Как найти период алгебра 10 класс

Дата публикации: 09 апреля 2017.

Урок и презентация на тему: “Периодичность тригонометрических функций. Определение. Примеры решения задач”

Дополнительные материалы
Уважаемые пользователи, не забывайте оставлять свои комментарии, отзывы, пожелания! Все материалы проверены антивирусной программой.


Скачать:
Периодичность тригонометрических функций (PPTX)


Что будем изучать:
1. Определение.
2. Период функции.
3. Основной период функции.
4. Примеры.

Определение периодичности

Ребята, рассмотрим подробно одно из свойств тригонометрических функций – периодичность. Так что же это такое?

Определение
Функция y=f(x) называется периодической, если существует такое отличное от нуля число Т, что выполняется тождество:

f(x-T)=f(x)=f(x+T)

Число Т называется периодом функции.

Из формул привидения мы знаем:

sin(x-2π)=sin(x)= sin(x+ 2π)

cos(x-2π)=cos(x)= cos(x+ 2π),

Таким образом мы доказали периодичность функций sin(x) и cos(x), причем стоит заметить, что число 2π – период наших функций.

Свойства периодичности

Рассмотрим конкретный пример.

Если функция y=f(x) имеет период Т, то для построения графика функции нужно сначала построить ветвь (волну, часть) графика налюбом промежутке длины Т, а затем сдвинуть эту ветвь по оси абсцисс влево и вправо на Т, 2Т, 3Т и так далее.
У периодической функции бесконечно много периодов, если Т период, то и 2Т и 3Т и 10Т тоже периоды, вообще любое число вида: kT, где k- целое число.
Наименьший положительный период называется основным периодом.

Периодичность
Построение графика функции.
Любое число вида 2πk, где k – целое число, является периодом функции y=sin(x)=sin(x+ 2πk), y=cos(x)=cos(x+ 2πk)
2π – основной период этих функций.

Периодичность
Основной период функций вида sin(kx), cos(kx) равен |2π/k |

Пример №1

Найти основной период функции sin(7x)

Решение:
Пусть Т основной период нашей функции, тогда: sin(7x)=sin(7(x+t))=sin(7x+7t).
мы знаем что 2πk период синуса, найдем решение нашей задачи:
sin(7x+7t)= sin(7x+ 2πk)

7t = 2πk

t = 2πk/7

Ответ: T = 2πk/7

Пример №2

Найти основной период функции cos(0.3x)br />
Решение: 
Пусть Т основной период нашей функции, тогда: cos(0.3x)=cos(0.3(x+t))=cos(0.3x+0.3t).

мы знаем что 2πk период косинуса, найдем решение нашей задачи:

cos(0.3x+0.3t)= cos (0.3x+ 2πk)

0.3t = 2πk

t = 2πk/0.3=2πk ×10/3=20πk/3

Ответ: T = 20πk/3
Задачи для самостоятельного решения
Найти основной период функции cos(0.7x), sin(5x), sin(0.4x), cos(8x).

Фестиваль педагогических идей «Открытый урок»
Свидетельство о регистрации средства массовой информации ЭЛ №ФС77-69741 от 5 мая 2017 г.









Почтовый и фактический адрес:
ул. Платовская, 4,
Москва,
Россия,
121151,
ИД «Первое сентября», Оргкомитет фестиваля «Открытый урок»








Обратная связь
urok@1sept.ru
+7 (495) 637-82-73 доб. 6

Как найти период функции вида y=Af(kx+b), где A, k и b — некоторые числа? Поможет формула периода функции

    [{T_1} = frac{T}{{left| k right|}}]

где T — период функции y=f(x). Эта формула позволяет быстро найти период тригонометрических функций такого вида. Для функций y=sin x и y=cos x наименьший положительный период T=2п, для y=tg x и y=ctg x T=п. Рассмотрим на конкретных примерах, как найти период функции, используя данную формулу.

Найти период функции:

1) y=5sin(3x-п/8).

