Дослідити функцію на парність. Парні та непарні функції. Графік парної функції

У липні 2020 року NASA запускає експедицію на Марс. Космічний апарат доставить на Марс електронний носій із іменами всіх зареєстрованих учасників експедиції.

Якщо цей пост вирішив вашу проблему або просто сподобався вам, поділіться посиланням на нього зі своїми друзями у соціальних мережах.

Один з цих варіантів коду потрібно скопіювати і вставити в код вашої веб-сторінки, бажано між тегами або відразу після тега . За першим варіантом MathJax підвантажується швидше і менше гальмує сторінку. Натомість другий варіант автоматично відстежує та підвантажує свіжі версії MathJax. Якщо вставити перший код, його потрібно буде періодично оновлювати. Якщо вставити другий код, то сторінки завантажуватимуться повільніше, зате вам не потрібно буде постійно стежити за оновленнями MathJax.

Підключити MathJax найпростіше в Blogger або WordPress: в панелі керування сайтом додайте віджет, призначений для вставки стороннього коду JavaScript, скопіюйте в нього перший або другий варіант завантаженого коду, представленого вище, і розмістіть віджет ближче до початку шаблону (до речі, це зовсім не обов'язково , оскільки скрипт MathJax завантажується асинхронно). От і все. Тепер вивчіть синтаксис розмітки MathML, LaTeX та ASCIIMathML, і ви готові вставляти математичні формули на веб-сторінки свого сайту.

Черговий переддень Нового Року... морозна погода та сніжинки на шибці... Все це спонукало мене знову написати про... фрактали, і про те, що знає про це Вольфрам Альфа. Із цього приводу є цікава стаття, в якій є приклади двовимірних фрактальних структур. Тут же ми розглянемо складніші приклади тривимірних фракталів.

Фрактал можна наочно уявити (описати), як геометричну фігуру або тіло (маючи на увазі, що й те й інше є безліч, в даному випадку, безліч точок), деталі якої мають таку форму, як і сама вихідна фігура. Тобто це самоподібна структура, розглядаючи деталі якої при збільшенні, ми бачитимемо ту саму форму, що і без збільшення. Тоді як у випадку звичайної геометричної фігури(не фрактал), при збільшенні ми побачимо деталі, які мають простішу форму, ніж сама вихідна фігура. Наприклад, при досить великому збільшенні частина еліпса виглядає як відрізок прямий. З фракталами такого не відбувається: за будь-якого їх збільшення ми знову побачимо ту ж саму складну форму, яка з кожним збільшенням повторюватиметься знову і знову.

Бенуа Мандельброт (Benoit Mandelbrot), основоположник науки про фрактал, у своїй статті Фрактали і мистецтво в ім'я науки написав: "Фрактали - це геометричні форми, які однаково складні у своїх деталях, як і у своїй загальній формі. Тобто якщо частина фракталу буде збільшена до розміру цілого, вона виглядатиме, як ціле, або точно, або, можливо, з невеликою деформацією".

Функція називається парною (непарною), якщо для будь-якої виконується рівність

.

Графік парної функції симетричний щодо осі
.

Графік непарної функції симетричний щодо початку координат.

Приклад 6.2. Дослідити на парність чи непарність функції

1)
; 2)
; 3)
.

Рішення.

1) Функція визначена при
. Знайдемо
.

Тобто.
. Значить, дана функціяє парною.

2) Функція визначена при

Тобто.
. Таким чином, ця функція непарна.

3) функція визначена для , тобто. для

,
. Тому функція не є ні парною, ні непарною. Назвемо її функцією загального вигляду.

3. Вивчення функції на монотонність.

Функція
називається зростаючою (убутною) на деякому інтервалі, якщо в цьому інтервалі кожному більшого значенняаргументу відповідає більше (менше) значення функції.

Функції, що зростають (зменшуються) на деякому інтервалі називаються монотонними.

