所有周期函数都有最小正周期吗
不是所有周期函数都有最小正周期。周期函数f(x)的周期T是与x无关的非零常数,存在没有最小正周期的函数,而这个函数就是狄利克雷函数。
狄利克雷函数(是一个定义在实数范围上、值域不连续的函数。狄利克雷函数的图像以Y轴为对称轴,是一个偶函数,它处处不连续,处处极限不存在,不可黎曼积分。
实数域上的狄利克雷(Dirichlet)函数表示为:
(k,j为整数)也可以简单地表示分段函数的形式D(x)= 0(x是无理数)或1(x是有理数)
假设f(x)=0,x为无理数
f(x)=1,x为有理数
由有理数和无理数的运算法则可以知道,所有的有理数与有理数的和都是有理数,与无理数的和都是无理数。
那么对于这个函数而言,取T为任意有理数,就都满足了,无论x是有理数还是无理数,这就意味着狄利克雷就是一个周期函数。它的最小正周期是最小的有理数,而显然是不存在最小的有理数的,因而这个函数也就没有最小正周期了。
扩展资料
对于函数f(x),如果存在一个不为0的正数T,使得当x取定义域中的每一个数时,f(x+T)=f(x)总成立,那么称f(x)是周期函数,T称为这个函数的周期。如果函数f(x的所有周期中存在最小值T0,称T0为周期函数f(x)的最小正周期。
周期函数的性质共分以下几个类型:
1、若T(≠0)是f(x)的周期,则-T也是f(x)的周期。
2、若T(≠0)是f(x)的周期,则nT(n为任意非零整数)也是f(x)的周期。
3、若T1与T2都是f(x)的周期,则T1±T2也是f(x)的周期。
4、若f(x)有最小正周期T*,那么f(x)的任何正周期T一定是T*的正整数倍。
5、若T1、T2是f(x)的两个周期,且T1/T2是无理数,则f(x)不存在最小正周期。
6、周期函数f(x)的定义域M必定是至少一方无界的集合。
参考资料来源:百度百科-狄利克雷函数
参考资料来源:百度百科-周期函数
2023-07-25 广告
例知,常数函数 f ( x ) = C ( C 为常数) ,x ∈R ,当 x 为定义域内的任何值时,函数值都是 C ,即对于函数 f( x)的定义域内的每一个值 x ,都有 f ( x + T ) = C ,因此 f (x)是周期函数,
由于 T 可以是任意不为零的常数,而正数集合中没有最小者,所以 f (x)没有最小正周期
例如常数函数f(x)=2之类的,所有正实数都是其周期,但是没有最小的正实数,所以这类函数没有最小正周期。
D(x)=0(1),x为无理数(有理数)
容易知道,这是一个周期函数,任何正有理数都是它的周期,因为不存在最小正有理数,所以它不可能有最小正有理数。
会重复很多周期,所以必须有最小正周期