题目内容
【题目】给定函数
、
,定义
.
(1)证明:
;
(2)若
,
,证明:
是周期函数;
(3)若
,
,
,
,
,证明:
是周期函数的充要条件是
为有理数.
【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析;(3)证明见解析.
【解析】
(1)运用新定义,去绝对值,即可得证;
(2)由正弦函数和余弦函数的周期,即可得证;
(3)运用周期函数的定义,结合和差化积公式,即可得证.
证明:(1)由F(f(x),g(x))
,
f(x)≥g(x)时,
f(x),
f(x)<g(x)时,
g(x),
则F(f(x),g(x))
;
(2)f(x)=sin2x﹣cosx,g(x)=sin2x+cosx,
F(f(x),g(x))
sin2x+|cosx|,
由F(f(x+π),g(x+π))=sin(2x+2π)+|cos(x+π)|=sin2x+|cosx|
=F(f(x),g(x)),即F(f(x),g(x))是最小正周期为π的周期函数;
(3)f(x)+g(x)是周期函数x∈R,T≠0,f(x+T)+g(x+T)=f(x)+g(x)恒成立
A1sinω1(x+T)+A2sinω2(x+T)=A1sinω1x+A2sinω2x,
由A1[sinω1(x+T)﹣sinω1x]+A2[sinω2(x+T)﹣sinω2x]=0,
可得sinω1(x+T)﹣sinω1x=0,sinω2(x+T)﹣sinω2x=0,
即2cos(ω1x
ω1T)sin
ω1T=0,2cos(ω2x
ω2T)sin
ω2T=0,
由x∈R,可得sin
ω1T=,sin
ω2T=0,
即有
ω1T=kπ,k∈Z;
ω2T=mπ,m∈Z,k,m≠0,
即有
为有理数,
可得f(x)+g(x)是周期函数的充要条件是
为有理数.
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