关于周期函数的再思考

本文一方面基于周期集的性质考虑了周期函数的最小正周期问题,另一方面比较自然地将周期函数推广到概周期函数,并举例说明了两个周期函数的和函数一定为概周期函数     

关于周期函数的最小正周期的存在性

我知道一些周期函数在定义域上存在最小正周期 ,如ｓｉｎｘ ,ｃｏｓｘ ,ｔａｎｘ ,ｃｏｔｘ等 .但有些周期函数如常值函数、狄利克莱函数等均没有最小正周期 .那么 ,什么样的周期函数一定存在最小正周期呢 ?笔者至今未见有结果 .本文利用极限和函数连续的性质 ,给出了周期函数存在最小正周期的充分条件 .引理 1　设 {ａｎ}为数列 ,且ａｎ >0 ,ｌｉｍｎ∞ａｎ =0 .则对任意实数Ａ ,存在由 {ａｎ}的前ｎ项构成的整系数线性组合数列 {Ａｎ},其中Ａｎ=α1 ａ1 α2 ａ2 … αｎａｎ(ａｉ为整数 ,ｉ=1 ,2… ,ｎ) ,使得ｌｉｍｎ∞ Ａｎ=Ａ .…     

关于无最小正周期的周期函数

本文研究了无最小正周期的周期函数的一般性质,给出了这种函数的一般构造方法,并讨论了许多特殊情形。由此,产生了各种形式的无最小正周期的周期函数。     

两个周期函数的和的周期性

显然如果两个周期函数的的周期之比为有理数,则它们的和仍然是周期函数.反之,如果已知两个周期函数的和是周期函数,则这两个周期函数周期之比是否一定是有理数?若这两个函数之一是连续函数,给予上述问题肯定的回答.     

再談周期函数的最小正周期

1963年6月数学通报上刊登了顏怀曾同志所写的“周期函数的最小正周期”一文其中証明了下述定理: 定理。任一非常值的連續周期函数f(x)必有最小正周期。这一定理和1959年12月数学通报吳品三同志在“几篇有缺点的文章”中証明过的定理“設f(x)是連續的周期函数除f(x)=c外f(x)均有最小正周期存在”是一样的。由狄里克萊函数的例子知道,有些不連續周期函数是沒有最小正周期的。但也有不連續周期函数具有最小正周期的,如f(x)=tgx就是最簡单的例子。π是它的最小正周期,x=(2K+1)π/2(K=0,±1,±2,…)是一些不連續点。于是发生下面的問題: 哪些不連續周期函数有最小正周期呢?前述两篇文章并未提及。但綜合两篇文章証法的精神可进一步推出下面一个定理:     

函数最小正周期的机器证明

周期函数是中学数学教学的一块重要内容,也是一个教学难点,特别是在讨论函数的周期性时,人们常有这样的感觉：要检验一个正数是周期函数的周期,也许并不太难;但要进一步证明这个正数是此函数的最小正周期,推理运算的过程往往非常繁杂．即使一些看似较简单函数的最小正周期,有时用纯代数方法也很难甚至无法给出完美的证明．笔者利用数学软件几何画板强大的图形和图像功能,给出一种依靠软件的“机器”证法．这种方法主要依据如下结论：     

函数|f(x)|和f(|x|)的周期性

本文讨论连续的周期函数f(x)分别与函数|f(x)|、f(|x|)之间的周期性和最小正周期的关系,其中f(x)(?)c(常数)。 定理1.若f(x)为非常数的连续周期函数,则|f(x)|也是连续的周期函数。 证明:显然f(x)与|f(x)|有相同的定义域X.f(x)(?)c,则连续的周期函数f(x)必有最小正周期T(证明可见参考资料[1])。     

周期函数最小正周期的一个判别法

非常值的连续周期函数必有最小正周期。但判断某数是已知周期函数的最小正周期,没有一般性方法,并且有时还不太容易。本文给出解决此问题的一个定理。 引理:对任意大于1的自然数k及实数a,下列二式恒成立     

函数的周期性和对称性

1　周期函数问题设函数 f(x)的定义域为D ,若存在非零常数T ,使得对每个x∈D ,都有 f(x +T) =f(x -T) =f(x)成立 ,则称 f(x)为周期函数 ,T为 f(x)的一个周期 .如果 f(x)的所有正周数中存在最小值T0 ,则称T0 为周期函数 f(x)的最小正周期 .一般说函数的周期通常是指最小正周期 .例 1　判定函数 f(x) =x - [x],x∈R(其中[x]表示不超过x的最大整数 )的周期性并作出其图象 .解　如图 1,我们作出 f(x)的图象 .图 1　例 1图由 f(x)的图像可知 ,当x∈R时 ,f(x) =x -[x]是周期函数 ,且T =1是它的最小正周期 .事实上 ,对x∈R ,有f(x + 1) =x + 1…     

一致概周期矩阵函数的一些性质

利用纯量概周期函数性质讨论了一致概周期矩阵函数的一些性质.     

