正弦型函数的性质

如题所述

正弦型函数是形如y=Asin(ωx+φ)+k的函数,其中A,ω,φ,k是常数,且ω≠0。函数y=Asin(ωx+φ),(A>0,ω>0),x∈R的图象可以看作是用下面的方法得到的:先把y=sinx的图象上所有的点向左(φ>0)或向右(φ<0)平行移动|φ|个单位,再把所得各点的横坐标缩短(ω>1)或伸长(0<ω<1)到原来的1/ω倍(纵坐标不变),再把所得各点的纵坐标伸长(A> 1)或缩短(0<A<1)到原来的A倍(横坐标不变)。当函数y=Asin(ωx+φ),(A> 0,ω> 0),x∈〔0,+∞)表示一个振动量时,A就表示这个量振动时离开平衡位置的最大距离,通常把它叫做振动的振幅;往复振动一次所需要的时间T=2π/ω,它叫做振动的周期。单位时间内往复振动的次数f=1/T=ω/2π,它叫做振动的频率,ωx+φ叫做相位,φ叫做初相(即当x=0时的相位 )[1]。

中文名
正弦型函数
外文名
Sinusoidal function
所属学科
数学
所属问题
平面三角(三角函数)
形式
y=Asin(ωx+φ)
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正弦型函数的图像

正弦型函数的性质
基本介绍
正弦型函数是实践中广泛应用的一类重要函数,指函数y=Asin(ωx+φ)(其中A,ω,φ均为常数,且A>0,ω>0)。这里A称为振幅,ω称为圆频率或角频率,φ称为初相位或初相角,正弦型函数y=Asin(ωx+φ)是周期函数,其周期为2π/ω。
正弦型函数的图像
正弦型函数y=Asin(ωx+φ)图象的几何画法是:在横轴Ox上任取一点C为圆心,A为半径作圆,与x轴相交于两点A0和A6.以A0为始点,任意等分此圆(图中是12等份),设分点为Ai(i=0,1,2,…,12),其中A0与A12重合,在x轴上取OA′0=-φ/ω,然后从A′0起作A′i(i=0,1,2,…,12),使A′iA′i+1=π/6ω,即周期2π/ω的1/12,过Ai与A′i分别与x轴和y轴平行的直线交于点Pi,连结Pi各点成光滑曲线,即得y=Asin(ωx+φ)在一个周期内的近似图象。正弦型函数的图象也称为正弦型曲线或称正弦波。如图1所示。

图1

图1(a)

图1(b)
正弦型曲线还可由正弦曲线y=sin x的图象经过适当的横向和纵向的伸缩变换及横向平移变换而得到,许多物理现象的规律可以用正弦型函数表示,如质点作简谐振动时,该质点相对于平衡位置的位移y与时间t的关系可用正弦型函数表示。罗贝瓦尔(G.P.de.Roberval)于1634年在研究旋轮线时,把正弦型曲线y=a sin(x/a)(其中a是母圆的半径)当做旋轮线的伴侣而引入数学的。
例 如函数 的图像也可以利用正弦曲线y = sinx经过图像变换得到:
(1)把正弦曲线y= sinx上的所有点的横坐标缩小到原来的一倍(纵坐标不变),得到函数y= sin2x的图像。
(2)再把函数y=sin2x的图像上的所有点向右平移 个单位长度,得到函数 的图像。
(3)再把函数 的图像上所有点的纵坐标扩大到原来的3倍(横坐标不变),就得到函数 的图像(图2)[2] 。

图2
由于函数y=Asin(ωx+φ)(其中A,ω,φ都是常数,A、ω∈R+)的图像可以由正弦曲线经过变换得到,因而这样的函数称为正弦型函数,其图像称为正弦型曲线。
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第1个回答  2020-11-25
正弦函数y=sinx;余弦函数y=cosx。正弦函数在[-π/2+2kπ,π/2+2kπ]上单调递增,在[π/2+2kπ,3π/2+2kπ]上单调递减;余弦函数在[-π+2kπ,2kπ]上单调递增,在[2kπ,π+2kπ]上单调递减等。
第2个回答  2020-12-05

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