缩放、拉伸和移动正弦曲线

缩放、拉伸和移动正弦曲线






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数学

这是关于如何调整标准正弦波以改变其幅度、频率和相移的简要说明。更准确地说,给出一般函数:

我们将看看如何调整参数 缩放、拉伸和移动正弦曲线, w
θ 影响形状。下面的每个部分都从数学角度涵盖了这些方面之一,您可以使用底部的演示来直观地试验该主题。

缩放

从概念上来说,缩放是最简单的改变。我们调整 缩放、拉伸和移动正弦曲线 增加或减少 的幅度(最大高度)。设置将使 y 值是原始函数的两倍(正方向和负方向)。

伸展运动

拉伸会改变 的频率,与其周期成反比。基线函数的周期为 ,这意味着它每隔 重复一次。换句话说,对于任何 x

如果我们设置,我们就会得到。该函数的重复速度是 的两倍,因为 x 在送入正弦曲线之前乘以 2。如果 x 变化 ,正弦曲线的输入变化 。因此, is 的周期、 is 的周期等等。

更一般地, 的周期是 。玩下面的演示,通过更改来查看其实际效果 w
并观察波形如何变化。

如果我们知道我们想要的周期,我们可以很容易地计算出
w 这给了我们这个时期:

变速

我们讨论的最后一个参数是 θ;它被称为
阶段 的正弦曲线。在基线中,
θ=0。正弦波在 处为 0,在 处达到其正峰值,在 处再次穿过 0,在 处达到负峰值,并返回到重复开始处的原始位置。

通过添加一个非零 θ,我们不影响正弦波的幅度或频率,但我们确实将其沿
x 轴。例如,假设我们将函数与 一起使用。那么当 时,我们有 ,因此正弦曲线已经处于其正峰值;在 处,正弦曲线穿过 0 进入负数,等等。一切都比基线正弦曲线早发生(正好是 的值)。换句话说,我们已经转移了函数 左边 经过 。同样,当 θ 为负数,一切都发生得更晚,函数发生了转移 正确的

把它们放在一起

现在我们已经检查了该函数的所有参数:

  • 缩放、拉伸和移动正弦曲线 控制缩放因子(幅度)。
  • w 是频率并控制重复周期
  • θ 控制相位 – 正弦波向左或向右移动的程度

使用下面的演示来调整这些参数并观察它们对正弦曲线的影响:

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