正弦函数的周期性
正弦型函数的周期
2
f
x
2
由周期函数的定义可知,
T 2 是f x A sin x ( 0)的周期
动脑思考 探索新知
一般我们指的周期都是最小正周期
因此我们得到y A sin x 的周期是:T 2 。
注意:正弦函数的周期只与 有关
f x T f x 成立,那么,函数 y f x 叫周期函数,常数 T 叫这个函数的一个周期
情境引入
情境引入
在电学中,电流强度的大小和方向都随时间变化的电流 叫做交变电流,简称交流电.最简单的是简谐交流电,其电 流的大小和方向随时间而变化,满足:
i I m sin(t 0 ) (Im 0, 0, ≤ 0 ≤ )
巩固知识 典型例题
例1、求下列函数的最小正周期T.
(1)f (x ) 2sin(1 x )
24
(2)f
x
2 sin
2x
3
解:(1)= 1 ,T
2
2
1
4
2
(2)=2,T 2
2
点评:找准函数中的,即x 的系数。
巩固知识 典型例题
例2、求函数y sin x cos 2x cos x sin 2x的周期。
(2) y 3sin(x π); 3
(3) y sin(1 x π); 23
(4) y cos 2x sin 2x.
(1) 2π ; 3
(2) 2π; (3) 4π; (4) π .
理论升华 整体建构
函数的周期性
函数的周期性一、正弦函数的周期三角函数,以正弦函数 y = sin x 为代表,是典型的周期函数. 幂函数 y = x α 无周期性,指数函数 y = a x 无周期性,对数函数 y =log a x 无周期,一次函数 y = kx +b 、二次函数 y = ax 2+bx +c 、三次函数 y = ax 3+bx 2 + cx +d 也无周期性.周期性是三角函数独有的特性.1、正弦函数 y =sin x 的最小正周期在单位圆中,设任意角α的正弦线为有向线段MP . 正弦函数的周期性动点P 每旋转一周,正弦线MP 的即时位置和变化方向重现一次. 同时还看到,当P 的旋转量不到一周时,正弦线的即时位置包括变化方向不会重现.因此,正弦函数y =sin x 的最小正周期2π.2、y =sin (ωx )的最小正周期设ω>0,y =sin (ωx )的最小正周期设为L .按定义 y = sin ω(x +L ) = sin (ωx + ωL ) = sin ωx . 令ωx = x ' 则有 sin (x ' + ωL ) = sin x ' 因为sin x 最小正周期是2π,所以有ωωπ2π2=⇒=L L例如 sin2x 的最小正周期为π2π2= sin2x 的最小正周期为π421π2=3、正弦函数 y =sin (ωx +φ) 的周期性对正弦函数sin x 的自变量作“一次替代”后,成形式y = sin (ωx +φ). 它的最小正周期与y = sin ωx 的最小正周期相同,都是ωπ2=L .如⎪⎭⎫⎝⎛+=2π3sin x y 的最小周期与 y = sin (3x )相同,都是3π2. 于是,余弦函数⎪⎭⎫ ⎝⎛--=⎪⎭⎫ ⎝⎛-==2πsin 2πsin cos x x x y 的最小正周期与sin x 的最小正周期相同,都是2π.二、复合函数的周期性将正弦函数 y = sin x 进行周期变换x →ωx ,sin x →sin ωx后者周期变为)0(π2>ωω而在以下的各种变换中,如(1)初相变换sin ωx → si n ( ωx +φ);(2)振幅变换sin (ωx +φ)→ A sin ( ωx +φ);(3)纵移变换 A si n ( ωx +φ) → A si n ( ωx +φ)+m ;后者周期都不变,亦即 A si n ( ωx +φ) +m 与si n (ωx )的周期相同,都是ωπ2.而对复合函数 f (sin x )的周期性,由具体问题确定.1、复合函数 f (sin x ) 的周期性 【例题】 研究以下函数的周期性: (1)2 sin x ; (2)x sin(2)x sin 的定义域为[2k π,2k π+π],值域为[0,1],作图可知, 它是最小正周期为2π的周期函数.【解答】 (1)2sin x 的定义域为R ,值域为⎥⎦⎤⎢⎣⎡2 ,21,作图可知,它是最小正周期为2π的周期函数. 【说明】 从基本函数的定义域,值域和单调性出发,通过作图,还可确定,log a x ,sin x ,xsin 1, sin (sin x )都是最小正周期2π的周期函数.2、y = sin 3 x 的周期性对于y = sin 3x =(sin x )3,L =2π肯定是它的周期,但它是否还有更小的周期呢? 我们可以通过作图判断,分别列表作图如下.图上看到,y = sin 3x 没有比2π更小的周期,故最小正周期为2π.3、y = sin 2 x 的周期性对于y = sin 2x = (sin x )2,L =2π肯定是它的周期,但它的最小正周期是否为2π? 可以通过作图判定,分别列表作图如下.图上看到,y = sin 2x 的最小正周期为π,不是2π.4、sin 2n x 和sin 2n -1 x 的周期性y = sin2x 的最小正周期为π,还可通过另外一种复合方式得到. 因为 cos2x 的周期是π,故 sin 2x 的周期也是π.sin 2x 的周期,由cos x 的2π变为sin 2x 的π. 就是因为符号法“负负得正”所致.因此,正弦函数sin x 的幂符合函数sin m x ,当m =2n 时,sin m x 的最小正周期为π;m = 2n –1时,sin m x 的最小正周期是2π.5、幂复合函数举例【例1】 求 y =|sin x |的最小正周期.【解答】 x x y 2sin |sin |==最小正周期为π.【例2】 35)(sin x y =求的最小正周期.【解答】 5335)(sin )(sin x x =最小正周期为2π.【例3】 求52)(sin x y =的最小正周期.【解答】5252)(sin )(sin x x =最小正周期为π.【说明】 正弦函数sin x 的幂复合函数pq x )(sin . 当q 为奇数时,周期为2π;q 为偶数时,周期为π.三、周期函数的和函数两个周期函数,如 sin x 和 cos x ,它们最小正周期相同,都是 2π. 那么它们的和函数,即 si nx + cos x 的最小正周期如何?)4πsin(2cos sin +=+x x x和函数的周期与原有函数的周期保持不变. 这个结论符合一般情况.对于另一种情况,当相加的两个函数的最小正周期不相同,情况将会如何?1、函数 sin x + sin2 x 的周期性sin x 的最小正周期为2π,sin2x 的最小正周期是π,它们之间谁依赖谁,或依赖一个第三者? 列表如下.表上看到函数sin x +sin2x 的最小正周期是2π.2、函数 sin x + sin2x 的周期性依据上表,作sin x +sin2x 的图像如右.从图上看到,函数的最小正周期为2π. 由si nx ,sin2x 的最小正周期中的大者决定,因为前者是后者的2倍.从图上看到,sin x +sin2x 仍然是个“振动函数”,但振幅已经不是常数了.3、函数sin x +sin32x 的周期性 sin x 的最小正周期为2π,sin 32x 的最小正周期是3π. 它们之间的和sin x + sin 32x 的最小正周期也由“较大的”决定吗?即“和函数”的周期为3π吗?不妨按周期定义进行检验. 设2π0=x 则x 0 +3π=π32π+ 2312π32sin 2πsin 2π)(0+=⎪⎭⎫⎝⎛•+=⎪⎭⎫ ⎝⎛=f x f )(23127π32sin 27πsin π32ππ)3(00x f f x f ≠+-=⎪⎭⎫⎝⎛•+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+因此3π不是sin x + sin32x 的最小正周期.