Visualisasikan fungsi sinus, kosinus, dan tangen dengan mudah menggunakan parameter amplitud, frekuensi, dan pergeseran fasa yang boleh disesuaikan dalam penyusun graf interaktif ini.
Penggambaran fungsi trigonometri adalah alat penting untuk memvisualisasikan sinus, kosinus, tangen, dan fungsi trigonometri lain. Penggambaran interaktif ini membolehkan anda memplot fungsi trigonometri standard dengan parameter yang boleh disesuaikan, membantu anda memahami pola dan tingkah laku asas hubungan matematik yang penting ini. Sama ada anda seorang pelajar yang mempelajari trigonometri, seorang pendidik yang mengajar konsep matematik, atau seorang profesional yang bekerja dengan fenomena berkala, alat penggambaran yang mudah ini memberikan representasi visual yang jelas bagi fungsi trigonometri.
Penggambaran fungsi trigonometri sederhana kami memberi tumpuan kepada tiga fungsi trigonometri utama: sinus, kosinus, dan tangen. Anda boleh dengan mudah menyesuaikan parameter seperti amplitud, frekuensi, dan pergeseran fasa untuk meneroka bagaimana pengubahsuaian ini mempengaruhi graf yang dihasilkan. Antara muka intuitif menjadikannya boleh diakses untuk pengguna di semua peringkat, dari pemula hingga matematikawan lanjutan.
Fungsi trigonometri adalah hubungan matematik asas yang menerangkan nisbah sisi segitiga tepat atau hubungan antara sudut dan titik pada bulatan unit. Fungsi-fungsi ini adalah berkala, yang bermaksud mereka mengulangi nilai mereka pada selang yang tetap, menjadikannya sangat berguna untuk memodelkan fenomena siklik.
Fungsi sinus, ditandakan sebagai , mewakili nisbah sisi bertentangan kepada hipotenus dalam segitiga tepat. Pada bulatan unit, ia mewakili koordinat y bagi titik pada bulatan pada sudut x.
Fungsi sinus standard mempunyai bentuk:
Ciri-ciri utamanya termasuk:
Fungsi kosinus, ditandakan sebagai , mewakili nisbah sisi bersebelahan kepada hipotenus dalam segitiga tepat. Pada bulatan unit, ia mewakili koordinat x bagi titik pada bulatan pada sudut x.
Fungsi kosinus standard mempunyai bentuk:
Ciri-ciri utamanya termasuk:
Fungsi tangen, ditandakan sebagai , mewakili nisbah sisi bertentangan kepada sisi bersebelahan dalam segitiga tepat. Ia juga boleh ditakrifkan sebagai nisbah sinus kepada kosinus.
Fungsi tangen standard mempunyai bentuk:
Ciri-ciri utamanya termasuk:
Anda boleh memodifikasi fungsi trigonometri asas dengan menyesuaikan parameter seperti amplitud, frekuensi, dan pergeseran fasa. Bentuk umum adalah:
Di mana:
Pengubahsuaian serupa juga berlaku pada fungsi kosinus dan tangen.
Penggambaran fungsi trigonometri sederhana kami menyediakan antara muka intuitif untuk memvisualisasikan fungsi trigonometri. Ikuti langkah-langkah ini untuk membuat dan menyesuaikan graf anda:
Pilih Fungsi: Pilih dari sinus (sin), kosinus (cos), atau tangen (tan) menggunakan menu dropdown.
Sesuaikan Parameter:
Lihat Graf: Graf akan dikemas kini secara langsung semasa anda menyesuaikan parameter, menunjukkan visualisasi yang jelas bagi fungsi yang dipilih.
Analisis Titik Utama: Perhatikan bagaimana fungsi berkelakuan pada titik kritikal seperti x = 0, Ο/2, Ο, dan lain-lain.
Salin Formula: Gunakan butang salin untuk menyimpan formula fungsi semasa untuk rujukan atau digunakan dalam aplikasi lain.
