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偶函数有哪些性质

发布时间:2025-05-01 09:50:43

偶函数是数学中一种重要的函数类型,其性质主要体现在以下几个方面:

一、基本定义与对称性

定义

若对于函数 $f(x)$ 的定义域内任意 $x$,都有 $f(x) = f(-x)$,则称 $f(x)$ 为偶函数。

图像特征

偶函数的图像关于 y轴 对称,即直线 $x = 0$ 是其对称轴。

定义域要求

定义域必须关于原点对称,否则函数既不是奇函数也不是偶函数。例如 $f(x) = x^2$ 的定义域为 $mathbb{R}$(全体实数),满足对称性;而 $f(x) = x^2, x in (-2, 2]$ 不满足,因为定义域不关于原点对称。

二、代数性质

运算性质

两个偶函数相加 :和仍为偶函数,即若 $f(x)$ 和 $g(x)$ 均为偶函数,则 $f(x) + g(x)$ 也是偶函数。

偶函数与常数 :常数函数 $f(x) = c$($c$ 为常数)是偶函数。

特殊函数示例

常见偶函数包括 $y = x^2$、$y = cos x$、$y = |x|$ 等。

三、单调性与极值

单调性

偶函数在关于原点对称的区间上单调性相反。例如 $f(x) = x^2$ 在 $(-infty, 0)$ 上单调递减,在 $(0, +infty)$ 上单调递增。

极值点

若偶函数在 $x = 0$ 处可导,则 $f'(0) = 0$,即 $x = 0$ 可能是极值点。例如 $f(x) = x^4$ 在 $x = 0$ 处取得极小值。

四、其他重要性质

傅里叶级数

偶函数可以展开为余弦级数,形式为 $f(x) = a0 + sum{n=1}^{infty} a_n cos(nx)$,其中 $a_0$ 和 $a_n$ 为常数。

偶函数与奇函数组合

若 $f(x)$ 为偶函数,$g(x)$ 为奇函数,则 $f(x)g(x)$ 为奇函数,$f(x) + g(x)$ 为非奇非偶函数。

总结

偶函数的核心性质包括定义域对称性、函数值的对称性、运算性质以及单调性的规律。理解这些性质有助于判断函数的奇偶性,并解决相关数学问题。

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