通过作图、直观看到,sin x +sin32x 的最小正周期为6π,即sin x 和sin 32x 最小正周期的最小倍数.四、周期函数在高考中三角函数是高考命题的重要板块之一,小题考,大题也考,比分约占高考总分的七分之一,与立体几何相当. 与立几不同的是,它还与函数、方程、不等式、数列、向量等内容综合.正弦函数是三角函数的代表,而周期性又是正弦函数的特性. 关系到正弦函数的试题,有2种形式. (1)直接考,求正弦函数的最小正周期.(2)间接考,考周期在正弦函数性质中的应用. 求单调区间,求最值,简单方程的通解等.1、求正弦函数的周期【例1】 函数 y =|sin 2x|的最小正周期为 (A )2π(B )π (C )2π (D )4π 【解答】 2sin |2sin |2x x y == 最小正周期是2sinx最小正周期的一半,即2π. 答案为(C ) 【说明】 图象法判定最简便,|sin x |的图象是将sin x 的图象在x 轴下方部分折到x 轴上方去. 倍角法定判定最麻烦 x xy cos 212sin2-== 【解答】 (1)y = 2cos2x + 1的最小正周期由cos2x 决定2、求正弦函数的周期【例2】 (1)y =2cos 2x +1的最小正周期为 .(2)y =|sin x + cos x |的最小正周期为 .【解答】 (1)y = 2cos 2x + 1的最小正周期由cos 2x 决定,故答案为π.(2))(sin 2|)sin(|2|cos sin |2ϕϕ+=+=+x x x x 故答案为π.【说明】 )(sin cos 22ϕ+x x 都可看作sin x 的幂函数的复合函数.3、函数周期性应用于求值【例题】 f (x )是R 上的偶函数,且是最小正周期为π的周期函数.【解答】 ⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫⎝⎛3π 3π 32π 35π f f f f 233πsin == 【说明】 周期性应用于区域转化. 将“无解析式”的区域函数转化到“有解析式”的区间上求值.若 时 f (x ) = si nx 试求 的值.4、函数周期性应用于求单调区间【例题】 x ∈R ,求函数 y =sin 2x +3sin x cos x +2cos 2x 的单调增区间.【解答】 )2cos 1(2sin 2322cos 1x x x y +++-=23)6π2sin(232cos 212sin 23++=++=x x x 函数的最小正周期为π. 令 2π6π22π≤+≤-x 得 6π3π≤≤-x 因为函数周期为π,故函数的单调增区间为⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-6ππ ,3ππk k . 【说明】 先求包含零点的增区间,再用最小正周期求单调增区间的集合.周期函数在高考中5、周期性应用于求函数零点【例题】 已知函数412sin 2cos sin cos sin )(2244--++=x x x x x x f .【解答】 41)cos sin 1(2cos sin 1412sin 2cos sin cos sin )(222244---=--++=x x x x x x x x x x fx x 2sin 4141412sin 4121+=-+=令 02sin 4141=+x 得 4π=x故交点横坐标的值的集合为4π=x .【说明】 先求绝对值最小的解,再利用最小正周期求“通解”.五、高考史上的周期大难题高考史上第一次“周期大难题”出现在恢复高考后的第3年,即1980年的理科数学卷上.本题排在该卷的第六大题上. 在有十个大题的试卷上,这是个中间位置,然而,从当年的得分情况来看,本题的难度超过了包括压轴题和附加题在内的所有题目. 这点为命题人事先未能预料. 后来分析,该题的难点有三 .(1)函数抽象,导致周期中含有参数;(2)求参数范围,与解不等式综合;(3)求最小正整数解,连命题人自拟的“标答”都含糊不清. 20多年来数学界质疑不断.【考题】设三角函数)3π5πsin()(+=k x f ,其中k ≠0.(1)写出 f (x )极大值M 、极小值m 与最小正周期;(2)试求最小的正整数k ,使得当自变量x 在任意两个整数间(包括整数本身)变化时,函数 f (x )至少有一个值是M 与一个值是m .【解答】 (1) M =1,m = -1,k k T π10π25=⨯=.(2)f (x )在它的每一个周期中都恰好有一个值是M 与一个值是m .而任意两个整数间的距离都≥1因此要使任意两个整数间函数f (x )至少有一个值是M 与一个值是m ,必须且只须使 f (x )的周期≤1即:k =32就是这样的最小正整数. .4.31 π10 ,1 π10 =≥≤k k六、高考史上的周期大错题中学教材上的周期函数,一般都是简单和具体的函数. 关于最小正周期的求法,也是一些感性的结果;没有系统和完整“最小正周期”的系统研究.然而,随着“抽象函数”的不断升温,对周期函数周期的考点要求越来越高. 2006年福建理数卷出现的“周期大错题”正是这种盲目拔高的必然结果.【例题】 f (x )是定义在R 上的以3为周期的奇函数,且f (2)=0,则方程f (x )=0在区间(0,6)内解的个数的最小值是A.2B.3C.4D.5【说明】 这是2005年福建卷(理)第12题,命题组提供的答案是D ,即答案为5. 答案D 从何而来?以下,就是“D”的一种解法.【解答】 f (x )周期为3,由 f (2)=0,得 f (5) = f (2)=0,得 f (-1)= f (2-3) = f (2)=0,得 f (-4) = f (2-6) = f (2)=0f (x )为奇函数,得 f (1) = - f (-1) =0 f (4)= - f (-4)=0,得 f (-0)= - f (0),得 f (0)=0 f (3)= f (3+0)= f (0)=0于是,求得 f (x )=0的解为:1、2、3、4、5. 共5个解,答案为D. 【讨论】 除了上述解法得 f (x )=0的5个解外,还有如下的解.根据方程 f (x )=0的定义, x = 1.5 和 x =4.5 也是方程的解,证明如下: 由 f (x )的周期性,知 f (-1.5)= f (1.5) (1) 由 f (x )的奇偶性,知 f (-1.5) = - f (1.5) (2) 从而有 f (1.5)=0,f (4.5) = f (1.5)=0.所以,1.5和4.5也是方程 f (x )=0的解.于是,方程的解共有7个:即是1、1.5、2、3、4、4.5、5. 【思考】 按上面讨论的结果,方程 f (x ) = 0的解至少有7个. 而原题的四个选项支中均没有这个答案. 命题人给定的答案D 是错的. 高考史上的周期大错题【实验检验】 f (x )同时满足4个条件:(1)定义在R 上;(2)奇函数;(3)周期为3;(4)f (2) =0. 据此,我们找到 f (x )的一个具体例子:x x x f 3π4sin 3π2sin)(+= 并在区间(0,6)上找到 f (x )=0的7个解,列表如下:这7个解即是1,1.5,2,3,4,4.5,5.函数x x x f 3π4sin 3π2sin)(+=在一个周期[0,3]上的图像如右. 图像与 x 轴有5个交点,故在[0,6]有9个交点,从而在(0,6)上有7个交点.【反思】 命题人的错误自然出在疏忽二字上. 实在地,本题较难,首先难倒了命题人自己.严格地讲,试题“超纲”. 对两个周期函数的和函数,其最小正周期是它们的“最小公倍数”——这本身就没有进行过证明,对某些具体函数可以具体分析,但对抽象函数来讲,却没有理论依据. 而本题,又恰恰是个抽象函数,而且是个综合问题. 命题出错似乎是必然的.。
