Сверь числа и знаки с фото.
5.13. Докажите, что функция является нечётной:
- \(g(x)=\sqrt{2-x}-\sqrt{2+x}\); 3) \(g(x)=\frac{|4x-1|-|4x+1|}{x^4-1}\);
- \(g(x)=\frac{x^2}{\sqrt{3-x}-\sqrt{3+x}}\); 4) \(g(x)=\frac{3x+2}{x^2-x+1}+\frac{3x-2}{x^2+x+1}\).
5.14. Исследуйте на чётность функцию:
- \(y=\frac{x-1}{x-1}\); 3) \(y=\sqrt{x-1}\cdot\sqrt{x+1}\);
- \(y=\frac{x^2-1}{x^2-1}\); 4) \(y=x\mathcal{D}(x)\).
Кратко: в № 5.13 все четыре функции нечётные. В № 5.14: 1) ни чётная, ни нечётная; 2) чётная; 3) ни чётная, ни нечётная; 4) нечётная.
Главный принцип: сначала проверяем, что область определения симметрична относительно нуля. Затем сравниваем \(f(-x)\) с \(f(x)\): если \(f(-x)=f(x)\), функция чётная; если \(f(-x)=-f(x)\), нечётная.
5.13
1) \(g(x)=\sqrt{2-x}-\sqrt{2+x}\)
Область определения: \(-2\le x\le 2\), она симметрична.
\[ g(-x)=\sqrt{2+x}-\sqrt{2-x} =-(\sqrt{2-x}-\sqrt{2+x})=-g(x) \]
Значит, функция нечётная.
2) \(g(x)=\frac{x^2}{\sqrt{3-x}-\sqrt{3+x}}\)
Область определения: \(-3\le x\le 3\), \(x\ne 0\), то есть \([-3;0)\cup(0;3]\). Она симметрична.
\[ g(-x)=\frac{x^2}{\sqrt{3+x}-\sqrt{3-x}} \]
Знаменатель поменял знак, поэтому
\[ g(-x)=-\frac{x^2}{\sqrt{3-x}-\sqrt{3+x}}=-g(x) \]
Функция нечётная.
3) \(g(x)=\frac{|4x-1|-|4x+1|}{x^4-1}\)
Область определения: \(x\ne \pm 1\), симметрична.
\[ g(-x)=\frac{|-4x-1|-|-4x+1|}{x^4-1} \]
Так как \(|-a|=|a|\),
\[ g(-x)=\frac{|4x+1|-|4x-1|}{x^4-1} =-g(x) \]
Функция нечётная.
4) \(g(x)=\frac{3x+2}{x^2-x+1}+\frac{3x-2}{x^2+x+1}\)
Знаменатели \(x^2-x+1\) и \(x^2+x+1\) не обращаются в ноль ни при каких \(x\), поэтому область определения \(\mathbb R\) симметрична.
\[ g(-x)=\frac{-3x+2}{x^2+x+1}+\frac{-3x-2}{x^2-x+1} \]
С другой стороны,
\[ -g(x)=\frac{-3x-2}{x^2-x+1}+\frac{-3x+2}{x^2+x+1} \]
Это то же самое, только слагаемые переставлены. Значит,
\[ g(-x)=-g(x) \]
Функция нечётная.
5.14
1) \(y=\frac{x-1}{x-1}\)
Область определения: \(x\ne 1\). Она не симметрична относительно нуля: например, \(-1\) входит в область определения, а \(1\) — нет.
Поэтому функция ни чётная, ни нечётная, хотя на своей области определения она равна \(1\).
2) \(y=\frac{x^2-1}{x^2-1}\)
Область определения: \(x\ne \pm 1\), симметрична. На ней
\[ y=1 \]
Тогда
\[ y(-x)=1=y(x) \]
Функция чётная.
3) \(y=\sqrt{x-1}\cdot\sqrt{x+1}\)
Нужно, чтобы одновременно выполнялись условия \(x-1\ge 0\) и \(x+1\ge 0\), то есть
\[ x\ge 1 \]
Область определения не симметрична относительно нуля. Значит, функция ни чётная, ни нечётная.
4) \(y=x\mathcal D(x)\)
Здесь \(\mathcal D(x)\) — функция Дирихле: она равна \(1\) для рациональных \(x\) и \(0\) для иррациональных. При замене \(x\) на \(-x\) рациональность числа не меняется, поэтому
\[ \mathcal D(-x)=\mathcal D(x) \]
Тогда
\[ y(-x)=(-x)\mathcal D(-x)=-x\mathcal D(x)=-y(x) \]
Функция нечётная.