функция, значение которой не изменяется при добавлении к аргументу определённого, неравного нулю числа, называемого периодом функции. Например, sin
х и cos x: являются П. ф. с периодом 2
π; {
x}
- дробная часть числа
х - П. ф. с периодом 1;
Показательная функция ex (если
х - комплексное переменное) - П. ф. с периодом 2
πi и т.п. Так как сумма и разность двух периодов есть снова период и, следовательно, любое кратное периода есть также период, то каждая П. ф. имеет бесконечное множество периодов. Если П. ф. имеет действительный период, непрерывна и отлична от постоянной, то для неё существует наименьший положительный период
Т; всякий другой действительный период той же функции будет иметь вид
kT, где
k = ±1, ± 2,.... Сумма, произведение и частное П. ф. с одним и тем же периодом являются П. ф. с тем же периодом. Производная П. ф. есть П. ф. с тем же периодом, однако интеграл от П. ф.
f (
x) с периодом
Т будет П. ф. (с тем же периодом) лишь в том случае, когда
. Фундаментальная теорема теории П. ф. утверждает, что П. ф.
f (x) с периодом
Т [подчинённая ещё некоторым условиям, например непрерывная и имеющая в интервале (О,
T) лишь конечное число максимумов и минимумов] может быть представлена суммой сходящегося тригонометрического ряда (ряда Фурье) вида:
Для непрерывной П. ф. комплексного переменного возможен случай, когда существуют два периода
T1 и
T2, отношение которых не есть действительное число: если функция отлична от постоянной, то всякий её период будет иметь вид
k1T1 + k2T2, где
k1 = 0,±1, ±2,... и
k2 = 0, ±1, ± 2,.... В этом случае П. ф. называется двоякопериодической функцией (См.
Двоякопериодические функции)
. Рассматриваются ещё двоякопериодические функции второго и третьего родов; под ними понимают функции, которые при добавлении периодов к аргументу приобретают, соответственно, постоянный или показательный множитель [то есть
f (
x + T
1) =
a1f (
x) и
f (
x + T2)
= a2f (
x)
или
f (
x +
T1)
= и
f (
x + T2) -=
ea2x f (
x)
].
Сумма П. ф. с разными периодами не будет периодической функцией в случае, когда периоды несоизмеримы [напр., cos
х + cos
) не есть П. ф.]; однако функции такого рода обладают многими свойствами, приближающими их к П. ф.; такие функции являются простейшими примерами так называемых почти периодических функций (См.
Почти периодическая функция)
. П. ф. играют чрезвычайно большую роль в теории колебаний и вообще в математической физике.