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[科普中國]-最小正周期

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算法實(shí)例

函數(shù)f(x)±g(x)最小正周期的求法

定義法概念:根據(jù)周期函數(shù)和最小正周期的定義,確定所給函數(shù)的最小正周期。

例1、求函數(shù)y=|sinx|+|cosx|的最小正周期.

解:∵ =|sinx|+|cosx|

=|-sinx|+|cosx|

=|cos(x+π/2)|+|sin(x+π/2)|

=|sin(x+π/2)|+|cos(x+π/2)|

=f(x+π/2)

對定義域內(nèi)的每一個(gè)x,當(dāng)x增加到x+π/2時(shí),函數(shù)值重復(fù)出現(xiàn),因此函數(shù)的最小正周期是π/2.(如果f(x+T)=f(x),那么T叫做f(x)的周期)。

例2 、求函數(shù)的最小正周期。

解:把看成是一個(gè)新的變量z,那么2sinz的最小正周期是2π。

由于。所以當(dāng)自變量x增加到x+4π且必須增加到x+4π時(shí),函數(shù)值重復(fù)出現(xiàn)。

∴函數(shù)的最小正周期是4π。

公式法這類題目是通過三角函數(shù)的恒等變形,轉(zhuǎn)化為一個(gè)角的一種函數(shù)的形式,用公式去求,其中正余弦函數(shù)求最小正周期的公式為T=2π/|ω| ,正余切函數(shù)T=π/|ω|。

函數(shù)f(x)=Asin(ωx+φ)和f(x)=Acos(ωx+φ)(A≠0,ω>0)的最小正周期都是;函數(shù)f(x)=Atan(ωx+φ)和f(x)=Acot(ωx+φ)(A≠0,ω>0)的最小正周期都是,運(yùn)用這一結(jié)論,可以直接求得形如y=Af(ωx+φ)(A≠0,ω>0)一類三角函數(shù)的最小正周期(這里“f”表示正弦、余弦、正切或余切函數(shù))。

例3、求函數(shù)y=cotx-tanx的最小正周期.

解:y=1/tanx-tanx=(1-tan^2· x)/tanx=2*(1-tan^2·x)/(2tanx)=2cot2x

∴T=π/2

函數(shù)為兩個(gè)三角函數(shù)相加,若角頻率之比為有理數(shù),則函數(shù)有最小正周期。

最小公倍數(shù)法設(shè)f(x)與g(x)是定義在公共集合上的兩個(gè)三角周期函數(shù),T1、T2分別是它們的周期,且T1≠T2,則f(x)±g(x)的最小正周期T1、T2的最小公倍數(shù),分?jǐn)?shù)的最小公倍數(shù)=T1,T2分子的最小公倍數(shù)/T1、T2分母的最大公約數(shù)。

求幾個(gè)正弦、余弦和正切函數(shù)的最小正周期,可以先求出各個(gè)三角函數(shù)的最小正周期,然后再求期最小公倍數(shù)T,即為和函數(shù)的最小正周期2。

例4、求函數(shù)y=sin3x+cos5x的最小正周期.

解:設(shè)sin3x、cos5x的最小正周期分別為T1、T2,則T1=2π/3,T2=2π/5 ,所以y=sin3x+cos5x的最小正周期T=2π/1=2π.

例5、求y=sin3x+tan2x/5 的最小正周期.

解:∵sin3x與tan2x/5 的最小正周期是2π/3與5π/2,其最小公倍數(shù)是10π/1=10π.

∴y=sin3x+tan2x/5的最小正周期是10π.

說明:幾個(gè)分?jǐn)?shù)的最小公倍數(shù),我們約定為各分?jǐn)?shù)的分子的最小公倍數(shù)為分子,各分母的最大公約數(shù)為分母的分?jǐn)?shù)。

圖象法概念:作出函數(shù)的圖象,從圖象上直觀地得出所求的最小正周期。

例6、求y=|sinx|的最小正周期.

解:由y=|sinx|的圖象

可知y=|sinx|的周期T=π.

例7、求下函數(shù)的最小正周期。

(1)

(2)

解:(1)先作出函數(shù)的圖象(見圖1)

觀察圖象,易得所求的周期為T=π/3。

(2)先作出的圖象(見圖2)

觀察圖象,易得所求的周期為T=π。

恒等變換法概念:通過對所給函數(shù)式進(jìn)行恒等變換,使其轉(zhuǎn)化為簡單的情形,再運(yùn)用定義法、公式法或圖象法等求出其最小正周期3。

(1) f(x)=sin(x+π/3)cos(x-π/3)

(2) f(x)=sin6x+cos6x

(3) f(x)=

解 (1)

∴最小正周期為T= π

(2) f(x)=sin6x+cos6x

=(sin2x+cos2x)(sin4x-sin2xcos2x+cos4x)

=(sin4x-sin2xcos2x+cos4x)

=(sin2x+cos2x)2-3sin2xcos2x

=1-3/4sin2x

=5/8+3/8cos4x

∴最小正周期為T=π/2

(3)

它與-cos2x的周期相同,故得 f(x)的最小正周期為T=π

補(bǔ)充問題函數(shù)f(x)=sin2x-4sin3xcosx(x∈R)的最小正周期為( B )

A.π/4 B.π/2 C.π D.2π