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コタンジェント、セカント、コセカント

3 つの商、3 つのドメイン 逆関数は循環族を拡張します。 $$\cot x=\frac{\cos x}{\sin x},\qquad \sec x=\frac1{\cos x},\qquad\csc x=\frac1{\sin x}.$$ 関数 対象外ポイント 画像 基礎期 $\cot x$ $x=k\pi$ $\mathbb R$ $\pi$ $\sec x$ $x=\pi/2+k\pi$ $(-\infty,-1]\cup[1,\infty)$ $2\pi$ $\csc x$ $x=k\pi$ $(-\infty,-1]\cup[1,\infty)$ $2\pi$ テーブル全体では $k\in\mathbb Z$。コタンジェントはドメイン全体で $1/\tan x$ によって定義されていません。$x=\pi/2$ では、コタンジェントは 0 の価値がありますが、タンジェントは存在しません。 ID $\cot x=1/\tan x$ では、両方の式が存在する必要があります。 定義によるデモンストレーション $|\cos x|\le1$ と同様、セカント領域ではゼロではありません $|1/\cos x|\ge1$。これはセカント画像の制限を証明します。同じ議論が余割にも当てはまります。サインとコサインは$[-1,1]$を通過するため、許容値はすべて満たされます。 サインパリティとコサインパリティを使用する: $$\cot(-x)=-\cot x,\quad\sec(-x)=\sec x,\quad\csc(-x)=-\csc x.$$コタンジェントとコセカントは奇数です。セカントは偶数です。半回転するとコタンジェントの商は維持されますが、2 つの逆数の符号が変わります。したがって、その基本的な周期は表に示されている周期となります。 グラフのスケッチ方法 コタンジェントは、各分岐 $(k\pi,(k+1)\pi)$ で無制限の正の値から無制限の負の値まで減少します。 $\pi/2+k\pi$にリセットされます。 セカントの場合は、コサイン グラフを使用します。値が 1 または $-1$ の場合、逆数は同じ値になります。コサインがゼロに近づくと、セカントの大きさが増加します。その分岐は $-1

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正接関数: 傾き、領域、グラフ

座標を比較する 第 1 象限では、$P=(\cos x,\sin x)$ を通過する半径の直線の傾きは、高さを水平変位で割った値に等しいです。この比率を分母がゼロでないすべての角度に拡張します。 $$\tan x=\frac{\sin x}{\cos x}.$$ロゴ: $$\operatorname{Dom}(\tan)=\mathbb R\setminus \left\{\frac\pi2+k\pi:k\in\mathbb Z\right\}.$$画像は $\mathbb R$。接線は、象限 I および III では正であり、象限 II および IV では負です。そのゼロは $x=k\pi$. 期間の声明 半回転すると、2 つの座標の符号が変わります。 $$\tan(x+\pi)=\frac{-\sin x}{-\cos x}=\tan x.$$したがって、$\pi$ はピリオドです。正の期間 $T$ で $\tan0=0$ の値を繰り返すには、$\pi$ の正の倍数である必要があります。最小のものは$\pi$です。次の理由により、接線も奇数になります。 $$\tan(-x)=\frac{-\sin x}{\cos x}=-\tan x.$$グラフは枝でできています 各区間 $(-\pi/2+k\pi,\pi/2+k\pi)$ では、正接は厳密に増加しています。垂直座標が相殺されずに水平座標がゼロに近づくと、商の大きさは際限なく増加します。 $x=\pi/2+k\pi$ の線は垂直漸近線です。それらはグラフ上の点ではありません。 $\pi/2$ には実際の値として「無限正接」はありません。関数がその入力で定義されていないだけです。 分岐は$(-\pi/4,-1)$、$(0,0)$、$(\pi/4,1)$を通過します。残りは $\pi$ の翻訳によって得られます。 代数操作の制限 $\tan x$ が存在する場合、等価 $\tan x\cos x=\sin x$ が成り立ちます。簡略化された積では、$x=\pi/2$ で正弦が定義されている場合でも、元の式を使用することはできません。 日常生活での応用 パーセンテージでの傾斜。 10% の傾斜を持つ道路には $\operatorname{tg}\alpha = 0{,}10$、つまり $\alpha \approx 5{,}7^\circ$ があります。 視野。 絞りが $90^\circ$ のカメラでは、3 m 離れたところに $2 \cdot 3\operatorname{tg} 45^\circ = 6$ m の幅が見えます。 接線が「爆発」する理由。 $90^\circ$ に近づくと、斜面が壁になります。1 メートル歩くごとに、ランプは無限に上昇する必要があります。 カメラから$d$の距離から見える幅は$2d\operatorname{tg}\beta$です。 このインタラクティブな図形を表示するには、JavaScriptを有効にしてください。