三角函数的周期性
三角函数的周期性三角函数是数学中重要的一类函数,它在许多科学和工程领域都有广泛的应用。
其中,最重要的特征之一就是它们的周期性。
本文将从数学的角度解释三角函数的周期性,并探讨其在实际问题中的应用。
一、正弦函数和余弦函数的周期性正弦函数和余弦函数是最常见的两种三角函数。
它们的周期性可以通过图像来直观地理解。
我们先来看正弦函数y = sin(x)的图像。
正弦函数的图像是一条波浪线,它在x轴上的取值范围是从负无穷到正无穷。
当x增加一个周期2π时,正弦函数的值会重复。
也就是说,对于任意实数x,有sin(x+2π) = sin(x)成立。
这就是正弦函数的周期性。
与此类似,余弦函数y = cos(x)的图像也是一条波浪线。
它的周期也是2π,即cos(x+2π) = cos(x)。
二、三角函数的周期公式除了正弦函数和余弦函数,其他的三角函数也具有周期性。
为了方便研究和计算,我们可以使用周期公式来描述三角函数的周期性。
1. 正弦和余弦函数的周期公式对于正弦函数和余弦函数来说,它们的周期都是2π。
即sin(x+2π) = sin(x),cos(x+2π) = cos(x)。
2. 正切和余切函数的周期公式正切函数y = tan(x)的周期是π,即tan(x+π) = tan(x)。
而余切函数的周期也是π,即cot(x+π) = cot(x)。
3. 正割和余割函数的周期公式正割函数y = sec(x)的周期是2π,即sec(x+2π) = sec(x)。
而余割函数的周期也是2π,即csc(x+2π) = csc(x)。
由这些周期公式可以看出,三角函数的周期性是非常规律的,并且有固定的周期值。
三、三角函数周期性的应用三角函数的周期性在实际问题中有着广泛的应用。
以下是一些例子:1. 天文学中的周期性天文学家使用三角函数来描述行星和其他天体的运动轨迹。
根据天体的周期性,他们可以预测未来的天象,并进行天体力学的研究。
2. 声音和光的周期性声音和光都可以用波的形式来描述,而波的运动可以通过三角函数来表示。
函数的周期性解读
函数的周期性一、正弦函数的周期三角函数,以正弦函数 y = sin x 为代表,是典型的周期函数. 幂函数 y = x α 无周期性,指数函数 y = a x 无周期性,对数函数 y =log a x 无周期,一次函数 y = kx +b 、二次函数 y = ax 2+bx +c 、三次函数 y = ax 3+bx 2 + cx +d 也无周期性.周期性是三角函数独有的特性.1、正弦函数 y =sin x 的最小正周期在单位圆中,设任意角α的正弦线为有向线段MP . 正弦函数的周期性动点P 每旋转一周,正弦线MP 的即时位置和变化方向重现一次. 同时还看到,当P 的旋转量不到一周时,正弦线的即时位置包括变化方向不会重现.因此,正弦函数y =sin x 的最小正周期2π.2、y =sin (ωx )的最小正周期设ω>0,y =sin (ωx )的最小正周期设为L .按定义 y = sin ω(x +L ) = sin (ωx + ωL ) = sin ωx . 令ωx = x ' 则有 sin (x ' + ωL ) = sin x ' 因为sin x 最小正周期是2π,所以有ωωπ2π2=⇒=L L例如 sin2x 的最小正周期为π2π2= sin2x 的最小正周期为π421π2=3、正弦函数 y =sin (ωx +φ) 的周期性对正弦函数sin x 的自变量作“一次替代”后,成形式y = sin (ωx +φ). 它的最小正周期与y = sin ωx 的最小正周期相同,都是ωπ2=L .如⎪⎭⎫⎝⎛+=2π3sin x y 的最小周期与 y = sin (3x )相同,都是3π2.于是,余弦函数⎪⎭⎫ ⎝⎛--=⎪⎭⎫ ⎝⎛-==2πsin 2πsin cos x x x y 的最小正周期与sin x 的最小正周期相同,都是2π.二、复合函数的周期性将正弦函数 y = sin x 进行周期变换x →ωx ,sin x →sin ωx后者周期变为)0(π2>ωω而在以下的各种变换中,如(1)初相变换sin ωx → si n ( ωx +φ);(2)振幅变换sin (ωx +φ)→ A sin ( ωx +φ);(3)纵移变换 A si n ( ωx +φ) → A si n ( ωx +φ)+m ;后者周期都不变,亦即 A si n ( ωx +φ) +m 与si n (ωx )的周期相同,都是ωπ2.而对复合函数 f (sin x )的周期性,由具体问题确定.1、复合函数 f (sin x ) 的周期性 【例题】 研究以下函数的周期性: (1)2 sin x ; (2)x sin(2)x sin 的定义域为[2k π,2k π+π],值域为[0,1],作图可知, 它是最小正周期为2π的周期函数.【解答】 (1)2sin x 的定义域为R ,值域为⎥⎦⎤⎢⎣⎡2 ,21,作图可知,它是最小正周期为2π的周期函数. 【说明】 从基本函数的定义域,值域和单调性出发,通过作图,还可确定,log a x ,sin x ,xsin 1, sin (sin x )都是最小正周期2π的周期函数.2、y = sin 3 x 的周期性对于y = sin 3x =(sin x )3,L =2π肯定是它的周期,但它是否还有更小的周期呢? 我们可以通过作图判断,分别列表作图如下.图上看到,y = sin 3x 没有比2π更小的周期,故最小正周期为2π.3、y = sin 2 x 的周期性对于y = sin 2x = (sin x )2,L =2π肯定是它的周期,但它的最小正周期是否为2π? 可以通过作图判定,分别列表作图如下.图上看到,y = sin 2x 的最小正周期为π,不是2π.4、sin 2n x 和sin 2n -1 x 的周期性y = sin2x 的最小正周期为π,还可通过另外一种复合方式得到. 因为 cos2x 的周期是π,故 sin 2x 的周期也是π.sin 2x 的周期,由cos x 的2π变为sin 2x 的π. 就是因为符号法“负负得正”所致.因此,正弦函数sin x 的幂符合函数sin m x ,当m =2n 时,sin m x 的最小正周期为π;m = 2n –1时,sin m x 的最小正周期是2π.5、幂复合函数举例【例1】 求 y =|sin x |的最小正周期.【解答】 x x y 2sin |sin |==最小正周期为π.【例2】 35)(sin x y =求的最小正周期.【解答】 5335)(sin )(sin x x =最小正周期为2π.【例3】 求52)(sin x y =的最小正周期.【解答】5252)(sin )(sin x x =最小正周期为π.【说明】 正弦函数sin x 的幂复合函数pq x )(sin . 当q 为奇数时,周期为2π;q 为偶数时,周期为π.三、周期函数的和函数两个周期函数,如 sin x 和 cos x ,它们最小正周期相同,都是 2π. 那么它们的和函数,即 si nx + cos x 的最小正周期如何?)4πsin(2cos sin +=+x x x和函数的周期与原有函数的周期保持不变. 这个结论符合一般情况.对于另一种情况,当相加的两个函数的最小正周期不相同,情况将会如何?1、函数 sin x + sin2 x 的周期性sin x 的最小正周期为2π,sin2x 的最小正周期是π,它们之间谁依赖谁,或依赖一个第三者? 列表如下.表上看到函数sin x +sin2x 的最小正周期是2π.2、函数 sin x + sin2x 的周期性依据上表,作sin x +sin2x 的图像如右.从图上看到,函数的最小正周期为2π. 由si nx ,sin2x 的最小正周期中的大者决定,因为前者是后者的2倍.