三角函数图像的画法通常遵循以下步骤:
确定周期
对于形如 `y = sin(kx + b)` 或 `y = cos(kx + b)` 的函数,周期是 `2π/k`。
选择五点
在周期内选择五个关键点,这些点通常是:起始点、最大值点、中点、最小值点和结束点。
计算五点坐标
将 `kx + b` 替换为 `0, π/2, π, 3π/2, 2π`(对于 `sin`)或 `0, π/2, π, 3π/2, 2π`(对于 `cos`),计算对应的 `x` 和 `y` 值。
绘制图像
使用光滑的曲线连接这五点,形成函数在一个周期内的图像。
考虑周期性
由于三角函数是周期函数,所以可以通过复制一个周期内的图像来得到整个函数的图像。
特殊函数处理
对于 `tan` 函数,先绘制渐近线,然后找到一个交点,并用光滑曲线表示 `tan` 函数的趋势,注意不要与渐近线相交。
示例:绘制 `y = sin(2x + π/3)` 的图像
确定周期
周期 `T = 2π/2 = π`。
选择五点
`t = 2x + π/3`,取 `t = 0, π/2, π, 3π/2, 2π`。
计算五点坐标
当 `t = 0`,`x = -π/6`,`y = sin(-π/6) = -√3/2`
当 `t = π/2`,`x = π/3`,`y = sin(π/3) = √3/2`

当 `t = π`,`x = 2π/3`,`y = sin(2π/3) = √3/2`
当 `t = 3π/2`,`x = 7π/6`,`y = sin(7π/6) = -√3/2`
当 `t = 2π`,`x = 4π/3`,`y = sin(4π/3) = -√3/2`
绘制图像
在坐标系中标出这五点,并用光滑曲线连接。
考虑周期性
图像沿 `x` 轴平移 `π` 的整数倍即可得到整个函数的图像。
使用编程工具绘图
例如,使用 Python 的 `numpy` 和 `matplotlib` 库可以方便地绘制三角函数图像:
```python
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
x = np.linspace(-np.pi, np.pi, 1000)
y_sin = np.sin(x)
y_cos = np.cos(x)
plt.figure(figsize=(10, 4))
plt.plot(x, y_sin, label="$sin(x)$", color="red", linewidth=2)
plt.plot(x, y_cos, label="$cos(x)$", color="blue", line)
plt.xlabel("Time (s)")
plt.ylabel("Volt")
plt.title("PyPlot Sin/Cos Curve")
plt.ylim(-1.2, 1.2)
plt.legend()
plt.show()
这段代码将绘制 `sin(x)` 和 `cos(x)` 在区间 `[-π, π]` 内的图像