Здесь А=5, k=3, b=-п/8. Для нахождения периода нам нужно только k — число, стоящее перед иксом. Поскольку период синуса T=2п, то период данной функции

    [{T_1} = frac{T}{{left| k right|}} = frac{{2pi }}{{left| 3 right|}} = frac{{2pi }}{3}.]

    [2)y = frac{2}{7}cos (frac{pi }{5} - frac{x}{{11}})]

А=2/7, k=-1/11, b=п/5. Поскольку период косинуса T=2п, то

    [{T_1} = frac{T}{{left| k right|}} = frac{{2pi }}{{left| { - frac{1}{{11}}} right|}} = 2pi  cdot 11 = 22pi .]

    [3)y = 0,3tg(frac{{5x}}{9} - frac{pi }{7})]

А=0,3, k=5/9, b=п/7. Период тангенса равен п, поэтому период данной функции

    [{T_1} = frac{T}{{left| k right|}} = frac{pi }{{left| {frac{5}{9}} right|}} = frac{{9pi }}{5}.]

    [4)y = 9ctg(0,4x - 7)]

А=9, k=0,4, b=-7. Период котангенса равен п, поэтому период данной функции есть

    [{T_1} = frac{T}{{left| k right|}} = frac{pi }{{left| {0,4} right|}} = frac{{10pi }}{4} = frac{{5pi }}{2}.]

Слайд 1

Алгебра и начала анализа, 10 класс (профильный уровень) А.Г.Мордкович, П.Е.Семёнов Учитель Волкова С.Е.

Слайд 2

Определение 1 Говорят, что функция y = f (x), x ∈ X имеет период Т, если для любого х ∈ Х выполняется равенство f (x – T) = f (x) = f (x + T) . Если функция с периодом Т определена в точке х, то она определена и в точках х + Т, х – Т. Любая функция имеет период, равный нулю при Т = 0 получим f(x – 0) = f(x) = f(x + 0) .

Слайд 3

Определение 2 Функцию, имеющую отличный от нуля период Т, называют периодической. Если функция y = f (x), x ∈ X имеет период Т, то любое число, кратное Т (т.е. число вида кТ, к ∈ Z ), также является её периодом.

Слайд 4

Доказательство Пусть 2Т – период функции. Тогда f(x) = f(x + T) = f((x + T) +T) = f(x +2T), f(x) = f(x – T) = f((x – T) -T) = f(x – 2T). Аналогично доказывается, что f(x) = f(x + 3 T) = f(x – 3 T), f(x) = f(x + 4 T) = f(x – 4 T) и т.д. Итак, f(x – кТ ) = f(x ) = f(x + к T)

Слайд 5

Наименьший период среди положительных периодов периодической функции называется основным периодом данной функции.

Слайд 6

Особенности графика периодической функции Если Т – основной период функции y = f(x) , то достаточно: построить ветвь графика на одном из промежутков длины Т выполнить параллельный перенос этой ветви вдоль оси х на ±Т , ±2Т , ±3Т и т.д. Обычно выбирают промежуток с концами в точках

Слайд 7

Свойства периодических функций 1.Если f(x) – периодическая функция с периодом Т , то функция g(x) = A f(kx + b ), где к > 0 , также является периодической с периодом Т 1 = Т/к . 2.Пусть функция f 1 (x) и f 2 (x) определены на всей числовой оси и являются периодическими с периодами Т 1 > 0 и Т 2 >0 . Тогда при Т 1 /Т 2 ∈ Q функция f(x) = f(x) +f 2 (x) – периодическая функция с периодом Т, равным наименьшему общему кратному чисел Т 1 и Т 2 .

Слайд 8

Примеры 1. Периодическая функция y = f(x) определена для всех действительных чисел. Её период равен 3 и f(0) =4 . Найти значение выражения 2f(3) – f(-3). Решение . Т = 3 , f(3) =f(0+3) = 4 , f(-3) = f(0–3) =4, f(0) = 4. Подставив полученные значения в выражение 2f(3) – f(-3) , получим 8 – 4 =4 . Ответ: 4 .

