Mục lục bài họcĐang ở d05-b3
← AP Precalculus
0/28 bài đã học xong
Chương 5 · Trigonometric Functions and Sinusoids · Bài 3/4 của chương · bài 19/28 của AP Precalculus

Graphs of Sine and Cosine; Sinusoidal Features

Đồ thị sin, cos và các đặc trưng của sinusoid
← Mục lục bài học
Lý thuyết · English

Four numbers describe every sinusoid

Write the function as $y=a\sin\bigl(b(x-c)\bigr)+d$ (or with cosine). Then:

  • Midline $y=d$ — the horizontal average $\dfrac{\max+\min}{2}$;
  • Amplitude $|a|=\dfrac{\max-\min}{2}$ — distance from midline to an extreme, never max minus min;
  • Period $\dfrac{2\pi}{b}$ — so $b$ is not the period, it counts how many cycles fit in $2\pi$;
  • Phase shift $c$ — read only after factoring $b$ out: $\sin(3x+\tfrac{\pi}{2})=\sin\bigl(3(x+\tfrac{\pi}{6})\bigr)$, a shift of $\tfrac{\pi}{6}$ left, not $\tfrac{\pi}{2}$.

A negative $a$ reflects across the midline; it does not change the amplitude.

Anchor points

Within one period, a sinusoid visits five equally spaced anchors: midline–max–midline–min–midline for $+\sin$, max–midline–min–midline–max for $+\cos$. Cosine starts at a maximum, sine starts at the midline going up — this is what decides which template fits a given graph or data set.

Giải thích tiếng Việt

Mọi sinusoid được mô tả trọn vẹn bằng bốn con số trong $y=a\sin\bigl(b(x-c)\bigr)+d$:

  • Đường giữa $y=d=\frac{\max+\min}{2}$ — trung bình cộng của đỉnh và đáy;
  • Biên độ $|a|=\frac{\max-\min}{2}$ — khoảng cách từ đường giữa tới đỉnh, không phải đỉnh trừ đáy;
  • Chu kỳ $\frac{2\pi}{b}$ — tức $b$ không phải chu kỳ, nó đếm số vòng nhét vừa vào $2\pi$;
  • Độ lệch pha $c$ — chỉ đọc được sau khi đặt $b$ ra ngoài: $\sin(3x+\frac{\pi}{2})=\sin\bigl(3(x+\frac{\pi}{6})\bigr)$, lệch trái $\frac{\pi}{6}$ chứ không phải $\frac{\pi}{2}$.

Dấu trừ trước $a$ là phép lật qua đường giữa, không đổi biên độ.

Năm điểm neo cách đều nhau trong một chu kỳ: $+\sin$ đi giữa–đỉnh–giữa–đáy–giữa; $+\cos$ đi đỉnh–giữa–đáy–giữa–đỉnh. Cos xuất phát ở đỉnh, sin xuất phát ở đường giữa và đi lên — đây là tiêu chí chọn khuôn khi dựng hàm từ đồ thị hay bảng.

x y đường giữa y = d |a| chu kỳ 2π/b (đỉnh → đỉnh) đáy: d − |a| đỉnh: d + |a|
Bốn con số, cả bốn đều nhìn thấy được trên hình. Đường giữa là mức cân bằng $y=d$; biên độ $|a|$ là đoạn thẳng đứng từ đường giữa lên đỉnh (không phải cả khoảng đỉnh–đáy); chu kỳ đo ngang từ đỉnh tới đỉnh kế tiếp. Đề AP cho đồ thị kiểu này rồi hỏi ngược: viết công thức — thứ tự an toàn là $d$ trước, $|a|$ thứ hai, chu kỳ ra $b$, cuối cùng mới chọn sin hay cos theo điểm xuất phát.
Ví dụ — mổ xẻ một sinusoid cho sẵn công thức

Cho $y=-3\cos\bigl(2\bigl(x-\tfrac{\pi}{6}\bigr)\bigr)+1$. Tìm biên độ, đường giữa, chu kỳ, độ lệch pha, giá trị lớn nhất – nhỏ nhất, và hoành độ dương nhỏ nhất đạt giá trị lớn nhất.

Giải.

Đọc bốn con số: biên độ $|-3|=3$; đường giữa $y=1$; chu kỳ $\frac{2\pi}{2}=\pi$; lệch phải $\frac{\pi}{6}$.

Giá trị lớn nhất $1+3=4$, nhỏ nhất $1-3=-2$.

Vì hệ số là $-3$ (cos bị lật), hàm đạt max khi $\cos\bigl(2(x-\frac{\pi}{6})\bigr)=-1$, tức $2\bigl(x-\frac{\pi}{6}\bigr)=\pi+2\pi n$, cho $x=\frac{\pi}{6}+\frac{\pi}{2}+\pi n=\frac{2\pi}{3}+\pi n$.

Hoành độ dương nhỏ nhất: $x=\frac{2\pi}{3}$. Chú ý: nếu quên dấu trừ mà tìm chỗ $\cos=1$, sẽ ra $x=\frac{\pi}{6}$ — đó là chỗ hàm đạt min, và tất nhiên là một phương án nhiễu.

Bẫy hay mất điểm — Hai lỗi chiếm quá nửa số câu sai của chủ đề này: (1) đọc độ lệch pha khi $b$ chưa được đặt ra ngoài — $\sin(3x+\frac{\pi}{2})$ mà trả lời "lệch trái $\frac{\pi}{2}$" là dính bẫy kinh điển; (2) lấy $\max-\min$ làm biên độ, quên chia $2$. Thêm một bẫy tinh vi: dấu trừ trước $a$ đổi chỗ của max và min trong chu kỳ nhưng không đổi biên độ, không đổi chu kỳ.
Phải nhớ — $d=\frac{\max+\min}{2}$, $|a|=\frac{\max-\min}{2}$, chu kỳ $=\frac{2\pi}{b}$, và pha chỉ đọc sau khi đặt $b$ ra ngoài. Cos khởi hành ở đỉnh, sin khởi hành ở đường giữa — dấu trừ lật ngược điểm khởi hành.

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 →