函数的周期性定义:若存在一非零常数T,对于定义域内的任意x,使f(x)=f(x+T) 恒成立,则f(x)叫做周期函数,T叫做这个函数的一个周期。
十七世纪伽俐略在《两门新科学》一书中,几乎全部包含函数或称为变量关系的这一概念,用文字和比例的语言表达函数的关系。
1637年前后笛卡尔在他的解析几何中,已注意到一个变量对另一个变量的依赖关系,但因当时尚未意识到要提炼函数概念,因此直到17世纪后期牛顿、莱布尼兹建立微积分时还没有人明确函数的一般意义,大部分函数是被当作曲线来研究的。
函数的由来:
中文数学书上使用的“函数”一词是转译词。是我国清代数学家李善兰在翻译《代数学》(1859年)一书时,把“function”译成“函数”的。
中国古代“函”字与“含”字通用,都有着“包含”的意思。李善兰给出的定义是:“凡式中含天,为天之函数。”中国古代用天、地、人、物4个字来表示4个不同的未知数或变量。这个定义的含义是:“凡是公式中含有变量x,则该式子叫做x的函数。”
所以“函数”是指公式里含有变量的意思。我们所说的方程的确切定义是指含有未知数的等式。但是方程一词在我国早期的数学专著《九章算术》中,意思指的是包含多个未知量的联立一次方程,即所说的线性方程组。
1三角函数的周期可以根据公式,弦函数的2π/w,切函数的π/w(w为正)
2一般的函数需要根据周期的定义来判断,不过除了三角函数外,没有给出解析式的函数是周期的函数,所以这类函数往往都是告诉你这个函数的一个性质,让你推知周期,常见 的周期情况有
f(x+T)=f(x),周期为T
f(x+a)=-f(x),周期为2a
f(x+a)=1/f(x),周期为2a
f(x+a)=-1/f(x),周期为2a
f(x+a)=1+f(x)/1-f(x),周期为4a
3周期的本质是自变量增加一个值以后,函数值恒变回原来的值,可以对照函数的性质式观察:
如f(-x-3)=f(-x),其实就是对-x这个量来说,减少了3,函数值返回,故周期为3
f(x-3)=f(x+3),x+3相对x-3来说,增加了6,这样函数值总是不变,故周期为6
注意和这种形式对比:
1f(-x-3)=f(x+3),这个其实说提x+3和它的相反数-(x+3)的函数值一直相等,故说明其为偶函数
2f(-x+3)=f(x+3),括号里两个自变量在数轴上关于x=3对称,故图像关于直线x=3对称
以上请注意仔细体会
一、周期定义
一般地,如果存在一个非零常数T,使得对于函数f(x)的定义域中的任意一个x和x+T,都有f(x+T)=f(x)。那么,函数f(x)就叫做周期函数,并且把非零常数T叫作这个函数的一个周期。
注一般情况下,如果一个周期函数有最小正周期的话,“周期”通常指的都是这个周期函数的“最小正周期”。
二、中学数学常用到的周期函数的公式
1、设周期函数y=f(x)的周期(最小正周期)为T,则f(x+nT)=f(x),f(x-nT)=f(x)。这里的n可以是任意整数。
2、设周期函数y=f(x)的周期(最小正周期)为T,则y=f(x)+b、y=Af(x)、y=Af(x)+b,(注:A不等于0),都是最小正周期为T的周期函数。
3、设周期函数y=f(x)的周期(最小正周期)为T,则y=f(wx)+b、y=Af(wx)、y=Af(wx)+b都是周期函数,并且最小正周期为“T/|w|”。(注:A、w都不为0)
三、高中数学常见的周期函数的周期
1、(1)y=sinx ,最小正周期T=2π;
(2)y=|sinx|,最小正周期T= π。
2、(1)y=cosx,最小正周期T=2π;
(2)y=|cosx|,最小正周期T= π。
3、(1)y=tanx,最小正周期T=π;
(2)y=cotx,最小正周期T=π。
4、y=Asin(wx+φ)+b,最小正周期T=2π/|w|。
(注:“A”、“w”为非0常数,下同。)
5、y=Acos(wx+φ)+b,最小正周期T=2π/|w|。
6、y=Atan(wx+φ)+b,最小正周期T=π/|w|。
7、常函数“y=c(c为常数)”,是以任意非零常数为周期的周期函数。
注常函数没有最小正周期。
1、周期函数的定义:对于函数y=f(x),若存在常数T≠0,使得f(x+T)
=
f(x),则函数y=
f(x)称为周期函数,T称为此函数的周期。
性质1:若T是函数y=f(x)的任意一个周期,则T的相反数(-T)也是f(x)的周期。
性质2:若T是函数f(x)的周期,则对于任意的整数n(n≠0),nT也是f(x)的周期。
性质3:若T1、T2都为函数f(x)的周期,且T1±T2≠0,则T1±T2也是f(x)的周期。
2、定义:在函数f(x)的周期的集合中,我们称其正数者为函数f(x)的正周期,称其负数者为函数f(x)的负周期。若所有正周期中存在最小的一个,则我们称之为函数f(x)的最小正周期,记作T※。
性质4:若T※为函数f(x)的最小正周期,T为函数f(x)的任意一个周期,则
Z
-(非零整数)。
性质5:若函数f(x)存在最小正周期T※,且T1、T2分别为函数f(x)的任意两个周期,则
为有理数。
注意:常值函数是周期函数,但没有最小正周期
首先判断函数在这个点x0是否有定义,即f(x0)是否存在;其次判断f(x0)是否连续,即f(x0-), f(x0+), f(x0)三者是否相等;再次判断函数在x0的左右导数是否存在且相等,即f‘(x0-)=f'(x0+),只有以上都满足了,则函数在x0处才可导。
可导的函数一定连续;不连续的函数一定不可导。
可导,即设y=f(x)是一个单变量函数, 如果y在x=x0处存在导数y′=f′(x),则称y在x=x[0]处可导。
如果一个函数在x0处可导,那么它一定在x0处是连续函数。
周期函数有以下性质:
(1)若T(T≠0)是f(x)的周期,则-T也是f(x)的周期。
(2)若T(T≠0)是f(x)的周期,则nT(n为任意非零整数)也是f(x)的周期。
(3)若T1与T2都是f(x)的周期,则 也是f(x)的周期。
(4)若f(x)有最小正周期T,那么f(x)的任何正周期T一定是T的正整数倍。
(5)T是f(x)的最小正周期,且T1、T2分别是f(x)的两个周期,则T1/T2∈Q(Q是有理数集)
(6)若T1、T2是f(x)的两个周期,且T1/T2是无理数,则f(x)不存在最小正周期。
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