题目
以下函数不是周期函数的是()A. y = |sin x|B. y = sin (1)/(x)C. y = sin 2xD. y = sin^2 x
以下函数不是周期函数的是()
A. $y = |\sin x|$
B. $y = \sin \frac{1}{x}$
C. $y = \sin 2x$
D. $y = \sin^2 x$
题目解答
答案
B. $y = \sin \frac{1}{x}$
解析
本题考查周期函数的定义,解题思路是根据周期函数的定义,判断每个选项中的函数是否存在一个非零常数$T$,使得对于定义域内的任意$x$,都有$f(x + T) = f(x)$成立。
选项A:$y = |\sin x|$
- 首先,我们知道$\sin(x + \pi)=-\sin x$。
- 那么$\vert\sin(x + \pi)\vert=\vert -\sin x\vert=\vert\sin x\vert$。
- 这表明存在非零常数$T = \pi$,对于定义域内的任意$x$,都有$f(x + \pi) = f(x)$,所以$y = |\sin x|$是周期函数,周期为$\pi$。
选项B:$y = \sin \frac{1}{x}$
- 假设$y = \sin \frac{1}{x}$是周期函数,存在非零常数$T$,使得$\sin\frac{1}{x + T} = \sin\frac{1}{x}$。
- 根据正弦函数的性质$\sin A=\sin B$时,$A = B + 2k\pi$或$A = \pi - B + 2k\pi$,$k\in Z$。
- 若$\frac{1}{x + T} = \frac{1}{x} + 2k\pi$,则$\frac{1}{x + T}-\frac{1}{x}=2k\pi$,通分得到$\frac{x-(x + T)}{x(x + T)} = 2k\pi$,即$\frac{-T}{x(x + T)} = 2k\pi$。
- 此时$T$的值会随着$x$的变化而变化,不是一个固定的非零常数。
- 同理,对于$\frac{1}{x + T} = \pi - \frac{1}{x} + 2k\pi$,也会出现$T$随$x$变化的情况。
- 所以不存在一个固定的非零常数$T$,使得$\sin\frac{1}{x + T} = \sin\frac{1}{x}$对于定义域内的任意$x$都成立,因此$y = \sin \frac{1}{x}$不是周期函数。
选项C:$y = \sin 2x$
- 根据正弦函数的周期公式$T=\frac{2\pi}{\omega}$(其中$\omega$是$x$前面的系数)。
- 对于$y = \sin 2x$,$\omega = 2$,则$T=\frac{2\pi}{2}=\pi$。
- 即存在非零常数$T = \pi$,对于定义域内的任意$x$,都有$\sin 2(x + \pi)=\sin(2x + 2\pi)=\sin 2x$,所以$y = \sin 2x$是周期函数,周期为$\pi$。
选项D:$y = \sin^2 x$
- 利用二倍角公式$\cos 2x = 1 - 2\sin^2 x$,可得$\sin^2 x=\frac{1 - \cos 2x}{2}$。
- 对于$y=\frac{1 - \cos 2x}{2}$,根据余弦函数的周期公式$T=\frac{2\pi}{\omega}$,这里$\omega = 2$,则$T=\frac{2\pi}{2}=\pi$。
- 即存在非零常数$T = \pi$,对于定义域内的任意$x$,都有$\frac{1 - \cos 2(x + \pi)}{2}=\frac{1 - \cos(2x + 2\pi)}{2}=\frac{1 - \cos 2x}{2}$,所以$y = \sin^2 x$是周期函数,周期为$\pi$。