☰ Содержание · Математика

Периодические процессы, синус и косинус

Уроки 28–29 · 2 урока · М. А. Мирзаахмедов, Ш. Н. Исмаилов, А. К. Аманов (алгебра и начала анализа), Б. К. Хайдаров (геометрия). Математика, 10 класс, части 1 и 2, 1-е издание. EXTREMUM PRESS, Ташкент, 2017
28

Периодические процессы и наблюдение за ними

Учебник, часть 2: с. 23–25
ЦельПонимать периодические процессы и периодические функции; находить период, среднюю линию и амплитуду по графику или таблице.
Новые слова
период · davrпериодическая функция · davriy funksiyaсредняя линия · bosh o‘qамплитуда · amplituda
Объяснение

Многие процессы повторяются через определённое время: смена времён года, средняя месячная температура, подъём и спад уровня воды, колебания. Если для функции f, определённой на X, существует число T > 0, такое что f(x + T) = f(x) для любого x из X, то f называется периодической; наименьшее такое T — её период. Если T — период, то 2T, 3T, … тоже периоды, поэтому берут наименьший. Если наибольшее значение равно max, а наименьшее — min, то средняя линия — это y = (max + min)/2, а амплитуда равна (max − min)/2. График получается повторением части длиной в один период, поэтому, зная один период, можно построить весь график. Многие процессы не периодичны: например, быстро растущая популяция не повторяется.

Примеры
Средняя месячная температура города имеет максимум 30 °C и минимум 6 °C и повторяется каждые 12 месяцев. Период равен 12 месяцам; средняя линия y = (30 + 6)/2 = 18; амплитуда (30 − 6)/2 = 12.
Таблица: для x = 0, 1, …, 8 значения y = 1, 3, 1, −1, 1, 3, 1, −1, 1. Значения повторяются через 4 шага: f(x + 4) = f(x), значит, период равен 4. max = 3, min = −1, средняя линия y = 1, амплитуда 2.
Работа в классе

Понаблюдайте за стрелкой часов или маленьким подвешенным маятником (только наблюдайте, не дёргайте нить) и 5 раз измерьте секундомером время одного полного колебания; среднее значение примите за период.

Упражнения
1
Что такое период периодической функции?
2
Наибольшее значение функции равно 15, наименьшее −5. Средняя линия y = ?
3
Если f(x + 6) = f(x) и f(2) = 3, найдите f(20).
4
Почему в качестве периода берут наименьшее T?