2024年4月12日发(作者:苏州开学高一数学试卷分析)

三角函数周期的几种求法

深圳市福田区皇岗中学 蔡舒敏

高中数学第一册第二节中涉及到函数周期的问题,学生们往往对此类的问题感到比较困难。本文就

这个问题谈三角函数周期的几种求法。

1.定义法:

定义:一般地y=c,对于函数,如果存在一个不为零的常数,使得当取定义域内的每一个值时,

f(x+T)=f(x)

都成立,那么就把函数y=f(x)叫做周期函数;不为零的常数叫做这个函数的周期。对于一个周

期函数来说,如果在所有的周期中存在着一个最小的正数,就把这个最小的正数叫做最小的正周期。下

面我们谈到三角函数的周期时,一般指的是三角函数折最小正周期。

2

x

3

)的周期 例1.求函数y=3sin(

3

解:∵

2

2

x

x

3

33

)=3sin(

3

y=f(x)=3sin(+2

2

2

x2

(x3

)

3

)=3sin[

33

] =3sin(

3

= f(x+3

这就是说,当自变量由x增加到x+3

,且必增加到x+3

时,函数值重复出现。

2

x

3

)的周期是T=3

。 ∴函数y=3sin(

3

例2:求f(x)=sin

6

x+cos

6

x的周期

解∵f(x+

2

)= sin

6

(x+

2

)+ cos

6

(x+

2

= cos

6

x +sin

6

x= f(x)

∴f(x)=sin

6

x+cos

6

x的周期为T=

2

sinxsin3x

例3:求f(x)=

cosxcos3x

的周期

sin(x

)sin3(x

)

解:∵f(x+

)=

cos(x

)cos(x

)

sinxsin3x

=

coxcos3x

sinxsin3x

=

cosxcos3x

= f(x)

sinxsin3x

∴求f(x)=

cosxcos3x

的周期:T=

2.公式法:

(1)如果所求周期函数可化为y=Asin(

x

)、y=Acos(

x

)、y=tg(

x

)形成(其

中A、

为常数,且A

0、

>0、

R),则可知道它们的周期分别是:

2

2

例4:求函数y=1-sinx+

3

cosx的周期

3

1

解:∵y=1-2(

2

sinx-

2

cosx)



=1-2(cos

3

sinx-sin

3

cosx)

=1-2sin(x-

3

这里

=1 ∴周期T=2

3

1

例5:求:y=2(

2

sinx-

2

cos3x)-1

3

1

解:∵y=2(

2

sinx-

2

cos3x)-1

=2sin(3x-

6

)-1

2

这里

=3 ∴周期为T=

3

3

x

例6:求y=tg(1+

5

)的周期

3

3

5

解:这里

=

5

,∴周期为:T=

/

5

=

3

(2)如果f(x)是二次或高次的形式的周期函数,可以把它化成sin

x、cos

x、tg

x的形式,

再确定它的周期。

例7:求f(x)=sinx·cosx的周期

1

解:∵f(x)=sinx·cosx=

2

sin2x

这里

=3,∴f(x)=sinx·cosx的周期为T=

例8:求f(x)=sin

2

x的周期

1cos2x

2

解:∵f(x)=sin

2

x=

而cos2x的周期为

,∴f(x)=sin

2

x的周期为T=

注:以上二题可以运用定义求出周期。

例9:求y=sin

6

x+ cos

6

x的周期

解:原函数次数较高,应先进降次变形,再求周期。

∵y=sin

6

x+ cos

6

x

=(sin

2

x+ cos

2

x)(sin

4

x-sin

2

x·cos

2

x+ cos

4

x)

=( sin

2

x+ cos

2

x)

2

-3 sin

2

x·cos

2

x

=1-3 sin

2

x·cos

2

x

3

=1-

4

sin

2

2

x

53

=

8

+

8

cos4

x

而cos4

x的周期为T=

2

4

=

2

,

2

∴y= sin

6

x+ cos

6

x的周期为T=

例10:函数y=3sin

2

x-2

3

sinx·cosx+5cos

2

x的周期。

解:利用三角恒等式对函数进行恒等变形,再求周期。

∵y=3sin2x-2

3

sinx·cosx+5cos

2

x

=3-2

3

sinx·cosx+2cos

2

x

=3-

3

sin2x+cos2x+1

3

1

=4+2(

2

cos2x-

2

sin2x

=4+2cos(2x+

3

)

2

3

22

2

∴y=3sinx-2sinx·cosx+5cosx的周期为T=

3.定理法:

如果f(x)是几个周期函数代数和形式的,即是:函数f(x)=f

1

(x)+f

2

(x),而f

1

(x)的周期为T

1

, f

2

(x)的

周期为T

2

,则f(x)的周期为T=P

2

T

1

=P

1

T

2

,其中P

1、

P

2

N,且(P

1

、P

2

)=1

事实上,由

T

1

P

1

T

2

P

2

(既约分数),得T= P

2

T

1

=P

1

T

2

∵f(x+ P

1

T

2

)=f

1

(x+ P

1

T

2

)+f

2

(x+ P

1

T

2

=f

1

(x+ P

2

T

1

)+ f

2

(x+ P

1

T

2

= f

1

(x)+ f

2

(x)

=f(x)

∴P

1

T

2

是f(x)的周期,同理P

2

T

1

也是函数f(x)的周期。

例11:求函数y=tg6x+ctg8x的周期。



解:∵y=tg6x的周期为T

1

=

6

,tg8x的周期为T

2

=

8

T

1

P

1

4

由P

1

T

2

= P

2

T

1

,得

T

2

=

P

2

=

3

,取P

1

=4,P

2

=3

∴y=tg6x+ctg8x的周期为T= P

1

T

2

=

2

例12:求函数y=sin2x+sin3x的周期

2

解:∵sin2x的周期为T

1

=

,sin3x的周期为T

2

=

3

T

1

T

2

3

=

2

,即是T=2T

1

=3T

2

∴y=sin2x+sin3x的周期为T=2T

1

=2

xx

例13:求函数y=cos

3

+sin

4

的周期

xx

解:∵cos

3

的周期为T

1

=6

,sin

4

的周期为T

2

=8

T

1

6

3



T8

4

,即是T=4T=3T 而

2

12

xx

∴y=cos

3

+sin

4

的周期为T=3T

2

=24

xx

类似,y=sin

5

-2sin

3

的周期为T=30

,y=tg3

+2ctg2

的周期为T=

由上述各例可知:尽管问题的形式多样复杂,但经过仔细观察、认真分析,都可以把它化成相关问

题,运用有关知识,就可以解决。


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