积分的周期性

积分的周期性是周期函数的重要性质。

基本定理

定理8

f(x)f(x) 是周期为 TT 的函数,则对于任意 aa,有:

aa+Tf(x)dx=0Tf(x)dx\int_a^{a+T} f(x) dx = \int_0^T f(x) dx

应用例子

例子:计算 2π4πsinxdx\int_{2\pi}^{4\pi} \sin x \, dx

  • sinx\sin x 是周期为 2π2\pi 的函数
  • 根据周期性:2π4πsinxdx=02πsinxdx\int_{2\pi}^{4\pi} \sin x \, dx = \int_{0}^{2\pi} \sin x \, dx
  • sinx\sin x 在完整周期内正负面积相等,因此结果仍为 00

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\int_a^{a+T}数学符号integral from a to a plus T长度为周期 TT 的区间上的定积分
0T\int_0^T数学符号integral from 0 to T一个周期上的定积分
TT数学符号capital T函数的周期
f(x)f(x)数学符号f of x被积函数
aa数学符号a积分区间的起点
π\pi希腊字母Pi(派)圆周率
sinx\sin x数学符号sine of x正弦函数

中英对照

中文术语英文术语音标说明
周期性periodicity/ˌpɪəriəˈdɪsəti/函数重复自身的性质
周期函数periodic function/ˌpɪəriˈɒdɪk ˈfʌŋkʃən/满足 f(x+T)=f(x)f(x+T)=f(x) 的函数
正负面积signed area/saɪnd ˈeəriə/曲线下方有正负之分的面积
简化计算simplification/ˌsɪmplɪfɪˈkeɪʃən/通过性质化简计算过程