题目
f(x)是(-∞,+∞)上的连续周期函数,f(x)在(-∞,+∞)一定有界,对吗?A 正确B 错误
f(x)是(-∞,+∞)上的连续周期函数,f(x)在(-∞,+∞)一定有界,对吗?
A 正确
B 错误
题目解答
答案
设周期为 $T$,则对任意 $x \in (-\infty, +\infty)$,存在整数 $n$ 和 $r \in [0, T)$,使得 $x = nT + r$。由周期性,$f(x) = f(r)$。
在闭区间 $[0, T]$ 上,$f(x)$ 连续,根据闭区间连续函数的有界性,存在 $M > 0$,使得 $|f(r)| \leq M$。
因此,对任意 $x$,有 $|f(x)| = |f(r)| \leq M$,即 $f(x)$ 在 $(- \infty, + \infty)$ 上有界。
答案:$\boxed{A}$
解析
考查要点:本题主要考查连续周期函数的有界性,涉及周期函数的性质和闭区间上连续函数的有界性定理。
解题核心思路:
- 周期函数的周期性:将任意实数$x$表示为$x = nT + r$($n$为整数,$r \in [0, T)$),利用周期性将问题转化为研究单个周期区间$[0, T]$上的函数行为。
- 闭区间连续函数的有界性:在闭区间$[0, T]$上,连续函数$f(x)$必有界,从而推出整个实数范围上的有界性。
破题关键点:
- 周期性简化问题:通过周期性将无限区间问题转化为有限区间问题。
- 有界性定理的应用:明确闭区间上连续函数的有界性是核心工具。
步骤1:利用周期性限定变量范围
设$f(x)$的周期为$T$,则对任意$x \in (-\infty, +\infty)$,存在整数$n$和$r \in [0, T)$,使得$x = nT + r$。根据周期性,$f(x) = f(r)$。
步骤2:应用闭区间连续函数的有界性
在闭区间$[0, T]$上,$f(x)$连续。根据闭区间上连续函数的有界性定理,存在常数$M > 0$,使得对任意$r \in [0, T]$,有$|f(r)| \leq M$。
步骤3:推广到整个实数范围
对任意$x \in (-\infty, +\infty)$,由$f(x) = f(r)$和$|f(r)| \leq M$,可得$|f(x)| \leq M$。因此,$f(x)$在$(-\infty, +\infty)$上有界。