利用周期性
利用函数的周期性可以简化定积分的计算。
周期函数的积分
周期函数的积分性质:如果 f(x) 是周期为 T 的函数,则对于任意 a:
∫aa+Tf(x)dx=∫0Tf(x)dx
证明:利用积分的区间可加性和周期函数的性质。
应用例子
例子 1:计算 ∫02πsinxdx
解:
- sinx 是周期为 2π 的函数
- ∫02πsinxdx=0(因为 sinx 在 [0,2π] 上的正负面积相等)
例子 2:计算 ∫04πcos2xdx
解:
- cos2x 是周期为 π 的函数
- ∫04πcos2xdx=4∫0πcos2xdx=4⋅2π=2π
练习题
练习 1
利用周期性计算 ∫06πsinxdx。
参考答案
解题思路:利用周期函数的积分性质。
详细步骤:
- sinx 是周期为 2π 的函数
- ∫06πsinxdx=3∫02πsinxdx=3⋅0=0
答案:0
总结
本文出现的符号
| 符号 | 类型 | 读音/说明 | 在本文中的含义 |
|---|
| ∫aa+T | 数学符号 | integral from a to a plus T | 长度为周期 T 的区间上的定积分 |
| T | 数学符号 | capital T | 函数的周期 |
| f(x) | 数学符号 | f of x | 被积函数 |
| a | 数学符号 | a | 积分区间的起点 |
| π | 希腊字母 | Pi(派) | 圆周率 |
| sinx,cosx | 数学符号 | sine/cosine of x | 正弦函数、余弦函数 |
中英对照
| 中文术语 | 英文术语 | 音标 | 说明 |
|---|
| 周期函数 | periodic function | /ˌpɪəriˈɒdɪk ˈfʌŋkʃən/ | 满足 f(x+T)=f(x) 的函数 |
| 周期 | period | /ˈpɪəriəd/ | 函数重复自身所需的最小长度 |
| 区间可加性 | additivity over intervals | /ˌædɪˈtɪvəti ˈəʊvə ˈɪntəvəlz/ | 大区间积分可拆分 |
| 正负面积 | signed area | /saɪnd ˈeəriə/ | 曲线下方有正负之分的面积 |