从图上看到,sin x +sin2x 仍然是个“振动函数”,但振幅已经不是常数了.3、函数sin x +sin32x 的周期性 sin x 的最小正周期为2π,sin 32x 的最小正周期是3π. 它们之间的和sin x + sin 32x 的最小正周期也由“较大的”决定吗?即“和函数”的周期为3π吗?不妨按周期定义进行检验. 设2π0=x 则x 0 +3π=π32π+ 2312π32sin 2πsin 2π)(0+=⎪⎭⎫⎝⎛∙+=⎪⎭⎫ ⎝⎛=f x f )(23127π32sin 27πsin π32ππ)3(00x f f x f ≠+-=⎪⎭⎫⎝⎛∙+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+因此3π不是sin x + sin32x 的最小正周期.通过作图、直观看到,sin x +sin32x 的最小正周期为6π,即sin x 和sin 32x 最小正周期的最小倍数.四、周期函数在高考中三角函数是高考命题的重要板块之一,小题考,大题也考,比分约占高考总分的七分之一,与立体几何相当. 与立几不同的是,它还与函数、方程、不等式、数列、向量等内容综合.正弦函数是三角函数的代表,而周期性又是正弦函数的特性. 关系到正弦函数的试题,有2种形式. (1)直接考,求正弦函数的最小正周期.(2)间接考,考周期在正弦函数性质中的应用. 求单调区间,求最值,简单方程的通解等.1、求正弦函数的周期【例1】 函数 y =|sin 2x|的最小正周期为 (A )2π(B )π (C )2π (D )4π 【解答】 2sin |2sin |2x x y == 最小正周期是2sinx最小正周期的一半,即2π. 答案为(C ) 【说明】 图象法判定最简便,|sin x |的图象是将sin x 的图象在x 轴下方部分折到x 轴上方去. 倍角法定判定最麻烦 x xy cos 212sin2-== 【解答】 (1)y = 2cos2x + 1的最小正周期由cos2x 决定2、求正弦函数的周期【例2】 (1)y =2cos 2x +1的最小正周期为 .(2)y =|sin x + cos x |的最小正周期为 .【解答】 (1)y = 2cos 2x + 1的最小正周期由cos 2x 决定,故答案为π.(2))(sin 2|)sin(|2|cos sin |2ϕϕ+=+=+x x x x 故答案为π.【说明】 )(sin cos 22ϕ+x x 都可看作sin x 的幂函数的复合函数.3、函数周期性应用于求值【例题】 f (x )是R 上的偶函数,且是最小正周期为π的周期函数.【解答】 ⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫⎝⎛3π 3π 32π 35π f f f f 233πsin == 【说明】 周期性应用于区域转化. 将“无解析式”的区域函数转化到“有解析式”的区间上求值.若 时 f (x ) = si nx 试求 的值.4、函数周期性应用于求单调区间【例题】 x ∈R ,求函数 y =sin 2x + 3sin x cos x +2cos 2x 的单调增区间.【解答】 )2cos 1(2sin 2322cos 1x x x y +++-=23)6π2sin(232cos 212sin 23++=++=x x x 函数的最小正周期为π. 令 2π6π22π≤+≤-x 得 6π3π≤≤-x 因为函数周期为π,故函数的单调增区间为⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-6ππ ,3ππk k .【说明】 先求包含零点的增区间,再用最小正周期求单调增区间的集合.周期函数在高考中5、周期性应用于求函数零点【例题】 已知函数412sin 2cos sin cos sin )(2244--++=x x x x x x f .【解答】 41)cos sin 1(2cos sin 1412sin 2cos sin cos sin )(222244---=--++=x x x x x x x x x x fx x 2sin 4141412sin 4121+=-+=令 02s i n4141=+x 得 4π=x 故交点横坐标的值的集合为4π=x .【说明】 先求绝对值最小的解,再利用最小正周期求“通解”.五、高考史上的周期大难题高考史上第一次“周期大难题”出现在恢复高考后的第3年,即1980年的理科数学卷上.本题排在该卷的第六大题上. 在有十个大题的试卷上,这是个中间位置,然而,从当年的得分情况来看,本题的难度超过了包括压轴题和附加题在内的所有题目. 这点为命题人事先未能预料. 后来分析,该题的难点有三 .(1)函数抽象,导致周期中含有参数;(2)求参数范围,与解不等式综合;(3)求最小正整数解,连命题人自拟的“标答”都含糊不清. 20多年来数学界质疑不断.【考题】设三角函数)3π5πsin()(+=k x f ,其中k ≠0.(1)写出 f (x )极大值M 、极小值m 与最小正周期;(2)试求最小的正整数k ,使得当自变量x 在任意两个整数间(包括整数本身)变化时,函数 f (x )至少有一个值是M 与一个值是m .【解答】 (1) M =1,m = -1,k k T π10π25=⨯=.(2)f (x )在它的每一个周期中都恰好有一个值是M 与一个值是m .而任意两个整数间的距离都≥1因此要使任意两个整数间函数f (x )至少有一个值是M 与一个值是m ,必须且只须使 f (x )的周期≤1即:k =32就是这样的最小正整数. .4.31 π10 ,1 π10 =≥≤k k六、高考史上的周期大错题中学教材上的周期函数,一般都是简单和具体的函数. 关于最小正周期的求法,也是一些感性的结果;没有系统和完整“最小正周期”的系统研究.然而,随着“抽象函数”的不断升温,对周期函数周期的考点要求越来越高. 2006年福建理数卷出现的“周期大错题”正是这种盲目拔高的必然结果.【例题】 f (x )是定义在R 上的以3为周期的奇函数,且f (2)=0,则方程f (x )=0在区间(0,6)内解的个数的最小值是A.2B.3C.4D.5【说明】 这是2005年福建卷(理)第12题,命题组提供的答案是D ,即答案为5. 答案D 从何而来?以下,就是“D”的一种解法.【解答】 f (x )周期为3,由 f (2)=0,得 f (5) = f (2)=0,得 f (-1)= f (2-3) = f (2)=0,得 f (-4) = f (2-6) = f (2)=0f (x )为奇函数,得 f (1) = - f (-1) =0 f (4)= - f (-4)=0,得 f (-0)= - f (0),得 f (0)=0 f (3)= f (3+0)= f (0)=0于是,求得 f (x )=0的解为:1、2、3、4、5. 共5个解,答案为D. 【讨论】 除了上述解法得 f (x )=0的5个解外,还有如下的解.根据方程 f (x )=0的定义, x = 1.5 和 x =4.5 也是方程的解,证明如下: 由 f (x )的周期性,知 f (-1.5)= f (1.5) (1) 由 f (x )的奇偶性,知 f (-1.5) = - f (1.5) (2) 从而有 f (1.5)=0,f (4.5) = f (1.5)=0.所以,1.5和4.5也是方程 f (x )=0的解.于是,方程的解共有7个:即是1、1.5、2、3、4、4.5、5. 【思考】 按上面讨论的结果,方程 f (x ) = 0的解至少有7个. 而原题的四个选项支中均没有这个答案. 命题人给定的答案D 是错的. 高考史上的周期大错题【实验检验】 f (x )同时满足4个条件:(1)定义在R 上;(2)奇函数;(3)周期为3;(4)f (2) =0. 据此,我们找到 f (x )的一个具体例子:x x x f 3π4sin 3π2sin)(+= 并在区间(0,6)上找到 f (x )=0的7个解,列表如下:这7个解即是1,1.5,2,3,4,4.5,5.函数x x x f 3π4sin 3π2sin)(+=在一个周期[0,3]上的图像如右. 图像与 x 轴有5个交点,故在[0,6]有9个交点,从而在(0,6)上有7个交点.【反思】 命题人的错误自然出在疏忽二字上. 实在地,本题较难,首先难倒了命题人自己.严格地讲,试题“超纲”. 对两个周期函数的和函数,其最小正周期是它们的“最小公倍数”——这本身就没有进行过证明,对某些具体函数可以具体分析,但对抽象函数来讲,却没有理论依据. 而本题,又恰恰是个抽象函数,而且是个综合问题. 命题出错似乎是必然的.。
