周期性是三角函數(shù)的一個(gè)重要性質(zhì).求解三角函數(shù)周期問題,通常需仔細(xì)研究函數(shù)的圖象或解析式.下面,筆者結(jié)合實(shí)例談一談求三角函數(shù)周期的幾種方法.
一、定義法
對(duì)于函數(shù)y=f(x),若存在一個(gè)不為零的常數(shù)T,使得當(dāng)x取定義域中的每個(gè)值時(shí),都有f(x+T)=f(x),則常數(shù)T是函數(shù)y=f(x)的周期,此時(shí)函數(shù)y=f(x)為周期函數(shù).運(yùn)用定義法求三角函數(shù)的周期,需通過恒等變換,建立f(x+T)與f(x)之間的關(guān)系.有時(shí)可先猜想出周期,再根據(jù)周期函數(shù)的定義進(jìn)行驗(yàn)證.
例1.已知函數(shù)f(x)=|sin x|+|cos x|,求函數(shù)f(x)的周期.
解:因?yàn)楹瘮?shù)f(x)=|sin x|+|cos x|,
則f(x+)=|sin(x+)| +|cos(x+)|
=|sin x|+|cos x|,
所以f(x+)=f(x),并且是定義域內(nèi)滿足條
件的最小非零常數(shù),
所以函數(shù)f(x)=.
根據(jù)函數(shù)周期的定義解題,需要找到定義域內(nèi)最小的非零常數(shù)T,使得f(x+T)=f(x)成立.本題中,f(x+)=f(x),并且是定義域內(nèi)滿足條件的最小非零常數(shù),所以就是函數(shù)f(x)=|sin x|+|cos x|的周期.
二、公式法
對(duì)于形如f(x)=Asin(wx+θ)+B或者f(x)=A cos(wx+θ)+B的三角函數(shù),通常可以利用周期公式T=來求三角函數(shù)的周期.而對(duì)于形如f(x)=Atan(wx+θ)+B的三角函數(shù),可以利用周期公式T=的周期.
例2.已知函數(shù)y=cos(x)cos(x-),求此函數(shù)的周期.
解:
解答本題,需先運(yùn)用誘導(dǎo)公式與正弦函數(shù)的二倍 角公式,將目標(biāo)函數(shù)式化為正弦函數(shù)式 1 2 sin πx ;再利 用公式 T = 2π |w| 來求函數(shù)的周期為 2 .
三、最小公倍數(shù)法
若 f1(x) 的周期為 ma ,f2(x) 的周期為 na ,a 為兩 個(gè)函數(shù)的公因數(shù),則公因數(shù) a 與 m、n 的最小公倍數(shù) 的積就是 y = f1(x)+f2(x) 的周期.運(yùn)用最小公倍數(shù)法求 三角函數(shù)的周期,關(guān)鍵是要找到兩個(gè)三角函數(shù)周期的 最小公倍數(shù).
例3
解:
本題中,函數(shù) f (x)=4 cos x 4 + 5 sin x 5 是兩個(gè)函數(shù) y = 4 cos x 4 、y = 5 sin x 5 的和,且它們的最小正周期分別 為 T1 = 8π ,T2 = 10π ,便可利用最小公倍數(shù)法求 f (x)= 4 cos x 4 - 5 sin x 5 的最小正周期.
除了上述三種方法,求三角函數(shù)周期的方法還有 很多種.同學(xué)們?cè)谌粘5膶W(xué)習(xí)中要不斷總結(jié),歸納解題 技巧,學(xué)會(huì)舉一反三,這樣才能掌握這一類題型的解 題方法,并能靈活應(yīng)對(duì)這一類題目.
(作者單位:江蘇省鹽城市龍岡中學(xué))