Okresowość funkcji trygonometrycznych - matura-rozszerzona - Baza Wiedzy

Okresowość funkcji trygonometrycznych

Z tego, co powiedzieliśmy przy okazji definicji funkcji trygonometrycznych i miary łukowej oczywiście wynika, że funkcje te są okresowe. Zauważmy, że jeśli weźmiemy na przykład kąt $$45°$$ i kąt $$405°$$, to wartości wszystkich funkcji będą dla nich takie same: kąty te leżą "w tym samym miejscu" na okręgu.

2

Oczywiście wszystkie funkcje mają okres równy $$2×∏$$, czyli pełnemu obrotowi. Wynikają z tego wzory:

$$sin α = sin (α + k×2×∏)$$
$$cos α = cos (α + k×2×∏)$$
$$ an α = an (α + k×2×∏)$$
$$ctg α = ctg (α + k×2×∏)$$

gdzie $$k ∈ N$$, czyli inaczej mówiąc: że od wartości kąta możemy odjąć $$2×∏$$, a wartość funkcji pozostanie taka sama.

Teraz można zapytać, czy okres pełnego obrotu jest okresem podstawowym, czyli czy nie da się znaleźć innej, mniejszej liczby, po której wartości funkcji by się powtarzały.

Okazuje się, że rzeczywiście dla funkcji tangens i cotangens istnieje mniejszy okres równy $$∏$$. Wynikają z tego wzory:

$$ an α= an(α + k×∏)$$
$$ctg α = ctg(α + k×∏)$$

Okresowość funkcji widać dość dobrze na ich wykresach:

2a

2b

2c

2d

Trzeba także wiedzieć, że funkcje $$ an (x)$$ oraz $$ctg (x)$$ posiadają asymptoty pionowe, czyli miejsca, gdzie nie mają wartości (ich granice w tym miejscu są rozbieżne do $$∞$$.).

Wynika to bezpośrednio z ich definicji - w przypadku $$ an (x)$$ miejsc, gdzie $$x = 0$$, czyli:

$$α = {∏}/{2} + k×∏$$

(dzielenie przez zero, ponieważ $$ an (x) = {y}/{x}$$).

W przypadku $$ctg (x)$$ - miejsc, gdzie $$y = 0$$, czyli $$α =∏ + k×∏$$ , gdzyż $$ctg (x) = {x}/{y}$$.

Spis treści

3 szkoły podstawowej
4 szkoły podstawowej
5 szkoły podstawowej
6 szkoły podstawowej
7 szkoły podstawowej
II gimnazjum
III gimnazjum
Matura podstawowa
Matura rozszerzona
Rozwiązane zadania
Rozważmy koła o promieniach różnej długości

`O\ -\ "obwód koła"`

`d\ -\ "długość średnicy koła"`

`O=pi*d,\ \ \ \ \ \ d>0`

Jest to proporcjonalność prosta, współczynnik proporcjonalności to π. 

Na trasie 60 km samochód pana Nowaka

`a)` 

`4,8\ l\ \ \ -\ \ \ 60\ km` 

`12,8\ l\ \ \ -\ \ \ x` 

`x=(12,8*strike60^15)/(strike(4,8)^(1,2))=` `(12,8*strike15^5)/(strike(1,2)^(0,4))=` `(strike(12,8)^(32)*5)/(strike(0,4)^1)=`  `160\ km` 

 

 

`b)` 

`60\ km\ \ \ -\ \ \ 4,8\ l` 

`255\ km\ \ \ -\ \ \ y` 

`y=(255*strike(4,8)^(0,4))/strike60^5=` `(strike255^51*0,4)/strike5^1=` `20,4\ l` 

 

 

`c)` 

Obliczmy, ile paliwa potrzeba na przejechanie jednego kilometra:

`4,8:60=(4,8)/60=48/600=8/100=0,08\ l` 

`y=0,08*x,\ \ \ \ x in RR_+` 

   

 

Kolarz w ciągu 3 sekund przejeżdża drogę

`2\ godz.\ 40\ min=2*60\ mi n+40\ mi n=160\ mi n=160*60\ sek`

 

Mamy zgodność jednostek czasu, możemy zapisać proporcję: 

