График функции, заданной параметрически
Содержание:
- Введите график функции
- Сдвиг графика влево/вправо вдоль оси абсцисс
- Как построить график функции онлайн на этом сайте?
- Графики обратных тригонометрических функций
- Построение графиков других функций
- Какие функции поддерживает построитель графиков?
- Тригонометрические функции и их особенности
- Графики функций с модулем
- Как получить координаты точки функции
- Гипербола и обратная пропорциональность
- Определение графика
- Примеры кривых
- Как работает графический калькулятор для графиков функций?
- Обратные тригонометрические функции, их свойства и графики.
- Квадратичные
Введите график функции
Исследуем график функции y=f(x), для этого задайте функцию f(x).
Примеры
С применением степени(квадрат и куб) и дроби
(x^2 - 1)/(x^3 + 1)
Квадратный корень
sqrt(x)/(x + 1)
Кубический корень
cbrt(x)/(3*x + 2)
С применением синуса и косинуса
2*sin(x)*cos(x)
Арксинус
x*arcsin(x)
Арккосинус
x*arccos(x)
Применение логарифма
x*log(x, 10)
Натуральный логарифм
ln(x)/x
Экспонента
exp(x)*x
Тангенс
tg(x)*sin(x)
Котангенс
ctg(x)*cos(x)
Иррациональне дроби
(sqrt(x) - 1)/sqrt(x^2 - x - 1)
Арктангенс
x*arctg(x)
Арккотангенс
x*arсctg(x)
Гиберболические синус и косинус
2*sh(x)*ch(x)
Гиберболические тангенс и котангенс
ctgh(x)/tgh(x)
Гиберболические арксинус и арккосинус
x^2*arcsinh(x)*arccosh(x)
Гиберболические арктангенс и арккотангенс
x^2*arctgh(x)*arcctgh(x)
Сдвиг графика влево/вправо вдоль оси абсцисс
Если к АРГУМЕНТУ функции добавляется константа, то происходит сдвиг (параллельный перенос) графика вдоль оси . Рассмотрим функцию и положительное число :
Правила:
1) чтобы построить график функции , нужно график сдвинуть ВДОЛЬ оси на единиц влево;
2) чтобы построить график функции , нужно график сдвинуть ВДОЛЬ оси на единиц вправо.
Пример 6
Построить график функции
Берём параболу и сдвигаем её вдоль оси абсцисс на 1 единицу вправо:
«Опознавательным маячком» служит значение , именно здесь находится вершина параболы .
Теперь, думаю, ни у кого не возникнет трудностей с построением графика (демонстрационный пример начала урока) – кубическую параболу нужно сдвинуть на 2 единицы влево.
Вот ещё один характерный случай:
Пример 7
Построить график функции
Гиперболу (чёрный цвет) сдвинем вдоль оси на 2 единицы влево:
Перемещение гиперболы «выдаёт» значение, которое не входит в область определения функции. В данном примере , и уравнение прямой задаёт вертикальную асимптоту (красный пунктир) графика функции (красная сплошная линия). Таким образом, при параллельном переносе асимптота графика тоже сдвигается (что очевидно).
Вернёмся к тригонометрическим функциям:
Пример 8
Построить график функции
График синуса (чёрный цвет) сдвинем вдоль оси на влево:
Внимательно присмотримся к полученному красному графику …. Это в точности график косинуса ! По сути, мы получили геометрическую иллюстрацию формулы приведения , и перед вами, пожалуй, самая «знаменитая» формула, связывающая данные тригонометрические функции. График функции получается путём сдвига синусоиды вдоль оси на единиц влево (о чём уже говорилось на уроке Графики и свойства элементарных функций). Аналогично можно убедиться в справедливости любой другой формулы приведения.
Рассмотрим композиционное правило, когда аргумент представляет собой линейную функцию: , при этом параметр «ка» не равен нулю или единице, параметр «бэ» – не равен нулю. Как построить график такой функции? Из школьного курса мы знаем, что умножение имеет приоритет перед сложением, поэтому, казалось бы, сначала график сжимаем/растягиваем/отображаем в зависимости от значения , а потом сдвигаем на единиц. Но здесь есть подводный камень, и корректный алгоритм таков:
Аргумент функции необходимо представить в виде и последовательно выполнить следующие преобразования:
1) График функции сжимаем (или растягиваем) к оси (от оси) ординат: (если , то график дополнительно следует отобразить симметрично относительно оси ).
