奇函数的导数是偶函数吗?奇函数乘以奇函数乘以奇函数等于什么函数?
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- 2022-11-08 15:16:28
严格来说,可导的奇函数的导函数一定是偶函数。不过也可以简单说成“奇函数的导数一定是偶函数”,因为这句话中,就隐含了这个奇函数可导的性质,否则就没有所谓的“奇函数的导数”了。
至于为什么可导的奇函数的导函数一定是偶函数,老黄这里要用三种方法来证明和理解。
证明方法一最简单,我们可以设f(x)是I上可导的奇函数,则f(-x)=-f(x),两边同时求导,运用复合函数的求导公式,就可以得到-f'(-x)=-f'(x),从而有f'(-x)=f'(x)。即f'(x)是一个偶函数。不过老黄觉得这样不够过瘾,还想用导数最原始的定义公式证明一下。
仍设f(x)是I上可导的奇函数,则对任何x属于I,有f'(x)=lim(h->0)[f(x)-f(x-h)]/h,又由f(x)的奇函数性质知,-x属于I,且有f'(-x)=lim(h->0)[f(-x+h)-f(-x)]/h=lim(h->0)[-f(x-h)+f(x)]/h=lim(h->0)[f(x)-f(x-h)]/h=f'(x),所以f'(x)是偶函数。
注意,导函数的定义实际上有两个公式,一个是f'(x)=lim(h->0)[f(x)-f(x-h)]/h,一个是f'(x)=lim(h->0)[f(x+h)-f(x)]/h,在上面的过程中,求f'(x)用的是第一个公式,求f'(-x)用的是第二个公式。如果用同一个公式,将无法推出结论。
正所谓“有图有真相”,我们还有第三种方法,就是由奇函数的图像关于原点对称,可以推出可导的奇函数的导函数一定是偶函数的结论。
设(x0,f(x0))是可导的奇函数f(x)的定义域上的任意一点,则(-x0,f(-x0))也在f(x)的图像上,且它们关于原点对称。由f(x)关于原点对称的性质,可以知道,过(x0,f(x0))和(-x0,f(-x0))的切线也关于原点对称。而关于原点对称的两条直线是互相平行的,因此两条切线的斜率相等。由导数的几何意义可以知道,f(x)在(x0,f(x0))和(-x0,f(-x0))两点的导数相等。
这就证明了,f'(x)在相反的自变量上,函数相等,且f'(x)的定义域与f(x)的定义域是一致的,都关于原点对称,符合偶函数的概念,所以f'(x)是一个偶函数。
其实除了确定可导的奇函数的导数一定是偶函数之外,类似的,我们还可以确定可导的偶函数的导数一定是奇函数。简单地就说成“奇函数的导数是偶函数;偶函数的导数是奇函数”。
在定义域范围内,偶数个奇函数相乘是偶函数,奇数个奇函数相乘是奇函数。
奇×奇=偶
奇×偶=奇
偶×偶=偶
奇×奇×奇=偶×奇=奇
其它的高阶的乘法利用类似上面的方法就可以推出来。
扩展资料:
函数的奇偶性也就是对任意xEl,若f(-x)=f(x),即在关于y轴的对称点的函数值相等,则f(x)称为偶函数;若f(-x)= - f(x),即对称点的函数值正负相反,则f(x)称为奇函数。
在平面直角坐标系中,偶函数的图象对称于y轴,奇函数的图象对称于原点.可导的奇(偶)函数的导函数的奇偶性与原来函数相反。定义在对称区间(或点集)上的任何函数f(x)都可以表示成奇函数φ( x)和偶函数ψ(x)之和。
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