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Wir folgen dem einfach dem alten Schema, um die Aufgabe zu lösen: f(x) = f(p + x) cos(π*x + 2) = cos(π * x + π * p + 2) cos(π*x + 2) = cos(π*(x + p) + 2) cos(π*x + 2) = cos(π*(x + 2 π π) + 2) cos(π*x + 2) = cos(π*(x + 2) + 2) cos(π*x + 2) = cos(π*x + 2π + 2) Die Periode p = 2 Du kannst diese Rechnung deutlich verkürzen, indem du diese Formel hier verwendest: f(x) = a * sin(b*x + c) + d (cos anstatt von sin geht auch) p = 2 π b Wenn wir das dann auf die Funktion g(x) anwenden: g(x) = cos(π*x + 2) p = 2 π π p = 2 Mit einem Beispielwert können wir sicher gehen, dass unser Ergebnis stimmt. Nehmen wir für x den Wert 0. Periodizität - Alles Wichtige auf einen Blick Die Periodizität beschreibt verschiebungssymmetrische Funktionen, bei denen sich die Funktionswerte in Abhängigkeit der Periode wiederholen. Periodische Funktionen können mit der folgenden Formel beschrieben werden. Der Parameter p stellt die Periode und k die Anzahl an Perioden dar. f(x) = f(k*p + x) Die Kosinus- und Sinusfunktionen haben die Periode 2π.
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.
Lesezeit: 4 min Periode kommt vom griechischen "periodos" und heißt "umrunden" und meint eine Wiederholung. Sinus und Kosinus sind periodische Funktionen, das heißt, sie wiederholen sich in ihrem Verlauf. Beim Einheitskreis können wir 360° um den Kreis gehen, danach sind wir an der gleichen Position ( 360° = 0°). In diesem zweiten Kreisumlauf können wir die Winkel um +360° erhöht betrachten. Das hatten wir auch bei den Identitäten gesehen. 420° hat den gleichen Sinuswert wie 60°, also sin(420°) = sin(60° + 360°) = sin(60°). Das gleiche Prinzip gilt für den Kosinus. Die Sinuswerte wiederholen sich immer mit jeder Kreisumrundung, also +360°, obwohl sich die Winkelwerte erhöhen. Sinuskurve In der Abbildung der Graph f(x) = sin(x): ~plot~ sin(x*pi/180);[ [-400|400|-1, 2|1, 2]];hides ~plot~ Die Schwingung wiederholt sich, sie ist periodisch. Gleiches gilt für den Kosinus. Kosinuskurve In der Abbildung der Graph f(x) = cos(x): ~plot~ cos(x*pi/180);[ [-400|400|-1, 2|1, 2]];hides ~plot~ Die Kosinusfunktion ist periodisch, sie wiederholt sich immer in ihren Werten.
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.
Beispiel 1: Ein Kondensator möge in 3 s eine Ladung von 2 C aufnehmen und sich durch eine geeignete Schaltung dann (praktisch "schlagartig") entladen, wonach der gleiche Prozess wieder beginnt. Beispiel 2: Jonas legt von seinem Taschengeld und dem (leider "unregelmäßigen") Zuverdienst jeden Tag 10 ct in eine Sparbüchse. Haben sich nach 100 Tagen jeweils 1 000 c t = 10 € angesammelt, so zahlt Jonas diesen Betrag auf sein Konto ein. Unabhängig vom konkreten Inhalt werden die in den beiden Beispielen geschilderten Vorgänge grob betrachtet (und ohne Rücksicht auf "Lücken") durch Graphen der folgenden Art beschrieben: Die Funktionswerte wachsen jeweils an, und wenn eine Grenzhöhe G (der Ladung bzw. des Sparbüchseninhalts) erreicht ist, gehen sie auf einen bestimmten Wert (hier 0 C bzw. 0 ct) zurück. Anschließend beginnt der Prozess in der gleichen Weise von Neuem und erreicht im Abstand t (von 3 s bzw. 100 Tagen) immer wieder dieselbe Höhe g (denselben Wert).
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.