2) График полученной функции сдвигаем влево (или вправо) вдоль оси абсцисс на (!!!) единиц, в результате чего будет построен искомый график .
Пример 9
Построить график функции
Представим функцию в виде и выполним следующие преобразования: синусоиду (чёрный цвет):
1) сожмём к оси в два раза: (синий цвет);
2) сдвинем вдоль оси на (!!!) влево: (красный цвет):
Пример вроде бы несложный, а пролететь с параллельным переносом легче лёгкого. График сдвигается на , а вовсе не на .
Продолжаем расправляться с функциями начала урока:
Пример 10
Построить график функции
Представим функцию в виде . В данном случае: Построение проведём в три шага. График натурального логарифма :
1) сожмём к оси в 2 раза: ;
2) отобразим симметрично относительно оси : ;
3) сдвинем вдоль оси на (!!!) вправо: :
Для самоконтроля в итоговую функцию можно подставить пару значений «икс», например, и свериться с полученным графиком.
В рассмотренных параграфах события происходили «горизонтально» – гармонь играет, ноги пляшут влево/вправо. Но похожие преобразования происходят и в «вертикальном» направлении – вдоль оси . Принципиальное отличие состоит в том, что связаны они не с АРГУМЕНТОМ, а с САМОЙ ФУНКЦИЕЙ.
Как построить график функции онлайн на этом сайте?
Чтобы построить график функции онлайн, нужно просто ввести свою функцию в специальное поле и кликнуть куда-нибудь вне его. После этого график введенной функции нарисуется автоматически. Допустим, вам требуется построить классический график функции «икс в квадрате». Соответственно, нужно ввести в поле «x^2».
Если вам нужно построить график нескольких функций одновременно, то нажмите на синюю кнопку «Добавить еще». После этого откроется еще одно поле, в которое надо будет вписать вторую функцию. Ее график также будет построен автоматически.
Цвет линий графика вы можете настроить с помощью нажатия на квадратик, расположенный справа от поля ввода функции. Остальные настройки находятся прямо над областью графика. С их помощью вы можете установить цвет фона, наличие и цвет сетки, наличие и цвет осей, наличие рисок, а также наличие и цвет нумерации отрезков графика. Если необходимо, вы можете масштабировать график функции с помощью колесика мыши или специальных иконок в правом нижнем углу области рисунка.
После построения графика и внесения необходимых изменений в настройки, вы можете скачать график с помощью большой зеленой кнопки «Скачать» в самом низу. Вам будет предложено сохранить график функции в виде картинки формата PNG.
Графики обратных тригонометрических функций
Построим график арксинуса
Перечислим основные свойства функции :
Область определения: , не существует значений вроде или
Область значений: , то есть, функция ограничена.
Арксинус – функция нечетная, здесь минус опять же выносится: .
В практических вычислениях полезно помнить следующие значения арксинуса: , , . Другие распространенные значения арксинуса (а также других «арков») можно найти с помощью таблицы значений обратных тригонометрических функций.
Построим график арккосинуса
Очень похоже на арксинус, свойства функции сформулируйте самостоятельно. Остановлюсь на единственном моменте. В данной статье очень много разговоров шло о четности и нечетности функций, и, возможно, у некоторых сложилось впечатление, что функция обязательно должна быть четной или нечетной. В общем случае, это, конечно, не так. Чаще всего, функция, которая вам встретится на практике – «никакая». В частности, арккосинус не является четной или нечетной функцией, он как раз «никакой».
Построим график арктангенса
Всего лишь перевернутая ветка тангенса.
Перечислим основные свойства функции :
Область определения:
Область значений: , то есть, функция ограничена.
У рассматриваемой функции есть две асимптоты: , .
Арктангенс – функция нечетная: .
Самые «популярные» значения арктангенса, которые встречаются на практике, следующие: , .
К графику арккотангенса приходится обращаться значительно реже, но, тем не менее, вот его чертеж:
Свойства арккотангенса вы вполне сможете сформулировать самостоятельно. Отмечу, что арккотангенс, как и арккосинус, не является четной или нечетной функцией.
Пожалуй, для начала хватит. К этой странице придется частенько обращаться в ходе изучения самых различных разделов курса высшей математики.
