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SPM Tuition
附加数学 · 三角函数

画变换后的三角函数图像

sin x 会画,函数多一个数,图就画歪。

对 y = a sin bx + c,a 决定振幅,b 决定周期(360° ÷ b),c 决定曲线上下平移多少。先读出这三个值,再标关键点,最后把点顺滑地连起来。

这一课属于三角函数单元,用到的形状与解指定区间内的方程相同。

每个数有什么作用?

特征 公式 作用
振幅 |a| 从中线到最大值的高度
周期 360° ÷ b 走完一个完整周期的长度
中线 y = c 曲线上下摆动所围绕的水平线
最大值与最小值 c + |a| 和 c − |a| 曲线的最高点和最低点

a 是负数,曲线就上下翻转。

例题一:y = 2 sin 3x + 1,0° ≤ x ≤ 360°

读出数值:振幅 2,周期 360° ÷ 3 = 120°,中线 y = 1。最大值是 1 + 2 = 3,最小值是 1 − 2 = −1。

一个周期长 120°,把它分成四等份,每份 30°。

x 0° 30° 60° 90° 120°
y 1 3 1 −1 1

把这个周期重复三次,直到 360°。曲线从 (0, 1) 出发,最大点在 x = 30°、150°、270°,最小点在 x = 90°、210°、330°。

例题二:含绝对值的图像

画 y = |sin 2x|,0° ≤ x ≤ 180°。

y = sin 2x 的周期是 180°,在 x = 45° 有最大值 1,在 x = 135° 有最小值 −1。绝对值把负的部分向上翻,所以曲线始终在 0 和 1 之间。

结果是:在 x = 0°、90°、180° 处为零,在 x = 45° 和 x = 135° 处有最大值 1。两个拱形完全相同,在零点处出现尖角。

会丢分的错误

常见的失误是求周期时用乘而不用除,对 y = sin 3x 写成 360° × 3 = 1080°。

步骤 错误 正确
sin 3x 的周期 360° × 3 = 1080° 360° ÷ 3 = 120°
0° 到 360° 的周期数 不到一个 三个
草图 一条拉长的波 三条压缩的波

b 越大,放得下的周期越多。一个快速的常识检查是:y = sin 3x 一定比 y = sin x 重复得更快,不可能更慢。

自我检查

对 y = 3 cos 2x − 2,写出振幅、周期、最大值与最小值,以及在 0° ≤ x ≤ 360° 内最大点的个数。

答案

振幅是 3。周期是 360° ÷ 2 = 180°。中线是 y = −2,所以最大值是 −2 + 3 = 1,最小值是 −2 − 3 = −5。

最大点出现在 cos 2x = 1 的地方,所以 2x = 0°、360°、720°,得 x = 0°、180°、360°。共有 三个最大点,包括两个端点。

接下来学什么

用三角函数练习题测试整个单元,里面有一道关于草图特征的题目。如果图像的失误一再出现,就记进错题记录。

想让老师陪你检查草图,可以看线上一对一附加数学补习。

常见问题

怎样求 y = sin bx 的周期?

周期是 360° ÷ b,用弧度则是 2π ÷ b。对 y = sin 3x,周期是 120°,所以在 0° 到 360° 之间,曲线走完三个周期。

最后加上的那个数有什么作用?

在 y = a sin bx + c 里,c 把整条曲线向上平移,c 是负数就向下。最大值变成 c + |a|,最小值变成 c − |a|,振幅仍是 |a|。

应该标几个关键点?

标出截距、最大点、最小点和区间的端点,并写上坐标。草图需要的是形状和这些有标注的点,不必列表描点。

绝对值符号对图像有什么作用?

对 y = |f(x)|,x 轴下方的部分要向上翻折。曲线不会低于零,并且在穿过 x 轴的地方出现尖角。

如果变换后的图像在脑中是对的,画到纸上却不对,一对一的老师可以在你自己的草图上检查关键点。

  • 为孩子安排线上一对一课程,由经验丰富的老师授课。
  • 第一堂是一小时试听课,RM50 起。学费在预约前就先谈好。
  • 对老师满意就继续上课,每堂约 1.5 小时;不满意可以要求换老师。