Symmetric period solutions with prescribed minimal period for even autonomous semipositive Hamiltonian systems

We study some monotonicity and iteration inequality of the Maslov-type index i-1of linear Hamiltonian systems.As an application we prove the existence of symmetric periodic solutions with prescribed minimal period for first order nonlinear autonomous Hamiltonian systems which are semipositive,even,and superquadratic at zero and infinity.This result gives a positive answer to Rabinowitz’s minimal period conjecture in this case without strictly convex assumption.We also give a different proof of the existence of symmetric periodic solutions with prescribed minimal period for classical Hamiltonian systems which are semipositive,even,and superquadratic at zero and infinity which was proved by Fei,Kim and Wang in 2001.     

Vector-valued pseudo almost periodic functions

Vector-valued pseudo almost periodic functions are defined and their properties are investigated. The vector-valued functions contain many known functions as special cases. A unique decomposition theorem is given to show that a vector-valued pseudo almost periodic function is a sum of an almost periodic function and an ergodic perturbation.     

周期函数和非平稳周期函数的小波变换

探讨了三角函数、周期函数以及一类非平稳周期函数小波变换的一些性质,发现周期函数的小波能谱的峰高和峰宽均正比于信号的周期.提出了一个新的只利用与信号周期有关的一个尺度小波变换系数的重构公式,它可准确地重构三角函数,对一般周期函数的重构结果优于其Fourier级数中的任何一项,对一类均值和振幅变化的非平稳周期函数的重构结果与信号非常吻合.     

一类带反馈控制的非自治离散竞争系统概周期解的动力学性质

本文利用差分方程的比较原理以及构造国合适的Lyapunov函数,讨论了一类带有反馈控制的非自治离散竞争系统的持久性和概周期解,给出了存在正概周期解的几个充分条件.最后给出一个数值例子验证了本文主要结果的有效性.     

极大代数上多输入多输出线性系统的最小实现

研究了极大代数上无穷阵序列{Gi}0∞的实现问题.首先给出了周期阵序列的概念,得到了1-阶和2-阶周期阵序列{Gi}0∞元素之间的关系,并得到多输入多输出情况下线性系统存在1维和2维最小实现的充要条件.     

PERMANENCE,PERIODIC AND ALMOST PERIODIC SOLUTIONS OF NONAUTONOMOUS STAGE STRUCTURED POPULATION DYNAMICS WITH TIME DELAY AND DIFFUSION

A nonautonomous stage-structured two species model with time delay anddiffusion is considered. It is shown that the system is uniformly persistent undersome conditions. By discussing the independent subsystem, more brief sufficientconditions are drawn for a unique positive periodic solution which is globallyattractive and the existence of the positive almost periodic solution which isuniformly asymptotically stable by the Razumikhin function method.     

A NONAUTONOMOUS STAGE-STRUCTURED SINGLE SPECIES MODEL WITH DIFFUSION

1IntroductionRecent1ytheso-calledsinglespeciesm0delwasconsidered,andmanyrcsultshavebeen.bt.in.d[1-7J.In[l],thesinglespeciesmodelwithstage-structtlredinthefOrmofisstudied,whereIi(t)andx.(t)representtheimmatureandmaturepopu-lati0nsdensitiesrespectively;ofisthe0bservedorassumedbirthrateofxi(t)attimet(-T5t5O),andTrepresentsac0nstanttime1engthfortheiITl-maturetobecomematurity.aisthebirthrateofmaturepopulation.7isthedeathrateofimmaturepopulationandfiistheLogisticconstantofthemature.Somesufficien…     

Orbital stability of periodic traveling wave solutions to the generalized Long-Short wave equations

This paper investigates the orbital stability of periodic traveling wave solutions to the generalized Long-Short wave equations $\left\{\begin{array}{l}i\varepsilon_{t}+\varepsilon_{xx}=n\varepsilon+\alpha|\varepsilon|^{2}\varepsilon,\\n_{t}=(|\varepsilon|^{2})_{x}, x\in R.\end{array} \right.$ Firstly, we show that there exist a smooth curve of positive traveling wave solutions of dnoidal type with a fixed fundamental period $L$ for the generalized Long-Short wave equations. Then, combining the classical method proposed by Benjamin, Bona et al., and detailed spectral analysis given by using Lame equation and Floquet theory, we show that the dnoidal type periodic wave solution is orbitally stable by perturbations with period $L$. As the modulus of the Jacobian elliptic function $k\rightarrow 1$, we obtain the orbital stability results of solitary wave solution with zero asymptotic value for the generalized Long-Short equations. In particular, as $\alpha=0$, we can also obtain the orbital stability results of periodic wave solutions and solitary wave solutions for the long-short wave resonance equations. The results in the present paper improve and extend the previous stability results of long-shore wave equations and its extension equations.     

海-气耦合气候系统非线性扰动模式的周期正解

与ENSO相关的热带大尺度海-气相互作用是影响全球气候年际变化的主要过程之一.该文从一个海-气相互作用方程组出发,推广了一个具有一般形式的海 气耦合气候系统非线性扰动模式.运用拓扑度理论,从数学上严格证明了一定条件下该模式存在周期正解的结果,并分析了所得结果潜在的应用价值.海-气相互作用研究,有助于理解气候变化过程,为气候模拟和预报提供理论基础.     

A Landesman-Lazer type condition for second-order differential equations with a singularity at resonance

In this paper, we are concerned with the existence of positive periodic solutions for second-order differential equations with a singularity at resonance. A Landesman-Lazer type condition is given to obtain the existence of positive periodic solutions using phase-plane analysis method and topological degree method.