第五章 三角函数

正弦函数、
余弦函数的图象

从单位圆上的一段竖线,到一条波浪线

先问一句:正弦函数长什么样?

我们知道它的定义:

任意角 x 的终边与单位圆交于点 P(a, b),
则 sin x = b

定义域 ℝ 值域 [−1, 1]

教科书上的办法:描点法

  • 列表:取一批 x,算出对应的 sin x
  • 描点:把每个 (x, sin x) 点上去
  • 连线:用光滑曲线连起来
可是 x 能取无穷多个,
一个个算,算到什么时候?

描点法能画,但画不完,也画不准。

sin x 就是这一段竖线的有向长度

圆转一圈,右边的点就走出一条曲线

y = sin x,x ∈ [0, 2π] 的图象

五点法

这五个点决定了曲线的骨架:

x0π/2π3π/22π
sin x010−10

最高点、最低点、三个零点——找到它们,曲线的形状就定了。

例:用五点法画 y = 1 + sin x

由 sin(x + 2kπ) = sin x,把图象向左右平移

cos x = sin(x + π/2):把正弦曲线左移 π/2

余弦曲线的五点

x0π/2π3π/22π
cos x10−101
正弦从 0 起步,余弦从 1 起步——
其余一模一样。

同一条曲线,挪了个位置

这节课我们做了三件事

  • 几何法:单位圆 → 正弦线 → 平移 → 曲线
  • 五点法:五个关键点定形状
  • 平移法:推周期到全体实数,左移 π/2 得余弦
两条曲线形态完全相同,只是起点不同。

课后想一想

1. sin x 与 −sin x 的图象什么关系?

2. 画 y = 2sin x,五个点变在哪?

3. 余弦曲线也能用单位圆法画吗?

下一节

5.4.2 正弦函数、余弦函数的性质

周期 · 奇偶 · 单调 · 最值
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