余弦函数:横坐标和图形
带标志的宽度
对于循环中的$P=(u,v)$,我们定义$\cos x=u$。余弦在右半圆为正,在左半圆为负。它的域是$\mathbb R$,它的镜像是$[-1,1]$。
轴点提供:
| $x$ | $0$ | $\pi/2$ | $\pi$ | $3\pi/2$ | $2\pi$ |
|---|---|---|---|---|---|
| $\cos x$ | $1$ | $0$ | $-1$ | $0$ | $1$ |
零是 $x=\pi/2+k\pi$。最大值出现在 $x=2k\pi$ 处,最小值出现在 $x=\pi+2k\pi$ 处,其中 $k\in\mathbb Z$。
奇偶性和周期的演示
$x$和$-x$的点是水平轴上的反射。其横坐标相等:
$$\cos(-x)=\cos x.$$因此,余弦是偶数。完整的旋转会保留坐标,因此 $\cos(x+2\pi)=\cos x$。为了存在正周期 $T$,特别是 $\cos T=\cos0=1$ 必须有效。具有该值的最小$T>0$是$2\pi$,这是其基本周期。
增长和减少
当该点从右向左移动上半圆时,其水平坐标从1下降到$-1$。因此,$[2k\pi,\pi+2k\pi]$中的余弦减小。在下半圆中,它在 $[\pi+2k\pi,2\pi+2k\pi]$ 处增长。
与正弦的关系
$\pi/2$ 的旋转会根据旋转方向交换水平位置和高度。结果是:
$$\cos x=\sin\left(x+\frac\pi2\right).$$两个图具有相同的形状并且水平偏移。不应该得出结论,对于相同的输入,它们的值是相同的:在$x=0$中,正弦是0,余弦是1。
例如,$f(x)=3\cos(2x)+1$具有幅度3、周期$\pi$和图像$[-2,4]$。
在日常生活中
- **太阳能电池板。**接收到的功率与入射角的余弦成正比:太阳在前面时功率最大,当太阳靠近电池板时功率降至零。
- 发动机活塞。 活塞的位置大约遵循 $r\cos\theta$,其中 $\theta$ 是轴的旋转。
- 投影。 一根长度为 $L$ 的棍子的影子倾斜于 $\alpha$,太阳位于其头部,测量结果为 $L\cos\alpha$。
有决心的练习
**1。**计算$\cos(-5\pi/3)$。
检查分辨率 1
根据奇偶校验,它是$\cos(5\pi/3)=1/2$。
2。 哪个实数的余弦值为 $-1$?
检查分辨率 2
$x=\pi+2k\pi$,与 $k\in\mathbb Z$。
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。