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コサイン関数: 水平座標とグラフ

記号付きの幅 サイクル内の $P=(u,v)$ に対して、$\cos x=u$ を定義します。コサインは右の半円では正、左の半円では負になります。ドメインは$\mathbb R$、イメージは$[-1,1]$です。 軸点は以下を提供します。 $x$ $0$ $\pi/2$ $\pi$ $3\pi/2$ $2\pi$ $\cos x$ $1$ $0$ $-1$ $0$ $1$ ゼロは$x=\pi/2+k\pi$です。最大値は $x=2k\pi$ で発生し、最小値は $x=\pi+2k\pi$ で発生し、$k\in\mathbb Z$ になります。 パリティと周期の実証 $x$と$-x$の点は横軸の鏡映です。その水平座標は等しいです。 $$\cos(-x)=\cos x.$$したがって、余弦は偶数になります。完全に回転すると座標が保存されるため、$\cos(x+2\pi)=\cos x$になります。正の期間 $T$ が存在するには、特に $\cos T=\cos0=1$ が有効である必要があります。この値を持つ最小の $T>0$ は $2\pi$ であり、これがその基本周期です。 増加と減少 点が上半円を右から左に移動すると、その水平座標は 1 から $-1$ に下がります。したがって、$[2k\pi,\pi+2k\pi]$ではコサインが減少します。下の半円では $[\pi+2k\pi,2\pi+2k\pi]$ で成長します。 サインとの関係 $\pi/2$ を回転すると、回転方向に関して、水平位置と高さが入れ替わります。結果として: $$\cos x=\sin\left(x+\frac\pi2\right).$$2 つのグラフは同じ形状をしており、水平方向にオフセットされています。同じ入力に対してそれらの値が同じであると結論付ける必要はありません。$x=0$ では、サインは 0、コサインは 1 です。 たとえば、$f(x)=3\cos(2x)+1$ は振幅 3、周期 $\pi$、イメージ $[-2,4]$ を持ちます。 日常生活での応用 ソーラー パネル。 受信電力は入射角の余弦に比例します。太陽が正面にある場合に最大となり、太陽がパネルに近づくとゼロになります。 エンジン ピストン。 ピストンの位置はおよそ $r\cos\theta$ に従います。$\theta$ はシャフトの回転です。 投影法。 太陽を頭に置き、$\alpha$ に傾いた長さ $L$ の棒の影は、$L\cos\alpha$ になります。 ソーラー パネルからのエネルギーは、入射角の余弦に従います。 このインタラクティブな図形を表示するには、JavaScriptを有効にしてください。

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サイン関数: 定義、符号、グラフ

ポイントの高さ サイクル内の実際の$x$の画像が$P=(u,v)$である場合、$\sin x=v$を定義します。サインは垂直の符号付き座標であり、水平軸までの符号なしの距離ではありません。 どの実体にもそのサイクルのイメージがあります。高さは$-1$から1まで変化します(両端も含みます)。したがって: $$\operatorname{Dom}(\sin)=\mathbb R,\qquad\operatorname{Im}(\sin)=[-1,1].$$各ターンの正弦は、上の半円では正で、下の半円では負になります。ゼロは $x=k\pi$ ~ $k\in\mathbb Z$ です。 グラフの一回転 $x$ $0$ $\pi/2$ $\pi$ $3\pi/2$ $2\pi$ $\sin x$ $0$ $1$ $0$ $-1$ $0$ サインは、各区間 $[-\pi/2+2k\pi,\pi/2+2k\pi]$ で $-1$ から 1 に増加し、$[\pi/2+2k\pi,3\pi/2+2k\pi]$ で 1 から $-1$ に減少します。これらのセクションが繰り返されて、正弦波が形成されます。 2 つのプロパティのデモンストレーション 横軸の反射により、$x$ の画像が $-x$ の画像に変換され、水平座標は維持され、垂直座標は反転されます。このような: $$\sin(-x)=-\sin x.$$したがって、サインは奇関数です。完全なターンはポイントを保持するため、$\sin(x+2\pi)=\sin x$ になります。最大高さ 1 は完全に回転した後にのみ再表示されるため、最小の正の期間は $2\pi$ です。 最大値は $x=\pi/2+2k\pi$ で発生します。最小のものは $x=3\pi/2+2k\pi$ にあります。 変換を読み取る で $h(x)=4+3\sin x$、正中線は 4、振幅は 3 です。画像は次のとおりです。 $[1,7]$。期間は続く $2\pi$定数を追加したり、出力を乗算したりしても、パターンを完了するのに必要な時間は変わりません。