Penggambaran fungsi trigonometri menggunakan formula berikut untuk mengira dan memaparkan graf:
Di mana:
Di mana:
Di mana:
Untuk fungsi sinus dengan amplitud = 2, frekuensi = 3, dan pergeseran fasa = Ο/4:
Untuk mengira nilai pada x = Ο/6:
Fungsi trigonometri mempunyai banyak aplikasi di pelbagai bidang. Berikut adalah beberapa kes penggunaan biasa untuk penggambaran fungsi trigonometri kami:
Gelombang bunyi boleh dimodelkan menggunakan fungsi sinus. Untuk nada tulen dengan frekuensi f (dalam Hz), tekanan udara p pada masa t boleh diwakili sebagai:
Menggunakan penggambaran kami, anda boleh menetapkan:
Walaupun penggambaran fungsi trigonometri sederhana kami memberi tumpuan kepada fungsi asas dan pengubahsuaian mereka, terdapat pendekatan dan alat alternatif untuk tugas serupa:
Kalkulator penggambaran profesional dan perisian seperti Desmos, GeoGebra, atau Mathematica menawarkan lebih banyak ciri, termasuk:
Untuk fungsi berkala yang lebih kompleks, penguraian siri Fourier menyatakannya sebagai jumlah fungsi sinus dan kosinus:
Pendekatan ini sangat berguna untuk:
Dalam kejuruteraan elektrik, fungsi sinusoidal sering diwakili sebagai phasor (vektor berputar) untuk menyederhanakan pengiraan yang melibatkan perbezaan fasa.
Ciri | Penggambaran Trig Sederhana | Kalkulator Lanjutan | Analisis Fourier | Kaedah Phasor |
---|---|---|---|---|
Kemudahan Penggunaan | β β β β β | β β β ββ | β β βββ | β β β ββ |
Kejelasan Visual | β β β β β | β β β β β | β β β ββ | β β βββ |
Kuasa Matematik | β β βββ | β β β β β | β β β β β | β β β ββ |
Lengkung Pembelajaran | Minimum | Sederhana | Curam | Sederhana |
Terbaik Untuk | Pemahaman asas | Analisis terperinci | Corak kompleks | Litar AC |
Perkembangan fungsi trigonometri dan perwakilan grafiknya merentasi ribuan tahun, berkembang dari aplikasi praktikal kepada teori matematik yang canggih.
Trigonometri bermula dengan keperluan praktikal astronomi, navigasi, dan pengukuran tanah di tamadun purba:
Visualisasi fungsi trigonometri sebagai graf berterusan adalah perkembangan yang agak baru:
Fungsi trigonometri adalah fungsi matematik yang berkaitan dengan sudut segitiga kepada nisbah panjang sisinya. Fungsi trigonometri utama adalah sinus, kosinus, dan tangen, dengan kebalikannya menjadi kosekan, sekant, dan kotangen. Fungsi-fungsi ini adalah asas dalam matematik dan mempunyai banyak aplikasi dalam fizik, kejuruteraan, dan bidang lain.
Memvisualisasikan fungsi trigonometri membantu dalam memahami tingkah laku, berkala, dan ciri utama mereka. Graf memudahkan untuk mengenal pasti pola, nol, maksimum, minimum, dan asimptot. Pemahaman visual ini sangat penting untuk aplikasi dalam analisis gelombang, pemprosesan isyarat, dan pemodelan fenomena berkala.
Parameter amplitud mengawal ketinggian graf. Untuk fungsi sinus dan kosinus, ini menentukan sejauh mana lengkungnya meluas di atas dan di bawah paksi-x. Amplitud yang lebih besar menghasilkan puncak yang lebih tinggi dan lembah yang lebih dalam. Sebagai contoh, akan mempunyai puncak pada y=2 dan lembah pada y=-2, berbanding dengan standard yang mempunyai puncak pada y=1 dan lembah pada y=-1.
Parameter frekuensi menentukan berapa banyak kitaran fungsi berlaku dalam selang yang diberikan. Nilai frekuensi yang lebih tinggi memampatkan graf secara mendatar, menghasilkan lebih banyak kitaran. Sebagai contoh, menyelesaikan dua kitaran penuh dalam selang , manakala menyelesaikan hanya satu kitaran dalam selang yang sama.
Parameter pergeseran fasa menggerakkan graf secara mendatar. Pergeseran fasa positif menggeser graf ke kiri, manakala pergeseran fasa negatif menggeser ke kanan. Sebagai contoh, menggeser lengkung sinus standard ke kiri sebanyak unit, menjadikannya kelihatan seperti lengkung kosinus.
Garis menegak dalam graf fungsi tangen mewakili asimptot, yang berlaku pada titik di mana fungsi tidak ditakrifkan. Secara matematik, tangen ditakrifkan sebagai , jadi pada nilai di mana (seperti , dan lain-lain), fungsi tangen menghampiri tak terhingga, mencipta asimptot menegak ini.
Radian dan darjah adalah dua cara untuk mengukur sudut. Bulatan penuh adalah 360 darjah atau radian. Radian sering dipilih dalam analisis matematik kerana ia menyederhanakan banyak formula. Penggambaran kami menggunakan radian untuk nilai paksi-x, di mana mewakili kira-kira 3.14159.
