正弦函数:定义、符号和图形
点的高度
如果循环中真实的$x$的图像是$P=(u,v)$,则定义$\sin x=v$。正弦是垂直的有符号坐标,而不是到水平轴的无符号距离。
任何实数在循环中都有一个图像。高度从 $-1$ 到 1 变化,包括极值。所以:
$$\operatorname{Dom}(\sin)=\mathbb R,\qquad\operatorname{Im}(\sin)=[-1,1].$$在每一圈中,上半圆的正弦值为正,下半圆的正弦值为负。它的零是$x=k\pi$到$k\in\mathbb Z$。
图表一转
| $x$ | $0$ | $\pi/2$ | $\pi$ | $3\pi/2$ | $2\pi$ |
|---|---|---|---|---|---|
| $\sin x$ | $0$ | $1$ | $0$ | $-1$ | $0$ |
在每个区间 $[-\pi/2+2k\pi,\pi/2+2k\pi]$ 中,正弦值从 $-1$ 增加到 1,在 $[\pi/2+2k\pi,3\pi/2+2k\pi]$ 中,正弦值从 1 到 $-1$ 减小。重复这些部分就形成了正弦曲线。
两个属性的演示
水平轴上的反射将 $x$ 的图像变换为 $-x$ 的图像,保持水平坐标并反转垂直坐标。像这样:
$$\sin(-x)=-\sin x.$$因此,正弦是奇函数。完整的转弯保留该点,因此 $\sin(x+2\pi)=\sin x$。最小正周期为 $2\pi$,因为最大高度 1 仅在完整旋转后重新出现。
最大值出现在 $x=\pi/2+2k\pi$;最小的,在 $x=3\pi/2+2k\pi$ 中。
读取转换
在 $h(x)=4+3\sin x$ 处,中线为 4,振幅为 3。图像是$[1,7]$。周期保持为 $2\pi$,因为添加常数或乘以输出不会改变完成模式所需的时间。
在日常生活中
- 音乐。 音叉上的 A 音符是每秒 440 个周期的正弦曲线;较高的音符周期较短。
- 海浪。 远离海滩的规则波浪的轮廓接近正弦曲线;振幅是波峰和波谷之间距离的一半。
- 手机的振动。 使手机振动的小电机会产生正弦来回运动。
有决心的练习
**1。**计算$\sin(7\pi/2)$。
检查分辨率 1
删除一圈:$7\pi/2-2\pi=3\pi/2$。正弦为 $-1$。
2。 $f(x)=2-5\sin x$ 的图像是什么?
检查分辨率 2
与 $-1\le\sin x\le1$ 一样,我们有 $-5\le-5\sin x\le5$ 和 $-3\le f(x)\le7$。图像是$[-3,7]$。
在互动书中
交互式三角学书中包含相同的主题以及所有演示和完整的练习列表:
本课程是对该主题的简短介绍;在书中,该理论还附有本章中已解决和提出的练习。