Fonctions – Généralités

6         Fonctions paires, impaires, périodiques

6.1         Fonctions paires et impaires

Soit une fonction f, définie sur une partie D de  symétrique par rapport à 0 (  ).

 

Définition :

On dit que f est paire si ,

On dit que f est impaire si ,

 

Remarque : la seule fonction à la fois paire et impaire est la fonction nulle. En effet, , , donc .

 

Proposition :

(i)                  Toute somme finie de fonctions impaires est une fonction impaire.

(ii)                Toute somme finie de fonctions paires est une fonction paire.

 

Démonstration

 

Exemple :

Soit  et .

f et g sont des fonctions paires, leur somme définie par  est aussi une fonction paire.

 

Propositions : Soient f et g définies sur une partie D de  symétrique par rapport à 0 (  ).

(i)                  Si f et g ont même parité, fg est paire. Si elles sont de parité contraire, fg est impaire.

(ii)                L’application , si elle existe, est de même parité que f.

(iii)               Soit . Si f et g sont paires (respectivement impaires),  est paire (respectivement impaire).

(iv)              Si f est bijective de D dans D (  ) et impaire, alors sa bijection réciproque  est impaire.

(v)                Si f est paire, alors  est paire quelque soit la fonction h.

(vi)              Si f est impaire, et si g paire ou impaire, alors  à la même parité que g.

 

Démonstration

 

Exemple :

Soit . f est impaire et bijective sur .

Sa fonction réciproque  est impaire sur .

6.2       Fonctions périodiques

Définition :

Soit . S’il existe  strictement positif tel que ,  et , alors la fonction f est dite périodique de période T. On dit aussi que f est T-périodique.

 

Propriétés :

·        Si f est T-périodique, alors , f est nT-périodique.

·        Si f et g sont T-périodiques, alors  est T-périodique, .

·        Si f est T-périodique, alors la fonction , si elle existe, est T-périodique.

·        Si f est T-périodique, alors, quelque soit la fonction g,  est T-périodique.

 

Démonstration

 

Exemple :

Les fonctions sinus et cosinus sont  -périodiques.

6.3       Axes et centres de symétrie

6.3.1                   Graphes symétriques par rapport à l’origine

Soit f une fonction définie sur un domaine D de  symétrique par rapport à 0 (  ).

f est impaire si et seulement si son graphe est symétrique par rapport à l’origine.

Pour , et si  existe, on a , d’où  et donc .

Ceci signifie que le graphe d’une fonction impaire qui est définie en 0 passe nécessairement par l’origine.

Exemples :

(1)  

(2)  

6.3.2                 Graphes symétriques par rapport à Oy

Dans un repère orthonormé, soit une fonction f, définie sur un domaine D de  symétrique par rapport à 0 (  ).

f est paire si et seulement si son graphe est symétrique par rapport à .

Exemples :

(3)  

(4)  

 


6.3.3                 Graphes périodiques

Soit , le domaine étant tel que  (  donné).

f est T-périodique si et seulement si son graphe est invariant par une translation de vecteur  avec .

Exemple :

Soit

6.3.4                 Graphe de la fonction réciproque

Soit f une application bijective de D sur .

Les graphes des fonctions f et  sont symétrique par rapport à la droite .

Voir § 3.3.2. chapitre 1

 

6.3.5                 Conséquences pratiques : Réduction de l’intervalle d’étude

Soit une fonction f, définie sur un domaine D de  symétrique par rapport à 0.

·        Si f est paire (ou impaire), on peut réduire l’intervalle d’étude aux x positifs. Le graphe de la fonction sur D se déduira par symétrie par rapport à Oy (ou 0).

·        Si f est T-périodique, on peut réduire l’intervalle d’étude à la seule période T. Le graphe de la fonction sur D se déduira par des translations de T le long de l’axe des x.