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Algebra · real student question

判断 f(x) = x√(x + 9) 是偶函数、奇函数还是两者都不是——分别用代数法、图像法,以及比较若干个 x 处 f(x) 与 f(−x) 的数值法。

Question

判断函数

f(x)=xx+9f(x) = x\sqrt{x+9}

是偶函数、奇函数还是两者都不是——分别用代数方法、图像方法,以及在若干个 xx 处比较 f(x)f(x) 与 f(−x)f(-x) 的数值方法。

Step-by-step solution

  1. 先回忆两个判别式。 若对定义域内所有 xx 都有 f(−x)=f(x)f(-x) = f(x),则 ff 是偶函数(图像关于 yy 轴对称);若 f(−x)=−f(x)f(-x) = -f(x),则是奇函数(图像关于原点对称)。两个恒等式都不处处成立,答案就是「都不是」——而大多数函数确实都不是。

  2. 先看定义域。 根号内必须满足 x+9≥0x + 9 \ge 0,所以定义域是 [−9,∞)[-9, \infty)。这个区间不关于 00 对称:x=20x = 20 在定义域内,而 x=−20x = -20 不在。奇函数或偶函数的定义域必须对称,所以光凭这一点就已经能定下答案,根本不用动代数。

  3. 用代数算出 f(−x)f(-x)。 把每个 xx 换成 −x-x:

    f(−x)=(−x)−x+9=−x9−xf(-x) = (-x)\sqrt{-x+9} = -x\sqrt{9-x}

    再和 f(x)=xx+9f(x) = x\sqrt{x+9} 以及 −f(x)=−xx+9-f(x) = -x\sqrt{x+9} 对照。根号里的东西不一样——是 9−x\sqrt{9-x} 而不是 x+9\sqrt{x+9}——所以 f(−x)f(-x) 跟这两个都不相等。

  4. 用数值确认。 取两对互为相反数的自变量:

    xxf(x)f(x)
    11110≈3.161\sqrt{10} \approx 3.16
    −1-1−18≈−2.83-1\sqrt{8} \approx -2.83
    44413≈14.424\sqrt{13} \approx 14.42
    −4-4−45≈−8.94-4\sqrt{5} \approx -8.94

    若 ff 是偶函数,就该有 f(−1)=f(1)f(-1) = f(1),可 −2.83≠3.16-2.83 \neq 3.16。若 ff 是奇函数,就该有 f(−1)=−f(1)=−3.16f(-1) = -f(1) = -3.16,可 f(−1)=−2.83f(-1) = -2.83。两条都不成立,±4\pm 4 这一对也是同样的情况。

  5. 看图像也是一样的结论。 曲线从 (−9,0)(-9, 0) 出发,恰好在 x=−6x = -6 降到最低点,然后向右无限上升;x=−9x = -9 左边什么也没有。所以它既不关于 yy 轴对称,也不关于原点对称。

  6. 下结论。 三种方法结论一致:f(x)=xx+9f(x) = x\sqrt{x+9} 既不是偶函数也不是奇函数。差一点就成立的情形很有启发性——xx2+9x\sqrt{x^2+9} 就是奇函数,因为把 xx 平方之后,根号里的式子对变号免疫了。

Answer

既不是偶函数,也不是奇函数\text{既不是偶函数,也不是奇函数}

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