

幾何判斷法

關於原點對稱的函數是奇函數,關於Y軸對稱的函數是偶函數。
如果為偶函數,則
但如果是偶函數,則

運演演算法則

(1)兩個偶函數相加所得的和為偶函數.
(2)兩個奇函數相加所得的和為奇函數.
(3)一個偶函數與一個奇函數相加所得的和為非奇函數與非偶函數.
(4)兩個偶函數相乘所得的積為偶函數.
(5)兩個奇函數相乘所得的積為偶函數.
(6)一個偶函數與一個奇函數相乘所得的積為奇函數.
(7)奇函數一定滿足(因為這個表達式表示0在定義域範圍內, 就必須為0)所以不一定奇函數有,但有 時 必須等於0,不一定有,推出奇函數,此時函數不一定為奇函數,例.
(8)定義在R上的奇函數必滿足;因為定義域在R上,所以在點存在,要想關於原點對稱,在原點又只能取一個y值,只能是。這是一條可以直接用的結論:當x可以取0,又是奇函數時,)。
(9)當且僅當(定義域關於原點對稱)時,既是奇函數又是偶函數。
(10)在對稱區間上,被積函數為奇函數的定積分為零。