是不是每个周期函数都有最小正周期
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。
对于函数y=f(x),如果存在一个不为零的常数T,使得当x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T叫做这个函数的周期。事实上,任何一个常数kT(k∈Z,且k≠0)都是它的周期。并且周期函数f(x)的周期T是与x无关的非零常数,且周期函数不一定有最小正周期。
扩展资料
周期函数定理,一共分一下几个类型。
定理1
若f(x)是在集M上以T*为最小正周期的周期函数,则K f(x)+C(K≠0)和1/ f(x)分别是集M和集{X/ f(x) ≠0,X ∈M}上的以T*为最小正周期的周期函数。
证:
∵T*是f(x)的周期,∴对 有X±T* 且f(x+T*)= f(x),∴K f(x)+C=K f(x+T*)+C,
∴K f(x)+C也是M上以T*为周期的周期函数。
假设T* 不是Kf(x)+C的最小正周期,则必存在T’(0<T’<T*)是K f(x)+C的周期,则对T’(0<T’<T*)是K f(x)+C的周期,有K f(x+T’)+C=K f(x) +C K[f(x+T’)- f(x)]=0,∵K≠0,∴f(x+T’)- f(x)=0,∴f(x+T’)= f(x),
∴T’是f(x)的周期,与T*是f(x)的最小正周期矛盾,∴T*也是K f(x)+C的最小正周期。
同理可证1/ f(x)是集{X/ f(x) ≠0,X }上的以T*为最小正周期的周期函数。
定理2
若f(x)是集M上以T*为最小正周期的周期函数,则f(ax+n)是集{x|ax+b∈M}上的以T*/ a为最小正周期的周期函数,(其中a、b为常数)。
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并不是所有周期函数都存在最小正周期。
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。
当自变量增大任意实数时(自变量有意义),函数值有规律的重复出现。
假如函数f(x)=f(x+T)(或f(x+a)=f(x-b)其中a+b=T),则说T是函数的一个周期。T的整数倍也是函数的一个周期。
扩展资料
对于函数y=f(x),假如存在一个非零常数T,使得当x取定义域内的任何值时,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T叫做这个函数的周期。
“当自变量增大某一个值时,函数值有规律的重复出现”这句话用数学语言的表达。
对于一个函数f(x),如果它所有的周期中存在一个最小的正数,那么这个最小正数叫f(x)的最小正周期。
对于正弦函数y=sinx, 自变量x只要并且至少增加到x+2π时,函数值才能重复取得。所以正弦函数和余弦函数的最小正周期是2π。(说明:如果以后无特殊说明,周期指的就是最小正周期。)
在函数图象上,最小正周期是函数图象重复出现需要的最短距离。
参考资料来源:百度百科-周期函数
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
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。
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