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文件名称:4. 函数的周期性与应用.docx
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总页数:15 页
更新时间:2025-05-15
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文档摘要

4.函数的周期性的七大应用

抽象函数由于能够更加直接的刻画很多函数共同的性质,当然颇受命题人的喜爱.命制抽象函数试题的基本原理就是函数的性质:单调性,奇偶性与对称性,周期性.所以在我们试图解决抽象函数问题时,其基本要求便是熟练的掌握相关结论,其实你会发现,这些东西就已经足够解决多数问题了.

相关结论在人教A版必修第一册87页,苏教版必修第一册119页均有涉及,读者可自行查阅,这里重点给出它们的后续应用.

应用1.直接由结论应用周期性

应用2.应用周期性求解析式

应用3.单个函数的周期性迭代

应用4.两个函数的周期性迭代

应用5.类周期函数

应用6.一类特殊的周期函数

应用7.周期性与零点问题

一.函数的周期性

1.定义:对于定义域内的每一个,都存在非零常数,使得恒成立,则称函数具有周期性,叫做的一个周期,则()也是的周期,所有周期中的最小正数叫的最小正周期.

性质1.函数周期性有关结论:

设是非零常数,若对于函数定义域内的任一变量有下列条件之一成立,

则函数是周期函数,且是它的一个周期.

(1).(2).

(3).(4).

二.函数的对称性与周期性综合

性质2.若函数同时关于直线与轴对称,则函数必为周期函数,且.

性质3.若函数同时关于点与点中心对称,则函数必为周期函数,且.

性质4.若函数既关于对称,又关于直线轴对称,则函数必为周期函数,且.

性质5.已知函数的定义域为,,且,若与均为奇函数,则是周期函数,且为其一个周期.

性质6.已知函数的定义域为,,且,若与均为偶函数,则是周期函数,且是其一个周期.

性质7.已知函数的定义域为,,且,若是奇函数,是偶函数,则是周期函数,且为其一个周期.

性质8.周期性的应用:

(1).函数周期性的作用:简而言之“窥一斑而知全豹”,只要了解一个周期的性质,则得到

整个函数的性质.

(2).图像:只要做出一个周期的函数图象,其余部分的图像可利用周期性进行复制粘贴.

(3).单调性:

由于间隔的函数图象相同,所以若函数在上单调增(减),则在上单调增(减).

二.典例分析

★应用1.直接由结论应用周期性

这里的结论主要指本文所罗列的性质1到性质7,最好能记住.

例1.已知是定义在上的奇函数,满足且,则(????)

A.4 B.-4 C.1 D.-1

解析:由,可知周期为4,又是定义在上的奇函数,

所以.故选:D.

例2.已知定义在上的奇函数满足,则(????)

A.0 B. C.253 D.506

解析:因为函数为上的奇函数,所以,又,则,所以,所以函数是周期为8的周期函数,又,则,

所以,所以.故选:A.

例3.已知定义在上的奇函数满足:,且当时,(为常数),则的值为(???)

A. B.0 C.1 D.2

解析:因为在R上的奇函数,所以,解得,所以,因为,所以的周期为6,

所以.

故选:D.

例4.已知是定义在上的偶函数,,当时,,则(????)

A. B.0 C. D.

解析:因为是定义在上的偶函数,,可得,即,所以函数是以4为周期的周期函数,

可得,又因为当时,,可得,所以.

故选:C.

★应用2.应用周期性求解析式

例5.已知是定义域为的奇函数,且是偶函数,当时,,则当时,的解析式为(????)

A. B.

C. D.

解析:因为是定义在上的奇函数,为偶函数,所以,,即,所以,

所以,可得,所以的最小正周期为,

又当时,,当时,则,所以,又由是周期为的奇函数,

则,故,.

故选:D.

例6.已知函数是周期为4的周期函数,且,则在区间上的解析式为(????)

A. B.

C. D.

解析:因为函数是周期为4的周期函数,所以时,,所以,即,故选:C

例7.已知,,,…,,则(????)

A. B. C. D.3

解析:由,知,,.则为迭代周期函数,故,则,所以.故选:A.

★应用3.单个函数的周期性迭代

这种问题主要是指一个函数利用题干所给的恒等关系迭代出周期性,其核心在于理解周期性的定义.

例8.定义在上的函数满足,,若,则(????)

A. B. C. D.

解析:因为,,所以,即,所以的周期为,且,可得,再由可得,,,,又,所以,所以为奇函数,所以,因为,所以,,,所以

.

例9.定义在R上的函数满足,,若,则__________,__________.

解析:因为,所以,

所以,则,所以是以为周期的周期函数,

所以,又,所以,又,所以,即且,

由,所以,,,

所以

.

★应用4.两个函数的周期性