Слайд 9

Примеры 2. Периодическая функция y = f(x) определена для всех действительных чисел. Её период равен 5, а f(-1) = 1. Найти f(-12), если 2f(3) – 5f(9) = 9. Решение Т = 5 F(-1) = 1 f(9) = f(-1 +2T) = 1⇨ 5f(9) = 5 2f(3) = 9 + 5f(9) = 14 ⇨f(3)= 7 F(-12) = f(3 – 3T) = f(3) = 7 Ответ:7.

Слайд 10

Используемая литература А.Г.Мордкович, П.В.Семёнов. Алгебра и начала анализа (профильный уровень), 10 класс А.Г.Мордкович, П.В.Семёнов. Алгебра и начала анализа (профильный уровень), 10 класс. Методическое пособие для учителя

Как определить периодичность функции

По школьным урокам математики каждый помнит график синуса, равномерными волнами уходящий вдаль. Аналогичным свойством — повторяться через определенный промежуток — обладают и многие другие функции. Они называются периодическими. Периодичность — очень важное свойство функции, часто встречающееся в различных задачах. Поэтому полезно уметь определять, является ли функция периодической.

Как определить периодичность функции

Инструкция

Если F(x) — функция аргумента x, то она называется периодической, если есть такое число T, что для любого x F(x + T) = F(x). Это число T и называется периодом функции.

Периодов может быть и несколько. Например, функция F = const для любых значений аргумента принимает одно и то же значение, а потому любое число может считаться ее периодом.

Обычно математика интересует наименьший не равный нулю период функции. Его для краткости и называют просто периодом.

Классический пример периодических функций — тригонометрические: синус, косинус и тангенс. Их период одинаков и равен 2π, то есть sin(x) = sin(x + 2π) = sin(x + 4π) и так далее. Однако, разумеется, тригонометрические функции — не единственные периодические.

Относительно простых, базовых функций единственный способ установить их периодичность или непериодичность — вычисления. Но для сложных функций уже есть несколько простых правил.

Если F(x) — периодическая функция с периодом T, и для нее определена производная, то эта производная f(x) = F′(x) — тоже периодическая функция с периодом T. Ведь значение производной в точке x равно тангенсу угла наклона касательной графика ее первообразной в этой точке к оси абсцисс, а поскольку первообразная периодически повторяется, то должна повторяться и производная. Например, производная от функции sin(x) равна cos(x), и она периодична. Беря производную от cos(x), вы получите –sin(x). Периодичность сохраняется неизменно.

Однако обратное не всегда верно. Так, функция f(x) = const периодическая, а ее первообразная F(x) = const*x + C — нет.

Если F(x) — периодическая функция с периодом T, то G(x) = a*F(kx + b), где a, b, и k — константы и k не равно нулю — тоже периодическая функция, и ее период равен T/k. Например sin(2x) — периодическая функция, и ее период равен π. Наглядно это можно представить так: умножая x на какое-нибудь число, вы как бы сжимаете график функции по горизонтали именно в столько раз

Если F1(x) и F2(x) — периодические функции, и их периоды равны T1 и T2 соответственно, то сумма этих функций тоже может быть периодической. Однако ее период не будет простой суммой периодов T1 и T2. Если результат деления T1/T2 — рациональное число, то сумма функций периодична, и ее период равен наименьшему общему кратному (НОК) периодов T1 и T2. Например, если период первой функции равен 12, а период второй — 15, то период их суммы будет равен НОК (12, 15) = 60.

Наглядно это можно представить так: функции идут с разной «шириной шага», но если отношение их ширин рационально, то рано или поздно (а точнее, именно через НОК шагов), они снова сравняются, и их сумма начнет новый период.

Однако если соотношение периодов иррационально, то суммарная функция не будет периодической вовсе. Например, пусть F1(x) = x mod 2 (остаток от деления x на 2), а F2(x) = sin(x). T1 здесь будет равен 2, а T2 равен 2π. Соотношение периодов равняется π — иррациональному числу. Следовательно, функция sin(x) + x mod 2 не является периодической.

Источники:

  • Теоретические сведения о функциях

Войти на сайт

или

Забыли пароль?
Еще не зарегистрированы?

This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.

Добавить комментарий