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淺談倒奇函數和倒偶函數

2023年10月14日

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李 磊
(安徽理工大學化學工程學院,安徽 淮南 232001)
【摘 要】由的積分得到啟發,依據倒代換、積分函數理論得到一類與奇偶函數性質極為相似形如F(x)=F(1/x)或F(-x)=-F(1/x)的一類函數。該函數不同於奇偶函數之處是,不像奇偶函數那樣具有嚴格的對稱性,但經過倒代換函數數值上卻有對稱性,有方便解決互為倒數區間的定積分的用途。
關鍵詞 奇偶;倒代換;積分函數;互為倒數區間
1 定義
形如F(x)=F(1/x)或F(x)=-F(1/x)的函數叫做倒偶函數和倒奇函數。若F(x)=F(1/x)則F(x)為倒偶函數;若F(x)=-F(1/x)則稱F(x)為倒奇函數。
2 在初等函數中倒置函數的常見例子
F(x)=C,F(x)=logɑ x分別為倒偶函數和倒奇函數。
證明:F(x)=C,F(1/x)=C ∴F(x)=C為倒偶函數
F(x)=logɑ x=logɑ xF(1/x)=-logɑ x=-F(x) ∴F(x)=logɑ x為倒奇函數。
而F(x)=ɑx,xn,sin x,cos x,tan x,arcsin x,arctan x都不是倒置函數。
3 倒置函數的一般表示及其證明
4 函數與奇偶函數的對比
4.1 奇偶函數與倒置函數的寫法
偶函數必滿足F(-x)=F(x),倒偶函數必滿足F(x)=F(1/x)
奇函數必滿足F(-x)=-F(x),倒奇函數必滿足F(x)=-F(1/x)
4.2 倒偶函數的特殊極值點與偶函數的特殊極值點的比較
倒偶函數的寫法由上述推導可得出F(x)=f(x)+f(1/x)對F(x)求導求導可得F'(x)=f'(x)-1/x2f'(1/x) ∴F'(1)=f'(1)-f'(1)=0 ∴x=1必為駐點。那麼x=1是否為極值點呢?x=1必為極值點。
證明:F'(1)=f'(1+)-f'(1-)而F'(1-)=f'(1-)-f'(1+)=-f'(1+)-f'(1-)=-F'(1)由此可見F'(x)和F'(1/x)必異號。∴0在(1-,1)和(1,1-)上F'(x)的正負號發生了變化,故而得F(1)必為極大值或極小值,進而得x=1必為極值點。
而F(x)為偶函數則可寫成F(x)=f(x)+f(-x)進而有F'(x)=f'(x)-f'(-x),∴F'(0)=f'(0)-f'(0)=0故而x=0必為駐點。F'(0+)=f'(0+)-f'(0-),而F'(0-)=f'(0-)-f'(0+)=-(f'(0+)-f'(0-)),由此可見由此可見F'(0+)和F'(0-)必異號。∴0在(-,0)和(0,)上F'(x)的正負號發生了變化,故而得F(0)必為極大值或極小值,進而得x=1必為極值點。
4.3 積分證明奇偶性與積分證明正負倒置性的比較
5 應用
6 應用拓展
由上述探討知,倒奇函數和倒偶函數有著與奇偶函數性質上極為相似的地方。在教材上以及在其他書上很少見到,但這類函數卻十分普遍。用途上十分少見但確實對一些互為倒數區間上的定積分起到作用。
參考文獻
[1]朱白.對稱區間上奇偶函數的定積分性質的推廣[J].和田師範專科學校學報:漢文綜合版,2008,51(2):188-188.
[2]同濟大學應用數學系.高等數學[M].5版.北京:高等教育出版社,2002.
[3]費為銀,王傳玉,項立群,萬上海.高等數學[M].合肥:中國科技技術大學出版社,2009.
[責任編輯:鄧麗麗]

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