Penggambaran fungsi trigonometri sederhana kami memberi tumpuan kepada kejelasan dan kemudahan penggunaan, jadi ia memaparkan satu fungsi pada satu masa. Ini membantu pemula memahami tingkah laku setiap fungsi tanpa kekeliruan. Untuk membandingkan pelbagai fungsi, anda mungkin ingin menggunakan alat penggambaran yang lebih maju seperti Desmos atau GeoGebra.
Penggambaran ini menggunakan fungsi matematik standard JavaScript dan D3.js untuk visualisasi, memberikan ketepatan yang mencukupi untuk penggunaan pendidikan dan tujuan umum. Untuk aplikasi saintifik atau kejuruteraan yang sangat tepat, perisian khusus mungkin lebih sesuai.
Pada masa ini, anda boleh menyalin formula fungsi menggunakan butang "Salin". Walaupun penyimpanan imej secara langsung tidak dilaksanakan, anda boleh menggunakan fungsi tangkapan skrin pada peranti anda untuk menangkap dan berkongsi graf.
Berikut adalah contoh dalam pelbagai bahasa pengaturcaraan yang menunjukkan cara mengira dan bekerja dengan fungsi trigonometri:
1// Contoh JavaScript untuk mengira dan memplot fungsi sinus
2function calculateSinePoints(amplitude, frequency, phaseShift, start, end, steps) {
3 const points = [];
4 const stepSize = (end - start) / steps;
5
6 for (let i = 0; i <= steps; i++) {
7 const x = start + i * stepSize;
8 const y = amplitude * Math.sin(frequency * x + phaseShift);
9 points.push({ x, y });
10 }
11
12 return points;
13}
14
15// Contoh penggunaan:
16const sinePoints = calculateSinePoints(2, 3, Math.PI/4, -Math.PI, Math.PI, 100);
17console.log(sinePoints);
18
1# Contoh Python dengan matplotlib untuk memvisualisasikan fungsi trigonometri
2import numpy as np
3import matplotlib.pyplot as plt
4
5def plot_trig_function(func_type, amplitude, frequency, phase_shift):
6 # Cipta nilai x
7 x = np.linspace(-2*np.pi, 2*np.pi, 1000)
8
9 # Kira nilai y berdasarkan jenis fungsi
10 if func_type == 'sin':
11 y = amplitude * np.sin(frequency * x + phase_shift)
12 title = f"f(x) = {amplitude} sin({frequency}x + {phase_shift})"
13 elif func_type == 'cos':
14 y = amplitude * np.cos(frequency * x + phase_shift)
15 title = f"f(x) = {amplitude} cos({frequency}x + {phase_shift})"
16 elif func_type == 'tan':
17 y = amplitude * np.tan(frequency * x + phase_shift)
18 # Saring nilai tak terhingga untuk visualisasi yang lebih baik
19 y = np.where(np.abs(y) > 10, np.nan, y)
20 title = f"f(x) = {amplitude} tan({frequency}x + {phase_shift})"
21
22 # Cipta plot
23 plt.figure(figsize=(10, 6))
24 plt.plot(x, y)
25 plt.grid(True)
26 plt.axhline(y=0, color='k', linestyle='-', alpha=0.3)
27 plt.axvline(x=0, color='k', linestyle='-', alpha=0.3)
28 plt.title(title)
29 plt.xlabel('x')
30 plt.ylabel('f(x)')
31
32 # Tambah titik khas untuk paksi-x
33 special_points = [-2*np.pi, -3*np.pi/2, -np.pi, -np.pi/2, 0, np.pi/2, np.pi, 3*np.pi/2, 2*np.pi]
34 special_labels = ['-2Ο', '-3Ο/2', '-Ο', '-Ο/2', '0', 'Ο/2', 'Ο', '3Ο/2', '2Ο']
35 plt.xticks(special_points, special_labels)
36
37 plt.ylim(-5, 5) # Hadkan paksi-y untuk visualisasi yang lebih baik
38 plt.show()
39
40# Contoh penggunaan:
41plot_trig_function('sin', 2, 1, 0) # Plot f(x) = 2 sin(x)
42
1// Contoh Java untuk mengira nilai trigonometri
2import java.util.ArrayList;
3import java.util.List;
4
5public class TrigonometricCalculator {
6
7 public static class Point {
8 public double x;
9 public double y;
10
11 public Point(double x, double y) {
12 this.x = x;
13 this.y = y;
14 }
15
16 @Override
17 public String toString() {
18 return "(" + x + ", " + y + ")";
19 }
20 }
21
22 public static List<Point> calculateCosinePoints(
23 double amplitude,
24 double frequency,
25 double phaseShift,
26 double start,
27 double end,
28 int steps) {
29
30 List<Point> points = new ArrayList<>();
31 double stepSize = (end - start) / steps;
32
33 for (int i = 0; i <= steps; i++) {