三角函数中的正弦函数与余弦函数
三角函数中的正弦函数与余弦函数在数学中,三角函数是研究角的性质和变化规律的重要工具。
其中,正弦函数(sine function)和余弦函数(cosine function)是最基本和常见的两个三角函数。
它们在数学、物理、工程等领域中都有广泛的应用。
本文将对正弦函数和余弦函数进行详细介绍,探讨它们的定义、性质和应用。
一、正弦函数正弦函数是三角函数中最基本的函数之一,通常用符号sin表示。
它可以通过单位圆上的点的纵坐标来定义。
在单位圆上,以圆心为原点,半径为1的圆为基准,对于圆上的任意一点P,其纵坐标y就是正弦函数的值。
正弦函数的定义域是实数集,值域是闭区间[-1,1]。
正弦函数具有以下几个重要的性质:1. 周期性:正弦函数是周期函数,其最小正周期为2π。
也就是说,对于任意实数x,有sin(x+2π)=sin(x)。
2. 奇偶性:正弦函数是奇函数,即满足sin(-x)=-sin(x)。
这意味着正弦函数关于原点对称。
3. 对称性:正弦函数具有轴对称性,即sin(π-x)=sin(x)。
4. 最值:正弦函数的最大值为1,最小值为-1。
正弦函数在数学和物理中有广泛的应用。
例如,在几何学中,正弦函数可以用来求解三角形的边长和角度。
在物理学中,正弦函数可以用来描述波动、振动等现象。
二、余弦函数余弦函数是另一个常见的三角函数,通常用符号cos表示。
它也可以通过单位圆上的点的横坐标来定义。
在单位圆上,以圆心为原点,半径为1的圆为基准,对于圆上的任意一点P,其横坐标x就是余弦函数的值。
余弦函数的定义域是实数集,值域是闭区间[-1,1]。
余弦函数具有以下几个重要的性质:1. 周期性:余弦函数也是周期函数,其最小正周期为2π。
也就是说,对于任意实数x,有cos(x+2π)=cos(x)。
2. 偶性:余弦函数是偶函数,即满足cos(-x)=cos(x)。
这意味着余弦函数关于y轴对称。
3. 对称性:余弦函数具有轴对称性,即cos(π-x)=-cos(x)。
三角函数的单调性与周期知识点
三角函数的单调性与周期知识点三角函数是数学中一类重要的函数,包括正弦函数、余弦函数、正切函数等。
研究三角函数的单调性与周期是深入理解和应用三角函数的基础。
在本文中,我们将重点讨论三角函数的单调性与周期的相关知识点。
一、正弦函数的单调性与周期正弦函数是最常见的三角函数之一,可以表示周期性的波动现象。
正弦函数的标准形式为:f(x) = A*sin(Bx + C) + D,其中A、B、C和D 为常数。
1. 单调性:正弦函数的单调性与其幅值A有关。
当A>0时,正弦函数在每个周期内先上升后下降,即先递增后递减,如图1所示。
当A<0时,正弦函数在每个周期内先下降后上升,即先递减后递增,如图2所示。
插入图1和图22. 周期:正弦函数的周期与参数B有关。
正弦函数的周期为2π/B,其中B 为正数。
当B增大时,正弦函数的周期变短,波动速度加快;当B减小时,正弦函数的周期变长,波动速度减慢。
二、余弦函数的单调性与周期余弦函数也是常用的三角函数之一,可以表示周期性的波动现象。
余弦函数的标准形式为:f(x) = A*cos(Bx + C) + D,其中A、B、C和D为常数。
1. 单调性:余弦函数的单调性与其幅值A有关。
当A>0时,余弦函数在每个周期内先下降后上升,即先递减后递增,如图3所示。
当A<0时,余弦函数在每个周期内先上升后下降,即先递增后递减,如图4所示。
插入图3和图42. 周期:余弦函数的周期与参数B有关。
余弦函数的周期为2π/B,其中B 为正数。
当B增大时,余弦函数的周期变短,波动速度加快;当B减小时,余弦函数的周期变长,波动速度减慢。
三、正切函数的单调性与周期正切函数是三角函数中的一种特殊函数,可以表示角度的对称性关系。
正切函数的标准形式为:f(x) = A*tan(Bx + C) + D,其中A、B、C 和D为常数。
1. 单调性:正切函数在每个周期内都存在间断点,因此不存在严格的单调性。
三角函数的周期性与特殊性质
三角函数的周期性与特殊性质三角函数是数学中重要的基础概念之一,在数学、物理、工程等学科中都有广泛的应用。
在三角函数中,最常见的三个函数分别是正弦函数、余弦函数和正切函数。
本文将探讨三角函数的周期性与特殊性质。
一、正弦函数的周期性与特殊性质正弦函数是三角函数中最基本的函数之一。
它的定义域是整个实数集,值域在[-1, 1]之间。
正弦函数的图像呈现出一种周期性的规律,即在一定的区间内,函数的值会重复出现。
其周期为2π,即在每个2π的区间内,正弦函数的图像会重复。
除了周期性外,正弦函数还具有一些特殊性质。
首先,正弦函数是一个奇函数,即满足f(x) = -f(-x)的性质。
这意味着正弦函数的图像关于原点对称,对于任意的x,有f(x) = -f(-x)。
其次,正弦函数具有较强的可导性,导数为余弦函数,即f'(x) = cos(x)。
这一性质在求解许多实际问题中起到了重要的作用。
二、余弦函数的周期性与特殊性质余弦函数也是三角函数中常见的函数之一。
它的定义域是整个实数集,值域在[-1, 1]之间。
与正弦函数类似,余弦函数的图像也呈现出周期性的规律,其周期同样为2π,即在每个2π的区间内,余弦函数的图像会重复。
除了周期性外,余弦函数还具有一些特殊性质。
首先,余弦函数是一个偶函数,即满足f(x) = f(-x)的性质。
这意味着余弦函数的图像关于y轴对称,对于任意的x,有f(x) = f(-x)。
其次,余弦函数的导数为负的正弦函数,即f'(x) = -sin(x)。
这一性质在求解一些曲线的切线问题中起到了重要的作用。
三、正切函数的周期性与特殊性质正切函数是三角函数中最常用且具有特殊性质的函数之一。
它的定义域是实数集上所有除去奇点的点,即除去所有形如kπ+(π/2)的点,其中k为整数。
值域为整个实数集。
正切函数的图像也呈现出周期性的规律,但其周期为π,即在每个π的区间内,正切函数的图像会重复。
正切函数的特殊性质之一是其值域的性质。
初中数学 正弦函数和余弦函数的周期是多少
初中数学正弦函数和余弦函数的周期是多少正弦函数和余弦函数的周期都是2π。
在本文中,我们将详细解释为什么这两个三角函数的周期是2π,并提供一些例子来帮助你更好地理解。
首先,让我们看看正弦函数的周期是如何得出的。
正弦函数的定义是sin(x) = y,其中x是自变量(通常表示角度),y是正弦函数的值。
我们知道,正弦函数在[0, 2π]的范围内是一个完整的周期,即sin(x) = sin(x + 2π)。
这意味着当自变量增加2π时,正弦函数的值将重复。
例如,考虑正弦函数在[0, 2π]范围内的图像。
当x = 0时,sin(0) = 0;当x = π/2时,sin(π/2) = 1;当x = π时,sin(π) = 0;当x = 3π/2时,sin(3π/2) = -1;当x = 2π时,sin(2π) = 0。
我们可以看到,当x增加2π时,正弦函数的值重新回到原来的值。
因此,正弦函数的周期是2π。
