专注于高等教育
科普综合平台
画正弦函数图象主要有两种常用方法:五点法和单位圆法。以下是具体步骤和要点:
一、五点法
正弦函数周期为$2pi$,只需绘制$[0, 2pi]$内的五个关键点,其他点可通过周期性延伸得到。 - 起始点:$(0, sin 0) = (0, 0)$
- 最高点:$(frac{pi}{2}, sin frac{pi}{2}) = (frac{pi}{2}, 1)$
- 中点:$(pi, sin pi) = (pi, 0)$
- 最低点:$(frac{3pi}{2}, sin frac{3pi}{2}) = (frac{3pi}{2}, -1)$
- 终点:$(2pi, sin 2pi) = (2pi, 0)$
描点与连线
在坐标系中描出这五个点,然后用光滑曲线顺次连接,得到一个周期内的正弦波形。 - 注意正弦函数在$[0, pi]$上单调递增,在$[pi, 2pi]$上单调递减。
周期性扩展
由于正弦函数是周期函数,将$[0, 2pi]$的图象向左、右平移$2pi$的整数倍,即可覆盖整个定义域$R$。
二、单位圆法
绘制单位圆
在直角坐标系中画出单位圆(半径为1),并等分为12份,对应12个特殊角($0, frac{pi}{6}, frac{pi}{4}, frac{pi}{3}, ldots, 2pi$)。
确定关键点坐标
通过正弦线的长度确定纵坐标:
- $(0, 0)$
- $(frac{pi}{6}, frac{1}{2})$
- $(frac{pi}{4}, frac{sqrt{2}}{2})$
- $(frac{pi}{3}, frac{sqrt{3}}{2})$
- $(frac{pi}{2}, 1)$
- 依此类推,完成$[0, 2pi]$的点标定。
连线与延伸
用光滑曲线连接这些点,形成周期图象。根据周期性,向左、右平移$2pi$可重复该图象。
三、注意事项
几何法的关键: 单位圆法通过正弦线长度直观确定函数值,适合教学演示。- 代数法的补充
通过以上方法,可以清晰地展示正弦函数的波动规律和周期性特征。