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
x2
(x3
)
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
sinxsin3x
例3:求f(x)=
cosxcos3x
的周期
sin(x
)sin3(x
)
解:∵f(x+
)=
cos(x
)cos(x
)
sinxsin3x
=
coxcos3x
sinxsin3x
=
cosxcos3x
= f(x)
sinxsin3x
∴求f(x)=
cosxcos3x
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
1cos2x
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
而
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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