函数的周期性(周期)

在本文中,我们解释什么是函数的周期性。此外,您还将看到几个周期函数的示例。最后,我们将分析三角函数的周期,因为它是三角函数最重要的特征之一。

什么是函数的周期性?

函数的周期性是函数周期性地重复其值的特征,也就是说,如果一个函数的图形每隔一定的时间间隔重复一次,那么该函数就是周期性的。这个间隔称为周期。

函数的周期性

数学上,如果函数仅满足,则定义为周期性函数

f(x)=f(x+T)

对于自变量 x 的任意值。

f(x)=f(x+T)=f(x+2T)=f(x+3T)=\ldots=f(x+kT)

其中T是周期函数 i k的整数周期。

函数周期性的示例

一旦我们了解了函数周期性的概念,我们就会看到几个如何计算函数周期性的示例。

实施例1

判断下列函数是否是周期函数:

周期函数示例

这个分段定义的函数是周期函数,因为其图的值循环重复。更准确地说,该函数每 6 个 x 取相同的值,因此该函数的周期等于 6。

T=6

实施例2

求以下函数的周期性:

该函数对应于三角函数的图形表示,更准确地说是余弦函数。

从图中我们可以看出,该函数周期性地重复其值,因此它是一个周期函数。此外,波峰与波峰之间有 2π(或 360°)的间隔,因此这就是函数的周期。

T=2\pi

三角函数的周期性

周期性与三角函数密切相关,事实上,此类函数的主要特征之一是大多数三角函数都是周期性的。

接下来,我们将研究 3 个主要三角函数的周期性:正弦、余弦和正切。

正弦函数周期

正弦函数的表达式如下:

\displaystyle f(x)= A\text{sen}(wx)

在这种情况下,不需要绘制函数图像来查找其周期,而是可以简单地通过应用以下公式来计算:

\displaystyle T=\cfrac{2\pi}{w}

此外,正弦函数还有一个特殊性:如果我们改变它的周期,我们也会改变它的图形的形状。您可以在以下链接中查看周期值如何影响其图形表示:

请参阅:正弦函数图

余弦函数的周期

余弦函数的代数表达式如下:

\displaystyle f(x)= A\text{cos}(wx)

与正弦一样,余弦函数的周期可以直接使用以下公式求得:

\displaystyle T=\cfrac{2\pi}{w}

余弦周期的值完全决定了它的图形,请点击以下链接并找出原因:

请参阅:余弦函数图

正切函数的周期

正切函数用数学方式描述:

\displaystyle f(x)= \text{tg}(wx)

正切函数周期的计算公式与正弦和余弦相同:

\displaystyle T=\cfrac{2\pi}{w}

然而,正切函数图与正弦和余弦不同,因为它也有周期性重复的渐近线。您可以通过以下链接查看此三角函数的此功能和其他功能:

请参阅:正切函数的图形

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