Ну что, смертнички, полетаем? =)
Тогда надеваем парашюты и готовимся к преобразованиям графиков.
Желаю успехов!
(Переход на главную страницу)
Построение графиков других функций
Теперь, когда у нас есть основа в виде таблицы и диаграммы, можно строить графики других функций, внося небольшие корректировки в нашу таблицу.
Квадратичная функция y=ax2+bx+c
Выполните следующие действия:
- В первой строке меняем заголовок
- В третьей строке указываем коэффициенты и их значения
- В ячейку A6 записываем обозначение функции
- В ячейку B6 вписываем формулу =$B3*B5*B5+$D3*B5+$F3
- Копируем её на весь диапазон значений аргумента вправо
Получаем результат
График квадратичной функции
Кубическая парабола y=ax3
Для построения выполните следующие действия:
- В первой строке меняем заголовок
- В третьей строке указываем коэффициенты и их значения
- В ячейку A6 записываем обозначение функции
- В ячейку B6 вписываем формулу =$B3*B5*B5*B5
- Копируем её на весь диапазон значений аргумента вправо
Получаем результат
График кубической параболы
Гипербола y=k/x
Для построения гиперболы заполните таблицу вручную (смотри рисунок ниже). Там где раньше было нулевое значение аргумента оставляем пустую ячейку.
Далее выполните действия:
- В первой строке меняем заголовок.
- В третьей строке указываем коэффициенты и их значения.
- В ячейку A6 записываем обозначение функции.
- В ячейку B6 вписываем формулу =$B3/B5
- Копируем её на весь диапазон значений аргумента вправо.
- Удаляем формулу из ячейки I6.
Для корректного отображения графика нужно поменять для диаграммы диапазон исходных данных, так как в этом примере он больше чем в предыдущих.
- Кликните диаграмму
- На вкладке Работа с диаграммами перейдите в Конструктор и в разделе Данные нажмите Выбрать данные.
- Откроется окно мастера ввода данных
- Выделите мышкой прямоугольный диапазон ячеек A5:P6
- Нажмите ОК в окне мастера.
Получаем результат
График гиперболы
Построение тригонометрических функций sin(x) и cos(x)
Рассмотрим пример построения графика тригонометрической функции y=a*sin(b*x). Сначала заполните таблицу как на рисунке ниже
Таблица значений функции sin(x)
В первой строке записано название тригонометрической функции. В третьей строке прописаны коэффициенты и их значения
Обратите внимание на ячейки, в которые вписаны значения коэффициентов. В пятой строке таблицы прописываются значения углов в радианах
Эти значения будут использоваться для подписей на графике. В шестой строке записаны числовые значения углов в радианах. Их можно прописать вручную или используя формулы соответствующего вида =-2*ПИ(); =-3/2*ПИ(); =-ПИ(); =-ПИ()/2; … В седьмой строке записываются расчетные формулы тригонометрической функции.
Запись расчетной формулы функции sin(x) в Excel
В нашем примере =$B$3*SIN($D$3*B6). Адреса B3 и D3 являются абсолютными. Их значения – коэффициенты a и b, которые по умолчанию устанавливаются равными единице. После заполнения таблицы приступаем к построению графика.
Выделяем диапазон ячеек А6:J7. В ленте выбираем вкладку Вставка в разделе Диаграммы указываем тип Точечная и вид Точечная с гладкими кривыми и маркерами.
Построение диаграммы Точечная с гладкими кривыми
В итоге получим диаграмму.
График sin(x) после вставки диаграммы
Теперь настроим правильное отображение сетки, так чтобы точки графика лежали на пересечении линий сетки. Выполните последовательность действий Работа с диаграммами –Конструктор – Добавить элемент диаграммы – Сетка и включите три режима отображения линий как на рисунке.
Настройка сетки при построении графика
Теперь зайдите в пункт Дополнительные параметры линий сетки. У вас появится боковая панель Формат области построения. Произведем настройки здесь.
Кликните в диаграмме на главную вертикальную ось Y (должна выделится рамкой). В боковой панели настройте формат оси как на рисунке.
Кликните главную горизонтальную ось Х (должна выделится) и также произведите настройки согласно рисунку.
