三角函数图像周期怎么看例子

三角函数图像周期怎么看例子,第1张

从图像上来说,及相邻两个最高点或最低点的X值的差的绝对值,注意

一:是‘相邻’,二:周期函数周期是有无数个,如F(X)的周期为T,那么T,2T,3T都是他的周期,一般只说最小正周期

第二种方法,就是找图像与x轴的交点,任意“连续”三点,用x值最大减去最小,就是最小正周期,找到图像与X轴相交的点的横坐标,那么相邻两点的横坐标之间距离长度就是半个周期。那一个周期就乘以2了。

正弦函数的性质是:

1、单调区间:正弦函数在[-π/2+2kπ,π/2+2kπ]上单调递增,在[π/2+2kπ,3π/2+2kπ]上单调递减。

2、奇偶性:正弦函数是奇函数。

3、对称性:正弦函数关于x=π/2+2kπ轴对称,关于(kπ,0)中心对称。

4、周期性:正弦函数的周期都是2π。

正弦函数关系式:

积的关系:

sinα = tanα × cosα(即sinα / cosα = tanα )

cosα = cotα × sinα (即cosα / sinα = cotα)

tanα = sinα × secα (即 tanα / sinα = secα)

倒数关系:

tanα × cotα = 1

sinα × cscα = 1

cosα × secα = 1

证明f(x+T)=f(x)即可。

周期函数的判定方法分为以下几步:

(1)判断f(x)的定义域是否有界;

例:f(x)=cosx(≤10)不是周期函数。

(2)根据定义讨论函数的周期性可知非零实数T在关系式f(x+T)= f(x)中是与x无关的,故讨论时可通过解关于T的方程f(x+T)- f(x)=0,若能解出与x无关的非零常数T便可断定函数f(x)是周期函数,若这样的T不存在则f(x)为非周期函数。

例:f(x)=cosx^2 是非周期函数。

(3)一般用反证法证明。(若f(x)是周期函数,推出矛盾,从而得出f(x)是非周期函数)。

例:证f(x)=ax+b(a≠0)是非周期函数。

证:假设f(x)=ax+b是周期函数,则存在T(≠0),使之成立 ,a(x+T)+b=ax+b ax+aT-ax=0,aT=0 又a≠0,

∴T=0与T≠0矛盾,

∴f(x)是非周期函数。

简介

对于函数y=f(x),如果存在一个不为零的常数T,使得当x取定义域内的每一个值时,f(x+T)=f(x)都成立,那么就把函数y=f(x)叫做周期函数,不为零的常数T叫做这个函数的周期。

事实上,任何一个常数kT(k∈Z,且k≠0)都是它的周期。并且周期函数f(x)的周期T是与x无关的非零常数,且周期函数不一定有最小正周期。

三角函数的周期根据公式:弦函数的2π/w,切函数的π/w(w为正);一般的函数根据定义来判断,除了三角函数外,没有给出解析式的函数是周期的函数。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。

周期函数怎么判断

1周期函数的判定方法

1、根据定义讨论函数的周期性可知非零实数T在关系式f(X+T)= f(X)中是与X无关的,故讨论时可通过解关于T的方程f(X+T)- f(X)=0,若能解出与X无关的非零常数T便可断定函数f(X)是周期函数,若这样的T不存在则f(X)为非周期函数。

例:f(X)=cosx 是非周期函数。

2、一般用反证法证明。(若f(X)是周期函数,推出矛盾,从而得出f(X)是非周期函数)。

例:证f(X)=ax+b(a≠0)是非周期函数。

证:假设f(X)=ax+b是周期函数,则存在T(≠0),使true ,a(x+T)+b=ax+b ax+aT-ax=0 aT=0 又a≠0,∴T=0与T≠0矛盾,∴f(X)是非周期函数。

例:证f(X)= 是非周期函数。

证:假设f(X)是周期函数,则必存在T(≠0)对 ,有(x+T)= f(X),当x=0时,f(X)=0,但x+T≠0,∴f(x+T)=1,∴f(x+T) ≠f(X)与f(x+T)= f(X)矛盾,∴f(X)是非周期函数。

例:证f(X)=sinx2是非周期函数

证:若f(X)= sinx2是周期函数,则存在T(>0),使之true,有sin(x+T)2=sinx2,取x=0有sinT2=sin0=0,∴T2=Kπ(K∈Z),又取X= T有sin(T+T)2=sin(T)2=sin2kπ=0,∴(+1)2

T2=Lπ(L∈Z+),∴与3+2 是无理数矛盾,∴f(X)=sinx2是非周期函数。

1,y=cos(x-1)

这个函数是y=cosx向右边移动了2个单位,所以不改变原函数的周期,T=2兀

2,y=xtanx

y=tanx是周期函数,但是x是会越来越大的,当两者相乘时,y=tanx图像将会扭曲,随着x的变大,图像伸展的越厉害。所以T不存在。

3,y=(sinx)^2

y=(sinx)^2其实是y=sinx的基础上进行变换的,y=(sinx)^2图像是y=sinx在x轴的下半部分翻折到x轴的上半部分,再进行平方,也就是图像向上伸展。周期很明显就是原函数的一半。T=兀

