Trigonometrie Beispiele

$f (x) = 3 \cos (4 x) + 1$

Schritt 1

Wende die Form $a \cos (b x - c) + d$ an, um die Variablen, die zur Ermittlung von Amplitude, Periode, Phasenverschiebung und vertikaler Verschiebung genutzt werden, zu bestimmen.

$a = 3$

$b = 4$

$c = 0$

$d = 1$

Schritt 2

Bestimme die Amplitude $| a |$ .

Amplitude: $3$

Schritt 3

Ermittle die Periode mithilfe der Formel $\frac{2 π}{| b |}$ .

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Schritt 3.1

Ermittele die Periode von $3 \cos (4 x)$ .

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Schritt 3.1.1

Die Periode der Funktion kann mithilfe von $\frac{2 π}{| b |}$ berechnet werden.

$\frac{2 π}{| b |}$

Schritt 3.1.2

Ersetze $b$ durch $4$ in der Formel für die Periode.

$\frac{2 π}{| 4 |}$

Schritt 3.1.3

Der Absolutwert ist der Abstand zwischen einer Zahl und null. Der Abstand zwischen $0$ und $4$ ist $4$ .

$\frac{2 π}{4}$

Schritt 3.1.4

Kürze den gemeinsamen Teiler von $2$ und $4$ .

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Schritt 3.1.4.1

Faktorisiere $2$ aus $2 π$ heraus.

$\frac{2 (π)}{4}$

Schritt 3.1.4.2

Kürze die gemeinsamen Faktoren.

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Schritt 3.1.4.2.1

Faktorisiere $2$ aus $4$ heraus.

$\frac{2 π}{2 \cdot 2}$

Schritt 3.1.4.2.2

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{2 π}{2 \cdot 2}$

Schritt 3.1.4.2.3

Forme den Ausdruck um.

$\frac{π}{2}$

Schritt 3.2

Ermittele die Periode von $1$ .

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Schritt 3.2.1

Die Periode der Funktion kann mithilfe von $\frac{2 π}{| b |}$ berechnet werden.

$\frac{2 π}{| b |}$

Schritt 3.2.2

Ersetze $b$ durch $4$ in der Formel für die Periode.

$\frac{2 π}{| 4 |}$

Schritt 3.2.3

Der Absolutwert ist der Abstand zwischen einer Zahl und null. Der Abstand zwischen $0$ und $4$ ist $4$ .

$\frac{2 π}{4}$

Schritt 3.2.4

Kürze den gemeinsamen Teiler von $2$ und $4$ .

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Schritt 3.2.4.1

Faktorisiere $2$ aus $2 π$ heraus.

$\frac{2 (π)}{4}$

Schritt 3.2.4.2

Kürze die gemeinsamen Faktoren.

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Schritt 3.2.4.2.1

Faktorisiere $2$ aus $4$ heraus.

$\frac{2 π}{2 \cdot 2}$

Schritt 3.2.4.2.2

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{2 π}{2 \cdot 2}$

Schritt 3.2.4.2.3

Forme den Ausdruck um.

$\frac{π}{2}$

Schritt 3.3

Die Periode der Summe/Differenz trigonometrischer Funktionen ist das Maximum der individuellen Perioden.

$\frac{π}{2}$

Schritt 4

Ermittle die Phasenverschiebung mithilfe der Formel $\frac{c}{b}$ .

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Schritt 4.1

Die Phasenverschiebung der Funktion kann mithilfe von $\frac{c}{b}$ berechnet werden.

Phasenverschiebung: $\frac{c}{b}$

Schritt 4.2

Ersetze die Werte von $c$ und $b$ in der Gleichung für die Phasenverschiebung.

Phasenverschiebung: $\frac{0}{4}$

Schritt 4.3

Dividiere $0$ durch $4$ .

Phasenverschiebung: $0$

Schritt 5

Liste die Eigenschaften der trigonometrischen Funktion auf.

Amplitude: $3$

Periode: $\frac{π}{2}$

Phasenverschiebung: Keine.

Vertikale Verschiebung: $1$

Schritt 6

Wähle einige Punkte aus, um den Graphen zu zeichnen.

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Schritt 6.1

Bestimme den Punkt bei $x = 0$ .

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Schritt 6.1.1

Ersetze in dem Ausdruck die Variable $x$ durch $0$ .

$f (0) = 3 \cos (4 (0)) + 1$

Schritt 6.1.2

Vereinfache das Ergebnis.

