函式的週期性

2022-01-24 09:39:12 字數 4578 閱讀 7098

(1)、週期函式:對於函式\(y=f(x)\),如果存在乙個非零常數 \(t\),使得當\(x\) 取定義域內的任何值時,都有\(f(x+t)=f(x)\),那麼就稱函式\(y=f(x)\)為週期函式,稱\(t\) 為這個函式的週期。

如果\(\cdots\),那麼\(\cdots\)句式,說明不是所有的函式都滿足\(f(x+t)=f(x)\),即有些函式不是週期函式。

(2)、最小正週期:如果在週期函式\(f(x)\)的所有週期中存在乙個最小的正數,那麼這個最小正數就叫做\(f(x)\)的最小正週期。

\(=\)

\(2^x\)不是週期函式,有些函式僅有正週期如\(f(x)\)

\(=\)

\(sinx\),\(x\in[0,+\infty)\)或者僅有負週期;

常函式\(f(x)\)

\(=\)

\(c\)(\(c\)為常數)沒有最小正週期,如\(f(x)=c\),則\(f(x+t)\)

\(=\)

\(c\),此時的\(t\)沒有最小的正數。

解讀影象,從影象中我們就可以找出週期\(t\)。

常見定義式:\(f(x+4)=f(x)\longrightarrow t=4\)

定義式的常見變形:\(f(x+2)=f(x-2)\)或者\(f(x+3)=f(x-1) \longrightarrow t=4\)

結論1:\(f(x+a)=-f(x)\)或者變形 \(f(x+a)+f(x)=0\longrightarrow t=2a\);推導:[1]

引申1:\(f(x+a)=b-f(x)\)或者變形\(f(x+a)+f(x)=b\longrightarrow t=2a\);推導:[2]

結論2:\(f(x+a)=\cfrac(k\neq 0)\)或者變形\(f(x+a)\cdot f(x)=k \longrightarrow t=2a\);推導:[3]

給出表示式:\(f(x+2)=f(x+1)-f(x)\longrightarrow f(x+3)=-f(x)\longrightarrow t=6\);推導:[4]

引例,已知函式\(f(x)\)是奇函式,且滿足\(f(2-x)=f(x)\),則可知函式的週期\(t=4\);推導:[5]

引例,已知函式\(f(x)\)的影象關於點\((3,0)\)對稱,且滿足\(f(2-x)=f(x)\),則可知函式的週期\(t=8\);推導:[6]

引例,函式\(f(x)\) 滿足\(f(x)+f(x+1)+f(x+2)\)為定值 \(a\),則函式\(f(x)\) 為週期函式;[7]

如已知\(f(x)\)的定義域為\(r\),且\(f(x)=\begin2^-1,&x\leq 0 \\f(x-1),&x>0\end\),

則函式在\(x<0\)上沒有週期性,但是在\(x>0\)上有週期性,週期是\(t=1\),

比如表示式:\(f(x+6)=f(x)+f(3)\),且\(f(x)\)為偶函式,\(\longrightarrow t=6\)(賦值法);[8]

引例:已知函式\(f(x)\)滿足\(f(1)=\cfrac\),且\(f(x+y)+f(x-y)=2f(x)f(y)\),求\(f(0)+f(1)+\)

\(f(2)+\)

\(\cdots+\)

\(f(2016)\)的值。[9]

比如給出\(f(x+2)=\cfracf(x)\),意味著週期性和伸縮性同時起作用。

【2020屆寶雞質檢2文數第16題】若\(f(n)\)為\(n^2\)

\(+\)

\(1\)(\(n\)

\(\in\)

\(n^*)\)的各位數字之和,如\(14^2\)

\(+\)

\(1\)

\(=\)

\(197\),則\(f(14)\)

\(=1\)

\(+\)

\(9\)

\(+\)

\(7\)

\(=\)

\(17\);記\(f_1(n)\)

\(=\)

\(f(n)\),\(f_2(n)\)

\(=\)

\(f(f_1(n))\),\(f_3(n)\)

\(=\)

\(f(f_2(n))\),\(\cdots\),\(f_(n)\)

\(=\)

\(f(f_k(n))\),\(k∈n^*\),則\(f_(8)\)= _________ .

分析:本題目屬於新定義題目,融合考查函式的週期性;

由題目的定義可知,\(f(8)\)表示的是\(8^2+1\)的各位數字之和,

由於\(8^2+1=65\),則\(f(8)=6+5=11\),這樣\(f_1(8)=f(8)=6+5=11\),

由於\(11^2+1=122\),則\(f(11)=1+2+2=5\),故\(f_2(8)=f(f_1(8))=f(11)=1+2+2=5\),

由於\(5^2+1=26\),則\(f_3(8)=f(f_2(8))=f(5)=2+6=8\),

由於\(8^2+1=65\),故\(f_4(8)=f(f_3(8))=f(8)=6+5=11\),

由於\(11^2+1=122\),故\(f_5(8)=f(f_4(8))=f(11)=1+2+2=5\),

故函式\(f_n(8)\)的週期\(t=3\),\(f_(8)=f_(8)=f_1(8)=f(8)=11\);

故答案為\(11\).

