نصب اپلیکیشن

صفحه رسمی مای درس

اطلاع از آخرین تغییرات، جوایز و مسابقات مای درس
دنبال کردن

تابع متناوب

پاسخ تایید شده
10 ماه قبل
0
[شاه کلید مای درس] | تابع متناوب
bookmark_border دوازدهم ریاضی
book حسابان دوازدهم
bookmarks فصل 2 : مثلثات
10 ماه قبل
0

تابع متناوب

به نمودار تابع زیر توجه کنید.

همانطور که مشاهده میکنید نمودار این تابع در فواصل معینی تکرار می شود.

می توان گفت که نمودار تابع در فواصل به طول ۴ و در فواصل به طول ۸ واحدی و .... تکرار می شود.

این چنین توابعی را توابع متناوب مینامند طول کوچکترین فاصله ای که نمودار تابع تکرار میشود را دوره ی تناوب می نامند و آن را با T نمایش میدهند در تابع فوق دوره ی تناوب برابر ۴ است.

نتیجه در واقع تابع متناوب تابعی است که در فواصل معینی نمودار آن تکرار می شود و دوره ی تناوب آن کوچکترین طول بازه ای است که در آن نمودار تابع تکرار می گردد.

اکنون تابع متناوب را به شکل زیر تعریف می کنیم.

اگر تابع (y = f(x دو شرط زیر را داشته باشد، آن را متناوب گویند.

الف) هرگاه عدد مثبتی مانند C وجود داشته باشد به طوری که وقتی x عضو دامنه باشد، آنگاه x + C نیز عضو دامنه است.

\(x \in {D_f}(x + c) \in {D_f}\)

ب \(f(x + c) = f(x)\)

در این صورت کمترین مقدار مثبت را با T نمایش میدهیم و آن را دوره ی تناوب )دوره ی تناوب اصلی) می نامیم.

مثال

نشان دهید که توابع زیر متناوب هستند.

  \(f(x) = \sin x\) الف

                    \(f(x) = \cos x\)  ب

 

الف واضح است که برای هر عدد صحیح k تساوی \(\sin (2k\pi + x) = \sin x\)برقرار است. لذا می توان \(f(2k\pi + x) = f(x)\) نوشت

پس طبق تعریف این تابع متناوب است و دوره ی تناوب آن به ازای ۱ k=برابر \(t = 2\pi \)  است.

ب واضح است که برای هر عدد صحیح k تساوی \(cos(2k\pi + x) = \sin x\) برقرار است. لذا می توان \(f(2k\pi + x) = f(x)\) نوشت

پس طبق تعریف این تابع متناوب است و دوره ی تناوب آن به ازای ۱ k=برابر \(t = 2\pi \)  است.

 برای توابع \(f(x) = a\sin bx + c\) و \(f(x) = a\cos bx + c\) می توان گفت که :

الف  مقدار ماگزیمم برابر \(\left| a \right| + c\) 

ب  دوره ی تناوب برابر \( - \left| a \right| + c\) 

پ  مقدار مینیمم برابر \(T = \frac{{2\pi }}{b}\) 

مثال

مقدار ماگزیمم و مقدار مینیمم و دوره ی تناوب تابع به معادله ی \(f(x) = - 3\cos 2x + 5\) را تعیین کنید.

\(\left| a \right| + c = \left| { - 3} \right| + 5 = 8\)  مقدار ماگزیمم

\( - \left| a \right| + c = - \left| 3 \right| + 5 = 2\) مقدار مینیمم

\(T = \frac{{2\pi }}{{\left| b \right|}} = \frac{{2\pi }}{{\left| 2 \right|}} = \pi \)  دوره ی تناوب

مثال

معادله ی یک تابع سینوسی را بنویسید که مقدار ماگزیمم آن ۱ -و مقدار مینیمم آن ۷- و دوره ی تناوب آن \(4\pi \)  باشد.

\( - \left| a \right| + c = - 7\) مقدار مینیمم

\(\left| a \right| + c = - 1\)  مقدار ماگزیمم

\(f(x) = asinbx + c\)

با توجه به دو تساوی فوق می توان نتیجه گرفت که \(2c = - 8\) پس ۴- = c لذا :

\(\left| a \right| - 4 = - 1 \to \left| a \right| = 3 \to a = \pm 3\)

\(T = \frac{{2\pi }}{{\left| b \right|}} = 4\pi \to \left| b \right| = \frac{1}{2} \to b = \pm \frac{1}{2}\) دوره ی تناوب

پس می توان گفت که این تابع به یکی از شکل های زیر است.

\(f(x) = - 3sin\frac{1}{2}x - 4\) یا\(f(x) = 3sin\frac{1}{2}x - 4\)

مثال 

معادله ی یک تابع سینوسی یا کسینوسی)برای نمودار زیر بنویسید.

 این تابع یک تابع کسینوسی است و معادله ی آن به صورت \(y = a\cos bx\) خواهد بود.

از طرفی با توجه شکل معلوم است که دوره ی تناوب تابع برابر \(T = \pi \) است. از

\(\frac{{2\pi }}{{\left| b \right|}} = \pi \to \left| b \right| = 2 \to b = \pm 2\)

برای تعیین مقدار a کافی است مختصات یک نقطه از نمودار تابع را در معادله ی فوق جایگزین کنیم در این جا می توان نقطه ی (,-12۰) را در نظر گرفت

\(y = a\cos bx - 12 = a\cos bx(0) \to - 12 = a \times 1 \to a = - 12\)

در نهایت معادله ی تابع را بدین شکل خواهیم داشت.

\(y = - 12\cos 2x\)

تهیه کننده : جابر عامری


سایر مباحث این فصل