Якщо функція
диференційована на інтервалі
і має позитивну (негативну) похідну
, то функція
зростає (зменшується) у цьому інтервалі.

Приклад 6.3. Знайти інтервали монотонності функцій

1)
; 3)
.

Рішення.

1) Ця функція визначена по всій числової осі. Знайдемо похідну.

Похідна дорівнює нулю, якщо
і
. Область визначення – числова вісь, що розбивається крапками
,
на інтервали. Визначимо знак похідної у кожному інтервалі.

В інтервалі
похідна негативна, функція цьому інтервалі зменшується.

В інтервалі
похідна позитивна, отже, функція цьому інтервалі зростає.

2) Ця функція визначена, якщо
або

.

Визначаємо знак квадратного тричлена у кожному інтервалі.

Таким чином, область визначення функції

Знайдемо похідну
,
, якщо
, тобто.
, але
. Визначимо знак похідної в інтервалах
.

В інтервалі
похідна негативна, отже, функція зменшується на інтервалі
. В інтервалі
похідна позитивна, функція зростає на інтервалі
.

4. Дослідження функції на екстремум.

Крапка
називається точкою максимуму (мінімуму) функції
, якщо існує така околиця точки , що для всіх
з цієї околиці виконується нерівність

.

Точки максимуму та мінімуму функції називаються точками екстремуму.

Якщо функція
у точці має екстремум, то похідна функції у цій точці дорівнює нулю чи немає (необхідна умова існування екстремуму).

Крапки, в яких похідна дорівнює нулю або немає називаються критичними.

5. Достатні умови існування екстремуму.

Правило 1 . Якщо під час переходу (зліва направо) через критичну точку похідна
змінює знак із «+» на «–», то в точці функція
має максимум; якщо з "-" на "+", то мінімум; якщо
не змінює знак, то екстремуму немає.

Правило 2 . Нехай у точці
перша похідна функції
дорівнює нулю
а друга похідна існує і відмінна від нуля. Якщо
, то - точка максимуму, якщо
, то – точка мінімуму функції.

Приклад 6.4. Дослідити на максимум та мінімум функції:

1)
; 2)
; 3)
;

4)
.

Рішення.

1) Функція визначена та безперервна на інтервалі
.

Знайдемо похідну
і вирішимо рівняння
, тобто.
.Звідси
- Критичні точки.

Визначимо знак похідної в інтервалах
.

При переході через точки
і
похідна змінює знак із «–» на «+», тому за правилом 1
- Точки мінімуму.

При переході через точку
похідна змінює знак із «+» на «–», тому
- Точка максимуму.

,
.

2) Функція визначена та безперервна в інтервалі
. Знайдемо похідну
.

Розв'язавши рівняння
, знайдемо
і
- Критичні точки. Якщо знаменник
, тобто.
, то похідна немає. Отже,
– третя критична точка. Визначимо похідний знак в інтервалах.

Отже, функція має мінімум у точці
, максимум у точках
і
.

3) Функція визначена і безперервна, якщо
, тобто. при
.

Знайдемо похідну

.

Знайдемо критичні точки:

Околиці точок
не належать області визначення, тому вони є т. екстремуму. Отже, досліджуємо критичні точки
і
.

4) Функція визначена та безперервна на інтервалі
. Використовуємо правило 2. Знайдемо похідну
.

Знайдемо критичні точки:

Знайдемо другу похідну
і визначимо її знак у точках

У точках
функція має мінімум.

У точках
функція має максимум.

. Для цього скористайтесь міліметрівкою або графічним калькулятором. Виберіть декілька будь-яких числових значень незалежної змінної x (\displaystyle x) і підставте їх у функцію, щоб обчислити значення залежної змінної y (\displaystyle y) . Знайдені координати точок нанесіть на координатну площину, а потім з'єднайте ці точки, щоб побудувати графік функції.

