Mục lục bài họcĐang ở d05-b1
← AP Precalculus
0/28 bài đã học xong
Chương 5 · Trigonometric Functions and Sinusoids · Bài 1/4 của chương · bài 17/28 của AP Precalculus

Periodic Phenomena and Angle Measure

Hiện tượng tuần hoàn và số đo góc
← Mục lục bài học
Lý thuyết · English

What "periodic" actually means

A function $f$ is periodic with period $k$ when $f(x+k)=f(x)$ for every $x$ in the domain, and $k$ is the smallest such positive number. Two consequences the exam leans on:

  • $f(x+nk)=f(x)$ for every integer $n$ — so one period of information determines the whole function;
  • the period is read between two consecutive matching states: maximum to next maximum, or any point to the next point with the same value and the same direction of motion.

Radian measure

The radian measure of an angle is the ratio $\theta=\dfrac{s}{r}$: arc length over radius. It is a pure number, which is why $s=r\theta$ works with no conversion factor — and why it fails instantly if $\theta$ is in degrees.

Conversion: multiply by $\dfrac{\pi}{180}$ to go from degrees to radians. The benchmark angles $\dfrac{\pi}{6},\dfrac{\pi}{4},\dfrac{\pi}{3},\dfrac{\pi}{2}$ must be automatic.

Co-terminal angles differ by a multiple of $2\pi$: on the circle, $\theta$ and $\theta+2\pi n$ point at the same spot.

Giải thích tiếng Việt

Hàm tuần hoàn chu kỳ $k$ nghĩa là $f(x+k)=f(x)$ với mọi $x$, và $k$ là số dương nhỏ nhất như vậy. Hệ quả đề hay khai thác: $f(x+nk)=f(x)$ với mọi số nguyên $n$ — biết một chu kỳ là biết cả hàm, nên câu "tính $f(2026)$" thực chất là câu chia lấy dư.

Đọc chu kỳ từ đồ thị hay bảng: đo giữa hai trạng thái giống hệt nhau liên tiếp — đỉnh tới đỉnh kế, hoặc hai điểm cùng giá trị và cùng chiều chuyển động. Cùng giá trị mà một điểm đang đi lên, một điểm đang đi xuống thì chưa phải một chu kỳ.

Radian là tỉ số $\theta=\frac{s}{r}$ (cung chia bán kính) — một con số thuần, không mang đơn vị. Vì thế $s=r\theta$ dùng thẳng không cần hệ số quy đổi, và cũng vì thế công thức này chết ngay nếu lỡ thay $\theta$ bằng độ. Quy đổi: nhân $\frac{\pi}{180}$ khi đi từ độ sang radian. Hai góc hơn kém nhau bội của $2\pi$ là đồng tận — chỉ cùng một điểm trên vòng tròn.

x y một chu kỳ k (đỉnh → đỉnh) hai vòng rỗng: cùng độ cao, khác chiều → KHÔNG phải một chu kỳ
Chu kỳ đo giữa hai trạng thái giống hệt nhau. Hai chấm đặc là hai đỉnh liên tiếp — khoảng cách ngang giữa chúng đúng bằng chu kỳ $k$. Hai vòng tròn rỗng nằm cùng độ cao nhưng một điểm đang đi lên, một điểm đang đi xuống: khoảng cách giữa chúng ngắn hơn $k$, và đề AP cài đúng cặp điểm này vào phương án nhiễu khi bắt đọc chu kỳ từ bảng số liệu.
Ví dụ — đọc chu kỳ từ bảng rồi ngoại suy xa

Nhiệt độ nước $f(t)$ (giờ $t$) tuần hoàn, đo được:

$t$0369121518
$f(t)$20262014202620

Tìm chu kỳ của $f$ và tính $f(2019)$.

Giải.

Cẩn thận với giá trị $20$: nó xuất hiện tại $t=0,6,12,18$ nhưng tại $t=0$ hàm đang đi lên (sang $26$) còn tại $t=6$ hàm đang đi xuống (sang $14$). Trạng thái giống hệt $t=0$ lặp lại lần đầu ở $t=12$ ⇒ chu kỳ $k=12$, không phải $6$.

Ngoại suy bằng chia lấy dư: $2019 = 12\cdot168 + 3$, nên $f(2019)=f(3)=26$.

Nếu vội lấy chu kỳ $6$ (bẫy ở trên), phép chia cho $2019=6\cdot336+3$ tình cờ vẫn trỏ về $t=3$ — nhưng đề thi thật sẽ chọn con số khiến hai đáp án tách nhau, ví dụ hỏi $f(2022)$: chu kỳ đúng $12$ cho $f(2022)=f(6)=20$ (đang đi xuống), còn chu kỳ sai $6$ khiến thí sinh tin rằng mọi bội của $6$ đều cùng trạng thái, và câu hỏi phụ "hàm đang tăng hay giảm tại đó" sẽ lột trần ngay.

Bài học nằm ở phép chia lấy dư: mọi câu "tính $f$ tại số khổng lồ" đều rút về một điểm trong chu kỳ đầu.

Bẫy hay mất điểm — Ba bẫy quen mặt: (1) lấy khoảng cách giữa hai điểm cùng giá trị nhưng khác chiều làm chu kỳ — như $t=0$ và $t=6$ ở ví dụ trên; (2) dùng $s=r\theta$ với $\theta$ còn ở độ — kết quả sai gấp $\frac{180}{\pi}\approx 57$ lần, và phương án sai đó luôn có mặt; (3) quên rằng chu kỳ là số dương nhỏ nhất: $24$ cũng thoả $f(t+24)=f(t)$ nhưng không phải chu kỳ.
Phải nhớ — Chu kỳ = khoảng cách giữa hai trạng thái giống hệt (cùng giá trị, cùng chiều). Radian = cung chia bán kính, là số thuần — nên $s=r\theta$ chỉ sống với radian. Số xa mấy cũng quy về chu kỳ đầu bằng chia lấy dư.

Đọc xong rồi — làm thử ngay

Bài tập của chương Trigonometric Functions and Sinusoids gồm 14 câu trắc nghiệm và 4 đề tự luận, ra khó hơn đề thật 30–50%. Đáp án hiện ngay khi chọn, miễn phí.

Làm bài tập chương →