比如數列\(\\)滿足關係:\(a_=a_-a_n\),則可以推出數列的週期\(t=6\);

解釋:\(f(n+2)=f(n+1)-f(n)\longrightarrow f(n+3)=-f(n)\longrightarrow t=6\)

①已知\(f(x+1)=\cfrac\),則週期為\(t=4\);[其實若能賦值驗證,比下面的推導更簡單]

[推導過程]:由於\(f(x+1)=\cfrac\),

故\(f(x+2)=f[(x+1)+1]=\cfrac=\cfrac}}=\cfrac=-\cfrac\),

故\(f(x+4)=f[(x+2)+2]=-\cfrac=-\cfrac}=f(x)\),故\(t=4\);

【常見結論1推導過程】:

由題目可知,\(f(x+a)=-f(x)\),則\(f(x+2a)=f[(x+a)+a]\)

\(\xlongequal[整體代換]-f(x+a)\xlongequal[代換]-[-f(x)]=f(x)\)

從而,\(\longrightarrow t=2a\)。 ↩︎

【常見結論1的引申推導】:

\(f(x+2a)=f[(x+a)+a]=b-f(x+a)=b-[b-f(x)]=f(x)\longrightarrow t=2a\)

具體例子,\(f(x)+f(x+4)=16\),週期\(t=8\)。 ↩︎

【常見結論2推導過程】:

\(f(x+2a)=f[(x+a)+a]=\cfrac=\cfrac}= f(x)\)

從而,\(\longrightarrow t=2a\)

↩︎【三個連續自變數的形式推導過程】

由已知\(f(x+2)=f(x+1)-f(x)①\),

用\(x-1\)代換\(x\),得到由此得到\(f(x+1)=f(x)-f(x-1)②\),

①②兩式相加得到\(f(x+2)=-f(x-1)\),

即\(f(x+3)=-f(x)\),故週期為\(t=6\), ↩︎

分析:則由\(\begin f(2-x)&=f(x)\\- f(-x)&= f(x)\end\bigg\}\)

\(\longrightarrow f(2-x)=-f(-x)\longrightarrow f(2+x)=- f(x)\longrightarrow\)週期\(t=4\)

↩︎分析:由函式\(f(x)\)的影象關於點\((3,0)\)對稱,即有\(f(x)+f(6-x)=0\),

則由\(\begin f(x)&=f(2-x)\\ f(x)&=-f(6-x)\end\bigg\}\)

\(\longrightarrow f(2-x)=-f(6-x)\)

\(\longrightarrow f(2-x)=-f[4+(2-x)]\longrightarrow f(x)=-f(4+x)\longrightarrow\)週期\(t=8\)

↩︎分析:由於\(f(x)+f(x+1)+f(x+2)\)為定值 \(a\),則\(f(x)+f(x+1)+f(x+2)=a\),

則\(f(x+1)+f(x+2)+f(x+3)=a\),即\(f(x)+f(x+1)+f(x+2)=f(x+1)+f(x+2)+f(x+3)\),

故\(f(x+3)=f(x)\),故函式的週期\(t=3\); ↩︎

分析:令\(x=y=0\),則有\(2f(0)=2f^2(0)\),得到\(f(0)=0或f(0)=1\);

再令\(x=1,y=0\),則有\(2f(1)=2f(1)f(0)\),得到\(f(0)=1\);

又題目已知\(f(1)=\cfrac\),令\(y=1\),則有\(f(x+1)+f(x-1)=2f(x)f(1)=f(x)\),

即就是\(f(x+1)+f(x-1)=f(x)①\),由此得到\(f(x+2)+f(x)=f(x+1)②\),

①②兩式相加得到\(f(x+2)=-f(x-1)\),即\(f(x+3)=-f(x)\),故週期為\(t=6\), ↩︎

client中週期性邊界 整理 週期性邊界條件

2.3.4 週期性流動與換熱 如果我們計算的流動或者熱場有週期性重複,或者幾何邊界條件週期性重複,就形成了 週期性流動。fluent 可以模擬兩類週期性流動問題。第一,無壓降的週期性平板問題 迴圈邊界 第二,有壓降的週期性邊界導致的完全發展或週期性流向流動問題 週期性邊界 流向週期性流動模擬的條件 ...

client中週期性邊界 週期性邊界條件

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