`3\ sek\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ -\ \ \ 15\ m`

`160*60\ sek\ \ \ -\ \ \ x\ m`

`x=(160*60*15)/3=160*20*15=160*300=48\ 000\ m=48\ km`

 

 

Dla każdej z poniższych funkcji liniowych podaj współczynnik

`a)\ a=1,\ \ b=7`

`b)\ a=-1,\ \ b=1`

`c)\ a=sqrt2,\ \ b=0`

`d)\ a=0,\ \ b=-4`

`e)\ a=3/2,\ \ b=-4/2=-2`

`f)\ a=-5/4,\ \ b=8/4=2`

Wyznacz sumę f+g oraz różnicę f-g

`a)`

`(f+g)(x)=f(x)+g(x)=ul(2x^5)-ul(ul(x^2))+ul(ul(ul(3x^3)))+ul(ul(ul(ul(2))))+ul(ul(ul(x^3)))-ul(2x^5)+ul(ul(x^2))-ul(ul(ul(ul(6))))=4x^3-4`

`(f-g)(x)=f(x)-g(x)=ul(2x^5)-ul(ul(x^2))+ul(ul(ul(3x^3)))+ul(ul(ul(ul(2))))-ul(ul(ul(x^3)))+ul(2x^5)-ul(ul(x^2))+ul(ul(ul(ul(6))))=4x^5+2x^3-2x^2+8`

 

 

 

`b)`

`(f+g)(x)=-3x^3+2x^5-x^6+7x^2+x+4x^5-x^2+x^6-3x^3=6x^5-6x^3+6x^2+x`

`(f-g)(x)=-3x^3+2x^5-x^6+7x^2+x-4x^5+x^2-x^6+3x^3=-2x^6-2x^5+8x^2+x`

 

 

 

`c)`

`(f+g)(x)=0,75x^6+2x^4-0,125x^2+2,5+1/8x^2-1/4x^6+3x^4-3/2=`

`\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ =3/4x^6+2x^4-1/8x^2+2 1/2+1/8x^2-1/4x^6+3x^4-1 1/2=`

`\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ =1/2x^6+5x^4+1`

`(f-g)(x)=0,75x^6+2x^4-0,125x^2+2,5-1/8x^2+1/4x^6-3x^4+3/2=`

`\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ =3/4x^6+2x^4-1/8x^2+2 1/2-1/8x^2+1/4x^6-3x^4+1 1/2=`

`\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ =x^6-x^4-1/4x^2+4`

Czy poniższa funkcja jest jednomianem

`a)\ "tak",\ st=7`

`b)\ y=x/4=1/4x^1,\ \ \ "tak",\ \ st=1`

`c)\ y=4/x=4x^-1,\ \ \ "nie, ponieważ" -1notinNN`

`d)\ y=6sqrtx=6x^(1/2),\ \ \ "nie, ponieważ" 1/2notinNN`

`e)\ "tak",\ \ \ st=3`

Zapisz wyrażenia opisujące pola wielokątów

`P_1=a*h=ah`

`P_2=1/2*a*h=1/2ah`

`P_3=1/2*(a+b)*h=1/2ah+1/2bh`

Jednomianami są wyrażenia pierwsze i drugie. 

Punkty A i B należą do wykresu funkcji liniowej

Równanie funkcji liniowej to y=ax+b. Aby wyznaczyć współczynniki a i b wystarczy wstawić współrzędne punktów A i B w miejsce x i y, a następnie rozwiązać otrzymany w ten sposób układ równań. 

 

 

`a)`

`{(-10=a*5+b), (5=a*0+b):}`

`{(-10=5a+b), (b=5):}`

`{(-10=5a+5\ \ \ |-5), (b=5):}`

`{(-15=5a\ \ \ |:5), (b=5):}`

`{(a=-3), (b=5):}`

 

`ul(ul(y=-3x+5))`

 

 

`b)`

`{(0=a*0+b), (10=a*6+b):}`

`{(b=0), (10=6a\ \ \ |:6):}`

`{(b=0), (a=10/6=5/3=1 2/3):}`

 

`ul(ul(y=1 2/3x)`

 

 

 

`c)`

`{(-2=a*3+b), (0=a*6+b):}\ \ \ \ |-`

`-2=-3a\ \ \ |:(-3)`

`a=2/3`

 

