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函数奇偶性

函数奇偶性(奇函数/偶函数,英文:Even function / Odd function)是描述函数图像对称性的一种基本性质。对于一个定义域关于原点对称的函数而言,如果恒成立,则称为偶函数,如果恒成立,则为奇函数。

1727 年,瑞士数学家欧拉 (L. Euler) 在研究幂函数的性质时首次提出函数奇偶性的概念,“奇函数”“偶函数”的命名也是根据指数为偶数的幂函数为偶函数,而指数为奇数的幂函数为奇函数而得来的。

基本概念

定义

设函数的定义域关于原点对称,若对任意,恒有

则称函数为偶函数。

例如,二次函数,余弦函数等都属于偶函数。

若对任意,恒有

则称函数为奇函数。

例如,整理函数,正弦函数等都属于奇函数。

如果一个函数是奇函数或偶函数,那么就说这个函数具有奇偶性,不具有奇偶性的函数叫做非奇非偶函数。

例如,一次函数,反余弦函数等均为非奇非偶函数。

几何意义

偶函数的图形关于轴对称,奇函数的图形关于坐标原点对称,如下图所示。

判别

判别方法

在关于原点对称的定义域上,通过计算或,则是奇(偶)函数。

(1)奇函数之间相加减仍为奇函数,偶函数之间相加减仍为偶函数;

(2)奇函数乘偶函数为奇函数,偶函数乘偶函数为偶函数,奇函数乘奇函数为偶函数。

如果给出了函数图像,还可以通过观察图像是否关于轴或者坐标原点对称来判断是否为奇(偶)函数。

判别步骤

(1) 首先确定函数的定义域,并判断其定义域是否关于原点对称;

(2) 确定与的关系;

(3) 作出相应结论:

若,则是偶函数;

若,则是奇函数。

相关结论

(1) 两个奇 (偶) 函数的和仍为奇( 偶) 函数。

(2) 两个偶函数之积仍为偶函数。

(3) 两个奇函数之积成为偶函数。

(4) 奇函数与偶函数之积是奇函数。

5. 定义在上的函数为奇 (偶) 函数的充要条件是对任何,如下条件之一成立:

(1) ,其中。

(2) 或。

6.假设函数的傅里叶变换为,即:

1) 当是实函数时,通常为复函数,并且其实部为偶函数,虚部为奇函数。

2) 当是实偶函数时,为实偶函数。

3) 当是实奇函数时,为虚奇函数。

也就是说,傅里叶变换不改变原函数的奇偶性,该性质称为傅里叶变换的奇偶虚实对称性。

式中,

上述形式也称为函数的麦克劳林级数,它是函数在处的泰勒展开形式。

如果为偶函数,则其麦克劳林展开式中只含有的偶次幕的项,也就是:

如果为奇函数,则其麦克劳林展开式中只含有的奇次幕的项,也就是:

推广

广义奇函数

设函数的定义域为,如存在点,使得对任何,都有且,则称为广义奇函数。

可以看到,广义奇函数的图像关于是中心对称的。从本定义出发,三次函数,反比例函数均为广义奇函数。

广义偶函数

设函数定义域为,如果存在直线,使得对任何,都有,且

,则称为广义偶函数。

由定义可知,广义偶函数的图像关于某一直线对称。从本定义出发,二次函数为广义偶函数。此外,当时,方程变为,此时上述定义与偶函数定义等价。

参考资料

奇函数.术语在线.2023-06-03

偶函数.术语在线.2023-06-03