振幅、周期、相移和频率
有些函数(像正弦和余弦)
永远重复。
它们叫周期函数。
周期是从一个最高点到下一个最高点(或任何一点到下一个相对点):
振幅是从中(平)线到最高点的高度(或到最低点),也是从最高点到最低点的距离除以2。
相移是函数比通常的位置水平向右移了多远。
垂直位移是函数比通常的位置垂直向上移了多远。
全部一起来!
我们可以全部放进一个方程里:
y = A sin(Bx + C) + D
- 振幅是A
- 周期是2π/B
- 相移是−C/B
- 垂直移位是D
例子:sin(x)
这是正弦的基本公式。A = 1, B = 1, C = 0 and D = 0
所以振幅是1,周期是2π,没有相移或垂直移位:
例子:2 sin(4x − 2) + 3
- 振幅 A = 2
- 周期 2π/B = 2π/4 = π/2
- 相移 −C/B = −(−2)/4 = 1/2
- 垂直移位 D = 3
用文字写出来:
- 2 告诉我们它是比一般高了一倍,所以振幅 = 2
- 一般周期是 2π,但在这例子它是 "加快了"(短了)4倍,所以周期 = π/2
- −2 代表函数向右移(正向左,负向右),但因为它也"加快"了 4倍,所以函数只是移动了 1/2,故此 相移 = 1/2
- 最后,+3 的意思是中(平)线是 y = +3,所以 垂直 位移 = 3
注意:相移的公式 −C/B有负号:
- 若C为正值,曲线向负方向(左)移
- 若C为负值,曲线向正方向(右)移
有时我们用 t 而不用 x (也可能用其他变量):
例子:3 sin(100t + 1)
- 振幅是 A = 3
- 周期是 2π/100 = 0.02 π
- 相移是 −C/B = −1/100 = −0.01
- 垂直移位是 D = 0
我们得到:
频率
频率是在一个时间单位里发生多少次(每 "1")。
例子:这个正弦函数在0到1之间重复了4次:
所以频率是 4
周期是 1 4
其实周期和频率是相连的:
频率 = 1 周期
周期 = 1 频率
用上面的例子: 3 sin(100t + 1)
周期是 0.02π
所以频率是 1 0.02π = 50 π
更多例子:
周期 | 频率 |
---|---|
1 10 | 10 |
1 4 | 4 |
1 | 1 |
5 | 1 5 |
100 | 1 100 |
当频率的单位是每秒时,这个单位便称做" 赫兹"。
例子: 50 赫兹的意思是每秒50次(每秒50周)