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円関数と周期性

動きから機能へ 関数は、単一の出力をドメインの各入力に関連付けます。点に三角関数のサイクルを通過させると、その高さ、水平位置、またはその他の幾何学的に構築された量を観察できます。それぞれの選択により循環関数が生成されます。 通常、入力はスピンをラジアンで表す実数になります。 2 つの異なる入力が同じポイントにつながる場合でも、それぞれの入力には機能ごとに固有のイメージがあります。関数は出力を繰り返すことができます。 リピートってどういう意味ですか? $T>0$ は、許可されるすべての入力に対して、ドメインと値がこのオフセットによって繰り返される期間であると言います。 $$f(x+T)=f(x).$$最も小さなプラスの期間がある場合、 それをファンダメンタルズ期間と呼びます。 「周期」と「最小周期」を区別する必要があります。$T$ が周期であれば、$2T$ と $3T$ も周期です。 定数関数は、すべての $T>0$ を周期として認め、最小の正の周期はありません。これは、未成年者の存在を調査する必要がある理由を示しています。 サイクルの繰り返しのデモンストレーション $x+2\pi$の点は$x$の点と一致します。したがって、この点の任意の座標が $2\pi$ 以降に繰り返されます。次のクラスで定義されるサインとコサインは、次の条件を満たします。 $$\sin(x+2\pi)=\sin x,\qquad\cos(x+2\pi)=\cos x.$$周期関数のグラフは、周期に相当する部分を繰り返すことで構成できます。このセクションの終わりは関数の定義と互換性がある必要があります。存在しない点は存在しないままになります。 入力速度を変更する $g(x)=\sin(bx+c)$ と $b\ne0$ の場合、$x$ の変更により引数が完全に切り替わる必要があります。 $$|b|T=2\pi\quad\Rightarrow\quad T=\frac{2\pi}{|b|}.$$$g(x)=a\sin(bx+c)+d$ の場合、$a\ne0$ では、これが基本周期のままです。振幅は$|a|$、平均軸は$y=d$です。 $a=0$ の場合、関数は定数であり、基本的な周期規則は無効になります。 たとえば、$g(x)=2\sin(3x)-1$ は $-3$ から 1 まで振動し、周期は $2\pi/3$ です。 日常生活での応用 心臓 1 分間の拍動数が 75 である場合、心臓周期の周期は $\frac{60}{75} = 0{,}8$ 秒です。 コンセント。 ブラジルの交流の周波数は 60 Hz、周期は $\frac{1}{60}$ 秒です。 季節 日の長さと平均気温は、約 365,25 日の周期で繰り返します。 心臓、ソケット、信号機、月と週:それぞれの現象とその周期。 このインタラクティブな図形を表示するには、JavaScriptを有効にしてください。 決意を持って練習する 1. $f(x)=\cos(4x)$ の基本周期は何ですか?

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ラジアン、円弧の長さ、三角関数の周期

円弧とその半径を比較する 半径 $R>0$ の円の円弧の長さが $s$ である場合、ラジアン単位での測定は次のようになります。 $$\theta=\frac{s}{R}.$$ラジアンは、半径と同じ長さの円弧を切る中心角です。円の長さは$2\pi R$なので、1回転は$2\pi$ラジアンになります。したがって、次のようになります。 $$360°=2\pi\text{ rad},\qquad180°=\pi\text{ rad}.$$変換は$\theta_{\mathrm{rad}}=\theta_{\mathrm{graus}}\pi/180$と$\theta_{\mathrm{graus}}=\theta_{\mathrm{rad}}180/\pi$です。たとえば、$75°=5\pi/12$ rad です。 長さの公式を実証する $\alpha$ 度の円弧は、ターンの部分 $\alpha/360$ を占めます。その長さは次のとおりです。 $$s=\frac{\alpha}{360}\,2\pi R=R\frac{\alpha\pi}{180}=R\theta.$$$s=R\theta$ という式では、$\theta$ がラジアン単位である必要があります。半径 8 cm、測定値 $\pi/3$、$s=8\pi/3$ cm の円弧の場合。長さについては、カバーされている長さを使用します。これは負ではありません。方向のある角変位には符号を付けることができます。 数直線は一周する 三角関数の周期は、原点を中心とし半径1の円です。実数 $x$ を、$x$ ラジアンの回転後に $(1,0)$ から到達した点に関連付けます。正の方向は反時計回りです。否定的なもの、時間。 第 1 象限は $0