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第941题:证明题



补充以下证明过程中的 "?".


题目】观察 y=sinx2y =\sin x^2  的图像,如下图. 证明:函数 y=sinx2y =\sin x^2 不是周期函数.




思路常常用反证法来证明某个函数不是周期函数.


证明】假设 y=sinx2 y =\sin x^2 是周期函数,TT 是它的一个正周期,对于每一个 xRx \in \bold R 有:


sin(x+T)2\sin(x+T)^2 =sinx2 =\sin x^2             (1)


x=x = ?? ,得 sinT2=0 \sin T^2= 0 .


所以 T2=kπT^2 = k \piT=kπT=\sqrt{k\pi}xNx \in \bold {N^*} ,代入 (1) 式得


sin(x+kπ)2\sin(x+\sqrt{k\pi})^2=sinx2 =sin x^2           (2)


在(2)中令 


x=2Tx=\sqrt{2}T ,则x=2kπx=\sqrt{2k\pi} ,得


sin(2T+T)\sin(\sqrt{2}T +T) =sin(2T)2= \sin(\sqrt{2}T)^2



sin[(2+1)2kπ]\sin[(\sqrt{2}+1)^2 k\pi] =sin2kπ=\sin 2k\pi  =0=0


所以有


(2+1)2kπ (\sqrt{2}+1)^2 k\pi =lπ=l \pi (lN)(l \in N)


(2+1)2 (\sqrt{2}+1)^2  =lk=\dfrac{l}{k} 


由于


(2+1)2 (\sqrt{2}+1)^2 =2+22=2+2\sqrt{2}  是无理数,而 lk\dfrac{l}{k} 是有理数,矛盾,因此假设不成立,得证.




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