대칭함수
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1. 개요 [편집]
2. 정의 [편집]
함수 가 정의역의 모든 에 대하여
이면 짝함수(우함수), 이면 홀함수(기함수)이다.
3. 특수한 대칭함수 [편집]
멱함수 이외에도, 고교 수학에서 배운 삼각함수 등을 포함한 매우 다양한 함수들이 대칭성을 가지고 있다.
3.1. 홀함수 [편집]
3.2. 짝함수 [편집]
4. 성질 [편집]
에서 점 가 그래프 위의 점이면 점 도 그래프 위의 점이기 때문에 짝함수의 그래프는 축에 대하여 대칭이고, 에서 점 가 그래프 위의 점이면 점 도 그래프 위의 점이기 때문에 홀함수의 그래프는 원점에 대하여 대칭이다.
수에서의 홀짝과는 특성이 다른데, 이는 다음과 같다.
수에서의 홀짝과는 특성이 다른데, 이는 다음과 같다.
- 홀함수×홀함수=짝함수, 홀함수÷홀함수=짝함수
- 홀함수×짝함수=홀함수, 홀함수÷짝함수=홀함수, 짝함수÷홀함수=홀함수
- 짝함수×짝함수=짝함수, 짝함수÷짝함수=짝함수
홀함수를 가 홀수인 멱함수에, 짝함수를 가 짝수인 멱함수에 대응시키면 지수법칙에 따라 위의 곱하기(×)가 홀수(*)짝수 연산의 더하기(+)에, 나누기(÷)가 홀수(*)짝수 연산의 빼기(-)에 대응하는 것이라 생각하면 이해하기 쉽다.
합성함수의 경우, 홀함수짝함수이든 짝함수홀함수이든 무조건 짝함수가 된다. 그런데, 홀함수끼리 합성하면 홀함수가 된다. 함수의 합성을 일종의 곱셈으로 이해하면, 짝수를 임의의 자연수에 곱하면 짝수가 되고, 홀수 곱하기 홀수는 홀수가 되는 점에 대응시켜보면 쉽게 이해할 수 있다.
정의역이 에 대해 좌우대칭인 임의의 함수를 아래와 같이 짝함수와 홀함수의 합으로 유일하게 나타낼 수 있다.
4.1. 미적분 [편집]
4.1.1. 정적분 [편집]
대칭함수의 성질을 가장 잘 활용하는 곳은 다름 아닌 정적분인데, 이는 함수의 그래프가 대칭인 특성상 적분식이 간단해지기 때문이다.
적분구간 (단, )에 대해서 다음이 성립한다.
적분구간 (단, )에 대해서 다음이 성립한다.
- 홀함수 :
- 짝함수 :
4.2. 역함수 [편집]
- 홀함수의 역함수는 직선 를 중심으로 선대칭을 한 홀함수가 된다.
- 짝함수의 역함수는 축을 기준으로 선대칭을 이루는 음함수가 된다.
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