Funzioneè uno dei concetti matematici più importanti. Funzione: dipendenza dalle variabili a da una variabile X, se ogni valore X corrisponde a un singolo valore a. variabile X chiamato variabile o argomento indipendente. variabile a chiamata variabile dipendente. Tutti i valori della variabile indipendente (variabile X) formano il dominio della funzione. Tutti i valori che assume la variabile dipendente (variabile y), formano l'intervallo della funzione.
Grafico delle funzioni chiamano l'insieme di tutti i punti del piano delle coordinate, le cui ascisse sono uguali ai valori dell'argomento e le ordinate sono uguali ai valori corrispondenti della funzione, ovvero i valori di le variabili sono tracciate lungo l'asse delle ascisse X e i valori della variabile vengono tracciati lungo l'asse y y. Per tracciare una funzione, è necessario conoscere le proprietà della funzione. Le principali proprietà della funzione saranno discusse di seguito!
Per tracciare un grafico di funzione, ti consigliamo di utilizzare il nostro programma - Funzioni di rappresentazione grafica in linea. Se hai domande mentre studi il materiale in questa pagina, puoi sempre farle sul nostro forum. Inoltre sul forum verrai aiutato a risolvere problemi di matematica, chimica, geometria, teoria delle probabilità e molte altre materie!
Proprietà di base delle funzioni.
1) Ambito della funzione e gamma di funzioni.
L'ambito di una funzione è l'insieme di tutti i valori validi validi dell'argomento X(variabile X) per cui la funzione y = f(x) definito.
L'intervallo di una funzione è l'insieme di tutti i valori reali y che la funzione accetta.
Nella matematica elementare, le funzioni sono studiate solo sull'insieme dei numeri reali.
2) Funzione zeri.
I valori X, al quale y=0, è chiamato zeri di funzione. Queste sono le ascisse dei punti di intersezione del grafico della funzione con l'asse x.
3) Intervalli di costanza di segno di una funzione.
Gli intervalli di costanza di segno di una funzione sono tali intervalli di valori X, su cui i valori della funzione y vengono chiamati solo positivi o solo negativi intervalli di costanza di segno della funzione.
4) Monotonia della funzione.
Una funzione crescente (in un certo intervallo) è una funzione in cui un valore maggiore dell'argomento di questo intervallo corrisponde a un valore maggiore della funzione.
Funzione decrescente (in alcuni intervalli): una funzione in cui un valore maggiore dell'argomento da questo intervallo corrisponde a un valore minore della funzione.
5) Funzioni pari (dispari)..
Una funzione pari è una funzione il cui dominio di definizione è simmetrico rispetto all'origine e per qualsiasi X f(-x) = f(x). Il grafico di una funzione pari è simmetrico rispetto all'asse y.
Una funzione dispari è una funzione il cui dominio di definizione è simmetrico rispetto all'origine e per qualsiasi X dal dominio di definizione l'uguaglianza f(-x) = - f(x). Il grafico di una funzione dispari è simmetrico rispetto all'origine.
Funzione pari
1) Il dominio di definizione è simmetrico rispetto al punto (0; 0), cioè se il punto un appartiene al dominio della definizione, quindi il punto -un appartiene anche al dominio della definizione.
2) Per qualsiasi valore X f(-x)=f(x)
3) Il grafico di una funzione pari è simmetrico rispetto all'asse Oy.
funzione dispari ha le seguenti proprietà:
1) Il dominio di definizione è simmetrico rispetto al punto (0; 0).
2) per qualsiasi valore X, che appartiene al dominio di definizione, l'uguaglianza f(-x)=-f(x)
3) Il grafico di una funzione dispari è simmetrico rispetto all'origine (0; 0).
Non tutte le funzioni sono pari o dispari. Funzioni vista generale non sono né pari né dispari.
6) Funzioni limitate e illimitate.
Una funzione si dice limitata se esiste un numero positivo M tale che |f(x)| ≤ M per tutti i valori di x . Se non esiste un tale numero, la funzione è illimitata.
7) Periodicità della funzione.
Una funzione f(x) è periodica se esiste un numero T diverso da zero tale che per ogni x dal dominio della funzione, f(x+T) = f(x). Questo numero più piccolo è chiamato periodo della funzione. Tutte le funzioni trigonometriche sono periodiche. (Formule trigonometriche).
Funzione f si dice periodico se esiste un numero tale che per qualsiasi X dal dominio di definizione l'uguaglianza f(x)=f(x-T)=f(x+T). Tè il periodo della funzione.
Ogni funzione periodica ha un numero infinito di periodi. In pratica, di solito viene considerato il periodo positivo più piccolo.
I valori della funzione periodica vengono ripetuti dopo un intervallo pari al periodo. Viene utilizzato quando si tracciano grafici.
