Функције – парност функције 1

Функције. Дефиниција парности и непарности функције. Одређивање парности на једноставним примерима.

Задаци


Текст задатака објашњених у видео лекцији:

пр.1) f(x)=x2f(x) = {x^2}

пр.2) f(x)=x3f(x) = {x^3}

пр.3) f(x)=5x5−x3+7xf(x) = 5{x^5} - {x^3} + 7x

пр.4) f(x)=5−x2+3x4f(x) = 5-{x^2} +3 {x^4}

пр.5) f(x)=7x3−sinxf(x) = 7{x^3}-sinx

пр.6) f(x)=−x4+2cosxf(x) = -{x^4}+2cosx

пр.7) f(x)=x4−cos⁡xx3+sin⁡3xf(x) = \frac{{{x^4} - \cos x}}{{{x^3} + {{\sin }^3}x}}


пр.1) f(x)=x2f(x) = {x^2}

f(−x)=(−x)2=x2=f(x)f( - x) = {\left( { - x} \right)^2} = {x^2} = f(x) парна

435 png

пр.2) f(x)=x3f(x) = {x^3}

f(−x)=(−x)3=−x3=−f(x)f( - x) = {\left( { - x} \right)^3} = - {x^3} = - f\left( x \right) непарна

436 png

пр.3) f(x)=5x5−x3+7xf(x) = 5{x^5} - {x^3} + 7x

f(−x)=5(−x)5−(−x)3+7(−x)=−(5x5−x3+7x)=−f(x)f( - x) = 5{\left( { - x} \right)^5} - {\left( { - x} \right)^3} + 7\left( { - x} \right) = - \left( {5{x^5} - {x^3} + 7x} \right) = - f\left( x \right) непарна

пр.4) f(x)=5−x2+3x4f(x) = 5-{x^2} +3 {x^4}

f(−x)=5−(−x)2+3(−x)4=5−x2+3x4=f(x)f( - x) = 5 - {\left( { - x} \right)^2} + 3{\left( { - x} \right)^4} = 5 - {x^2} + 3{x^4} = f(x) парна

пр.5) f(x)=7x3−sinxf(x) = 7{x^3}-sinx

f(−x)=7(−x)3−sin(−x)=−(7x3−sinx)=−f(x)f( - x) = 7{\left( { - x} \right)^3} - sin\left( { - x} \right) = - \left( {7{x^3} - sinx} \right) = - f(x) непарна

пр.6) f(x)=−x4+2cosxf(x) = -{x^4}+2cosx

f(−x)=−(−x)4+2cos(−x)=−x4+2cosx=f(x)f( - x) = - {\left( { - x} \right)^4} + 2cos\left( { - x} \right) = - {x^4} + 2cosx = f(x) парна

пр.7) f(x)=x4−cos⁡xx3+sin⁡3xf(x) = \frac{{{x^4} - \cos x}}{{{x^3} + {{\sin }^3}x}}

f(−x)=(−x)4−cos⁡(−x)(−x)3+sin⁡3(−x)=−x4−cos⁡xx3+sin⁡3x=−f(x)f( - x) = \frac{{{{\left( { - x} \right)}^4} - \cos \left( { - x} \right)}}{{{{\left( { - x} \right)}^3} + {{\sin }^3}\left( { - x} \right)}} = - \frac{{{x^4} - \cos x}}{{{x^3} + {{\sin }^3}x}} = - f(x) непарна

Функција је парна ако је f(−x)=f(x)f(-x) = f(x), а непарна ако је f(−x)=−f(x)f(-x) = -f(x) за свако xx из домена. Парност проверавате тако што уместо xx ставите −x-x и средите израз. Парни степени не мењају знак, (−x)4=x4(-x)^4 = x^4, а непарни мењају, (−x)3=−x3(-x)^3 = -x^3. Функција cos⁡x\cos x је парна, а sin⁡x\sin x непарна.

Полином са само парним степенима и слободним чланом је паран, као 5−x2+3x45 - x^2 + 3x^4, а са само непарним степенима непаран, као 5x5−x3+7x5x^5 - x^3 + 7x. Количник парне и непарне функције је непаран. График парне функције симетричан је у односу на осу OyOy, а непарне у односу на координатни почетак. Честа грешка је закључак „није парна, значи непарна“.

−2−112−4−2240xyfPP'
1
0,5
1,5
f(x₀)
3,938
f(−x₀)
0,563
Функција f(x)=Ax2+Bx3f(x) = Ax^2 + Bx^3 збир је парног дела Ax2Ax^2 и непарног дела Bx3Bx^3. Зелени кружић је одраз тачке PP преко осе OyOy, а црвени одраз преко координатног почетка. Са B=0B = 0 тачка P′P' пада у зелени кружић, па је функција парна; са A=0A = 0 пада у црвени, па је непарна. Иначе није ни једно ни друго.

Симетрију графика користе грађевинари и дизајнери: лук моста или кровни носач описан парном функцијом рачуна се само за једну половину, јер је друга њен одраз у огледалу.

Лук пешачког моста

Лук пешачког моста има облик графика функције f(x)=8−x250f(x) = 8 - \frac{x^2}{50}, где је xx хоризонтална удаљеност од средине моста, а f(x)f(x) висина лука, обе у метрима. Покажите да је функција парна и искористите то да одредите распон лука и висину лука 10 m лево и десно од средине.

Решење

  1. Замењујемо xx са −x-x: f(−x)=8−(−x)250=8−x250=f(x)f(-x) = 8 - \frac{(-x)^2}{50} = 8 - \frac{x^2}{50} = f(x), па је функција парна, а лук симетричан у односу на средину моста.
  2. Лук додирује тло где је f(x)=0f(x) = 0: x250=8\frac{x^2}{50} = 8, x2=400x^2 = 400, па је x=20x = 20, а због парности и x=−20x = -20.
  3. Распон лука је зато 20−(−20)=4020 - (-20) = 40 m.
  4. Висина 10 m десно од средине је f(10)=8−10050=6f(10) = 8 - \frac{100}{50} = 6 m, а због парности је и f(−10)=6f(-10) = 6 m, без новог рачунања.

Одговор: Функција је парна; лук има распон од 40 m, а 10 m лево и десно од средине висок је 6 m.

Задатак за вежбу

Испитајте парност функција f(x)=x3cos⁡xf(x) = x^3\cos x и g(x)=xsin⁡xg(x) = x\sin x.

Прикажи решење

f(−x)=(−x)3cos⁡(−x)=−x3cos⁡x=−f(x)f(-x) = (-x)^3\cos(-x) = -x^3\cos x = -f(x), па је ff непарна. g(−x)=(−x)sin⁡(−x)=xsin⁡x=g(x)g(-x) = (-x)\sin(-x) = x\sin x = g(x), па је gg парна.