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Ich habe folgendes Problem:

Ich möchte die Periode der Funktion f(x) = floor(2*x) - 2*x + 1 bestimmen. (floor(x) ist abrunden). Ich weiß dass die Periode 0.5 ist. Aber wie kann ich das rechnerisch bestimmen?

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Das ist im Moment etwas ein Gebastel. Deshalb nur ein Kommentar. Mit viel Geschick bekommst du hier die verlangte Lösung dann hoffentlich raus.

Für Funktionen mit Periode p ≠0 gilt

f(x + p) = f(x)

f(x) = floor(2*x) - 2*x + 1

f(x+p) = floor(2(x+p)) - 2(x+p) + 1.

Betrachte nun eine Funktion g(u) , die die Abrundung sozusagen rückgängig macht. Also ein g(u), für das gilt:

floor(u) + g(u) = u.

g(u) hat die Periode 1. 

D.h. g(u+1) = g(u).

Aus floor(u) + g(u) = u folgt g(u) = - floor(u) + u

Da g(u) = g(u+1), kann man schreiben

g(u) - floor(u) + u = - floor(u+1) + (u+1)  

           |Vergleich mit dem blauen Term weiter oben.

= - (floor(u) - u) = -(floor(u) -u +1 - 1) = - f(u/2) + 1.

==> g(u) = -f(u/2) + 1

==> f(u/2) = g(u) + 1

f(u/2 +1/2) = g(u+1) + 1 = g(u) + 1 = f(u/2) 

==> f(u/2) hat die Periode 1/2.

u/2 ist oben das x. Das müsste man noch sauber ineinander umrechnen.

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Folgendermassen kannst du zeigen, dass die Periode tatsächlich 0.5 ist:


f(x) = floor(2*x) - 2*x + 1

f(x+0.5) = floor( 2*(x+0.5)) - 2(x+0.5) + 1

= floor(2x + 1) - 2x - 1 + 1

= floor(2x + 1) - 1 - 2x +1    | rot: floor(7.5) - 1 = 6 = floor(6.5)

= floor (2x) - 2x +1 = f(x) . q.e.d.

Kontrolle der Behauptung / Vermutung : https://www.wolframalpha.com/input/?i=+f%28x%29+%3D+floor%282*x%29+-+2*x+%2B+1

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