Definizione 1. La funzione viene chiamata anche
(strano
) se insieme a ciascun valore della variabile
significato - X appartiene anche
e l'uguaglianza
Quindi, una funzione può essere pari o dispari solo quando il suo dominio di definizione è simmetrico rispetto all'origine delle coordinate sulla retta reale (numeri X e - X appartengono contemporaneamente
). Ad esempio, la funzione
non è né pari né dispari, poiché il suo dominio di definizione
non simmetrico rispetto all'origine.
Funzione
anche, perché
simmetrico rispetto all'origine delle coordinate e.
Funzione
strano perché
e
.
Funzione
non è né pari né dispari, poiché benchè
ed è simmetrico rispetto all'origine, le uguaglianze (11.1) non sono soddisfatte. Per esempio,.
Il grafico di una funzione pari è simmetrico rispetto all'asse UO, poiché se il punto
appartiene anche al grafico. Il grafico di una funzione dispari è simmetrico rispetto all'origine, perché se
appartiene al grafico, quindi il punto
appartiene anche al grafico.
Per dimostrare se una funzione è pari o dispari, sono utili le seguenti affermazioni.
Teorema 1. a) La somma di due funzioni pari (dispari) è una funzione pari (dispari).
b) Il prodotto di due funzioni pari (dispari) è una funzione pari.
c) Il prodotto di una funzione pari e dispari è una funzione dispari.
d) Se fè una funzione pari sul set X, e la funzione g
definito sul set
, quindi la funzione
- anche.
e) Se fè una funzione dispari sul set X, e la funzione g
definito sul set
e pari (dispari), quindi la funzione
- pari dispari).
Prova. Dimostriamo, ad esempio, b) e d).
b) Let
e
sono anche funzioni. Allora, quindi. Il caso delle funzioni dispari è considerato in modo simile
e
.
d) Let f
è una funzione pari. Quindi.
Similmente si dimostrano le altre asserzioni del teorema. Il teorema è stato dimostrato.
Teorema 2. Qualsiasi funzione
, definito sul set X, che è simmetrico rispetto all'origine, può essere rappresentato come la somma di una funzione pari e dispari.
Prova. Funzione
può essere scritto nel modulo
.
Funzione
è pari, perché
, e la funzione
è strano perché. In questo modo,
, dove
- anche, e
è una funzione dispari. Il teorema è stato dimostrato.
Definizione 2. Funzione
chiamato periodico
se c'è un numero
, tale che per qualsiasi
numeri
e
appartengono anche al dominio di definizione
e le uguaglianze
Un tale numero T chiamato periodo
funzioni
.
La definizione 1 implica che se T– periodo di funzione
, quindi il numero T anche
è il periodo della funzione
(perché durante la sostituzione T sul - T l'uguaglianza è mantenuta). Usando il metodo dell'induzione matematica, si può dimostrare che se T– periodo di funzione f, poi e
, è anche un periodo. Ne consegue che se una funzione ha un periodo, allora ha infiniti periodi.
Definizione 3. Il più piccolo dei periodi positivi di una funzione è detto suo principale
periodo.
Teorema 3. Se Tè il periodo principale della funzione f, allora i periodi rimanenti sono multipli di esso.
Prova. Supponiamo il contrario, cioè che ci sia un punto funzioni f
(>0), non multiplo T. Poi, dividendo sul T con il resto, otteniamo
, dove
. Ecco perchè
questo è – periodo di funzione f, e
, il che contraddice il fatto che Tè il periodo principale della funzione f. L'asserzione del teorema segue dalla contraddizione ottenuta. Il teorema è stato dimostrato.
È noto che le funzioni trigonometriche sono periodiche. Periodo principale
e
è uguale a
,
e
. Trova il periodo della funzione
. Permettere
è il periodo di questa funzione. Quindi
(perché
.
oror
.
Significato T, determinato dalla prima uguaglianza, non può essere un punto, poiché dipende da X, cioè. è una funzione di X, non un numero costante. Il periodo è determinato dalla seconda uguaglianza:
. Ci sono infiniti periodi
il periodo positivo minimo si ottiene quando
:
. Questo è il periodo principale della funzione
.
Un esempio di una funzione periodica più complessa è la funzione di Dirichlet
Nota che se Tè un numero razionale, quindi
e
sono numeri razionali sotto razionale X e irrazionale quando irrazionale X. Ecco perchè
per qualsiasi numero razionale T. Pertanto, qualsiasi numero razionale Tè il periodo della funzione di Dirichlet. È chiaro che questa funzione non ha periodo principale, poiché esistono numeri razionali positivi arbitrariamente prossimi allo zero (ad esempio, un numero razionale può essere ottenuto scegliendo n arbitrariamente vicino a zero).
Teorema 4. Se funzione f
impostato sul set X e ha un periodo T, e la funzione g
impostato sul set
, quindi la funzione complessa
ha anche un periodo T.
Prova. Abbiamo quindi
cioè si dimostra l'asserzione del teorema.
Ad esempio, poiché cos
X
ha un periodo
, quindi le funzioni
avere un periodo
.
Definizione 4. Vengono chiamate le funzioni non periodiche non periodico
.