Graficar funciones seno y coseno

Este tutorial proporciona un enfoque paso a paso para graficar transformaciones de \( y = a \sin(b x + c) + d \) y \( y = a \cos(b x + c) + d \). Nos enfocamos en el Método de Intervalos para resolver el período y el desplazamiento de fase de manera eficiente.

1. Funciones básicas de seno y coseno

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

Desde el círculo unitario, identificamos cinco puntos clave para un período \( [0, 2\pi] \). Rango: \( [-1, 1] \).

Círculo unitario Gráfica de la función seno básica

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

Similar al seno, pero comenzando en su máximo. Período: \( 2\pi \). Rango: \( [-1, 1] \).

Gráfica de la función coseno básica

2. Amplitud y reflexiones

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

Estiramiento vertical por un factor de 3. Rango: \( [-3, 3] \).

Gráfica de y = 3sin(x)

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

Estiramiento vertical por 2. El signo negativo indica una reflexión a través del eje x. Rango: \( [-2, 2] \).

Gráfica de y = -2cos(x)

3. Transformaciones gráficas: El método de intervalos

Encuentre un ciclo de cualquier función trigonométrica transformada resolviendo la desigualdad doble: \[ 0 \le \text{Argumento} \le 2\pi \]

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

Intervalo: \( 0 \le 2x \le 2\pi \implies \mathbf{0 \le x \le \pi} \). El período es \( \pi \).

Gráfica de y = sin(2x)

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

Ver solución

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

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

Divida por 2: \( \mathbf{\frac{\pi}{8} \le x \le \frac{9\pi}{8}} \).

Gráfica de coseno con desplazamiento de fase

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

Ver solución

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

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

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

Gráfica de seno con desplazamiento de fase negativo

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

Ver solución

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

2. Reflexión y amplitud: La amplitud es 2. El signo negativo resulta en una reflexión en el eje x (o línea media).

3. Rango: Desplazado hacia arriba 1 unidad. \( [-2+1, 2+1] = \mathbf{[-1, 3]} \).

Gráfica de transformación completa

Ejercicio de práctica

Determine el rango y el intervalo x para un período de: \[ y = \frac{1}{2} \cos(3x - \pi/6) + 1 \]

Ver solución

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

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

Gráfica de solución de práctica

Recursos adicionales

Regrese al Centro de grado 11 o explore las Propiedades de las funciones trigonométricas.