Функције – понављање градива 3

Функција. Понављање градива.Тригонометријске и инверзне тригонометријске функције.

Функције sin⁡x\sin x и cos⁡x\cos x дефинисане су за свако реално xx, вредности су им у [−1,1][-1, 1], а основни период је 2π2\pi. Функција tg⁡x\operatorname{tg} x није дефинисана за x=π2+kπx = \frac{\pi}{2} + k\pi, а ctg⁡x\operatorname{ctg} x за x=kπx = k\pi, и обе имају период π\pi. За y=Asin⁡(Bx+C)y = A\sin(Bx + C) амплитуда је ∣A∣|A|, а основни период 2π∣B∣\frac{2\pi}{|B|}.

Инверзне функције враћају угао: arcsin⁡x\arcsin x и arccos⁡x\arccos x дефинисане су за −1⩽x⩽1-1 \leqslant x \leqslant 1, са вредностима у [−π2,π2]\left[-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2}\right], односно у [0,π][0, \pi], а arctg⁡x\operatorname{arctg} x за свако xx, са вредностима у (−π2,π2)\left(-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2}\right). Пазите: arcsin⁡(sin⁡x)=x\arcsin(\sin x) = x важи само за x∈[−π2,π2]x \in \left[-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2}\right], а калкулатор мора бити подешен на радијане.

24681012−3−1130xyTy = A sin(Bx) + D
2
1
0
Основни период T
6,28
Највећа вредност
2
Најмања вредност
−2
Коефицијент AA растеже график увис, BB га сабија дуж осе xx, а DD га помера навише или наниже. Испрекидана вертикала означава крај првог периода T=2πBT = \frac{2\pi}{B}: што је BB веће, период је краћи.

Синусоидом се описују наизменична струја, звучни таласи и смена температуре током дана, а инверзним тригонометријским функцијама геодете и грађевинци из измерених дужина рачунају углове нагиба.

Температура током летњег дана

Температура ваздуха током једног летњег дана мења се приближно по закону T(t)=18−6cos⁡π(t−4)12T(t) = 18 - 6\cos\frac{\pi(t - 4)}{12} °C, где је tt време у сатима од поноћи. Колика је најнижа, а колика највиша температура и у ком делу дана је топлије од 21 °C?

Решење

  1. Основни период је 2ππ/12=24\frac{2\pi}{\pi / 12} = 24 сата. Пошто је косинус између −1-1 и 11, температура је између 18−6=1218 - 6 = 12 °C, у 4 часа, и 18+6=2418 + 6 = 24 °C, у 16 часова.
  2. Решавамо 18−6cos⁡π(t−4)12>2118 - 6\cos\frac{\pi(t - 4)}{12} > 21, односно cos⁡π(t−4)12<−12\cos\frac{\pi(t - 4)}{12} < -\frac{1}{2}.
  3. Пошто је arccos⁡(−12)=2π3\arccos\left(-\frac{1}{2}\right) = \frac{2\pi}{3}, током дана је косинус мањи од −12-\frac{1}{2} за 2π3<π(t−4)12<4π3\frac{2\pi}{3} < \frac{\pi(t - 4)}{12} < \frac{4\pi}{3}.
  4. Множењем са 12π\frac{12}{\pi} добијамо 8<t−4<168 < t - 4 < 16, односно 12<t<2012 < t < 20.

Одговор: Најнижа температура је 12 °C у 4 часа, највиша 24 °C у 16 часова, а топлије од 21 °C је од 12 до 20 часова.

Задатак за вежбу

Одредите основни период и скуп вредности функције y=3sin⁡2x−1y = 3\sin 2x - 1 и израчунајте arcsin⁡32+arctg⁡1\arcsin\frac{\sqrt{3}}{2} + \operatorname{arctg} 1.

Прикажи решење

Период је 2π2=π\frac{2\pi}{2} = \pi, вредности су у [−4,2][-4, 2], а збир је π3+π4=7π12\frac{\pi}{3} + \frac{\pi}{4} = \frac{7\pi}{12}.