Příklad: Určete symetrii následující funkce:
Řešení: Nejprve určíme definiční obor. Jsou dva zdroje problémů. Jeden
je domocnina, ale výraz pod ní splňuje
Další na řadě je logaritmus. Jeho argument musí být kladný, což dá trochu víc
práce. "Standardní" přístup by byl najít nulové body tohoto výrazu a určit
znaménka (viz také
tento řešený příklad). V tomto
případě nejsou nulové body, takže tento výraz je buď vždy kladný, nebo vždy
záporný. Zkusíme dosadit
Každopádně vidíme, že tato funkce má jako defiiční obor celou reálnou osu, a
protože jde o symetrickou množinu, je zde šance na symetrii funkce. Zkusíme
obvyklý postup, dosadíme
Teď máme trochu problém. Zdá se, že není možné to mínus vytáhnout ven nebo
zrušit, takže tato funkce možná ani není vůbec symetrická. Takovéto "pocity"
se ale mohou mýlit a my musíme rozhodnout najisto. Nejlepší řešení situace je
tedy zkusit ověřit oba druhy symetrie pomocí rovnic. Nejprve zkusíme, za
funkce není sudá, logaritmů se zbavíme tak, že povýšíme obě strany rovnice na
exponenciálu a zkrátíme
Máme rovnici, která není pravdivá pro všechna x z definičního oboru
(tedy pro všechna reálná x), původní rovnost tedy neplatí a funkce
není sudá. Teď zkusíme lichost. Abychom mohli použít krácení
Teď jsme dostali rovnost, která platí pro všechna reálná x, takže jsme právě překvapivě dokázali, že tato funkce je lichá.
Když už teď víme, že výpočty používají sdružený člen "odmocnina mínus x", umíme to dokázat přímo:
Funkce je tedy opravdu lichá.
Poznámka: Zde ukážeme další dva způsoby, jak dokázat, že výraz "odmocnina plus x" je vždy kladný.
Jedna možná argumentace je takto: Jsou dva případy. Jestliže je x
kladné, pak celý výraz je evidentně kladný. Jestliže
Dostali jsme pravdivou nerovnost a operace byly ekvivalentní, takže platí i
původní nerovnost, tedy zkoumaný člen je kladný pro
Druhá alternativa je tato: Mohlo by nás to svádět k převodu x na druhou stranu nerovnice
a pak se zbavit té otravné odmocniny umocněním obou stran nerovnice. Bohužel, tato operace nefunguje obecně. Funguje jen tehdy, pokud víme, že znaménka na obou stranách jsou kladná. Je také možné umocnin obě strany rovnice, pokud jsou obě záporné, ale pak se musí změnit směr nerovnosti. Krátce a stručně, umocňování nerovností je riskantní a je dobré se tomu vyhýbat.
Jestli si ale v matice věříte, je možné to zkusit a dostat kratší řešení.
Co můžeme říct o znaménkách obou stran rovnice? Levá strana je vždy kladný,
takže umocnit můžeme jen tehdy, je-li pravá strana také kladná, neboli pro
Zase jsme dostali nerovnost, která vždy platí, což je další potvrzení, že ten logaritmus má smysl pro všechna x.