Настройка формата горизонтальной оси Х графика функции
Теперь сделаем подписи данных над точками. Снова выполняем Работа с диаграммами –Конструктор – Добавить элемент диаграммы – Подписи данных – Сверху. У вас подставятся значения числами 1 и 0, но мы заменим их значениями из диапазона B5:J5. Кликните на любом значении 1 или 0 (рисунок шаг 1) и в параметрах подписи поставьте галочку Значения из ячеек (рисунок шаг 2). Вам будет сразу же предложено указать диапазон с новыми значениями (рисунок шаг 3). Указываем B5:J5.
Вот и все. Если сделали правильно, то и график будет замечательным. Вот такой.
Аналогичным способом можно строить графики других функций. Главное правильно записать вычислительные формулы и построить таблицу значений функции. Надеюсь, что вам была полезна данная информация.
PS: Интересные факты про логотипы известных компаний
Какие функции поддерживает построитель графиков?
Поддерживаются абсолютно все математические функции, которые могут пригодиться при построении графиков
Тут важно подчеркнуть, что в отличии от классического языка математики принятого в школах и ВУЗах, знак степени в рамках приложения обозначается международным знаком «^». Это обусловлено отсутствием на клавиатуре компьютера возможности прописать степень в привычном формате
Далее приведена таблица с полным списком поддерживаемых функций.
Приложением поддерживаются следующие функции:
Тригонометрические функции |
|||||||||||
Синус |
Косинус |
Тангенс |
Секанс |
Косеканс |
Котангенс |
Арксинус |
Арккосинус |
Арктангенс |
Арксеканс |
Арккосеканс |
Арккотангенс |
sin(x) |
cos(x) |
tan(x) |
sec(x) |
csc(x) |
cot(x) |
asin(x) |
acos(x) |
atan(x) |
asec(x) |
acsc(x) |
acot(x) |
Гиперболические функции |
|||||||||||
sinh(x) |
cosh(x) |
tanh(x) |
sech(x) |
csch(x) |
coth(x) |
asinh(x) |
acosh(x) |
atanh(x) |
asech(x) |
acsch(x) |
acoth(x) |
Прочее |
|||||||||||
Натуральный логарифм |
Логарифм |
Квадратный корень |
Модуль |
Округление в меньшую сторону |
Округление в большую сторону |
||||||
ln(x) |
log(x) |
sqrt(x) |
abs(x) |
floor(x) |
ceil(x) |
||||||
Минимум |
Максимум |
||||||||||
min(выражение1,выражение2,…) |
max(выражение1,выражение2,…) |
Тригонометрические функции и их особенности
Отдельной темой представлены тригонометрические графики. Так, фактически уравнения синуса и косинуса являются четными, непрерывными волнами. На рис.6 функция y = sin x изображена синим цветом, а y = cos x – красным.
Период такой функции, то есть момент, за который функция проходит полный круг и возвращается в исходную точку, равен ( 2mathrmpi ). Тангенс и котангенс также имеют свои графики и по сути являются линиями пересечения выражений синуса и косинуса. На рисунке 7, что представлен ниже, график y = tg x синего цвета, а функции y = ctg x, соответственно, красного.
Выучив все виды функций, можно легко увеличить средний балл за абсолютно любой тест порой на целых 3-4 единицы. Это может повлиять не просто на итоговую оценку, а даже на поступление в университет.
Предыдущая
МатематикаПеревод градусов в радианы — таблица со значениями и формула
Следующая
МатематикаОсновные тригонометрические тождества
Графики функций с модулем
Для качественного усвоения материала необходимо понимать, что такое модуль. Краткую информацию о нём можно найти на странице Математические формулы и таблицы в справочном материале Горячие формулы школьного курса математики.
Применение модуля тоже представляет собой геометрическое преобразование графика. Не буду создавать сверхподробный мануал, отмечу только те моменты, которые, с моей точки зрения, реально пригодятся для решения других задач по вышке.
Сначала посмотрим, что происходит, когда модуль применяется к АРГУМЕНТУ функции.
Правило: график функции получается из графика функции следующим образом: при график функции сохраняется, а при «сохранённая часть» отображается симметрично относительно оси .
Пример 22
Построить график функции
И снова вечная картина:
Согласно правилу, при график сохраняется:
И сохранившаяся часть отображается симметрично относительно оси в левую полуплоскость:
Действительно, функция – чётная, и её график симметричен относительно оси ординат. Поясню детальнее смысл симметрии. Посмотрим на два противоположных значения аргумента, например, на и . А какая разница? Модуль всё равно уничтожит знак «минус»: , то есть значения функции будут располагаться на одной высоте.