接下来,让我们来看看余弦函数的周期是如何得出的。
余弦函数的定义是cos(x) = y,其中x 是自变量(通常表示角度),y是余弦函数的值。
与正弦函数类似,余弦函数在[0, 2π]的范围内也是一个完整的周期,即cos(x) = cos(x + 2π)。
当自变量增加2π时,余弦函数的值也会重复。
例如,考虑余弦函数在[0, 2π]范围内的图像。
当x = 0时,cos(0) = 1;当x = π/2时,cos(π/2) = 0;当x = π时,cos(π) = -1;当x = 3π/2时,cos(3π/2) = 0;当x = 2π时,cos(2π) = 1。
同样地,当x增加2π时,余弦函数的值重新回到原来的值。
因此,余弦函数的周期也是2π。
综上所述,正弦函数和余弦函数的周期都是2π。
这意味着在[0, 2π]范围内的正弦函数和余弦函数的图像将重复出现。
通过了解这个周期性质,我们可以更好地理解和应用正弦函数和余弦函数在数学和物理中的各种问题。
sin函数图像周期性
sin函数图像周期性
sin函数图像周期性:最小正周期都是2π。
sin的图象性质:
1、周期性:最小正周期都是2π。
2、奇偶性:奇函数。
3、对称性:对称中心是(Kπ,0),K∈Z;对称轴是直线x=Kπ+π/2,K∈Z。
4、单调性:在[2Kπ-π/2,2Kπ+π/2],K∈Z上单调递增;在[2Kπ+π/2,2K π+3π/2],K∈Z上单调递减。
正弦函数图象的作法:
1、描点法:关键是选定一个周期,把这个周期分成四等份,根据三个分点及两个端点所对应的函数值确定出的点,确定函数图象的大致形状。
2、几何法:一般是用三角函数线来作出图象。
注意:
(1)作图象时自变量要用弧度制;
(2)在对精确度要求不太高时,一般使用“五点法”。
三角函数的周期性
三角函数的周期性三角函数是我们在学习高中数学时必修的一门课程。
在三角函数中,周期性是一个重要的概念。
周期性是指函数在一定范围内的值有规律地重复出现。
在三角函数中,有三种函数具有周期性,它们分别是正弦函数、余弦函数和正切函数。
正弦函数的周期性正弦函数的周期性是指在一定范围内,正弦函数的值会按照一定的规律循环出现。
正弦函数的定义域是实数集,值域是闭区间[-1,1]。
正弦函数的图像是一条连续的波形,它的形状是上下有限的缓慢起伏的波浪线。
正弦函数的周期是2π,即在一个周期内,正弦函数的值会从1降到-1,再从-1升到1。
如果我们对正弦函数进行平移和拉伸,则周期会发生变化。
余弦函数的周期性余弦函数与正弦函数非常相似,它们的周期相同,都是2π。
余弦函数的定义域是实数集,值域是闭区间[-1,1]。
余弦函数的图像也是一条连续的波形,形状上下有限的缓慢起伏的波浪线。
余弦函数的周期与正弦函数的周期相同,但是它们的波形有所不同。
余弦函数的波形是将正弦函数的波形上下翻转再向左平移π/2个单位,即余弦函数的波形是正弦函数波形上下翻转,再向左移动π/2个单位。
正切函数的周期性正切函数是另一种具有周期性的三角函数。
正切函数的定义域是所有不为π/2+ kπ,k∈Z的实数,值域是实数集。
正切函数的图像是一条不连续的波形,它在每个周期内重复出现。
正切函数的周期是π,即在一个周期内,正切函数的值会从0降到-∞,再从-∞升到0,然后从0升到∞,最后再从∞降到0。
正切函数在定义域内存在无限个不连续点,因此它的图像是由一条条的线段组成,每个线段的斜率为正或负无穷。
三角函数的周期性在数学中有着广泛的应用。
它们除了可以用来描述波的传播、音乐和图形外,还可以用来描述周期性运动、波动和天文学等领域中的现象。
周期性是三角函数的一个特性,在实际问题中经常有用的信息,了解三角函数的周期性可以帮助我们更好地分析和解决实际问题。
总之,在学习三角函数时,我们需要深入理解周期性的概念,掌握正弦函数、余弦函数和正切函数的周期,为日后更深入地研究三角函数打下良好的基础。
正弦函数、余弦函数周期性
三角函数的和差化积公式与周期性
和差化积公式
sin(a+b)和cos(a+b)可以通过sin(a)、 cos(a)、sin(b)、cos(b)的和差化积公式计 算得出。
周期性
03
在代数和微积分中,正弦函数和余弦函数也经常出现。例如,在求解微分方程 时,可以使用正弦函数和余弦函数的性质来简化问题。
在物理、工程等领域的应用
在物理学中,正弦函数和余弦函数广泛应用于振动、波动和 交流电等领域。例如,简谐振动的位移、速度和加速度都可 以用正弦函数和余弦函数来表示。
在工程领域,正弦函数和余弦函数也经常被用于解决与周期 性变化相关的问题。例如,在机械工程中,可以使用正弦函 数和余弦函数来描述旋转运动;在电子工程中,正弦函数和 余弦函数用于描述交流电的电来自和电流。在日常生活中的应用
正弦函数和余弦函数在日常生活中的应用也非常广泛。例 如,在计算投资回报率时,可以使用正弦函数和余弦函数 的性质来分析利率的变化;在气象学中,可以使用正弦函 数和余弦函数来描述气候的周期性变化。
此外,正弦函数和余弦函数还在音乐、摄影等领域有应用 。例如,在音乐中,可以使用正弦函数和余弦函数来描述 音调和节奏;在摄影中,可以使用正弦函数和余弦函数的 性质来调整图像的亮度和对比度。
02
正弦函数、余弦函数周期性 的性质
最小正周期
1 2
3
最小正周期定义
对于函数y=Asin(ωx)+b或y=Acos(ωx)+b,如果存在一个最 小的正数T,使得当x取T内的任何值时,函数值都能重复出现, 那么T就是该函数的最小正周期。
三角函数的特殊值和周期性
三角函数的特殊值和周期性三角函数是数学中的一个重要分支,可以用于描述周期性和振荡现象,如波浪、振动、电信号等。
在学习三角函数时,需要掌握它们的特殊值和周期性,这对于解题和理解三角函数的性质非常关键。
一、正弦函数和余弦函数的特殊值正弦函数和余弦函数是最基本的三角函数,在计算中常常需要用到它们的特殊值。
以下是正弦函数和余弦函数在0°、30°、45°、60°、90°这几个角度下的值:正弦函数的特殊值:sin(0°)=0, sin(30°)=1/2, sin(45°)=√2/2,sin(60°)=√3/2, sin(90°)=1余弦函数的特殊值:cos(0°)=1, cos(30°)=√3/2, cos(45°)=√2/2,cos(60°)=1/2, cos(90°)=0需要注意的是,在计算中所使用的函数值是弧度制下的值。
二、正切函数和余切函数的特殊值正切函数和余切函数在三角函数中也是非常重要的一类函数,它们和正弦函数、余弦函数的关系也非常密切。
以下是正切函数和余切函数在0°、30°、45°、60°、90°这几个角度下的值:正切函数的特殊值:tan(0°)=0, tan(30°)=1/√3, tan(45°)=1, tan(60°)=√3, tan(90°)不存在余切函数的特殊值:cot(0°)不存在, cot(30°)=√3, cot(45°)=1,cot(60°)=1/√3, cot(90°)=0三、三角函数的周期性三角函数的周期性是指函数呈现出一定的规律性,即在一定的区间内,函数的值不断变化,然而这种变化呈现出一定的规律性,与前一个周期内的变化情况相似。
三角函数的周期与频率
三角函数的周期与频率三角函数是数学中的重要概念之一,它具有周期性和频率性的特点。
本文将介绍三角函数的周期与频率,并讨论它们在实际问题中的应用。
一、周期的定义周期是指函数在一定区间内重复出现的性质。
对于三角函数而言,周期是指函数的基本图形在横轴上重复出现的最小区间长度。
三角函数包括正弦函数、余弦函数和正切函数,它们都具有周期性。
二、正弦函数的周期与频率正弦函数的周期是2π,也就是说,正弦函数的图像在横轴上每隔2π个单位长度重复一次。
在数学表示上,正弦函数可以用sin(x)表示,其中x是自变量。
频率是指单位时间内完成一个周期的次数。
在正弦函数中,频率与周期的倒数是相等的。
