内容正文:
第一章 三角函数
第一章 三角函数
必修第二册 数学
§1 周期变化
第一章 三角函数
必修第二册 数学
目录
contents
Part
01
课 前 预 习
课 堂 互 动
Part
02
课时作业(一)
Part
03
第一章 三角函数
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∈
f(x+T)=f(x)
周期
最小的正数
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课时作业(一)
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第一章 三角函数
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第一章 三角函数
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学习目标
素养要求
1.理解周期函数、周期、最小正周期的意义.
2.会用周期函数的定义,判断周期函数,并能求其周期.
1.通过周期定义的学习,培养数学抽象的核心素养.
2.通过周期定义的应用,提升直观想象的核心素养.
[自主梳理]
知识点 周期函数与周期
[问题1] 钟表的时针每12小时转一圈,它的变化是周期变化吗?
答:是周期变化.
[问题2] 已知函数f(x)的定义域为R且f(1+x)=f(x),如果x∈(0,1)时,f(x)=x.
(1)计算f(2.5)的值;
答:f(2.5)=f(1+1.5)=f(1.5)=f(1+0.5)=f(0.5)=0.5.
(2)f(x)是周期函数吗?并求其最小正周期.
答:是周期函数,最小正周期为1.
►知识填空
1.周期函数、周期
一般地,对于函数y=f(x),x∈D,如果存在一个非零常数T,使得对任意的x∈D都有x+T____D且满足__________________,那么函数y=f(x)称为周期函数,非零常数T称为这个函数的________.
2.最小正周期
如果在周期函数y=f(x)的所有周期中存在一个______________,那么这个最小正数就称为函数y=f(x)的最小正周期.
[自主检验]
1.已知f(x)满足对∀x∈R,f(x+2)=f(x),且x∈[1,3)时,f(x)=log2x+1,则f(2 024)的值为( )
A.-1
B.0
C.1
D.2
解析:选D 根据题意,f(x)满足对∀x∈R,f(x+2)=f(x),
则f(x)是周期为2的周期函数,
则f(2 024)=f(2+2×1 011)=f(2)=log22+1=2.
2.若函数f(x)满足f(x+3)-f(x)=0,则函数f(x)是周期为__________的周期函数.
答案:3
3.设f(x)是定义在R上的周期为2的函数,当x∈[-1,0)时f(x)=-4x2+2,则f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2))) 的值为 __________.
答案:1
4.“春去春又回”是周期变化吗?若是,说明其周期.
答案:每隔一年,春天就重复一次,因此“春去春又回”是周期变化,一年是它的周期.
题型一 周期函数的判断与求值问题
[例1] 定义在R上的函数f(x)满足f(x+6)=f(x).当x∈[-3,3)时,f(x)= eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(-(x+2)2,-3≤x<-1,,x,-1≤x<3,)) 则f(1)+f(2)+f(3)+…+f(2 023)+f(2 024)=__________.
解析:f(x+6)=f(x),故函数f(x)是T=6的周期函数.
f(1)+f(2)+f(3)+f(4)+f(5)+f(6)=1+2-1+0-1+0=1,
故f(1)+f(2)+f(3)+…+f(2 023)+f(2 024)=337×1+1+2=340.
答案:340
[反思感悟]
1.函数周期性的判断
利用函数的周期性定义判断函数的周期只需证明f(x+T)=f(x)(T≠0)即可,有时也可画出f(x)的图象,直观判断f(x)的周期性.
2.周期函数的常见结论
周期函数y=f(x)满足.
(1)若f(x+a)=f(x-a)(a>0),则函数的周期为2a.
(2)若f(x+a)=-f(x)(a>0),则函数的周期为2a.
(3)若f(x+a)=- eq \f(1,f(x)) (a>0),则函数的周期为2a.
已知f(x)的定义域为R,且f(x+1)=f(x-1),当x∈[-1,1)时,f(x)= eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(1-8x2,-1≤x<0,,x,0≤x<1.)) 则f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(19,2))) 的值为________.
答案:-1
题型二 周期函数的图象与性质
[例2] 定义在R上的函数f(x)满足f(1+x)=-f(x),且当x∈[-1,1]时,f(x)=1-x2.
(1)画出函数f(x)在[-2,2]上的图象,并求其单调区间、零点、最大值;
(2)求f(x)在区间[2n-1,2n+1]上的解析式,其中n∈Z.
解:∵f(1+x)=-f(x),
∴f(2+x)=-f(1+x)=f(x),
∴f(x)是周期为2的周期函数.
(1)当x∈[-1,1]时,f(x)=1-x2,作出其图象,
又2是f(x)的周期,
∴当x∈[1,2]时,f(x)=f(x-2),作出其图象.
同理利用x∈[0,2]上的图象可得x∈[-2,0]上的图象.
由图象可知,当x∈[-2,2]时,单调递增区间为[-1,0],[1,2],
单调递减区间为[-2,-1],[0,1],
零点分别为-1,1,最大值为1.
(2)当x∈[2n-1,2n+1]时,即2n-1≤x≤2n+1,
∴-1≤x-2n≤1,∴f(x-2n)=1-(x-2n)2.
又2是f(x)的周期,∴f(x-2n)=f(x),
即当x∈[2n-1,2n+1]时,f(x)=1-(x-2n)2.
[反思感悟]
根据函数的周期性,可以由函数局部的性质得到函数的整体性质,因此往往先研究函数一个周期上的性质.
已知函数y=f(x)的图象如图所示,试回答下列问题.
(1)求函数的周期;
(2)画出函数y=f(x+1)的图象;
(3)你能写出函数y=f(x)的解析式吗?
解:(1)可直接由函数y=f(x)的图象得到其周期T=2.
(2)将函数y=f(x)的图象向左平移1个单
位长度,就得到函数y=f(x+1)的图象,y=f(x+1)的图象如图所示.
(3)可先求出定义域为一个周期的函数y=f(x),x∈[-1,1]的解析式,为y=1-|x|,x∈[-1,1],再根据函数y=f(x)的图象和周期性,得到函数y=f(x)的解析式y=1-|x-2k|,x∈[2k-1,2k+1],k∈Z.
[课堂小结]
1.周期函数与函数的周期.
2.周期性是继单调性、奇偶性之后的又一个函数基本性质,可由周期函数的局部性质得到函数的整体性质.
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