這個計算器能做什麼
只要把正弦函數寫成標準式 \(y = \text{A}\sin(\text{B}x - \text{C}) + \text{D}\)(餘弦函數的邏輯完全相同),這個工具就能立刻算出決定圖形樣貌的四個關鍵特徵:振幅、週期、相位移與中線。有了這四個數值,你不必再逐點描繪,就能輕鬆畫出或分析任何正弦、餘弦波。
使用方法
輸入方程式中的四個係數:A(振幅係數)、B(函數內 x 的係數)、C(函數內被減去的常數)以及 D(函數外加上的常數)。請先確認你的方程式為 \(y = \text{A}\sin(\text{B}x - \text{C}) + \text{D}\) 的形式。如果你的式子把 B 提了出來,例如 \(y = \text{A}\sin(\text{B}(x - h)) + \text{D}\),那麼 \(\text{C} = \text{B}\cdot h\)。按下「計算」即可看到全部四項特徵。
公式解析
$$y = \text{A}\sin\!\left(\text{B}\,x - \text{C}\right) + \text{D}$$振幅 = \(|\text{A}|\)。它是中線到波峰的垂直距離。A 的正負號只會讓波形上下翻轉,振幅永遠是正值。
週期 = \(\dfrac{2\pi}{|\text{B}|}\)。|B| 越大,波形在水平方向被壓得越緊,週期也就越短。相位移 = \(\dfrac{\text{C}}{\text{B}}\)。結果為正代表圖形向右平移,為負則向左平移。中線 = \(\text{D}\),也就是波形上下振盪所環繞的那條水平線。
範例演算
以 \(y = 2\sin(3x - 1) + 4\) 為例:振幅 = \(|2| = 2\);週期 = \(\dfrac{2\pi}{3} \approx 2.0944\);相位移 = \(\dfrac{1}{3} \approx 0.3333\)(向右平移);中線 = \(y = 4\)。因此曲線會在 \(y = 2\) 與 \(y = 6\) 之間振盪,每 2.0944 個單位重複一次。
常見問題
餘弦函數也適用嗎?適用。對於 \(y = \text{A}\cos(\text{B}x - \text{C}) + \text{D}\),振幅、週期、相位移與中線使用的公式完全一樣。
為什麼我算出來的相位移是負的?相位移為負,代表圖形相對於基本正弦曲線是向左平移。
如果 B 等於 0 會怎樣?當 B 為 0 時,函數會變成常數(沒有振盪),此時週期與相位移皆無定義;遇到這種情況,本工具會回傳 0。