函数的周期性

来源 :中外教育研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaofch22
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  周期性,三角中研究的较多,代数中研究的较少,下面我们看关于周期函数的几个命题:
  定义:若T为非零常数,对于定义域内的任一x,f(T+x)=f(x)恒成立,则f(x)叫做周期函数,T叫做这个函数的一个周期。
  [命题1]若f(x)为偶函数,且f(a+x)=f(a-x),x∈R,则2a为函数f(x)的周期。(证明略)
  [命题2]若f(x)函数满足f(a+x)=f(a-x)且f(b+x)=f(b-x),x∈R,则2(b-a)为函数f(x)的周期。
  证明:f[x+2(b-a)]=f[b+(x+b-2a)]=f[b-(x+b-2a)]=f(2a-x)=f[a+(a-x)]=f[a-(a-x)]=f(x)。
  [命题3]若函数f(x)为奇函数,且f(a+x)=f(a-x),x∈R,则4a为函数f(x)的周期。
  证明:f(x+4a)=f[a+(3a+x)]=f[a-(3a+x)]=f(-2a-x)=-f(2a+x)=-f[a+(a+x)]=-f[a-(a+x)]=-f(-x)=f(x)。
  [命題4]若函数f(x)满足f(x+a)=f(x+b),(a≠b),x∈R,则 为函数f(x)的周期。
  证明:当a>b时, =a-b。
  f[x+(a-b)]=f[(x-b)+a]=f[(x-b)+b]=f(x)。
  当a<b时, =b-a。
  f[x+(b-a)]=f[(x-a)+b]=f[(x-a)+a]=f(x)。
  [命题5]若函数f(x)满足f(x+a)=-f(x),x∈R,则2a为函数f(x)的周期。(证明略)
  [命题6]若函数f(x)满足f(x+a)= ,x∈R,
  则2a为函数f(x)的周期。
  证明:f(x+2a)=f[(x+a)+a]
  = = =f(x)
  [命题7]若函数f(x)满足f(a+x)+f(a-x)=2b且f(m+x)+f(m-x)=2b,x∈R,则2(a-m)为函数f(x)的周期。
  证明:f[x+2(a-m)]=f[(x+a)+(a-2m)]=2b-f[(a-2m)-(x+a)]=2b-f(-x-2m)=2b-f[-m-(x+m)]=2b-{2b-f[-m+(x+m)]}=f(x)。
  [命题8]若函数f(x)满足f(a+x)=f(a-x)且f(m+x)+f(m-x)=2n,x∈R,则4(a-m)为函数f(x)的周期。
  证明:f[x+4(a-m)]=f[(2a-4m)+(x+2a)]=f[(2a-4m)-(x+2a)]=f(-4m-x)=f(-4m+x)=2n-f(-4m-x)=2n-f[-2m-(x+2m)]=2n-{2n-f[-2m+(x+2m)]}=f(x)。
  例1,[2006年高考数学(山东理科)第6题]已知定义在R上的奇函数f(x),满足f(x+2)=-f(x),则f(6)的值为( )。
  A.-1 B.0 C.1 D.2
  解:由命题5可知函数f(x)以4为周期的周期函数,又f(x)是定义在R上的奇函数,故有f(6)=f(2)=f(-2)=-f(2)=0。
  例2,[2006年高考数学(安徽理科)第15题]函数f(x)
  对于任意实数x满足条件f(x+2)= ,若f(1)=-5,
  则f(f(5)) 。
  解:由命题6可知函数f(x)以4为周期的周期函数,所以
  f(1)=f(5)=-5,f(-1+2)= =-5,故有f(f(5))
  =f(-5)=f(-1)=- 。
  例3,函数f(x)对任意x∈R,有f(x)+f(-x)=0,f(x+1)=f(x-1),求f(2008)。
  解:由函数的对称性可知函数f(x)对于坐标原点对称,即函数f(x)是奇函数,所以f(x+1)+f(1-x)=0,由命题7可知函数f(x)以T=2(1-0)=2为周期的周期函数,故有f(0)=0,f(0)=f(2)=…=f(2008)=0。
  例4,设f(x)是定义在R上的奇函数,且f(x+2)=-f(x),当0≤x≤1时,f(x)=x,则f(7.5)=( )。
  A.0.5 B.-0.5 C.1.5 D.-1.5
  解:由命题5可知函数f(x)以4为周期的周期函数,∵y=f(x)是定义在R上的奇函数,∴f(7.5)=f(8-0.5)=f(-0.5)=-f(0.5)=-0.5,故选B。
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