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重复的函数通常被称为“递归函数”(Recursive Function)。
重复的函数定义
在数学中,当我们提到“重复的函数”,我们通常指的是周期性函数,这类函数的特点是在其定义域内,存在一个正数周期P
,使得对于所有的x
都有f(x + P) = f(x)
,换句话说,函数图像沿着x轴方向平移一个周期后,其形状和位置保持不变。
周期性函数的特点
周期性:最基本的特性,即函数值每隔一定周期重复出现。
最小正周期:所有周期中最小的正实数,记为T
。
偶函数或奇函数:若函数满足f(x) = f(x)
则为偶函数,若满足f(x) = f(x)
则为奇函数,一些周期性函数同时是偶函数或奇函数。
常见的周期性函数例子
正弦函数和余弦函数
公式:f(x) = sin(x)
或 g(x) = cos(x)
周期:2π(最小正周期)
特点:这两个函数是最典型的周期性函数,它们在整个实数域上都是周期性的。
正切函数
公式:h(x) = tan(x)
周期:π(最小正周期)
限制:由于正切函数是正弦函数和余弦函数的比值,它在x = (2n + 1) * π/2
处不定义(其中n为任意整数),因此其周期性不如正弦和余弦函数完整。
方波函数
公式:F(x) = square(x)
或者定义为 F(x) = sgn(sin(x))
周期:π(最小正周期)
特点:方波函数在每个周期内的部分区间取值为+1,其余部分取值为1。
锯齿波函数
公式:S(x) = sawtooth(x)
周期:2π(最小正周期)
特点:在一个周期内,该函数图形类似于锯齿的形状,从0线性增加到最大值,然后跳变回0开始下一个周期。
表格总结
函数名称 | 公式表示 | 主要周期 | 是否偶/奇函数 | 备注 |
正弦 | sin(x) | 2π | 无 | 在所有实数上周期性 |
余弦 | cos(x) | 2π | 偶函数 | 在所有实数上周期性 |
正切 | tan(x) | π | 无 | 除特定点外在实数上周期性 |
方波 | square(x) 或 sgn(sin(x)) | π | 无 | 分段常数函数 |
锯齿波 | sawtooth(x) | 2π | 无 | 线性增长后突降 |
通过上述描述和表格,我们可以对重复(周期性)函数有一个较为详细的认识,这些函数在许多科学和工程领域都有应用,例如在信号处理中用于表示周期性波动的信号。