Функцию от модуля можно расписать в так называемом кусочном виде по следующему правилу: . В данном случае:
То есть, правая волна графика задаётся функцией , а левая волна – функцией (см. Пример 13).
Пример 23
Построить график функции
Аналогично, ветвь «обычной» экспоненты правой полуплоскости отображаем симметрично относительно оси в левую полуплоскость:
Распишем функцию в кусочном виде: , то есть правая ветвь задаётся графиком функции , а левая ветвь графиком .
Модуль не имеет смысл «навешивать» на аргумент чётной функции: и т.п. (проанализируйте, почему).
И, наконец, завершим статью весёлой нотой – применим модуль к САМОЙ ФУНКЦИИ.
Правило: график функции получается из графика функции следующим образом: часть графика , лежащая НАД осью сохраняется, а часть графика , лежащая ПОД осью отображается симметрично относительно данной оси.
Странно, что широко известный график модуля «икс» оказался на 24-й позиции, но факт остаётся фактом =)
Пример 24
Построить график функции
Сначала начертим прямую, известную широкому кругу лиц:
Часть графика, которая ВЫШЕ оси , остаётся неизменной, а часть графика, которая НИЖЕ оси – отображается симметрично в верхнюю полуплоскость:
Модуль функции также раскрывается аналитически в кусочном виде:
Внимание! Формула отличается от формулы предыдущего пункта!
В данном случае: , действительно, правый луч задаётся уравнением , а левый луч – уравнением .
Кстати, – редкий экземпляр, когда можно считать, что модуль применён, как к аргументу: , так и к самой функции: . Изучим более «жизненную» ситуацию:
Пример 25
Построить график функции
Сначала изобразим график линейной функции :
То, что ВЫШЕ оси абсцисс – не трогаем, а то, что НИЖЕ – отобразим симметрично относительно оси в верхнюю полуплоскость:
Согласно формуле , распишем функцию аналитически в кусочном виде: .
Или, упрощая оба этажа: , то есть правый луч задаётся функцией , а левый луч – функцией . Сомневающиеся могут взять несколько значений «икс», выполнить подстановку и свериться с графиком.
На какие функции модуль «не действует»? Модуль бессмысленно применять к неотрицательным функциям. Например: . Экспоненциальная функция и так полностью лежит в верхней полуплоскости: .
Всё возвращается на круги своя, синусом начали, синусом и закончим. Как в старой доброй сказке:
Пример 26
Построить график функции .
Изобразим сами знаете что =)
И снова – то, что находиться в верхней полуплоскости – оставим в покое, а содержимое подвала – отобразим симметрично относительно оси :
Кстати, понятен ли вам неформальный смысл такого симметричного отображения? Модуль «съедает» у отрицательных чисел знак и делает их положительными, именно поэтому «подвальные» точки занимают противоположные места в верхней полуплоскости.
Распишем функцию в кусочном виде:
Решив два простейших школьных неравенства , получаем:, где – любое целое число.
Да, статья была не самой приятной, но крайне необходимой. Однако повествование завершилось и стало немножко грустно =) Чем-то напомнило мне всё это урок про метод Симпсона, который тоже создавался в марте, и тоже достаточно долгое время. Наверное, громоздкие вещи пишутся по сезону =)
Желаю успехов!
(Переход на главную страницу)
Как получить координаты точки функции
С любого графика функции можно снять координаты точки. Затем необходимо убедиться, что при подстановке координат
в формулу функции получается верное равенство.
Рассмотрим функцию «». Её график
мы уже
строили
.
Найдем на графике функции «», чему равен «»
при .
Для этого из значения «» на оси «» проведем перпендикуляр к графику функции.
Из точки пересечения перпендикуляра и графика функции проведем еще один перпендикуляр к оси «».
Полученное значение «» на оси «» и будет искомым значением «».
Убедимся, что мы правильно сняли координаты точки для в функции «».
Для этого мы подставим в формулу функции
«». Если мы правильно
провели перпендикуляр, мы также должны получить в итоге .
При расчетах мы также получили .
Значит, мы правильно получили координаты с графика функции.
Важно!