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Schritt 6.1.2.1

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 6.1.2.1.1

Mutltipliziere $4$ mit $0$ .

$f (0) = 3 \cos (0) + 1$

Schritt 6.1.2.1.2

Der genau Wert von $\cos (0)$ ist $1$ .

$f (0) = 3 \cdot 1 + 1$

Schritt 6.1.2.1.3

Mutltipliziere $3$ mit $1$ .

$f (0) = 3 + 1$

Schritt 6.1.2.2

Addiere $3$ und $1$ .

$f (0) = 4$

Schritt 6.1.2.3

Die endgültige Lösung ist $4$ .

$4$

Schritt 6.2

Bestimme den Punkt bei $x = \frac{π}{8}$ .

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Schritt 6.2.1

Ersetze in dem Ausdruck die Variable $x$ durch $\frac{π}{8}$ .

$f (\frac{π}{8}) = 3 \cos (4 (\frac{π}{8})) + 1$

Schritt 6.2.2

Vereinfache das Ergebnis.

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Schritt 6.2.2.1

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 6.2.2.1.1

Kürze den gemeinsamen Faktor von $4$ .

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Schritt 6.2.2.1.1.1

Faktorisiere $4$ aus $8$ heraus.

$f (\frac{π}{8}) = 3 \cos (4 (\frac{π}{4 (2)})) + 1$

Schritt 6.2.2.1.1.2

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$f (\frac{π}{8}) = 3 \cos (4 (\frac{π}{4 \cdot 2})) + 1$

Schritt 6.2.2.1.1.3

Forme den Ausdruck um.

$f (\frac{π}{8}) = 3 \cos (\frac{π}{2}) + 1$

Schritt 6.2.2.1.2

Der genau Wert von $\cos (\frac{π}{2})$ ist $0$ .

$f (\frac{π}{8}) = 3 \cdot 0 + 1$

Schritt 6.2.2.1.3

Mutltipliziere $3$ mit $0$ .

$f (\frac{π}{8}) = 0 + 1$

Schritt 6.2.2.2

Addiere $0$ und $1$ .

$f (\frac{π}{8}) = 1$

Schritt 6.2.2.3

Die endgültige Lösung ist $1$ .

$1$

Schritt 6.3

Bestimme den Punkt bei $x = \frac{π}{4}$ .

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Schritt 6.3.1

Ersetze in dem Ausdruck die Variable $x$ durch $\frac{π}{4}$ .

$f (\frac{π}{4}) = 3 \cos (4 (\frac{π}{4})) + 1$

Schritt 6.3.2

Vereinfache das Ergebnis.

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Schritt 6.3.2.1

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 6.3.2.1.1

Kürze den gemeinsamen Faktor von $4$ .

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Schritt 6.3.2.1.1.1

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$f (\frac{π}{4}) = 3 \cos (4 (\frac{π}{4})) + 1$

Schritt 6.3.2.1.1.2

Forme den Ausdruck um.

$f (\frac{π}{4}) = 3 \cos (π) + 1$

Schritt 6.3.2.1.2

Wende den Referenzwinkel an, indem du den Winkel mit den entsprechenden trigonometrischen Werten im ersten Quadranten findest. Kehre das Vorzeichen des Ausdrucks um, da der Kosinus im zweiten Quadranten negativ ist.

$f (\frac{π}{4}) = 3 (- \cos (0)) + 1$

Schritt 6.3.2.1.3

Der genau Wert von $\cos (0)$ ist $1$ .

$f (\frac{π}{4}) = 3 (- 1 \cdot 1) + 1$

Schritt 6.3.2.1.4

Multipliziere $3 (- 1 \cdot 1)$ .

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Schritt 6.3.2.1.4.1

Mutltipliziere $- 1$ mit $1$ .

$f (\frac{π}{4}) = 3 \cdot - 1 + 1$

Schritt 6.3.2.1.4.2

Mutltipliziere $3$ mit $- 1$ .

$f (\frac{π}{4}) = - 3 + 1$

Schritt 6.3.2.2

Addiere $- 3$ und $1$ .

$f (\frac{π}{4}) = - 2$

Schritt 6.3.2.3

Die endgültige Lösung ist $- 2$ .

$- 2$

Schritt 6.4

Bestimme den Punkt bei $x = \frac{3 π}{8}$ .

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Schritt 6.4.1

Ersetze in dem Ausdruck die Variable $x$ durch $\frac{3 π}{8}$ .