由于一个周期是2π,所以频率就是1/2π,即约0.159。
频率的单位是赫兹(Hz)。
三、余弦函数的周期与频率余弦函数的周期也是2π,与正弦函数相同。
余弦函数可以用cos(x)表示,其中x是自变量。
与正弦函数类似,余弦函数的频率也是1/2π。
四、正切函数的周期与频率正切函数的周期是π,也就是说,正切函数的图像在横轴上每隔π个单位长度重复一次。
正切函数可以用tan(x)表示,其中x是自变量。
正切函数的频率是1/π。
五、应用举例三角函数的周期与频率在实际问题中有广泛的应用。
举例来说,电流的变化可以用正弦函数来描述。
在交流电路中,电流的周期是50Hz,频率是1/50s。
此外,三角函数的周期与频率还在信号处理、音乐、振动学等领域有着广泛的应用。
通过对三角函数的周期与频率的研究和分析,可以更好地理解和描述各种周期性现象,为相关问题的解决提供有效的方法和工具。
六、总结三角函数是周期性和频率性的函数,其中正弦函数、余弦函数和正切函数都具有周期性。
正弦函数和余弦函数的周期都是2π,频率是1/2π;正切函数的周期是π,频率是1/π。
三角函数的周期与频率在实际问题中有广泛的应用,帮助人们更好地理解和解决相关问题。
通过本文的介绍,相信读者对三角函数的周期与频率有了更深入的了解。
数学函数6个周期性公式推导
数学函数6个周期性公式推导数学函数的周期性是指函数在一定区间内以其中一种规律重复出现的性质。
下面将推导出六个常见的周期性函数公式,即正弦函数、余弦函数、正切函数、指数函数、对数函数和常函数的周期性公式:1.正弦函数的周期性公式推导:正弦函数的定义为f(x) = sin(x),其中x为实数。
根据正弦函数的属性,它的最小正周期为2π,即sin(x) = sin(x + 2π)。
进一步推导,可以得到sin(x) = sin(x + 2πk),其中k为任意整数。
因此,正弦函数的周期性公式为sin(x) = sin(x + 2πk),k为整数。
2.余弦函数的周期性公式推导:余弦函数的定义为f(x) = cos(x),其中x为实数。
根据余弦函数的属性,它的最小正周期也为2π,即cos(x) = cos(x + 2π)。
进一步推导,可以得到cos(x) = cos(x + 2πk),其中k为任意整数。
因此,余弦函数的周期性公式为cos(x) = cos(x + 2πk),k为整数。
3.正切函数的周期性公式推导:正切函数的定义为f(x) = tan(x),其中x为实数。
根据正切函数的属性,它的最小正周期为π,即tan(x) = tan(x + π)。
进一步推导,可以得到tan(x) = tan(x + πk),其中k为任意整数。
因此,正切函数的周期性公式为tan(x) = tan(x + πk),k为整数。
4.指数函数的周期性公式推导:指数函数的定义为f(x)=a^x,其中a为正实数、且a≠1,x为实数。
指数函数并没有严格的周期性,但它满足更一般的周期性性质,即f(x+T)=f(x),其中T为任意正数。
因此,指数函数的周期性公式为f(x+T)=f(x),其中T为正数。
5.对数函数的周期性公式推导:对数函数的定义为f(x) = logₐ(x),其中a为正实数、且a≠1,x为正实数。
对数函数并没有严格的周期性,但它满足更一般的周期性性质,即f(x + T) = f(x),其中T为任意正数。
正弦函数的周期性
正式函数的周期性是指它在一定的取值范围内,其函数值按照一定的规律重复出现。
正弦函数的周期性是指,它在一定的取值范围内,其函数值按照其特定的正弦曲线重复出现。
正弦函数的周期性是由它的函数表达式决定的,即y=sin(x),其中x是弧度值,每隔2π弧度,函数值都会重复出现,因此正弦函数的周期性为2π。
也就是说,在一个周期内,正弦函数的值会从最小值开始,然后逐渐增大,直到最大值,然后再逐渐减小,最后又回到最小值。
正弦函数的周期性指的是正弦函数在一定的时间内重复自身的特性。
它的周期性表示为一个实数T,满足以下关系:sin(x+T) = sin(x),其中x为任意实数。
T的值为2π,即每隔2π的距离,正弦函数都会重复一次。
正式函数的周期性指的是它在一定的范围内重复出现的特性。
正弦函数的周期性表现为,在定义域内,它的值在一定的范围内重复出现,比如它的定义域为[-π,π],那么在这个范围内,它的函数值会在[-1,1]之间重复出现。
正式函数的周期性指的是正弦函数在特定的范围内重复出现的周期性特性。
正式函数的周期性可以表示为周期T,即在一个完整的周期内,正弦函数的值将重复出现。
正弦函数的周期性可以分为三种:一个完整的周期,半个周期和四分之一周期。
一个完整的周期指的是正弦函数在一个完整的周期内,从最小值开始,到最大值结束,再回到最小值,如此循环往复,这样的周期性称为一个完整的周期。
半个周期指的是正弦函数从最小值开始,到最大值,然后回到零点,如此循环往复,这样的周期性称为半个周期。
四分之一周期指的是正弦函数从最小值开始,到最大值,然后回到一半的最小值,如此循环往复,这样的周期性称为四分之一周期。
三角函数的周期性质
三角函数的周期性质三角函数是初中数学和高中数学中经常遇到的一种函数,其中最为重要且最为基础的就是正弦函数、余弦函数和正切函数。
在学习三角函数的过程中,最基础的性质之一就是它们的周期性,下面将重点探讨三角函数的周期性质。
一、周期的概念周期是指函数在自变量每变化一定的量时,函数值发生可重复的变化,即函数呈现出相同的形态的距离称为函数的一个周期。
对于周期函数而言,如果我们将一个周期内的函数图像平移一个周期,那么这个图像是不会发生改变的。
二、正弦函数的周期性质正弦函数是最为基础的三角函数之一,它的图像一般呈现出一条波浪线。
正弦函数的周期是2π,这意味着当自变量增加2π时,函数值会回到原来的位置,这种现象会不断重复。
例如,当自变量为0时,函数值为0;而当自变量为2π时,函数值再次为0。
同样地,当自变量为π/2时,函数值为1;而当自变量为3π/2时,函数值再次为1。
这说明正弦函数的周期性非常明显,因为每个周期的长度都为2π。
三、余弦函数的周期性质余弦函数也是三角函数中最为基础的一种,它的图像呈现出一条先上升后下降的曲线。
余弦函数的周期同样是2π,这意味着当自变量增加2π时,函数值会回到原来的位置,这种现象会不断重复。
例如,当自变量为0时,函数值为1;当自变量为π时,函数值再次为1。
同样地,当自变量为π/2时,函数值为0;而当自变量为3π/2时,函数值也为0。
这说明余弦函数的周期性质与正弦函数是完全一致的。
四、正切函数的周期性质正切函数的图像是呈现出一个周期性的图像,但是它的周期和正弦和余弦函数是不同的。
正切函数的最基本图像是呈现出一条斜线,这条斜线有一个水平渐近线和一个垂直渐近线。
正切函数的一个周期是π,这意味着当自变量增加π时,函数值会回到原来的位置,这种现象会不断重复。
例如,当自变量为0时,函数值为0;而当自变量为π时,函数值也为0。
同样地,当自变量为π/4时,函数值为1;当自变量为5π/4时,函数值也为1。
三角函数的周期性与振幅
三角函数的周期性与振幅是三角函数特性中的重要组成部分,对于理解三角函数在各种数学和物理问题中的应用至关重要。
以下是对这两个特性的详细探讨。
一、三角函数的周期性周期性是指函数在某一特定的区间内重复出现的现象。
对于三角函数来说,周期性表现为函数图像在水平方向上呈现规律性的重复。
其中,正弦函数(sin)和余弦函数(cos)是最基本的三角函数,它们的周期性特性表现在以下方面。
1. 正弦函数和余弦函数的周期性:正弦函数和余弦函数的周期性是2π,意味着函数的值在每隔2π的间隔内重复出现。
这一特性使得正弦函数和余弦函数在描述周期性现象,如波动、振动等方面具有广泛的应用。
2. 其他三角函数的周期性:除了正弦函数和余弦函数外,其他三角函数如正切函数(tan)、余切函数(cot)、正割函数(sec)和余割函数(csc)也具有周期性。