Все полученные координаты точки с графика функции обязательно проверяйте
подстановкой значений «» в функцию.
При подстановке числового значения «» в функцию в результате должно получиться
то же значение «», которое вы получили на графике.
При получении координат точек с графика функции высока вероятность, что вы ошибетесь, т.к. проведение перпендикуляра к осям выполняется «на глазок».
Только подстановка значений в формулу функции дает точные результаты.
Гипербола и обратная пропорциональность
Ранее мы уже строили графики . Однако мы рассматривали только случаи, при которых показателем в степени являлось натуральное число. Теперь же изучим функцию у = х– 1. Напомним, что по определению отрицательной степени
Найдем область определения функции у = 1/х. Ясно, что аргумент не может равняться нулю, так как иначе получим деление на ноль:
у(0) = 1:0
При любых других значениях х значение у вычислить можно, а потому областью определения будет промежуток (– ∞; 0)⋃(0;+ ∞).
При положительных значениях аргумента ф-ция также будет положительной:
у(5) = 1:5 = 0,2
у(2) = 1:2 = 0,5
у(10) = 1:10 = 0,1
При отрицательных х величина у будет становиться отрицательной:
у(– 5) = 1:(– 5) = – 0,2
у(– 2) = 1:(– 2) = – 0,5
у(– 10) = 1:(– 10) = – 0,1
Это означает, что график ф-ции будет располагаться в I и III четвертях.
Можно заметить, что чем больше х, тем ближе у к нулю:
у(1) = 1
у(10) = 0,1
у(100) = 0,01
И наоборот, чем ближе х к нулю, тем больше у:
у(0,1) = 1:0,1 = 10
у(0,01) = 100
у (0,001) = 1000
При этом у не может равняться нулю. Действительно, дробь равна нулю только тогда, когда ее числитель равен нулю. Однако варьируя х, мы меняем только знаменатель, а в числителе остается единица. Поэтому областью значений функции у = х– 1 является промежуток (– ∞; 0)⋃(0;+ ∞).
Для построения графика найдем некоторые точки графика и занесем их в таблицу. Мы построим две таблицы – одну для положительных х, другую для отрицательных:
Теперь можно посмотреть и на сам график:
Первое, что бросается в глаза – это то, что график не представляет собой единую, непрерывную линию. Он разбит на две ветви, одна из которых располагается в III четверти, а другая – в I четверти. Такой «разрыв» связан с тем, что ноль не входит в область определения ф-ции.
Также можно заметить симметричность графика. Действительно, одна из ветвей является симметричным отображением второй ветви.
Построенный нами график называется гиперболой.
На координатной плоскости есть две прямые линии, к которым гипербола приближается, но при этом он не касается их. Это оси Ох и Оу. Для наглядности покажем их штриховой линией:
В математике подобные линии называют асимптотами функции. Горизонтальная асимптота прямая соответствует линии х = 0, а вертикальная асимптота линии у = 0.
Зная, как выглядит график у = 1/х, мы можем построить и другие, схожие с ним графики для ф-ций у = k/х, где k– это некоторое число. Их можно получить из гиперболы, используя сжатие и растяжение графиков. Если коэффициент k больше единицы, то график «отдаляется» от осей Ох и Оу:
Все эти линии являются примерами гипербол. Если коэффициент k отрицательный, то графики переворачиваются относительно оси Ох и занимают II и IV четверти:
Все приведенные зависимости вида у = k/х называют обратными пропорциональностями.
Примерами обратной пропорциональности являются ф-ции:
Обратная пропорциональность очень часто встречается в жизни. Так, время, затрачиваемое на поездку на автомобиле, обратно пропорционально средней скорости движения. Количество товара, которое можно купить на одну зарплату, обратно пропорционально стоимости этого товара.
Определение графика
При рассмотрении отображения произвольного вида fX→Y{\displaystyle f:X\to Y}, действующего из множества X{\displaystyle X} в множество Y{\displaystyle Y}, графиком функции называется следующее множество упорядоченных пар:
- Γf={(x,f(x))∈X×Y∣x∈X}.{\displaystyle \Gamma _{f}=\{\,(x,f(x))\in X\times Y\mid x\in X\,\}.}
В частности, при рассмотрении динамических систем, изображающая точка (t,f(t)){\displaystyle (t,f(t))} представляет собою график решения соответствующего дифференциального уравнения с заданными начальными условиями такой график часто называют фазовой траекторией системы.