• У функцію підставте позитивні числові значення x (\displaystyle x) та відповідні негативні числові значення. Наприклад, дана функція f(x) = 2 x 2 + 1 (displaystyle f(x)=2x^(2)+1) . Підставте до неї наступні значення x (\displaystyle x) :

Перевірте, чи симетричний графік функції щодо осі Y. Під симетрією мається на увазі дзеркальне відображення графіка щодо осі ординат. Якщо частина графіка праворуч від осі Y (позитивні значення незалежної змінної) збігається з частиною графіка ліворуч від осі Y (негативні значення незалежної змінної), графік симетричний щодо осі Y. Якщо функція симетрична щодо осі ординат, така функція парна.

Перевірте, чи симетричний графік функції щодо початку координат. Початок координат – точка з координатами (0,0). Симетрія щодо початку координат означає, що позитивне значення y (\displaystyle y) (при позитивне значення x (\displaystyle x) відповідає негативне значення y (\displaystyle y) (при негативному значенні x (\displaystyle x) ), і навпаки. Непарні функції мають симетрію щодо початку координат.

Перевірте, чи має графік функції якусь симетрію. Останній вид функції – це функція, графік якої немає симетрії, тобто дзеркальне відображення відсутня як щодо осі ординат, і щодо початку координат. Наприклад, дана функція .

• У функцію підставте кілька позитивних і відповідних негативних значень x (\displaystyle x) :
• Згідно з отриманими результатами, симетрії немає. Значення y (\displaystyle y) для протилежних значень x (\displaystyle x) не збігаються і є протилежними. Таким чином, функція є ні парною, ні непарною.
• Зауважте, що функцію f(x) = x 2 + 2 x + 1 (\displaystyle f(x)=x^(2)+2x+1) можна записати так: f (x) = (x + 1) 2 (\displaystyle f(x)=(x+1)^(2)) . Будучи записаною в такій формі, функція здається парною, тому що є парний показник ступеня. Але цей приклад доводить, що вид функції не можна швидко визначити, якщо незалежна змінна поміщена у дужки. І тут потрібно розкрити дужки і проаналізувати отримані показники ступеня.

Залежність змінної y від перемінно x, коли кожен значенню x відповідає єдине значення y називається функцією. Для позначення використовують запис y=f(x). Кожна функція має ряд основних властивостей, таких як монотонність, парність, періодичність та інші.

Розглянь докладніше властивість парності.

Функція y=f(x) називається парною, якщо вона задовольняє наступним двом умовам:

2. Значення функції в точці х, що належить області визначення функції, має дорівнювати значення функції в точці -х. Тобто для будь-якої точки х з області визначення функції має виконуватися наступна рівність f(x) = f(-x).

Графік парної функції

Якщо побудувати графік парної функції, він буде симетричний щодо осі Оу.

Наприклад, функція y=x^2 є парною. Перевіримо це. Область визначення вся числова вісь, отже, вона симетрична щодо точки Про.

Візьмемо довільне х=3. f(x)=3^2=9.

f(-x)=(-3)^2=9. Отже f(x) = f(-x). Таким чином, у нас виконуються обидві умови, отже, функція парна. Нижче наведено графік функції y=x^2.

На малюнку видно, що графік симетричний щодо осі Оу.

Графік непарної функції

Функція y=f(x) називається непарною, якщо вона задовольняє наступним двом умовам:

1. Область визначення даної функції має бути симетрична щодо точки О. Тобто якщо деяка точка a належить області визначення функції, то відповідна точка -a теж повинна належати області визначення заданої функції.

2. Для будь-якої точки х з області визначення функції повинна виконуватися така рівність f(x) = -f(x).

Графік непарної функції симетричний щодо точки Про - початку координат. Наприклад, функція y=x^3 є непарною. Перевіримо це. Область визначення вся числова вісь, отже, вона симетрична щодо точки Про.

Візьмемо довільне х=2. f(x)=2^3=8.

f(-x)=(-2)^3=-8. Отже f(x) = -f(x). Таким чином, у нас виконуються обидві умови, отже, функція непарна. Нижче наведено графік функції y=x^3.

