怎么判断一个函数是不是周期函数?

怎么判断一个函数是不是周期函数?,第1张

首先 应该知道这个函数的表达式了吧

不妨假设这个函数是周期函数周期为T,则对任意定义域里的x,都有f(x+T)=f(x),记住是对所有的x,都满足。

把f(x+T)的表达式表示出来,化简,与f(x)的表达式比较。

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。

扩展资料:

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。

周期函数的性质共分以下几个类型:

(1)若T(≠0)是f(x)的周期,则-T也是f(x)的周期。

(2)若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T1±T2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)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。

(6)周期函数f(x)的定义域M必定是至少一方无界的集合。

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。

——周期函数

图中红色曲线是 y=xcosx 的图像,绿色曲线是 y=cosx 的图像。

y=xcosx 是奇函数,关于原点对称,不是周期函数。

y=cosx 是偶函数,关于 y 轴对称,是周期函数。

y=xcosx 的曲线包络是 y=x 和 y=-x,可视为 y=cosx 的振幅按 y=±x 被调制。

x 正半轴从 x=kπ/2(k 是自然数)起,y=xcosx 与 y=cosx 的极大值、极小值和零点是同步的

x 负半轴从 x=-kπ/2(k 是自然数)起,y=xcosx 与 y=cosx 的极大值与极小值反相,零点同步

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