如果一个函数f(x)的所有周期中存在一个最小的正数,那么这个最小的正数就叫做f(x)的最小正周期(minimal positive period).例如,正弦函数的最小正周期是2π.

根据上述定义,我们有:

对于正弦函数y=sinx, 自变量x只要并且至少增加到x+2π时,函数值才能重复取得正弦函数和余弦函数的最小正周期是2π。

y=Asin(ωx+φ), T=2π÷ω(其中ω必须>0)

中文名

最小正周期

外文名

minimal positive period

基本概念

f(x)所有周期中最小的正数

应用

图像分析、信号处理

领域

数学

算法实例

f(x)±g(x)最小正周期的求法

算法实例

函数

最小正周期的求法

定义法

概念:根据周期函数和最小正周期的定义,确定所给函数的最小正周期。

例1、求函数

的最小正周期.

解:∵

对定义域内的每一个

,当x增加到

时,函数值重复出现,因此函数的最小正周期是

.(如果

,那么

叫做

的周期)。

例2 、求函数

的最小正周期。

解:把

看成是一个新的变量

,那么

的最小正周期是

由于

所以当自变量

增加到

且必须增加到

时,函数值重复出现。

∴函数

的最小正周期是

公式

这类题目是通过三角函数的恒等变形,转化为一个角的一种函数的形式,用公式去求,其中正余弦函数求最小正周期的公式为

,正余切函数

函数

的最小正周期都是;函数

的最小正周期都是,运用这一结论,可以直接求得形如

一类三角函数的最小正周期(这里

表示正弦、余弦、正切或余切函数)。

例3、求函数

的最小正周期.

解:

函数为两个三角函数相加,若角频率之比为有理数,则函数有最小正周期。

最小公倍数法

设f(x)与g(x)是定义在公共集合上的两个三角周期函数,

分别是它们的周期,且

,则

的最小正周期

的最小公倍数,

求几个正弦、余弦和正切函数的最小正周期,可以先求出各个三角函数的最小正周期,然后再求期最小公倍数T,即为和函数的最小正周期。

例4、求函数

的最小正周期.

解:设

的最小正周期分别为

,则

,所以

的最小正周期

.

例5、求

的最小正周期.

解:∵

的最小正周期是

,其最小公倍数是

.

的最小正周期是

说明

:几个分数的最小公倍数,我们约定为各分数的分子的最小公倍数为分子,各分母的最大公约数为分母的分数。

图象法

概念:作出函数的图象,从图象上直观地得出所求的最小正周期。

例6、求

的最小正周期.

解:由

的图象

可知

的周期

.

例7、求下函数的最小正周期。

(1)

(2)

解:(1)先作出函数

的图象(见图1)

观察图象,易得所求的周期为

(2)先作出

的图象(见图2)

观察图象,易得所求的周期为

。恒等变换法

概念:通过对所给函数式进行恒等变换,使其转化为简单的情形,再运用定义法、公式法或图象法等求出其最小正周期。

(1)

(2)

(3) f(x)=

解 (1)

∴最小正周期为

(2)

∴最小正周期为

(3)

它与

的周期相同,故得

的最小正周期为

补充问题

函数

的最小正周期为( B )