`0=2/3*6+b`

`0=4+b\ \ \ |-4`

`b=-4`

 

 

`ul(ul(y=2/3x-4))`

 

 

 

`d)`

`{(1=a*(-4)+b), (9=a*0+b):}`

`{(1=-4a+b), (b=9):}`

`{(1=-4a+9\ \ \ |-9), (b=9):}`

`{(-8=-4a\ \ \ |:(-4)), (b=9):}`

`{(a=2), (b=9):}`

 

`ul(ul(y=2x+9):}`

 

 

`e)`

`{(8=a*(-6)+b), (0=a*(-3)+b):}\ \ \ |-`

`8=-6a-(-3a)`

`8=-6a+3a`

`8=-3a\ \ \ |:(-3)`

`a=-8/3=-2 2/3`

 

`0=-8/3*(-3)+b`

`0=8+b\ \ \ |-8`

`b=-8`

 

`ul(ul(y=-2 2/3x-8))`

 

 

`f)`

`{(6=a*0+b), (0=a*(-4)+b):}`

`{(b=6), (0=-4a+6\ \ \ |-6):}`

`{(b=6), (-4a=-6\ \ \ |:(-4)):}`

`{(b=6), (a=6/4=3/2=1 1/2):}`

 

`ul(ul(y=1 1/2x+6):}`

Zapisz liczbę w postaci 3k, 3k+1 lub 3k+2

`a)\ 26=3*8+2`

`b)\ 76=3*25+1`

`c)\ 108=3*36`

`d)\ 127=3*42+1`

`e)\ 713=3*237+2`

Zbadaj, czy istnieje liczba m, dla której funkcja liniowa ma nieskończenie

Funkcja liniowa ma nieskończenie wiele miejsc zerowych jedynie wtedy, gdy jest stale równa zero, czyli gdy współczynniki a i b są równe zero. 

 

`a)` 

`{(m^2-9=0\ \ \ |+9), (2m-6=0\ \ \ |+6):}\ \ \ =>\ \ \ {(m^2=9), (2m=6\ \ |:2):}\ \ \ =>\ \ \ {(m=3\ \ \ vee\ \ \ m=-3), (m=3):}\ \ \ =>\ \ \ ul(ul(m=3))` 

 

 

`b)` 

`{(^"(1)"\ m^2-1=0), (^"(2)"\ m^2-2m-3=0):}` 

`(1)\ m^2-1=0\ \ \ |+1` 

`\ \ \ \ \ m^2=1` 

 

 

`(2)\ m^2-2m-3=0` 

`\ \ \ \ \ Delta=(-2)^2-4*1*(-3)=4+12=16` 

`\ \ \ \ \ sqrtDelta=4` 

`\ \ \ \ \ m_1=(2-4)/2=-2/2=-1` 

`\ \ \ \ \ m_2=(2+4)/2=6/2=3` 

 

`((1)\ \ \ wedge \ \ \ (2))\ \ \ =>\ \ \ [(m=1\ \ \ vee\ \ \ m=-1)\ \ \ wedge\ \ \ (m=-1\ \ \ vee\ \ \ m=3)]\ \ \ =>\ \ \ ul(ul(m=-1))` 

 

 

 

`c)` 

`{(^"(1)"\ 1-2m=0), (^"(2)"\ 3-4m-4m^2=0):}` 

 

`(1)\ 1-2m=0\ \ \ |+2m` 

`\ \ \ \ \ 2m=1\ \ \ :2` 

`\ \ \ \ \ m=1/2` 

 

`(2)\ 3-4m-4m^2=0` 

Możemy rozwiązać równanie kwadratowe, jak w b), ale możemy też podstawić m=1/2 i sprawdzić, czy wtedy trójmian kwadratowy się zeruje.

`\ \ \ \ \ 3-4*(1/2)-4*(1/2)^2=` `3-2-4*1/4=3-2-1=0` 

 

 

`ul(ul(m=1/2))` 

 

 

 

`d)` 

`{(3+4m=0\ \ \ |-3), (m^2-2m=0):}\ \ \ =>\ \ \ {(4m=-3\ \ \ |:4), (m(m-2)=0);}\ \ \ =>\ \ \ {(m=-3/4), (m=0\ \ \ vee\ \ \ m=2):}\ \ \ =>\ \ \ m in emptyset`