34 double x = start + i * stepSize;
35 double y = amplitude * Math.cos(frequency * x + phaseShift);
36 points.add(new Point(x, y));
37 }
38
39 return points;
40 }
41
42 public static void main(String[] args) {
43 // Kira titik untuk f(x) = 2 cos(3x + Ο/4)
44 List<Point> cosinePoints = calculateCosinePoints(
45 2.0, // amplitud
46 3.0, // frekuensi
47 Math.PI/4, // pergeseran fasa
48 -Math.PI, // permulaan
49 Math.PI, // akhir
50 100 // langkah
51 );
52
53 // Cetak beberapa titik pertama
54 System.out.println("5 titik pertama untuk f(x) = 2 cos(3x + Ο/4):");
55 for (int i = 0; i < 5 && i < cosinePoints.size(); i++) {
56 System.out.println(cosinePoints.get(i));
57 }
58 }
59}
60
1' Fungsi VBA Excel untuk mengira nilai sinus
2Function SineValue(x As Double, amplitude As Double, frequency As Double, phaseShift As Double) As Double
3 SineValue = amplitude * Sin(frequency * x + phaseShift)
4End Function
5
6' Formula Excel untuk fungsi sinus (dalam sel)
7' =A2*SIN(B2*C2+D2)
8' Di mana A2 adalah amplitud, B2 adalah frekuensi, C2 adalah nilai x, dan D2 adalah pergeseran fasa
9
1// Pelaksanaan C untuk mengira nilai fungsi tangen
2#include <stdio.h>
3#include <math.h>
4
5// Fungsi untuk mengira tangen dengan parameter
6double parameterizedTangent(double x, double amplitude, double frequency, double phaseShift) {
7 double angle = frequency * x + phaseShift;
8
9 // Periksa titik yang tidak ditakrifkan (di mana cos = 0)
10 double cosValue = cos(angle);
11 if (fabs(cosValue) < 1e-10) {
12 return NAN; // Bukan Nombor untuk titik yang tidak ditakrifkan
13 }
14
15 return amplitude * tan(angle);
16}
17
18int main() {
19 double amplitude = 1.0;
20 double frequency = 2.0;
21 double phaseShift = 0.0;
22
23 printf("x\t\tf(x) = %g tan(%gx + %g)\n", amplitude, frequency, phaseShift);
24 printf("----------------------------------------\n");
25
26 // Cetak nilai dari -Ο hingga Ο
27 for (double x = -M_PI; x <= M_PI; x += M_PI/8) {
28 double y = parameterizedTangent(x, amplitude, frequency, phaseShift);
29
30 if (isnan(y)) {
31 printf("%g\t\tTidak Ditakrifkan (asimptot)\n", x);
32 } else {
33 printf("%g\t\t%g\n", x, y);
34 }
35 }
36
37 return 0;
38}
39
Abramowitz, M. dan Stegun, I. A. (Eds.). "Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables," cetakan ke-9. New York: Dover, 1972.
Gelfand, I. M., dan Fomin, S. V. "Calculus of Variations." Courier Corporation, 2000.
Kreyszig, E. "Advanced Engineering Mathematics," edisi ke-10. John Wiley & Sons, 2011.
Bostock, M., Ogievetsky, V., dan Heer, J. "D3: Data-Driven Documents." IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics, 17(12), 2301-2309, 2011. https://d3js.org/
"Fungsi Trigonometri." Khan Academy, https://www.khanacademy.org/math/trigonometry/trigonometry-right-triangles/intro-to-the-trig-ratios/a/trigonometric-functions. Diakses 3 Ogos 2023.
"Sejarah Trigonometri." Arkib Sejarah Matematik MacTutor, Universiti St Andrews, Scotland. https://mathshistory.st-andrews.ac.uk/HistTopics/Trigonometric_functions/. Diakses 3 Ogos 2023.
Maor, E. "Trigonometric Delights." Princeton University Press, 2013.
Visualisasikan keindahan dan kuasa fungsi trigonometri dengan penggambaran kami yang sederhana dan intuitif. Sesuaikan parameter secara langsung untuk melihat bagaimana mereka mempengaruhi graf dan mendalami pemahaman anda tentang hubungan matematik yang asas ini. Sama ada anda sedang belajar untuk peperiksaan, mengajar kelas, atau hanya meneroka dunia matematik yang menarik, penggambaran fungsi trigonometri kami memberikan tingkap yang jelas kepada tingkah laku fungsi sinus, kosinus, dan tangen.
Mulakan penggambaran sekarang dan temui pola yang menghubungkan matematik kepada irama dunia semula jadi kita!
Temui lebih banyak alat yang mungkin berguna untuk aliran kerja anda