На малюнку наочно представлено, що непарна функція y=x^3 симетрична щодо початку координат.

Назад вперед

Увага! Попередній перегляд слайдів використовується виключно для ознайомлення та може не давати уявлення про всі можливості презентації. Якщо вас зацікавила ця робота, будь ласка, завантажте повну версію.

Цілі:

• сформувати поняття парності та непарності функції, вивчати вмінню визначати та використовувати ці властивості при дослідженні функцій, побудові графіків;
• розвивати творчу активність учнів, логічне мислення, вміння порівнювати, узагальнювати;
• виховувати працьовитість, математичну культуру; розвивати комунікативні якості .

Обладнання: мультимедійне встановлення, інтерактивна дошка, роздатковий матеріал.

Форми роботи: фронтальна та групова з елементами пошуково-дослідницької діяльності.

Інформаційні джерела:

1. Алгебра9клас А.Г Мордкович. Підручник
2. Алгебра 9клас А.Г Мордкович. Задачник.
3. Алгебра 9 клас. Завдання для навчання та розвитку учнів. Бєлєнкова Є.Ю. Лебединцева Є.А

ХІД УРОКУ

1. Організаційний момент

Постановка цілей та завдань уроку.

2. Перевірка домашнього завдання

№10.17 (Задачник 9кл. А.Г. Мордкович).

а) у = f(х), f(х) =

б) f (–2) = –3; f (0) = –1; f(5) = 69;

в) 1. D( f) = [– 2; + ∞)
2. Е( f) = [– 3; + ∞)
3. f(х) = 0 при х ~ 0,4
4. f(х) >0 при х > 0,4 ; f(х) < 0 при – 2 < х < 0,4.
5. Функція зростає при х € [– 2; + ∞)
6. Функція обмежена знизу.
7. унай = – 3, унаиб не існує
8. Функція безперервна.

(Ви використали алгоритм дослідження функції?) Слайд.

2. Таблицю, яку вам задавалася, перевіримо на слайд.

Заповніть таблицю
	Область визначення	Нулі функції	Проміжки знакостійності		Координати точок перетину графіка з Оу
		х = -5, х = 2	x € (–5;3) U U (2; ∞)	х € (–∞;–5) U U (–3;2)
	х ∞ -5, х ≠ 2		x € (–5;3) U U (2; ∞)	х € (–∞;–5) U U (–3;2)
	х ≠ -5, х ≠ 2		х € (–∞; –5) U U (2; ∞)	x € (–5; 2)

3. Актуалізація знань

– Дано функції.
– Вказати область визначення кожної функції.
– Порівняти значення кожної функції для кожної пари значення аргументу: 1 та – 1; 2 та – 2.
– Для яких із даних функцій у галузі визначення виконуються рівність f(– х) = f(х), f(– х) = – f(х)? (отримані дані занести до таблиці) Слайд

		f(1) та f(– 1)	f(2) та f(– 2)	графіки	f(– х) = –f(х)	f(– х) = f(х)
1. f(х) =
2. f(х) = х 3
3. f(х) = | х |
4.f(х) = 2х – 3
5. f(х) =	х ≠ 0
6. f(х)=	х > –1		і не визна.

4. Новий матеріал

- Виконуючи цю роботу, хлопці ми виявили ще одне властивість функції, незнайоме вам, але з менш важливе, ніж інші – це парність і непарність функції. Запишіть тему уроку: «Парні та непарні функції», наше завдання – навчитися визначати парність та непарність функції, з'ясувати значущість цієї властивості у дослідженні функцій та побудові графіків.
Отже, знайдемо визначення у підручнику та прочитаємо (стор. 110) . Слайд

Опр. 1 Функція у = f (х), задана на множині Х називається парноїякщо для будь-якого значення хЄ Х виконується рівність f(-х) = f(х). Наведіть приклади.

