周期函数公式|判定函数周期的几种常用方法

2019-05-22   来源:历年高考作文

  周期函数的判定是高中数学中常遇到的问题,又是历年高考的重点,近年来,在高考中更是常常利用抽象函数对其进行考察,但很多学生对其知之甚少或理解不透,考生得分率较低。为了使学生能更好地掌握周期函数,掌握求函数的周期及运用函数的周期性解决一些简单的数学问题。本文就函数周期性的判定作些探讨,仅供参考。
  
  一、周期函数的性质
  
  (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必定是双方无界的集合。
  
  二、周期函的判定
  
  判定1三角函数作为典型的周期函数,判定周期可用公式。
  函数y=sinx,y=cosx,y=tanx的最小正周期分别为2π,2π,π。
  三角函数y=sin(ωx+φ),y=cos(ωx+φ),y=tan(ωx+φ)也都是周期函数,最小正周期分别为T= ,T= ,T=。
  判定2(1)若函数满足f(x+a)=-f(x),则T=2a 。
  证明∵ f(x+2a)=f [(x+a)+a]=-f(x+a)=-[-f(x)]=f(x),
  ∴ T=2a 。
  (2)若函数满足f(x+a)= ,则T=2a 。
  证明∵ f(x+2a)=f [(x+a)+a]
  = = =f(x),
  ∴ T=2a。
  判定3若函数满足f(x+a)=f(x+b),则T=|b-a| 。
  证明:令x′=x+a,则x=x′-a,
  代入f(x+a)=f(x+b)得f(x′)=f(x′-a+b)=f [x′+(b-a)]。
  由周期函数的定义可得:函数f(x)为周期函数,周期为b-a。
  判定4 若函数y=f(x)为偶函数,且关于x=a对称,则T=2a 。
  证明∵ f(x)关于x=a对称且为偶函数 , ∴ f(x)= f(2a-x)= f(-x)。
  令-x=x′,则 f(2a-x′)= f(x′)。
  由周期函数的定义可得:函数
   y=f(x)为周期函数,2a为周期。
  (2)若函数y=f(x)为奇函数,且关于x=a对称,则T=4a 。
  证明 ∵ f(x)关于x=a对称且为奇函数,∴ f(x)= f(2a-x)=- f(-x)。
  令-x=x′,则 f(2a+x′)=- f(x′)。
  再根据判定2的(1)可得:函数
  y=f(x)为周期函数,4a为周期。
  
  三、周期函数在高考中的应用
  
  例1 (2006年山东卷)已知定义在R上的奇函数f(x)满足f(x+2)=-f(x),则f(6)的值为()。
  A.-1B.0C.1 D.2
  解:因为f(x)是定义在R上的奇函数,所以f(0)=0,又f(x+4)=-f(x+2)=f(x),故函数f(x)的周期为4,所以f(6)=f(2)=-f(0)=0,答案选B。
  例2 定义在R上函数y=f(x)满足f(2+x)=f(2-x), f(7+x)=f(7-x)且f(-5)=2,求f(2005)。
  解:由题意可得:f(4+x)=f(2+2+x)=f(2-2-x)=f(x),
  ∴ f(14+x)=f(7+7+x)=f(7-7-x)=f(-x)。 ∵ f(x+4)=f(x+14),∴函数y=f(x)是一个周期为10的周期函数,∴ f(2005)=f(200×10+5)=f(4)=f(5-10)=f(-5)=2。
  总之,我们在高考中处理周期函数问题时,应该深刻理解周期函数的定义,由定义出发掌握其判定方法,并且要看清判定中式子的特点,结合函数的奇偶性、对称性,灵活掌握其证明方法,且在应用中提高认识,不断提高分析问题和解决问题的能力,那么对于高考中遇到解答周期函数的问题时必能轻松解决。◆(作者单位:江西省南昌县莲塘第一中学)
  □责任编辑:周瑜芽
  
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