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周期函數的判定方法
[HTML]<br>[/HTML] 周期函數的判定方法
羅建宇
江蘇省張家港市暨陽高級中學 215600
周期性是函數的一個重要性質,近年高考對這一性質的考查加大了檢測力度,本文給出一些常用的判斷(識別)函數周期性的方法,供讀者參考.
一、 定義法
若存在非零常數 使 對于 的定義域內的任意 都成立,則 是周期函數,且非零常數 是 的一個周期.
二、 直觀法
若函數圖象可由某一段重復平移而銜接得到,則該函數是周期函數,且這一段圖象兩端點的橫坐標之差是這個函數一個周期.
三、 公式法
若 是最小正周期為 的周期函數,則 (其中 都是常數)是以 為最小正周期的周期函數.
四、 雙軸法
若兩條平行直線 都是函數 圖象的對稱軸,則 是周期函數,且 是它的一個正周期.
證:由 是函數 圖象的對稱軸,得:
又 也是函數 圖象的對稱軸,
所以,
故
因此 是周期函數,且 是它的一個正周期.
推論:圖象關于直線 對稱的偶函數必是周期函數,且 是它的一個正周期.
五、 兩點法
若點 , 都是函數 圖象的對稱中心,則 是周期函數,且 是它的一個正周期.
證:由點 是函數 圖象的對稱中心,得:
又點 是函數 圖象的對稱中心,得:
兩式相減得:
因此 是周期函數,且 是它的一個正周期.
推論:圖象關于點 對稱的奇函數必是周期函數,且 是它的一個正周期.
六、點軸法
若直線 和點 分別是函數 圖象的對稱軸和對稱中心,則 是周期函數,且 是它的一個正周期.
證:由 是函數 圖象的對稱軸,得:
又 是函數 圖象的對稱中心,得:
故
兩式相減整理得:
所以 是周期函數,且 是它的一個正周期.
推論1圖象關于 對稱的奇函數必是周期函數,且 是它的一個正周期.
推論2圖象關于點 對稱的偶函數必是周期函數,且 是它的一個正周期.
注釋:
[1]另外,若函數滿足以下常見的函數方程之一,也可判定其為周期函數.即:
(1)對任意一個實數 ,都有 ,則函數 是周期函數,且 是它的一個周期;
(2)對任意一個實數 ,都有 ,則函數 是周期函數,且 是它的一個周期;
(3)對任意一個實數 ,都有 ,則函數 是周期函數,且 是它的一個周期.
[2]周期性的證明應嚴格按照周期函數的定義證明,在理解函數周期性時可結合圖象從數形結合的角度直觀的觀察,即方法二;
[3]函數周期性出現在三角函數一章中,故方法三常用做計算函數的最小正周期,尤其是三角函數的最小正周期;
[4]后三種方法及推論便于判斷一些特殊函數和抽象函數的周期性,反映了一般的抽象函數若同時具有奇偶性和對稱性或對稱性(兩個對稱關系),則函數具有周期性,可結合方法二加以理解.
例1(04年全國高考17題)求函數 的最小正周期、最大值和最小值.
解析:
所以函數的最小正周期為 ,最大值是 ,最小值是 .
例2(01年全國高考22題第(2)問)設 是定義在 上的偶函數,其圖象關于直線 對稱,證明 是周期函數.
證明:∵ 關于直線 對稱
∴ ,
又 是偶函數知 ,
∴
上式中以 代 ,得 ,
這表明 是 上的周期函數,且2是它的一個周期.
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