Опр. 2 Функція у = f(х), задана на множині Х називається непарнийякщо для будь-якого значення хЄ Х виконується рівність f(-х) = -f(х). Наведіть приклади.

Де ми зустрічалися з термінами «парні» та «непарні»?
Які з цих функцій будуть парними, на вашу думку? Чому? Які непарні? Чому?
Для будь-якої функції виду у= х n, де n- ціле число можна стверджувати, що функція непарна при n– непарному та функція парна при n- парному.
– Функції виду у= і у = 2х– 3 є ні парним, ні непарними, т.к. не виконуються рівності f(– х) = – f(х), f(– х) = f(х)

Вивчення питання у тому, чи є функція парної чи непарної називають дослідженням функції на парність. Слайд

У визначеннях 1 і 2 йшлося про значення функції при х і - х, тим самим передбачається, що функція визначена і при значенні х, і при - х.

3. Якщо числова множина разом з кожним своїм елементом х містить і протилежний елемент -х, то множина Хназивають симетричним безліччю.

Приклади:

(–2;2), [–5;5]; (∞;∞) – симетричні множини, а , [–5;4] – несиметричні.

– У парних функцій область визначення – симетрична множина? У непарних?
– Якщо ж D( f) – несиметрична множина, то функція яка?
– Таким чином, якщо функція у = f(х) – парна чи непарна, її область визначення D( f) – симетрична множина. А чи правильно зворотне твердження, якщо область визначення функції симетричне безліч, вона парна, чи непарна?
– Значить наявність симетричної множини області визначення – це необхідна умова, але недостатня.
– То як же дослідити функцію на парність? Спробуємо скласти алгоритм.

Слайд

Алгоритм дослідження функції на парність

1. Встановити, чи симетрична область визначення функції. Якщо ні, то функція не є ні парною, ні непарною. Якщо так, то перейти до кроку 2 алгоритму.

2. Скласти вираз для f(–х).

3. Порівняти f(–х).і f(х):

• якщо f(–х).= f(х), то функція парна;
• якщо f(–х).= – f(х), то функція непарна;
• якщо f(–х) ≠ f(х) та f(–х) ≠ –f(х), то функція не є ні парною, ні непарною.

Приклади:

Дослідити на парність функцію а) у= х 5 +; б) у=; в) у= .

Рішення.

а) h(х) = х 5 +,

1) D(h) = (–∞; 0) U (0; +∞), симетрична множина.

2) h (-х) = (-х) 5 + - х5 - = - (х 5 +),

3) h(– х) = – h(х) => функція h(х) = х 5 + непарна.

б) у =,

у = f(х), D(f) = (–∞; –9)? (–9; +∞), несиметрична множина, отже функція ні парна, ні непарна.

в) f(х) = , у = f (х),

1) D( f) = (–∞; 3] ≠ ; б) (∞; –2), (–4; 4]?

Варіант 2

1. Чи є симетричною задана множина: а) [–2;2]; б) (∞; 0], (0; 7)?

а); б) у = х · (5 - х 2). 2. Дослідіть на парність функцію:

а) у = х 2 · (2х - х 3), б) у =

3. На рис. побудований графік у = f(х), для всіх х, що задовольняють умові х? 0.
Побудуйте графік функції у = f(х), якщо у = f(х) - парна функція.

3. На рис. побудований графік у = f(х), для всіх х, які задовольняють умові х? 0.
Побудуйте графік функції у = f(х), якщо у = f(х) – непарна функція.

Взаємоперевірка за слайдом.

6. Завдання додому: №11.11, 11.21,11.22;

Доказ геометричного змісту якості парності.

***(Завдання варіанта ЄДІ).

1. Непарна функція у = f(х) визначена на всій числовій прямій. Для будь-якого невід'ємного значення змінної x значення цієї функції збігається зі значенням функції g( х) = х(х + 1)(х + 3)(х- 7). Знайдіть значення функції h ( х) = при х = 3.

7. Підбиття підсумків