為什麼一次函式 二次函式 三次函式的影象都是對稱的,而四次函式則不一定?

時間 2021-05-13 03:00:54

1樓:

這個題在實數上考慮其實有點無聊...

如果要對稱那麼就要是這個形式

那只有當 階時才可以定解...

在複數上考慮就有趣了

考慮多項式

它的對稱性體現在哪呢? 什麼叫 ?

很簡單,放到複數域上看

當然復函式的圖形是個二維復流形, 這只是它穿過 空間時的截面.

常數項不改變性狀

高次項的影響表現在交換分支

當然考察下函式是怎麼穿過實空間的也比較有趣.

作為對比,二次函式的截面是這樣的

2樓:

你這裡對稱的定義就這麼狹隘,只有映象對稱,那這個結果是顯然的嘛。懶得像其他答主一樣花時間,直觀一點,我們就考慮worst condition,n次函式有n-1個轉折點,任取這n-1個在定義域上不重疊的點,都存在乙個n次函式剛好在它們上面轉折。顯然的兩個點必然存在對稱平面,三個任意點怎麼都不可能。

轉折點都不對稱了,函式怎麼可能對稱。這跟實數虛數沒關係,你拓展到四元數也是這個結果。

3樓:龍陽桑

關於一二三次函式為什麼平移後總是可以對稱並不難。

一次函式 y=ax+b 只要沿著y軸向下移動b個單位就是關於原點對稱的圖形,即f(x)=ax

二次函式 y=ax+bx+c 只要a≠0 我們總能把這個式子配方,得到f(x)=a(x+m)+n

然後分別平移可得f(x)=ax 關於x軸對稱圖形

三次函式 y=ax+bx+cx+d 當a≠0時,總可以把這個式子變形成為乙個如下形式

f(x)=a(X+mX+p) 沿著y軸平移後總可以得到

f(x)=ax+bx這顯然是乙個奇函式,故關於原點對稱。

四次函式,不一定對稱。 任意乙個四次函式都可以變成這樣的形式

f(x)=a((x+b)+c)-d(x+e)

顯然,只有當b=e的時候,原函式才能通過平移得到乙個偶函式。才能關於y軸對稱。

4樓:王小龍

這個問題用高中知識可以解決,只需要利用對稱函式的定義。

乙個函式 如果關於y軸對稱,那麼 ,如果關於原點中心對稱,那麼 。如果函式對稱,但不是關於原點中心對稱或者關於y軸對稱,咱們可以重新設定座標原點,或者把函式左右平移和上下平移使得它關於原點中心對稱或者關於y軸對稱,也就是做變換 ,把 帶入上面的兩個定義,整理一下,得到函式 關於某一點:

軸對稱則

中心對稱則

首先可以看出,最高端項的次數是奇數的多項式只可能中心對稱,是偶數的多項式只可能軸對稱,因為隨著自變數增大,

而 當n是奇數時是中心對稱的,當n是偶數是是軸對稱的。

下面咱們來看任意乙個三次方程:

可以通過對自變數做乙個放縮把最高次項的係數變成1,所以我們忽略了最高次項的係數。上面已經解釋了,這個函式只可能是中心對稱,把它帶入中心對稱的定義裡得到:

二者相加,,合併同類項,得到:

這個式子必須對任意 恒為0,它是二次的,但是由於一次項為0,所以只有二次項和0次項非0。有兩個未知數 和 待確定。令二次項為0,得到 ,再令 等於0次項,就恰好符合條件。

所以,任意三次方程是中心對稱的。

一般地,假如 是 次多項式,那麼它只可能中心對稱,展開

只有偶次數項,還剩下 個方程,而咱們調整的引數只有 和 兩個,所以當 1" eeimg="1"/>時 沒有恒為0的通解,所以 就是最高次的恆中心對稱的多項式次數。

假如 是 次多項式,那麼它只可能軸對稱,展開

只有奇次數項,仍然剩下 個方程,而由前面的定義,可以調整的引數只有 乙個,所以當 時有通解,所以 就是最高次的恆軸對稱的多項式次數。

5樓:

對稱有乙個充要條件是對稱的每兩個點的每一階導數(1,2,3....)相等或者相反。比較準確的說法是:

1、對於中心對稱,所有奇數階導數相同,偶數階導數相反。

2、對於軸對稱,所有奇數階導數相反,偶數階導數相同。

一次方程每個點任何一階導數都恆定,二階以上都為0.滿足條件1,所以關於自己上面的任何點都中心對稱。

二次函式f(x) = a x^2 + b x + c 三階並以上的任何導數都為0,一階導數為2ax+b,所以關於-b/2a對稱的每兩個點的一階導數相反,二階導數都是恆定值2a,所以滿足條件2。

類似的,對於三次函式f(x) = a x^3 + b x^2 + c x + d如果有兩個極值點的話,關於這兩個極值點對稱;如果只有乙個導數為0的點,則關於這個點對稱。因為只有這兩個點一階導為零,無論是滿足條件1還是條件2,都只能是這兩個點互為對稱點(如果只有乙個導數為0的點,則這個點為中心對稱點)。

,所以它的兩個根滿足. 注意到, 由於,所以兩個極值點的二階導數相反。現在證明下三次函式

關於 中心對稱:

a. 三階導數恆定,三階以上導數為0,滿足條件2.

b. 由於關於 軸對稱,說明關於 中心對稱的兩個點的一階導數相同,滿足條件2.

c. 關於 中心對稱, 說明關於 中心對稱的兩個點的二階導數相反,滿足條件2.

以上說明有兩個極值點關於 中心對稱。類似對於只有乙個導數為0的點的情況就是把合併成乙個點,計算過程完全相同。所以三階函式是中心對稱的。

但關於四階函式有,二階,三階。注意到:

a. 四階函式只能是軸對稱(正負無窮都趨於正無窮)。而無論它有乙個或者三個極值點,都需要滿足對稱軸經過中間的那個極值點(為了滿足一階導數相反,所以導數為0的點只能跟導數為0的點對稱)。

b. 但對稱點三階導數要相反的話,必須關於即對稱.

顯然要同時滿足條件a,b的話只能是方程中間的極值點,即, 但顯然這不一定滿足,所以四階方程不一定對稱。

總的來說,高階函式所需要滿足的條件在不斷的增多(低階函式的高次導數都為0滿足了條件),使得要對稱更加的苛刻。所以三次並三次一下的函式滿足對稱,而三次以上就非常困難。

多謝 Phenomene Bizarre指出錯誤。

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