cos函数图像-三角函数图像


三角函数的学习对于高中阶段的学生而言,为其后续的数学变换及电学应用铺设了坚实的基础。在此,我们将深入探讨三角函数的作图方法,以及图中可提取的参数含义。

以正弦函数y=sin(x)的图形变化为例,余弦函数y=cos(x)的图形与之相似,只是存在一个π/2的相位差。

我们使用f(t)=AsinB(t-C)+D公式来表示一个正弦振动函数。现在,让我们一起来探讨几个关键问题:

问题一:A如何影响f曲线的形态?它与f的幅度之间存在怎样的关系?

问题二:B如何塑造f曲线的外观?它是如何决定函数f的周期的?

问题三:C在f曲线中扮演了什么角色?

问题四:D是如何改变函数f的曲线形态的?

问题五:正弦曲线中的相移是如何表现的?我们应如何从正弦函数中识别它?

问题六:如何准确地绘制f(t)=AsinB(t-C)+D的曲线?

一、B的作用于f(t)=AsinB(t-C)+D中

以y=sin(t)的图形作为基准,其周期为2π。

对于y=sin(2t),曲线会受到横向挤压,原本的周期变为π,即运动频率加快。这表明B能够改变正弦函数的周期。

同样地,对于y=sin(t/2),其图像会在原基准周期的基础上被拉伸,周期变为4π。

我们可以得出结论:在f(t)=AsinB(t-C)+D中,B决定了正弦函数的周期,具体地,周期T为2π除以B。

二、C的影响及正弦曲线的相位变化

研究常数C的作用时,我们关注曲线y=sin(t -π/2)。可以看到,当时间为t=0时,曲线的某一点开始一个周期。而当达到某个特定时刻时,另一部分的曲线也开始一个周期。这说明C影响着横轴上的位置偏移。

在电学中,比如三相发电机的每个绕组的电动势曲线的相位都不同,相差120度。C可以看作是曲线的横轴平移常数。

三、D的含义及曲线在y轴上的移动

参照直角坐标系下的平移,D的作用是将曲线y=sinB(t-C)在y轴方向上下移动一定单位。

D相当于一个外部干扰因素或偏移量。

四、A的作用及振幅的概念

A会拉长或缩短y= sin(t)的函数值,在物理中,A被称为振幅或幅度,它反映了振动的强烈程度。

至此,我们已经讨论了f(t)=AsinB(t-C)+D中各个常数对曲线的影响。

那么,如何绘制f(t)=AsinB(t-C)+D的曲线呢?

以y=sin(t)的曲线为基础;

确定周期T,并画出f(t)=sin(Bt);

接着,将f(t)=sin(Bt)在横轴方向平移C个单位;

然后,将曲线f(t)=sin(Bt)沿着纵轴方向拉伸(或压缩)A倍;

将f(t)=sin(Bt)沿纵轴方向平移D个单位。

理解上述基本原则后,观察下面的图形,并给出曲线方程y=f(x)。