← 返回目录

三角函数图像闯关

y = A sin(ωx + φ)

把转圈变成波浪,再把每个参数拆明白

第 1 关角度不只用“度”

摩天轮转起来时,用弧长记角度更顺手。

半径为 r 的圆上,圆心角 α 对着一段弧,弧长是 l。把 l ÷ r,得到的数就是弧度:

α = lr

弧长刚好等于半径,就是 1 rad。绕一整圈,弧长是 2πr,所以一圈是 2π rad = 360°

换算的钉子180° = π rad。角度乘 π/180 变弧度;弧度乘 180/π 变角度。

角转到任意大、任意小都行。以原点为圆心,始边放在 x 轴正半轴,逆时针是正角,顺时针是负角。终边和单位圆交在 P(u,v)

cos α = u, sin α = v, tan α = v/u(u ≠ 0)

这就是三角函数的推广定义。角不必待在三角形里,转十圈也照样能算。

一句人话余弦看横坐标,正弦看纵坐标。点转一圈回到原位,函数值也重复一遍。

过关小题:把两空填上。

270° = π ;单位圆上 P(−1/2, √3/2),sin α =

第 2 关把转圈“摊开”成波浪

左边点在单位圆上转,右边把它的高度一格格记下来。

拖滑块,看看圆上点的高度怎样变成正弦曲线。
正弦图像怎么来的横轴记转过的角 α,纵轴记圆上点的纵坐标 sin α。0 → 1 → 0 → −1 → 0,刚好一个周期。

余弦记的是同一个点的横坐标。所以 y = cos x 的波形和正弦一样,只是起点在 1;它也可以写成 cos x = sin(x + π/2)

x0π/2π3π/2
sin x010−10
cos x10−101

第 3 关诱导公式不必背一墙

所有公式都在问一件事:转完以后,横坐标和纵坐标变成谁、带什么符号。

常用记法遇到 kπ/2 ± α奇变偶不变,符号看象限。k 是奇数,sin 和 cos 换名字;k 是偶数,名字不换。最后的正负,看原角所在象限。

“符号看象限”时,先把 α 想成锐角,只看整个角落在哪个象限。比如 sin(π+α) 在第三象限,正弦为负,所以是 −sin α

三个最常用的直接记

sin(−α)=−sin α,cos(−α)=cos α;
sin(π−α)=sin α,cos(π−α)=−cos α;
sin(2π+α)=sin α,cos(2π+α)=cos α。

第 4 关A、ω、φ 实验台

三根滑杆随便拖。别背,先把手感拖出来。

y = 1 sin(1x + 0)
振幅
1
周期 T
相位 φ
0
平移
不平移

当前曲线一个周期的五个关键点:

位置起点峰顶中点谷底终点

把观察说出来:y = 3sin(2x + π/2)

振幅  周期是 π 向左平移 π

第 5 关最大坑:φ 不是平移距离

这一关专拆最容易丢分的地方。

ωx + φ = ω(x + φ/ω)

先把 ω 提出来。φ>0 时,y=sin(ωx+φ) 是把 y=sin(ωx) 向左平移 φ/ω。一般地,带符号的横向位移就是 −φ/ω

看一个真坑y=sin(2x+π/2)=sin[2(x+π/4)],所以向左移 π/4,不是 π/2。ω=2 把平移距离也“除了一遍”。

下面 5 句话,逐个判断。错题会告诉你错在哪。

第 6 关五点画图,再从图倒推

一条波浪不用描几十个点。抓住一周期里的 5 个骨架点。

五点口诀先令里面的角 u=ωx+φ,依次取 0,π/2,π,3π/2,2π。对应的 y 是 0,A,0,−A,0

① 画 y = 2sin(2x − π) 的一个周期

起点 x₀、周期 T 都用“π 的倍数”填。

x₀ = π T = π 最高点 y =

② 看绿图反求解析式

y=A sin(ωx+φ) 填,约定 A>0、ω>0,φ 填“π 的倍数”。图像从 x=π/4 向上穿过 x 轴,最高点是 3,周期是 π。

A =  ω =  φ = π

③ 单调区间和最值

A>0、ω>0 时,把里面的角卡进正弦的上坡区间:

−π/2 + 2kπ ≤ ωx+φ ≤ π/2 + 2kπ

这就是递增区间;递减时把里面的角卡进 [π/2+2kπ, 3π/2+2kπ]。最大值 A,最小值 −A。

y=2sin 2x,填包含 x=0 的递增区间和最大值:

[ π, π ] 最大值
A 如果是负数曲线会关于 x 轴翻面,最大值仍是 |A|,最小值仍是 −|A|,递增和递减区间会互换。教材讨论变换时常约定 A>0、ω>0。

第 7 关随机通关测

10 题覆盖前面所有关卡。每次重出题,数字都会换,但都能顺手算。

附加挑战参数打靶

绿虚线是目标,蓝线是你的曲线。调 A、ω、φ,让两条线完全重合。

1 / 6 关重合度 0%已过 0 关
y = 1 sin(1x + 0)
先看高度定 A,再数一个周期定 ω,最后看起点定 φ。
读目标曲线的顺序① 最高点离 x 轴多远 → A;② 一段波浪横着多长 → T,再算 ω=2π/T;③ 找“向上穿过中线”的起点 x₀,利用 φ=−ωx₀。