函数公式网 周期函数 数学中你要当心的51个伪命题:周期函数加周期函数一定是周期函数

数学中你要当心的51个伪命题:周期函数加周期函数一定是周期函数

俗话说:种瓜得瓜,种豆得豆。 这正是自然界的遗传现象。 然而,亲生父母和后代之间的特征相似性在数学上并不普遍。 例如,“一个周期函数加上一个周期函数不一定是周期函数”这个命题就很好地说明了这一点。

假设f(x)是周期为T的周期函数,则f(x)的导函数

f′(x)=cosx πcos(πx)

也是一个周期为T的周期函数,此时有

cos0 πcos(π.0)=cosT πcos(π.T),

对比系数只能有:

cosT=1, cos(π.T)=1,

则T=2k1π, π.T=2k2π,

其中k1,k2为非零整数 . 此时π=k2/k1是有理数,矛盾。 所以 f(x) 不是周期函数。

假设f(x)为周期函数,周期为T,令f(m)=f(m T),分别设m=0,1, 2、

可得:

sinT sin(πT)=0,

sin(T 1)−sin(πT)=sin1,

sin(T 2) sin(πT)=sin2,

第一个公式加上第二个公式,第三个公式减去得到:

sin(T 1) sinT=sin1,

sin(T 2)−sinT=sin2,

和差积,可以得到:

有:T=2k1π,或T=π−1 2k1π; T=2k2π, 或 T=−2 2k2π

其中 k1, k2∈Z。 这样,得到T=2kπ,k∈Z。 代入sinT sin(πT)=0,

sin(2kπ2)=0,则2kπ2=nπ

其中n∈Z。 也就是说,π=n/2k 与 π 是无理数相矛盾,因此 f(x) 不是周期函数。

假设f(x)是周期为T的周期函数,对于f(x)的零点,令f(x)=0,

可以得到:x=−π.x 2kπ,或x=π π.x 2kπ

则有:x=2kπ/(1π),或x=(2k 1)π/ (1-π)

其中k∈Z,由于f(T)=f(0)=0

有T=2nπ/(1 π)或T=( 2n 1)π/(1-π),其中 n 为 ∈Z。

也许取x1=2π/(1 π), x2=π/(1-π)

如果T=2nπ/(1 π),那么x2 T=π/ (1-π) 2nπ/(1 π), n≠0,

必然不在函数f(x)的零点集中;

同理:如果T= (2n 1)π/(1-π), 那么x1 T=2π/(1 π) (2n 1)π/(1-π),

一定不在函数f(x ) 在零集合中。 综上所述:原命题得证。

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所以今天就分享到这里,祝同学们高考金榜题名。

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