$f (\frac{3 π}{8}) = 3 \cos (4 (\frac{3 π}{8})) + 1$

Schritt 6.4.2

Vereinfache das Ergebnis.

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Schritt 6.4.2.1

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 6.4.2.1.1

Kürze den gemeinsamen Faktor von $4$ .

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Schritt 6.4.2.1.1.1

Faktorisiere $4$ aus $8$ heraus.

$f (\frac{3 π}{8}) = 3 \cos (4 (\frac{3 π}{4 (2)})) + 1$

Schritt 6.4.2.1.1.2

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$f (\frac{3 π}{8}) = 3 \cos (4 (\frac{3 π}{4 \cdot 2})) + 1$

Schritt 6.4.2.1.1.3

Forme den Ausdruck um.

$f (\frac{3 π}{8}) = 3 \cos (\frac{3 π}{2}) + 1$

Schritt 6.4.2.1.2

Wende den Referenzwinkel an, indem du den Winkel mit den entsprechenden trigonometrischen Werten im ersten Quadranten findest.

$f (\frac{3 π}{8}) = 3 \cos (\frac{π}{2}) + 1$

Schritt 6.4.2.1.3

Der genau Wert von $\cos (\frac{π}{2})$ ist $0$ .

$f (\frac{3 π}{8}) = 3 \cdot 0 + 1$

Schritt 6.4.2.1.4

Mutltipliziere $3$ mit $0$ .

$f (\frac{3 π}{8}) = 0 + 1$

Schritt 6.4.2.2

Addiere $0$ und $1$ .

$f (\frac{3 π}{8}) = 1$

Schritt 6.4.2.3

Die endgültige Lösung ist $1$ .

$1$

Schritt 6.5

Bestimme den Punkt bei $x = \frac{π}{2}$ .

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Schritt 6.5.1

Ersetze in dem Ausdruck die Variable $x$ durch $\frac{π}{2}$ .

$f (\frac{π}{2}) = 3 \cos (4 (\frac{π}{2})) + 1$

Schritt 6.5.2

Vereinfache das Ergebnis.

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 6.5.2.1

Vereinfache jeden Term.

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 6.5.2.1.1

Kürze den gemeinsamen Faktor von $2$ .

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 6.5.2.1.1.1

Faktorisiere $2$ aus $4$ heraus.

$f (\frac{π}{2}) = 3 \cos (2 (2) (\frac{π}{2})) + 1$

Schritt 6.5.2.1.1.2

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$f (\frac{π}{2}) = 3 \cos (2 \cdot (2 (\frac{π}{2}))) + 1$

Schritt 6.5.2.1.1.3

Forme den Ausdruck um.

$f (\frac{π}{2}) = 3 \cos (2 π) + 1$

Schritt 6.5.2.1.2

Subtrahiere ganze Umdrehungen von $2 π$ , bis der Winkel größer oder gleich $0$ und kleiner als $2 π$ ist.

$f (\frac{π}{2}) = 3 \cos (0) + 1$

Schritt 6.5.2.1.3

Der genau Wert von $\cos (0)$ ist $1$ .

$f (\frac{π}{2}) = 3 \cdot 1 + 1$

Schritt 6.5.2.1.4

Mutltipliziere $3$ mit $1$ .

$f (\frac{π}{2}) = 3 + 1$

Schritt 6.5.2.2

Addiere $3$ und $1$ .

$f (\frac{π}{2}) = 4$

Schritt 6.5.2.3

Die endgültige Lösung ist $4$ .

$4$

Schritt 6.6

Erfasse die Punkte in einer Tabelle.

$\begin{array}{c} x & f (x) \\ 0 & 4 \\ \frac{π}{8} & 1 \\ \frac{π}{4} & - 2 \\ \frac{3 π}{8} & 1 \\ \frac{π}{2} & 4 \end{array}$

Schritt 7

Die trigonometrische Funktion kann mithilfe der Amplitude, Periode, Phasenverschiebung, vertikalen Verschiebung und den Punkten graphisch dargestellt werden.

Amplitude: $3$

Periode: $\frac{π}{2}$

Phasenverschiebung: Keine.

Vertikale Verschiebung: $1$

$\begin{array}{c} x & f (x) \\ 0 & 4 \\ \frac{π}{8} & 1 \\ \frac{π}{4} & - 2 \\ \frac{3 π}{8} & 1 \\ \frac{π}{2} & 4 \end{array}$

Schritt 8