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Periodische Funktionen als Funktionen auf der Kreislinie Es sei der Einheitskreis. Man kann periodische Funktionen auf mit Periode mit Funktionen auf identifizieren: Einer Funktion auf entspricht die -periodische Funktion. Hierbei ist eine Funktion auf dem Einheitskreis also einer Teilmenge der komplexen Zahlen. Eigenschaften der Funktionen wie Beschränktheit, Stetigkeit oder Differenzierbarkeit übertragen sich jeweils auf die andere Sichtweise. Beispielsweise entsprechen Fourier-Reihen unter dieser Abbildung den Laurent-Reihen. Periodische Funktionen auf reellen Vektorräumen ein -dimensionaler reeller Vektorraum, z. B.. Eine Periode einer stetigen, reell- oder komplexwertigen Funktion oder einem ( offenen, zusammenhängenden) Teil von ist ein Vektor, so dass Die Menge aller Perioden von ist eine abgeschlossene Untergruppe von. Jede solche Untergruppe ist die direkte Summe aus einem Untervektorraum und einer diskreten Untergruppe; letztere lässt sich beschreiben als die Menge der ganzzahligen Linearkombinationen einer Menge linear unabhängiger Vektoren.
Aufgabe 1506: AHS Matura vom 20. September 2016 - Teil-1-Aufgaben - 12. Aufgabe Hier findest du folgende Inhalte Aufgaben Aufgabe 1506 Standardisierte kompetenzorientierte schriftliche Reifeprüfung Mathematik Quelle: AHS Matura vom 20. Aufgabe Angabe mit freundlicher Genehmigung vom Bundesministerium für Bildung; Lösungsweg: Maths2Mind Periodische Funktion Gegeben ist die periodische Funktion f mit der Funktionsgleichung \(f\left( x \right) = \sin \left( x \right)\) Aufgabenstellung: Geben Sie die kleinste Zahl a > 0 (Maßzahl für den Winkel in Radiant) so an, dass für alle \(x \in {\Bbb R}\) die Gleichung \(f\left( {x + a} \right) = f\left( x \right)\) gilt!
An dem folgendem Beispiel kann man die Periodizität der Funktion sehen: Wenn wir uns die Sinusfunktion anschauen, können wir klar sehen, dass sich die Funktionswerte wiederholen. Dies passiert stets bei einer Verschiebung von 2π in x-Richtung, wie es bei der Graphik gezeigt wird. Das besondere an der Sinuskurve ist, dass sie sich nicht ändert. Sie wiederholt immer das Schema. Aus diesem Grund wird die Sinusfunktion auch periodisch bezeichnet. Bei einer Periode in der Mathematik wiederholen sich stets bestimmte Zahlenwerte unendlich mal. Zum Beispiel wiederholt sich bei die Zahl 3 unendlich oft. Bei periodischen Funktion trifft wie bei Perioden die gleiche Eigenschaft zu. Daher können wir festhalten, dass periodische Funktionen sich stets nach einer bestimmten Verschiebung in x-Richtung regelmäßig wiederholen. Wie kann man eine periodische Funktion bestimmen? Bei der Periodizität wird von dir gefordert, die Periode von Funktionen zu bestimmen. Bei normalen Kosinus- und Sinusfunktionen ist die Antwort leicht.
Durch die Stauchung verändert sich die normalerweise übliche Periode 2π einer Sinusfunktion. Daher nehmen wir die Stauchung fürs erste aus der Klammer raus damit wir die Periode finden können. Unsere Formel sieht dann so aus: f(x) = f(k*p + x) sin(3x) = sin(3*p + 3*x) sin(3x) = sin(3*(p + x)) Da wir wissen, dass die Periode üblicherweise 2π beträgt, setzten wir für p diesen Wert ein: sin(3x) = sin(3*(2π + x)) Aber durch die drei vor der Klammer ändert sich der Wert der Periodizität, was wir nicht wollen. Daher ändern wir die Periodizität so, dass bei der Multiplikation von der drei mit der Periode die Zahl 3 gekürzt werden kann. Dies können wir erreichen, indem wir die Periodizität in einen Bruch wandeln, wo der Nenner die drei beträgt: sin(3x) = sin(3*( 2 π 3 + x)) Am Ende steht dann: sin(3x) = sin(2π + 3x) sin(3x) = sin(5x) Die Periode p beträgt 2 π 3 2. Aufgabe: Bestimme die Periode der Funktion g(x) = cos(π * x + 2) Hier suchen wir wieder einen Wert für die Periode p. Im Gegensatz zur der vorigen Aufgabe ist jetzt eine Addition innerhalb der Klammer hinzugekommen, die wir aber vernachlässigen können, da sie keinen Einfluss auf die Periode nimmt.
Durch diesen Parameter ändert sich die Lage der Nullstellen und der Extremstellen. Wertebereich ändert sich aber nicht. y = sin x + c Der Parameter c hat folgende Wirkung auf die Sinuskurve: Aufgrund der Periode 2 π kann die Phasenverschiebung nur bis 2 π an der Lage der Hoch- bzw. Tiefpunkte abgelesen werden. Die Periode: Streckung oder Stauchung der Sinuskurve in x-Richtung y = sin b x Parameter b bewirkt eine Streckung oder Stauchung entlang der x-Achse. Durch den Parameter b wird die Periode und damit die Lage der Nullstellen verändert. Der Parameter b hat folgende Wirkung auf die Sinuskurve: Die neue Periode T ergibt sich aus der Periode der Sinuskurve und dem Parameter b: T = 2 π b Kombination verschiedener Parameter Verschiebung und Streckung lassen sich auch kombinieren. Probiere es aus.