Примеры кривых
Название кривой | Уравнение |
---|---|
Окружность |
x = sin(t) y = cos(t) t в |
Спираль |
x = t*sin(t) y = t*cos(t) t в |
Дельтоида |
x = 2*cos(t) + cos(2*t) y = 2*sin(t) - sin(2*t) t в |
Астроида |
x = 2*sin(t)^3 y = 2*cos(t)^3 t в |
Гипоциклоиды |
x = 20*(cos(t) + cos(5*t)/5) y = 20*(sin(t) - sin(5*t)/5) t в |
x = 22/5*(cos(t) + 10*cos(11/10*t)/11) y = 22/5*(sin(t) - 10*sin(11/10*t)/11) t в |
|
x = 24.8*(cos(t) + cos(6.2*t)/6.2) y = 24.8*(sin(t) - sin(6.2*t)/6.2) t в |
|
Кардиоида |
x = (1 + cos(t))*cos(t) y = (1 + cos(t))*sin(t) t в |
Нефроида |
x = 6*cos(t) - 4*(cos(t))^3 y = 4*sin(t)^3 t в |
Эпициклоиды |
x = 8*(cos(t) - cos(4*t)/4) y = 8*(sin(t) - sin(4*t)/4) t в |
x = 6.2*(cos(t) - cos(3.1*t)/3.1) y = 6.2*(sin(t) - sin(3.1*t)/3.1) t в |
|
x = 13*(cos(t) - cos(6.5*t)/6.5) y = 13*(sin(t) - sin(6.5*t)/6.5) t в |
|
Бабочка |
x = sin(t)*(exp(cos(t)) - 2*cos(4*t) + sin(t/12)^5) y = cos(t)*(exp(cos(t)) - 2*cos(4*t) + sin(t/12)^5) t в |
Фигуры Лиссажу |
x = sin(t + pi/2) y = sin(2*t) t в |
x = sin(3*t + pi/2) y = sin(2*t) t в |
|
x = sin(5*t + pi/2) y = sin(6*t) t в |
|
Сердце |
x = 16*sin(t)^3 y = 13*cos(t) - 5*cos(2*t) - 2*cos(3*t) - cos(4*t) t в |
Правила ввода выражений и функций
Выражения могут состоять из функций (обозначения даны в алфавитном порядке):
- absolute(x)
-
Абсолютное значение x
(модуль x или |x|) - arccos(x)
- Функция — арккосинус от x
- arccosh(x)
- Арккосинус гиперболический от x
- arcsin(x)
- Арксинус от x
- arcsinh(x)
- Арксинус гиперболический от x
- arctg(x)
- Функция — арктангенс от x
- arctgh(x)
- Арктангенс гиперболический от x
- e
- e число, которое примерно равно 2.7
- exp(x)
- Функция — экспонента от x (что и e^x)
- log(x) or ln(x)
-
Натуральный логарифм от x
(Чтобы получить log7(x), надо ввести log(x)/log(7) (или, например для log10(x)=log(x)/log(10)) - pi
- Число — «Пи», которое примерно равно 3.14
- sin(x)
- Функция — Синус от x
- cos(x)
- Функция — Косинус от x
- sinh(x)
- Функция — Синус гиперболический от x
- cosh(x)
- Функция — Косинус гиперболический от x
- sqrt(x)
- Функция — квадратный корень из x
- sqr(x) или x^2
- Функция — Квадрат x
- tg(x)
- Функция — Тангенс от x
- tgh(x)
- Функция — Тангенс гиперболический от x
- cbrt(x)
- Функция — кубический корень из x
В выражениях можно применять следующие операции:
- Действительные числа
- вводить в виде 7.5, не 7,5
- 2*x
- — умножение
- 3/x
- — деление
- x^3
- — возведение в степень
- x + 7
- — сложение
- x — 6
- — вычитание
Другие функции:
- floor(x)
- Функция — округление x в меньшую сторону (пример floor(4.5)==4.0)
- ceiling(x)
- Функция — округление x в большую сторону (пример ceiling(4.5)==5.0)
- sign(x)
- Функция — Знак x
- erf(x)
- Функция ошибок (или интеграл вероятности)
- laplace(x)
- Функция Лапласа
Как работает графический калькулятор для графиков функций?