1= -sin(2x - 1),是,周期为2π/2 = π

2= (1/2)(1 - cos2x),周期为2π/2 = π

3sin4x周期为2π/4 = π/2,绝对值号使sin4x图象在x轴下方的部分翻折到x轴以上,|sin4x|的周期为sin4x的一半,即π/4

4不是周期函数

5cos(x/2)周期为2π/(1/2) = 4π,sin(x/3)周期为2π/(1/3) =6π,二者的最小公倍数为12π,此为2cos(x/2)-3sin(x/3)的周期

周期函数定理,总结一共分一下几个类型。

定理1

若f(X)是在集M上以T为最小正周期的周期函数,则K f(X)+C(K≠0)和1/ f(X)分别是集M和集{X/ f(X) ≠0,X ∈M}上的以T为最小正周期的周期函数。[2]

证:

∵T是f(X)的周期,∴对 有X±T 且f(X+T)= f(X),∴K f(X)+C=K f(X+T)+C,

∴K f(X)+C也是M上以T为周期的周期函数。

假设T 不是Kf(X)+C的最小正周期,则必存在T’(0<T’<T)是K f(X)+C的周期,则对T’(0<T’<T)是K f(X)+C的周期,

有K f(X+T’)+C=K f(X) +C K[f(X+T’)- f(X)]=0,∵K≠0,∴f(X+T’)- f(X)=0,∴f(X+T’)= f(X),

∴T’是f(X)的周期,与T是f(X)的最小正周期矛盾,∴T也是K f(X)+C的最小正周期。

同理可证1/ f(X)是集{X/ f(X) ≠0,X }上的以T为最小正周期的周期函数。

定理2

若f(x)是集M上以T为最小正周期的周期函数,则f(ax+n)是集{x|ax+b∈M}上的以T/ a为最小正周期的周期函数,(其中a、b为常数)。

证:

先证f(ax+b)的周期

∵T是f(X)的周期,∴f(x±T)=f(x),有X±T∈M,以ax+b替换x得,f(ax±T+b)=f(ax+b),此时ax+b∈M,提取a为公因式得,f[a(x+T/a)+b]=f(ax+b)∴T/a是f(ax+b)的周期。

再证是f(ax+b)的最小正周期

假设存在T’/a(0<T’<T;)是f(ax+b)的周期,

则f(a(x+T’/a)+b)=f(ax+b),用x/a-b/a替换x,得f(x+T’)=f(x)

∴T’是f(x)的周期,但 T’<T这与T是f(x)的最小正周期矛盾。

∴不存在T’/a(0<T’<T;)是f(ax+b)的周期,即f(ax+b)的最小正周期为T/ a

定理3

设f(u)是定义在集M上的函数,u=g(x)是集M1上的周期函数,且当X∈M1时,g(x)∈M,则复合函数f(g(x))是M1上的周期函数。

证:

设T是u=g(x)的周期,则 1有(x±T)∈M1且g(x+T)=g(x) ∴f(g(x+T))=f(g(x))

∴=f(g(x))是M1上的周期函数。

例1

设=f(u)=u2是非周期函数,u= g(X)=cosx是实数集R上的周期函数,则f(g(x))=cos2x是R上的周期函数。

同理可得:⑴f(X)=Sin(cosx),⑵f(X)=Sin(tgx),⑶f(X)=Sin2x,⑷f(n)=Log2Sinx(sinx>0)也都是周期函数。

例2

f(n)=Sinn是周期函数,n=g(x)=ax+b(a≠0)是非周期函数,f(g(x))=Sin(ax+b)是周期函数(中学数学中已证)。

例3

f(n)=cosn是周期函数,n=g(x)= (非周期函数)而f(g(x))=cos 是非周期函数。

证:假设cos 是周期函数,则存在T>0使cos (k∈Z) 与定义中T是与X无关的常数矛盾,

∴cos 不是周期函数。

由例2、例3说明,若f(u)是周期函数,u= g(X)是非周期函数,这时f(g(x))可能是,也可能不是周期函数。

定理4

设f1(X)、f2(X)都是集合M上的周期函数,T1、T2分别是它们的周期,若T1/T2∈Q则它们的和差与积也是M上的周期函数,T1与T2的公倍 数为它们的周期。

证:

设 ((p·q)=1)设T=T1q=T2p则有:有(x±T)=(x±T1q)=(x±T2p)∈M,且f1(x+T) ±f2(x+T)= f1(x+T1q) ±f2(x+T2p)= f1(X)±f2(X) ∴f1(X) ±f2(X)是以T1和T2的公倍数T为周期的周期函数。同理可证:f1(X) 、f2(X)是以T为周期的周期函数。

