NexTutor
Dział MAT.3.1Wykresy funkcji sinus i cosinus — okres, amplituda, przesunięcia

Wykresy funkcji sinus i cosinus — okres, amplituda, przesunięcia

Klasa 3RozszerzenieWykresy trygonometryczneAmplituda i okres

Wykres sinusa i cosinusa to powtarzająca się fala: amplituda mówi, jak wysoko i nisko idzie wykres, a okres mówi, co ile wykres się powtarza. W zadaniach najważniejsze jest odczytanie amplitudy, okresu i przesunięć bez paniki przy symbolach π.

⏱ ~31 min
Wykresy funkcji sinus i cosinus — okres, amplituda, przesunięcia

Po co Ci ten temat?

Wykresy sinusa i cosinusa wyglądają jak coś do wkucia, ale w praktyce trzeba umieć trzy rzeczy: rozpoznać falę, odczytać jej wysokość (amplitudę) i sprawdzić, co ile się powtarza (okres). To przydaje się w funkcjach okresowych, przekształceniach wykresów i równaniach trygonometrycznych — gdy rozumiesz wykres, łatwiej zobaczysz, czemu sinx=12\sin x=\tfrac12 ma w jednym okresie dwa rozwiązania. (To temat rozszerzenia.)

Słownictwo

Najważniejsza idea w prostych słowach

Podstawowe funkcje f(x)=sinxf(x)=\sin x i g(x)=cosxg(x)=\cos x mają okres 2π2\pi, wartości w [1,1][-1,1] i amplitudę 11. Różni je start:

FunkcjaWartość dla x=0x=0Na wykresie
sinx\sin x00startuje w (0,0)(0,0) i rośnie
cosx\cos x11startuje w (0,1)(0,1)

Dla funkcji y=asin(bx)+dy=a\sin(bx)+d (lub y=acos(bx)+dy=a\cos(bx)+d), przy b0b\neq0:

A=a,T=2πb,Wf=[da, d+a]A=|a|,\qquad T=\frac{2\pi}{|b|},\qquad Wf=[\,d-|a|,\ d+|a|\,]
ElementCo oznacza
aaamplituda a\lvert a\rvert
bbokres T=2πbT=\frac{2\pi}{\lvert b\rvert}
ddprzesunięcie pionowe (środek fali y=dy=d)

Uwaga o warunkach: zakładamy b0b\neq0 — dla b=0b=0 funkcja jest stała i nie ma sensownego okresu. Amplituda A=aA=|a| to odległość, więc nigdy nie jest ujemna (dla a=0a=0 funkcja też jest stała, bez fali).

Przesunięcia — postać pełna. Gdy występuje też przesunięcie poziome, zapisujemy:

f(x)=asin(b(xc))+df(x)=a\sin\big(b(x-c)\big)+d

gdzie cc to przesunięcie poziome, a dd — pionowe. W zapisie rozwiniętym f(x)=asin(bx+c)+df(x)=a\sin(bx+c)+d przesunięcie poziome wynosi cb-\dfrac{c}{b}.

Wizualizacja· Sinus i cosinus — amplituda, okres, przesunięcie
Wykres sinusoidy z zaznaczonym maksimum, minimum, linią środkową y=d, amplitudą |a| i jednym okresem T
Sinus/cosinus: amplituda |a| to odległość od linii środkowej (y=d) do maksimum; okres T=2π/|b| to długość jednej fali.

Co zauważyć: Amplituda = |a|, środek fali = d, okres = 2π/|b|.

Algorytm rozwiązywania zadań krok po kroku

Infografika

Analiza wykresu sin/cos — krok po kroku

1

Rozpoznaj funkcję

sinus czy cosinus; tangens analizuj osobno

2

Amplituda

wartość bezwzględna z a (odległość • nieujemna)

3

Okres

2π dzielone przez wartość bezwzględną b (przy b≠0)

4

Przesunięcie pionowe

wyraz d daje oś środkową y=d

5

Przesunięcie poziome

w postaci a·sin(b(x−c)) to c

6

Zbiór wartości i skrajne

od d − amplituda do d + amplituda

ExamTip. Najpierw okres i amplituda, dopiero potem przesunięcia. Amplituda i środek fali dają zbiór wartości; okres mówi, co ile fala się powtarza.

Przykład

Przykład rozwiązany

Przykład 1 (sinus/cosinus — pełna analiza). Dana f(x)=2\cos(3x)-1 .

🔒 Zaloguj się, aby zobaczyć całość

Słownictwo

Rozszerzenie PR — TRY.06: wykres tangensa

Tangens zachowuje się inaczej niż sinus i cosinus. Dla y=\operatorname{tg}x : D=\mathbb{R}\setminus\left\{\tfrac{\pi}{2}+k\pi:\ k\in\mathbb{Z}\right\},\qquad T=\pi,\qquad W=\mathbb{R} Tangens nie ma amplitudy (wartości są nieograniczone).

🔒 Zaloguj się, aby zobaczyć całość

Przykład

Typowe pułapki i błędy

- Amplituda mylona z maksimum. Dla y=2\sin x+5 amplituda to 2 , a maksimum to 7 ( \max=d+ a ).

🔒 Zaloguj się, aby zobaczyć całość

Jak to wygląda na maturze?

Dostajesz wykres i pytanie o okres, amplitudę albo wzór; albo funkcję typu y=2\sin x-1 i pytanie o zbiór wartości. Schemat: znajdź środek fali ( y=d ) → odległość do maksimum to amplituda → odległość na osi x między powtórzeniami to okres .

🔒 Zaloguj się, aby zobaczyć całość

Kluczowe pojęcia

Funkcja okresowa

Funkcja, której wartości powtarzają się co stały odstęp na osi x.

Okres

Najmniejszy dodatni odstęp, po którym wykres funkcji się powtarza.

Amplituda

Odległość od środka fali do maksimum lub minimum; dla y=a sin x wynosi |a|.

Zbiór wartości

Wszystkie wartości y, które funkcja może przyjąć.

Przesunięcie pionowe

Dodanie liczby na końcu wzoru, np. +2, przesuwa wykres w górę lub w dół.

Sinusoida

Falisty wykres funkcji sinus lub cosinus.

Materiały ZPE

3 materiały
Źródła:MEN Podstawa programowa 2018: Matematyka PPCKE Informator maturalny: matematyka PPCKE arkusze maturalne — matematyka PPZPE: Matematyka