Онлайн сервис работает очень просто. В поле на самом верху вписывается функция (т.е. само уравнение, график которого необходимо построить). Сразу после ввода приложение моментально рисует график в области под этим полем. Все происходит без обновления страницы. Далее, можно внести различные цветовые настройки, а также скрыть/показать некоторые элементы графика функции. После этого, готовый график можно скачать, нажав на соответствующую кнопку в самом низу приложения. На ваш компьютер будет загружен рисунок в формате .png, который вы сможете распечатать или перенести в бумажную тетрадь.
Обратные тригонометрические функции, их свойства и графики.
Обратные тригонометрические функции (арксинус, арккосинус, арктангенс и арккотангенс) являются основным элементарным функциями. Часто из-за приставки «арк» обратные тригонометрические функции называют аркфункциями. Сейчас мы рассмотрим их графики и перечислим свойства.
Функция арксинус y = arcsin(x).
Изобразим график функции арксинус:
Свойства функции арксинус y = arcsin(x).
- Областью определения функции арксинус является интервал от минус единицы до единицы включительно: .
- Область значений функции y = arcsin(x): .
- Функция арксинус — нечетная, так как .
- Функция y = arcsin(x) возрастает на всей области определения, то есть, при .
- Функция вогнутая при , выпуклая при .
- Точка перегиба (0; 0), она же ноль функции.
- Асимптот нет.
Функция арккосинус y = arccos(x).
График функции арккосинус имеет вид:
Свойства функции арккосинус y = arccos(x).
- Область определения функции арккосинус: .
- Область значений функции y = arccos(x): .
- Функция не является ни четной ни нечетной, то есть, она общего вида.
- Функция арккосинус убывает на всей области определения, то есть, при .
- Функция вогнутая при , выпуклая при .
- Точка перегиба .
- Асимптот нет.
Функция арктангенс y = arctg(x).
График функции арктангенс имеет вид:
Свойства функции арктангенс y = arctg(x).
- Область определения функции y = arctg(x): .
- Область значений функции арктангенс: .
- Функция арктангенс — нечетная, так как .
- Функция возрастает на всей области определения, то есть, при .
- Функция арктангенс вогнутая при , выпуклая при .
-
Точка перегиба (0; 0), она же ноль функции.
- Горизонтальными асимптотами являются прямые при и при . На чертеже они показаны зеленым цветом.
Функция арккотангенс y = arcctg(x).
Изобразим график функции арккотангенс:
Свойства функции арккотангенс y = arcctg(x).
- Областью определения функции арккотангенс является все множество действительных чисел: .
- Область значений функции y = arcctg(x): .
- Функция арккотангенс не является ни четной ни нечетной, то есть, она общего вида.
- Функция убывает на всей области определения, то есть, при .
- Функция вогнутая при , выпуклая при .
- Точка перегиба .
- Горизонтальными асимптотами являются прямые при (на чертеже показана зеленым цветом) и y = 0 при .
Список литературы.
- Колмогоров А.Н., Абрамов А.М., Дудницын Ю.П. и др. Алгебра и начала анализа: Учеб. для 10-11 кл. общеобразоват учреждений.
- Выгодский М.Я. Справочник по элементарной математике.
- Новоселов С.И. Алгебра и элементарные функции.
- Туманов С.И. Элементарная алгебра. Пособие для самообразования.
Некогда разбираться?
Квадратичные
В функциях такого типа обязательным параметром является возведение x во вторую степень. В общем виде формула выражается уравнением:
Одной из особенностей такого выражения является невозможность появления в третьей и четвертой четверти без дополнительных коэффициентов . В зависимости от наличия дополнительных действий сложения и вычитания, график может быть повернут как вверх, так и вниз. Однако в любом случае он будет представлять собой дугу, которая в математике называется параболой.
Также стоит обратить внимание, что самой нижней точке параболы является так называемая вершина. Находится же она с помощью специальной формулы:.
Подставив x в формулу параболы, находим значение координаты y.
Для того чтобы построить такой график, необходимо знать как минимум 5 точек – координаты вершины параболы и по 2 точки на каждой из двух дуг. В частном случае, когда а=1, а b=0, имеем формулу y=x2. В этом случае вершину находить нет необходимости, так как она будет находиться в точке отсчета (0; 0) (рис.2).
2