学必求其心得,业必贵于专精
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1.3.1三角函数的周期性
主备审核
【学习目标】
了解周期函数的概念。会判断一些简单的、常见的函数的周期性,并会求一些简单三角函数的周期。
【学习过程】
一、问题情境:
问题1、通过前面的学习,我们知道角与的终边是的,即:每当角增加(或减少)2,所得角的终边与原来角的终边,故两角的正弦、余弦值也分别,所以正弦、余弦函数值的变化呈现出周而复始的现象。哪个公式能反映正弦、余弦值的这一变化规律呢?
问题2、若记,上述公式说明:对于任意的,都有,若记,上述公式说明:对于任意的,都有,正弦、余弦函数所具有的这种性质称为周期性.若一般函数的函数值具有“周而复始”的变化规律,即周期性,如何用代数形式描述这一规律?
二、建构数学
1、周期函数的定义:一般地,对于函数,如果,使得定义域内的,都满足,那么函数就叫做周期函数,非零常数T叫做这个函数的周期.
思考:(1)一个周期函数的周期有多少个?
(2)周期函数的图像具有什么特征?
2、最小正周期的定义:对于一个周期函数,如果在它所有的周期中
那么这个最小的正数就叫做的最小正周期。
结论:正弦函数和余弦函数都是周期函数,都是它们的周期,它们的最小正周期都是。
思考:正切函数是不是周期函数?若是周期函数,其周期是什么?最小正周期是什么?
说明:今后本书中所说的周期,如果不加特别说明,一般都是指函数的最小正周期。
3、概念辨析:
(1)若T是周期函数的周期,则kT(k)都是的周期,对吗?
(2)是周期函数吗?为什么?
(3)函数(为常数)是不是周期函数?如果是,最小正周期是什么?
总结:对于周期函数的定义需注意那几点?
三、数学应用
例1、下列图像所表示的函数是不是周期函数?若是,指出它的最小正周期。
0
0
y
2
4
6
-4
-2
-6
x
0
y
2
4
6
-4
-2
-6
x
0
y
2
4
6
-4
-2
-6
x
0
y
2
4
6
-4
-2
例2、若钟摆的高度h(mm)与时间t(s)之间的函数关系如图所示,
(1)求该函数的周期(2)求t=10s时钟摆的高度
h
h
50
50
20
10
10
t/so321
t/s
o
3
2
1
例3、求函数f(x)=cos3x的周期。
结论:一般地,函数y=Asin()及y=Acos(),(其中A,为常数,且A〉0)的周期T=。
四、巩固练习:
1、求下列函数的周期:(1)y=2cos3x(2)y=sin(3)(4)
2、设,则函数的最小正周期为
3、函数的周期不大于2,则正整数的最小值是
4、设是定义在R上,以2为周期的函数,当时,。求及的值.
5、已知,其中,当自变量x在任何两个整数间(包括整数本身)变化时,至少含有一个周期,求最小正整数k的值。