推论 

设f1(X) 、f2(X)……fn(X) 是集M上的有限个周期函数T1、T2……Tn分别是它们的周期,若, … (或T1,T2……Tn中任意两个之比)都是有理数,则此n个函数之和、差、积也是M上的周期函数。

例1

f(X)=Sinx-2cos2x+sin4x是以2π、π、π/2的最小公倍 数2π为周期的周期函数。

例2

讨论f(X)= 的周期性

解:2tg3 是以T1= 为最小正周期的周期函数。

5tg 是以T2 为最小正周期的周期函数。

tg2 是以T3= 为最小正周期的周期函数。

又 都是有理数

∴f(X)是以T1、T2、T3最小公倍数(T1、T2、T3)= 为最小正周期的周期函数。

同理可证:

⑴f(X)=cos ;

⑵f(x)=sin2xcos2x+cos2xcos3x+cos3xsin3x。是周期函数。

定理5

设f1(x)=sin a1x,f2(x)=cosa2x,则f1(x)与f2(x)之和、差、积是周期函数的充要条件是a1/a2∈Q。

先证充分性:

若a1/a2∈Q,设T1、T2分别为f1(x)与f2(x)的最小正周期,则T1= 、T2= ,又 ∈Q

由定理4可得f1(x)与f2(x)之和、差、积是周期函数。

再证必要性(仅就f1(x)与f2(x)的差和积加以证明)。

⑴设sina1x-cosa2x为周期函数,则必存在常数T>0,

使sina1(x+T)-sina1x=cosa2(x+T)-cosa2x 2cos(a1x+)sin = -2sin s(a2x+) sin ⑴。

令x= 得2cos(a1x+),则 (K∈Z)。⑵

或 C∈Z⑶

又在⑴中令 2sin(a2x+)sin =-2sin =0

由⑷

由sin ⑸

由上述⑵与⑶,⑷与⑸都分别至少有一个成立。

由⑶、(5得)⑹

∴无论⑵、⑷、⑹中那一式成立都有a1/a2。

⑵设sinaxcosa2x为周期函数,则 是周期函数。

判定方法

编辑

⑴若f(X)的定义域有界,[2]

例:f(X)=cosx(≤10)不是周期函数。

⑵根据定义讨论函数的周期性可知非零实数T在关系式f(X+T)= f(X)中是与X无关的,故讨论时可通过解关于T的方程f(X+T)- f(X)=0,若能解出与X无关的非零常数T便可断定函数f(X)是周期函数,若这样的T不存在则f(X)为非周期函数。

例:f(X)=cosx 是非周期函数。

⑶一般用反证法证明。(若f(X)是周期函数,推出矛盾,从而得出f(X)是非周期函数)。

例:证f(X)=ax+b(a≠0)是非周期函数。

证:假设f(X)=ax+b是周期函数,则存在T(≠0),使true ,a(x+T)+b=ax+b ax+aT-ax=0 aT=0 又a≠0,∴T=0与T≠0矛盾,∴f(X)是非周期函数。

例:证f(X)= 是非周期函数。

证:假设f(X)是周期函数,则必存在T(≠0)对 ,有(x+T)= f(X),当x=0时,f(X)=0,但x+T≠0,∴f(x+T)=1,∴f(x+T) ≠f(X)与f(x+T)= f(X)矛盾,∴f(X)是非周期函数。

例:证f(X)=sinx2是非周期函数

证:若f(X)= sinx2是周期函数,则存在T(>0),使之true ,有sin(x+T)2=sinx2,取x=0有sinT2=sin0=0,∴T2=Kπ(K∈Z),又取X= T有sin(T+T)2=sin(T)2=sin2kπ=0,∴(+1)2

T2=Lπ(L∈Z+),∴

与3+2 是无理数矛盾,∴f(X)=sinx2是非周期函数。

(1)f(x)为周期函数,所以f(-5)=f(-2)=f(1)=f(4)=0

有因为f(x)为偶函数

所以

f(5)=f(2)=f(1)=f(4)=0

于是,f(x)=0在区间(0,6)内解的个数的至少有x=1,2,4,5四个解即个数的最小值为4

(2)由奇函数,f(π)=-f(-π),又由周期为2,所以f(-π)=f(-π+2)=f(-π+4)=f(4-π),显然0<4-π<1,所以f(4-π)=5-πf(-π)=-(5-π)=π-5

(3)

f(x-1)=f(-(x-1))=f(-x+1)=g(-x)=-g(x)=-f(x+1)

(这里连续运用了f(x)偶函数,g(x)奇函数的条件)

令x-1=t,所以f(t)=-f(t+2)=f(t+4)=f(t+4+4)==f(t+4n),

于是f(0)=f(0+4498)=f(1992)=993

(4)令t=px,f(t)=f(t-p/2),所以f(x)

的一个周期是p/2

f(px)=f(px-p/2)=f(p(x-1/2)),

令t=x-1/2,则f(p(t+1/2))=f(pt),所以f(px)的一个正周期是1/2

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