互动课堂
疏导引导
关于周期函数的概念,也可以叙述为:如果某函数对于自变量的一切值,每增加或减少一个定值(这样的值可以有很多个),函数值就重复出现,那么这个函数就叫做周期函数.例如:
sin(α+2kπ)=sinα(k ∈Z )
这表明,正弦函数在定义域内,自变量每增加(k >0时)或减少(k <0时)一个定值2|k|π,它的函数值就重复出现,所以正弦函数是周期函数.
理解周期函数的概念要注意以下三点:①存在一个常数T≠0;②对其定义域内的每一个x 值,x+T 也属于定义域;③当x 取定义域内每一个值时,f(x+T)=f(x)恒成立.
在理解周期函数定义时,首先要特别注意函数f(x+T)=f(x)恒成立是对f(x)的定义域中的每一个x 值都成立,例如y=sinx(x ∈R )对于x=3π,T=3π,显然有sin(3π+3π)=sin 3π,但T=3π不是它的周期.其次应注意,周期性不是三角函数的专有性质.
利用周期函数的定义,可以推得周期函数的一个必要不充分条件:它的定义域至少一方无界.例如y=sinx,
x ∈[-4π,10π]就不是周期函数,而y=sinx,x ∈[2π,+∞)是只有正周期的周期函数.
对于每一个周期函数f(x),如果在它所有的周期中存在一个最小的正数,那么这个最小正数就叫做f(x)的最小正周期.例如,2π是正弦函数的所有周期中的最小正数,所以2π是正弦函数的最小正周期.值得注意的是:并非每一个周期函数都有最小正周期.例如,任意非零常数都是常数函数f(x)=c(c 为常数)的周期,因而常数函数无最小正周期.
对于f(x)=Asin(ωx+φ)的周期公式T=ωπ
2,应明确A,ω,φ为常数,且A≠0,ω>0,还应掌
握这个公式的推导方法.下面作为例子给出f(x)=Asin(ωx+φ)的周期公式T=ωπ
2的推导过程.
令Z=ωx+φ,由y=AsinZ 的周期是2π知f(Z+2π)=Asin(Z+2π)=Asin(ωx+φ+2π)=Asin [ω(x+ωπ2)+φ]=f (x+ωπ
2)=f(Z)=Asin(ωx+φ)=f(x)对一切x 都成立,所以T=ωπ
2是y=Asin(ωx+φ)的
周期.
活学巧用
【例1】 求y=sin2x 的周期.
解:ω=2,∴T=|ωπ
2|=2
2π=π. 【例2】 求y=sin(
6
21π+x )的周期. 解:∵ω=2
1,由T=||2ωπ得T=212π=4π. 【例3】 设y=f(t)是某港口水的深度,y (米)关于时间t(时)的函数,0≤t≤24,下表是该港
经观察,函数y=f(t)的图象可近似地看成函数y=k+Asin(ωx+φ)的图象,下面的函数中,最能
近似表示数据间对应关系的函数是(其中t ∈[0,24])( ) A.y=12+3sin
t 6π B.y=12+3sin(t 6π+π) C.y=12+3sin t 12π D.y=12+3sin(12t π+2π) 解析:根据图表画出y=A(sinωx+φ)+k 的图象,如图.
∴A=
2915-=3,k=2
915+=12, T=12,ω=61222πππ==T ,φ=0. ∴y=3sin t 6π
+12.
答案:A。