Rappresentazione grafica di funzioni seno e coseno

Questo tutorial fornisce un approccio passo dopo passo per la rappresentazione grafica delle trasformazioni di \( y = a \sin(b x + c) + d \) e \( y = a \cos(b x + c) + d \). Ci concentriamo sul Metodo degli intervalli per determinare in modo efficiente il periodo e lo sfasamento.

1. Funzioni seno e coseno di base

Esempio 1: \( y = \sin(x) \)

Dalla circonferenza unitaria, identifichiamo cinque punti chiave per un periodo \( [0, 2\pi] \). Codominio (Range): \( [-1, 1] \).

Circonferenza unitaria Grafico della funzione seno di base

Esempio 2: \( y = \cos(x) \)

Simile al seno, ma partendo dal suo valore massimo. Periodo: \( 2\pi \). Codominio (Range): \( [-1, 1] \).

Grafico della funzione coseno di base

2. Ampiezza e riflessioni

Esempio 3: \( y = 3\sin(x) \)

Allungamento verticale di un fattore pari a 3. Codominio (Range): \( [-3, 3] \).

Grafico di y = 3sin(x)

Esempio 4: \( y = -2\cos(x) \)

Allungamento verticale di 2. Il segno negativo indica una riflessione rispetto all'asse x. Codominio (Range): \( [-2, 2] \).

Grafico di y = -2cos(x)

3. Rappresentazione grafica delle trasformazioni: Il metodo degli intervalli

Trova un ciclo di qualsiasi funzione trigonometrica trasformata risolvendo la doppia disequazione: \[ 0 \le \text{Argomento} \le 2\pi \]

Esempio 5: \( y = \sin(2x) \)

Intervallo: \( 0 \le 2x \le 2\pi \implies \mathbf{0 \le x \le \pi} \). Il periodo è \( \pi \).

Grafico di y = sin(2x)

Esempio 6: \( y = \cos(2x - \pi/4) \)

Visualizza la soluzione

Risolvi: \( 0 \le 2x - \frac{\pi}{4} \le 2\pi \)

Aggiungi \( \pi/4 \): \( \frac{\pi}{4} \le 2x \le \frac{9\pi}{4} \)

Dividi per 2: \( \mathbf{\frac{\pi}{8} \le x \le \frac{9\pi}{8}} \).

Grafico del coseno con sfasamento

Esempio 7: \( y = \sin(3x + \pi/3) \)

Visualizza la soluzione

Risolvi: \( 0 \le 3x + \frac{\pi}{3} \le 2\pi \)

Sottrai \( \pi/3 \): \( -\frac{\pi}{3} \le 3x \le \frac{5\pi}{3} \)

Dividi per 3: \( \mathbf{-\frac{\pi}{9} \le x \le \frac{5\pi}{9}} \).

Grafico del seno con sfasamento negativo

Esempio 8: \( y = -2\sin(2x - \pi/5) + 1 \)

Visualizza la soluzione

1. Intervallo: Risolvi \( 0 \le 2x - \pi/5 \le 2\pi \implies \mathbf{\frac{\pi}{10} \le x \le \frac{11\pi}{10}} \).

2. Riflessione e ampiezza: L'ampiezza è 2. Il segno negativo determina una riflessione sull'asse x (o sulla linea media).

3. Codominio (Range): Spostato verso l'alto di 1 unità. \( [-2+1, 2+1] = \mathbf{[-1, 3]} \).

Grafico della trasformazione completa

Esercizio di pratica

Determina il codominio (range) e l'intervallo x per un periodo di: \[ y = \frac{1}{2} \cos(3x - \pi/6) + 1 \]

Visualizza la soluzione

Intervallo: Risolvi \( 0 \le 3x - \pi/6 \le 2\pi \implies \mathbf{\frac{\pi}{18} \le x \le \frac{13\pi}{18}} \).

Codominio (Range): \( [1 - 0.5, 1 + 0.5] = \mathbf{[0.5, 1.5]} \).

Grafico della soluzione della pratica

Ulteriori risorse

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