但是,它们的周期与正弦函数和余弦函数不同,例如正切函数和余切函数的周期为π。
二、三角函数的振幅振幅是指函数值在垂直方向上的变化范围。
对于三角函数来说,振幅决定了函数图像在垂直方向上的大小。
在基本的三角函数形式中,振幅通常是1,但在实际应用中,我们经常会遇到振幅不为1的三角函数。
1. 振幅对函数图像的影响:振幅的大小决定了函数图像在垂直方向上的振幅。
当振幅大于1时,函数图像在垂直方向上的变化范围增大;当振幅小于1时,函数图像在垂直方向上的变化范围减小。
这种变化可以用来描述不同的物理现象,如振动的强度、波动的幅度等。
2. 振幅与周期的关系:在三角函数中,振幅与周期是两个独立的参数。
振幅的改变不会影响函数的周期性,同样,周期的改变也不会影响函数的振幅。
这使得我们可以在保持周期不变的情况下,通过改变振幅来调整函数的形态;反之亦然。
三、应用举例1. 振动分析:在物理学中,三角函数的周期性和振幅被广泛应用于振动分析。
通过测量物体振动的周期和振幅,可以了解物体的振动特性和能量分布。
例如,在机械工程中,通过对机器振动数据的分析,可以诊断机器的运行状态,预测维护周期等。
正弦函数的定义与性质
正弦函数的定义与性质正弦函数是数学中常见的一类周期函数,其定义与性质有着重要的意义。
本文将介绍正弦函数的定义以及其相关的性质,包括周期性、奇偶性、对称轴、最值、图像特征等内容。
一、定义正弦函数,通常用sin(x)表示,是一个以x为自变量的函数。
它的定义域是所有实数集,值域是闭区间[-1, 1]。
正弦函数可以表示为一个无穷级数的形式:sin(x) = x - x³/3! + x⁵/5! - x⁷/7! + ...二、周期性正弦函数具有周期性,即sin(x)的图像在横坐标上以2π为一个周期进行周期重复。
也就是说,对于任意实数x,有sin(x + 2π) = sin(x)。
三、奇偶性正弦函数是一个奇函数,即对于任意实数x,有sin(-x) = -sin(x)。
这意味着当x取负值时,正弦函数值也会取相应的负值,并且以y轴为对称轴。
四、对称轴正弦函数在y轴上有一个对称轴,即sin(x) = sin(-x)。
这意味着当x 取正值时,正弦函数值也会取相应的正值。
对称轴是函数图像的特点之一,也是正弦函数的重要性质之一。
五、最大值与最小值正弦函数的最大值为1,最小值为-1。
根据正弦函数的定义域和值域可知,对于任意实数x,有-1 ≤ sin(x) ≤ 1。
最大值和最小值在正弦函数的图像中对应于函数图像的波峰和波谷。
六、图像特征正弦函数的图像是一个连续的曲线,呈现出波浪状的特点。
它在原点处穿过y轴,并以y轴为对称轴。
正弦函数图像的波长表示波的周期长度,而波的高度表示函数的振幅。
在平面直角坐标系中,以y = sin(x)作为函数图像,其图像沿x轴方向无限延伸,形成一条典型的波浪线。
当x取不同的值时,观察其函数值变化可以更好地理解正弦函数的性质与特点。
正弦函数在数学和物理学中具有广泛的应用。
在三角学中,正弦函数是一种基本的三角函数,与余弦函数、正切函数等共同构成了三角函数的重要组成部分。
同时,正弦函数在波动现象的描述中也起着重要的作用。
三角函数的周期性
(1)f ( x ) cos 2 x 解:设f ( x ) cos 2 x的周期为T . 则 f ( x T ) f ( x) 即 cos 2 x T cos 2 x cos 2 x 2T cos 2 x 令u 2 x,则 cos u 2T cos u 对任意实数u都成立, 又 y cos u的周期为2 , 2T T 2 , 即T .
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t
解:(1)由图象可知,该函数的周期 为1.5s. (2)设h=f(t), 由函数的周期为 1.5s,可知f(10)=f(1+6×1.5)=f(1)=20, 故t=10s时钟摆的高度为20mm.
应用
例2.求下列函数的周期 (1) f ( x ) cos 2 x , 1 (2) f ( x ) 2sin( x ), 2 6
注2: 对于一个周期函数f(x),如果在它所 有的周期中存在一个最小的正数,那么这 个最小的正数就叫做f(x)的最小正周期。
周期函数的图象具特征:
重复性
h 50
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结论1: 正弦函数和余弦函数都是周 期函数 2π是周期.
周期求法:
• 1.定义法: • 2.公式法: • 3.图象法:
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————周期性
一、复习:y y=sinx yy==scinoxsx (x1 R)的图像
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ห้องสมุดไป่ตู้
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5 6 x
y
y=cosx
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5 6 x
• 1正弦函数、余弦函数的图像是有规律 不断重复出现的;
• 2规律是:每隔2重复出现一次(或者 说每隔2k,kZ重复出现)
• 注意:1周期函数x定义域M,则 必有x+TM, 且若T>0则定义域无上 界;T<0则定义域无下界;
• 2“每一个值”只要有一个反例,则f
(x) 就 不 为 周 期 函 数 ( 如 f (x0))
(x0+t)f
• 3T 往 往 是 多 值 的 ( 如 y=sinx
2,4,…,-2,-4,…都是周期)周期
T中最小的正数叫做f (x)的最小正周
期(有些周期函数没有最小正周期
)
y=sinx, y=cosx的最小正周期为 2 (一般称为周期)
三、y=sinωx, y=cosωx的最小 正周期的确定
• 例1、求下列三角函数的周期: ①y=3cosx
②y=sin(x+ )
3
③y=cos2x
④y=3sin(
x 2
)5
• 小 结 : 形 如 y=Asin(ωx+φ) (A,ω,φ为常数,A0, xR) 2
周期T=
y=Acos(ωx+φ)也可同法求之.
• 例2、求下列函数的周期:
1y=sin(2x+ )+2cos(3x- )
4
6
2 y=|sinx|
3 y=2sinxcosx+2cos2x-1
注意小结这两种类型的解题规律:
⑴两个周期函数的和或差不一定是 周期函数,当且仅当 n 是有理数时 , 函 数 y=Asin mx±mBcos nx 或 y=Asin mx±Btan nx才是周期函 数 , 它 的 最 小 正 周 期 T 等 于 Asin mx的周期T1与Bcos nx的周期T2 的最小公倍数。若T1和T2为分数, 那么T可以通过求分子的最小公倍 数除以分母的最大公约数而得。
⑵ 一 般 的 函 数 y=|sin(ωx+φ)| 或 y=|cos(ωx+φ)| 的 最 小 正 周 期 y=sin(ωx+φ) 或 y=cos(ωx+φ) 的 最 小正周期的一半.(这个结论值得记忆
)
四、课堂小结:
• 1、周期函数的定义,周期,最小 正周期
• 2、求某些三角函数的最小正周期 ,一般化函数为同角的同名函数 ,再求周期
• 3这个规律由诱导公式sin(2k+x)=sinx, os(2k+x)=cosx
结论:象这样一种函数叫做周期 函数。
二、周期函数定义
对于函数f (x),如果存在一个非 零常数T,使得当x取定义域内 的每一个值时,都有:f (x+T)=f (x)那么函数f (x)就叫做 周期函数,非零常数T叫做这个 函数的周期。