Назад к темам

Тригонометрические функции

Тренироваться
1

Тригонометрические функции

Зачем это в ЕГЭ. Задание №11 — 1 первичный балл. По графику тригонометрической функции нужно определить параметры формулы или найти значение выражения. Типичные задачи: определить амплитуду, период, сдвиг; найти f(x0)f(x_0) по графику; указать, при каких xx функция принимает нужное значение.

Главная идея. Всё сводится к формуле y=Asin(ωx+φ)+By=A\sin(\omega x+\varphi)+B: амплитуда A=ymaxymin2|A|=\frac{y_{\max}-y_{\min}}{2}, средняя линия B=ymax+ymin2B=\frac{y_{\max}+y_{\min}}{2}, период T=2πωT=\frac{2\pi}{|\omega|}. Для косинуса — те же правила. Для тангенса: период πω\frac{\pi}{|\omega|}, нет амплитуды.

Алгоритм (чеклист).
1. По графику снять ymaxy_{\max} и yminy_{\min}; найти A|A| и BB.
2. Измерить расстояние между двумя соседними максимумами (или нулями одного знака) — это период TT; найти ω=2πT\omega=\frac{2\pi}{T}.
3. Для фазового сдвига: найти ближайший «стартовый» максимум/ноль и сравнить с эталоном sinx\sin x.
4. Не путать радианы и градусы на оси xx; перевод: 180=π180^\circ=\pi.

Опоры (кратко).
- Амплитуда: A=ymaxymin2|A|=\frac{y_{\max}-y_{\min}}{2}; средняя линия: B=ymax+ymin2B=\frac{y_{\max}+y_{\min}}{2}.
- Период: T=T = расстояние между двумя максимумами (или между соседними нулями одного знака × 2).
- sin0=0\sin 0=0, sinπ2=1\sin\frac{\pi}{2}=1, cos0=1\cos 0=1, cosπ=1\cos\pi=-1 — опорные точки для чтения графика.

Пример 1 (прочитать параметры по графику). График синусоиды имеет максимум y=5y=5 и минимум y=1y=-1; расстояние между соседними максимумами равно 4π4\pi. Записать формулу.

Шаг 1. A=5(1)2=3|A|=\frac{5-(-1)}{2}=3; B=5+(1)2=2B=\frac{5+(-1)}{2}=2.

Шаг 2. T=4πT=4\pi, значит ω=2π4π=12\omega=\frac{2\pi}{4\pi}=\frac{1}{2}.

Шаг 3. Нет горизонтального сдвига: y=3sin ⁣(x2)+2y=3\sin\!\left(\frac{x}{2}\right)+2.

Шаг 4. Проверка: при x=πx=\pi получим y=3sinπ2+2=3+2=5=ymaxy=3\sin\frac{\pi}{2}+2=3+2=5=y_{\max} — верно.

Пример 2 (определить период и сравнить две функции). На одном рисунке изображены y=sinxy=\sin x и y=sin(3x)y=\sin(3x). Найти период y=sin(3x)y=\sin(3x) и количество нулей на отрезке [0;2π][0;2\pi].

Шаг 1. ω=3\omega=3, T=2π3T=\frac{2\pi}{3}.

Шаг 2. На [0;2π][0;2\pi] укладывается 2πT=3\frac{2\pi}{T}=3 полных периода. Нули sin(3x)=0\sin(3x)=0: 3x=πn3x=\pi n, то есть x=0,π3,2π3,π,4π3,5π3,2πx=0,\frac{\pi}{3},\frac{2\pi}{3},\pi,\frac{4\pi}{3},\frac{5\pi}{3},2\pi7 нулей (включая концы).

Шаг 3. Сравнение с sinx\sin x: у sinx\sin x на [0;2π][0;2\pi] — 3 нуля; у sin(3x)\sin(3x) — 7. Быстрее колеблется.

Пример 3 (задание по графику с вертикальным сдвигом). По графику установлено: ymax=4y_{\max}=4, ymin=0y_{\min}=0, T=πT=\pi. Записать формулу y=Acos(ωx)+By=A\cos(\omega x)+B.

Шаг 1. A=2|A|=2, B=2B=2.

Шаг 2. ω=2ππ=2\omega=\frac{2\pi}{\pi}=2.

Шаг 3. y=2cos(2x)+2y=2\cos(2x)+2. Проверка: при x=0x=0: y=21+2=4=ymaxy=2\cdot1+2=4=y_{\max}.

Типичные ошибки.
1. Принимают полупериод за период — забывают, что между двумя нулями одного знака расстояние = TT, а не T/2T/2.
2. Не замечают вертикальный сдвиг — читают амплитуду как ymaxy_{\max}, а не как ymaxymin2\frac{y_{\max}-y_{\min}}{2}.
3. Путают sin\sin и cos\cos по «старту»: sin0=0\sin 0=0 (график стартует из нуля), cos0=1\cos 0=1 (стартует из максимума).
4. Смешивают градусы и радианы при подстановке.

Дальше. Показательные и логарифмические графики — следующая карточка, затем пакет №11 в тренажёре.

Теория изучена?

Закрепи знания на практике — переходи к тренировке!

Тренироваться