数学帖(4)——函数家族的生物钟
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所谓生物钟,说白了就是生物体内的无形的“时钟”。它安排着我们的生活时间结构,对我们来说是尤为重要的。正常情况下,一个人每天做的事几乎是习惯性的。起床——早饭——工作——午饭——下午茶——晚餐——睡觉……一旦生物钟紊乱,就会对日常生活造成一定的影响。
哈哈,本帖一开始我并没有讲和数学有关的东西,大家一定很奇怪。不过为了将数学趣味化,楼主我可已经是费经心思了,把数学和生活联系在一起。
数学是活的!
2015年08月11日 06点08分 1
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先撇开思考题不谈,大家一定想知道函数的生物钟是什么。下面切入正题,这就是今天我们要讲的函数的一个性质:周期性。
周期性在三角函数上大有体现。
2015年08月11日 06点08分 2
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对于函数y=f(x),如果存在一个不为零的常数T,使得当x取定义域内的每一个值时,f(x+T)=f(x)都成立,那么就把函数y=f(x)叫做周期函数,不为零的常数T叫做这个函数的周期。事实上,任何一个常数kT(k∈Z且k≠0)都是它的周期。
也就是说,周期就是这个函数的生物钟!
2015年08月11日 06点08分 3
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有几点是要注意的sin45°=sqrt(2)/2,
sin(45°+90°)=sqrt(2)/2,
∴sin45°=sin(45°+90°)。看似周期为90°。
but!sin60°=sqrt(3)/2,sin150°=1/2.因此90°只能使个别的值满足f(x+T)=f(x),因此不是周期。
2015年08月11日 06点08分 4
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如果T是周期没有比T更小的正周期了,则T为最小正周期,kT(k为整数)也是周期。对于三角函数,若未指明,在考试中一般求的是最小正周期。
当然,在函数家族中总是有个别奇葩的。常数函数!这种函数图像就是一条平行于坐标轴的直线,所以它是没有最小正周期的!任何数都可以做它的周期。
2015年08月11日 06点08分 5
T≠0,k≠0
2015年08月11日 09点08分
对,谢谢你的补充。
2015年08月12日 00点08分
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那么下面,我们就上次的思考题对“生物钟”进行更深层次的认识。
题面:定义在R上的函数f(x)满足f(x-2)=f(x
+3
),且方程f(x)=0在【0,10】上有四个根,试求:该方程在区间【0,2000】上根的个数。
对于这道题,最重要的就是求出函数周期,才能解题!
2015年08月11日 06点08分 6
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周期怎么求呢?这就是本题最精妙之处,也是最巧妙之处。
换元!再仔细看看定义,要求出周期,就一定要想方设法把函数化为f(x+T)=f(x)的形式。这就是突破口!
因为原题中有x-2,所以我们用(x+2)来代替x就行了。
2015年08月11日 06点08分 7
level 12
f(x+2-2)=f(x+2+3),得f(x)=f(x+5)。
欧耶!周期为5!而每一个周期里又有两个值是相等的(不难想象,此处略讲),也就是说,每个周期里有两个0,而根据题意:在【0,10】上有四个根,正好是两个周期,且f(0)=0,因此在区间【0,2000】上一共有:4*2000/10=800个根!
得解[太开心]
你做对了吗?
2015年08月11日 07点08分 8
只需【0,10】的端点不同时为零点,即可由周期10得解
2015年08月11日 07点08分
可以,不过我希望讲详细点。
2015年08月11日 08点08分
level 12
数学和我们息息相关,如果把它当成我们为你的朋友,岂不为一件乐事?
享受数学就是享受生活。当然,理化,语文,英语也一样。
2015年08月11日 07点08分 9
level 12
好了,让我们来看一下今天的思考题:
求当函数y=sin²x+acosx-a/2-3/2的最大值为1时a的值。
本题较难,认真思考,将作为下一贴的主题内容!
88![勉强]
2015年08月11日 07点08分 10
level 8
[真棒]
2015年08月22日 00点08分 11
level 8
这帖写的太好了!
2015年08月22日 00点08分 12
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