Докажите, что периодом функции y=f(x) является число:a)f(x)=sin x/4,t=8п b)f (x)=3cos2x,t=п c)f(x)=tg3x,t=п/3 d)f(x)=ctg x/4,t=4п.

Лебедев Дмитрий Сергеевич

Учитель математики

Проверено учителем

Для доказательства того, что число Tcap T является периодом функции f(x)f of x, необходимо подтвердить выполнение тождества f(x+T)=f(x)f of open paren x plus cap T close paren equals f of x для любого xx из области определения функции. а) f(x)=sinx4,T=8πf of x equals sine x over 4 end-fraction comma cap T equals 8 pi

  1. Выполнить подстановку аргумента
    Вместо переменной xx подставим выражение (x+8π)open paren x plus 8 pi close paren в формулу функции:
    f(x+8π)=sinx+8π4f of open paren x plus 8 pi close paren equals sine the fraction with numerator x plus 8 pi and denominator 4 end-fraction Преобразовать выражение в скобках
    Разделим каждое слагаемое в числителе на знаменатель:
    sin(x4+8π4)=sin(x4+2π)sine open paren x over 4 end-fraction plus the fraction with numerator 8 pi and denominator 4 end-fraction close paren equals sine open paren x over 4 end-fraction plus 2 pi close paren Использовать свойства синуса
    Так как основным периодом функции sinαsine alpha является 2π2 pi, то sin(α+2π)=sinαsine open paren alpha plus 2 pi close paren equals sine alpha. Применив это свойство, получим:
    sin(x4+2π)=sinx4sine open paren x over 4 end-fraction plus 2 pi close paren equals sine x over 4 end-fraction Следовательно, f(x+8π)=f(x)f of open paren x plus 8 pi close paren equals f of x, что и требовалось доказать.

б) f(x)=3cos2x,T=πf of x equals 3 cosine 2 x comma cap T equals pi

  1. Выполнить подстановку аргумента
    Подставим (x+π)open paren x plus pi close paren в аргумент косинуса:
    f(x+π)=3cos(2(x+π))f of open paren x plus pi close paren equals 3 cosine open paren 2 open paren x plus pi close paren close paren Раскрыть скобки в аргументе
    Умножим коэффициент 22 на каждое слагаемое:
    3cos(2x+2π)3 cosine open paren 2 x plus 2 pi close paren Использовать свойства косинуса
    Основной период функции cosαcosine alpha равен 2π2 pi, значит cos(α+2π)=cosαcosine open paren alpha plus 2 pi close paren equals cosine alpha. Тогда:
    3cos(2x+2π)=3cos2x3 cosine open paren 2 x plus 2 pi close paren equals 3 cosine 2 xУсловие f(x+π)=f(x)f of open paren x plus pi close paren equals f of x выполняется.

в) f(x)=tan3x,T=π3f of x equals tangent 3 x comma cap T equals the fraction with numerator pi and denominator 3 end-fraction

  1. Выполнить подстановку аргумента
    Заменим xx на (x+π3)open paren x plus the fraction with numerator pi and denominator 3 end-fraction close paren :
    f(x+π3)=tan(3(x+π3))f of open paren x plus the fraction with numerator pi and denominator 3 end-fraction close paren equals tangent open paren 3 open paren x plus the fraction with numerator pi and denominator 3 end-fraction close paren close paren Раскрыть скобки в аргументе
    Распределим множитель 33:
    tan(3x+3π3)=tan(3x+π)tangent open paren 3 x plus 3 center dot the fraction with numerator pi and denominator 3 end-fraction close paren equals tangent open paren 3 x plus pi close paren Использовать свойства тангенса
    Период функции tanαtangent alpha равен πpi, следовательно tan(α+π)=tanαtangent open paren alpha plus pi close paren equals tangent alpha. Получаем:
    tan(3x+π)=tan3xtangent open paren 3 x plus pi close paren equals tangent 3 xТождество f(x+π3)=f(x)f of open paren x plus the fraction with numerator pi and denominator 3 end-fraction close paren equals f of x доказано.

г) f(x)=cotx4,T=4πf of x equals cotangent x over 4 end-fraction comma cap T equals 4 pi

  1. Выполнить подстановку аргумента
    Подставим (x+4π)open paren x plus 4 pi close paren в функцию:
    f(x+4π)=cotx+4π4f of open paren x plus 4 pi close paren equals cotangent the fraction with numerator x plus 4 pi and denominator 4 end-fraction Упростить дробь в аргументе
    Почленно разделим числитель на 44:
    cot(x4+4π4)=cot(x4+π)cotangent open paren x over 4 end-fraction plus the fraction with numerator 4 pi and denominator 4 end-fraction close paren equals cotangent open paren x over 4 end-fraction plus pi close paren Использовать свойства котангенса
    Период функции cotαcotangent alpha равен πpi, поэтому cot(α+π)=cotαcotangent open paren alpha plus pi close paren equals cotangent alpha. Имеем:
    cot(x4+π)=cotx4cotangent open paren x over 4 end-fraction plus pi close paren equals cotangent x over 4 end-fraction Равенство f(x+4π)=f(x)f of open paren x plus 4 pi close paren equals f of x верно.

Ответ Для всех представленных функций выполнено условие периодичности f(x+T)=f(x)f of open paren x plus cap T close paren equals f of x, что доказывает соответствие указанных чисел Tcap T периодам данных функций. Сообщите, требуется ли вам графическая визуализация данных функций для наглядного подтверждения их цикличности на указанных интервалах?

Форма ответа

Ваш аватар