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과학

주기함수

주기함수과학
영문명
Periodic function
기본 관계
f(x+T) = f(x)
주기 조건
T > 0
대표 예
사인함수와 코사인함수
주기함수는 입력을 일정한 양만큼 옮겨도 함수값이 반복되는 함수다. 양수 T에 대해 f(x+T)=f(x)가 정의역 전체에서 성립하면 T를 주기라고 한다.

같은 패턴이 반복된다

라디안으로 나타낸 sin x는 sin(x+2π)=sin x이므로 2π가 주기다. 두 점에서만 함수값이 같다고 주기함수가 되는 것은 아니다. 정해진 이동량에 대해 정의역 전체에서 반복 관계가 성립해야 한다.

주기와 기본주기

T가 주기이면 2T와 3T도 주기다. 양의 주기 중 가장 작은 것이 존재하면 기본주기라고 한다. sin x의 기본주기는 2π다. 따라서 주기를 하나 찾았다는 것과 가장 작은 주기를 찾았다는 것은 다르다.

상수함수의 특별한 경우

실수 전체의 상수함수는 어떤 양수만큼 입력을 옮겨도 값이 같으므로 모든 양수가 주기다. 그러나 가장 작은 양수는 없으므로 양의 기본주기는 없다. 모든 주기함수에 기본주기가 존재한다고 단정할 수 없는 예다.

입력의 배율

sin(2x)는 입력 x가 π만큼 증가하면 사인의 입력이 2π만큼 늘어 같은 값으로 돌아온다. 따라서 기본주기는 π다. 반면 sin(x)+3처럼 출력에 상수를 더하면 반복 간격 자체는 바뀌지 않는다.

관련 문서

함수 / 주기 / 진동수 / 삼각함수 / 상수함수 / 우함수 / 기함수