Sinusoidal

El término sinusoidal se utiliza para describir una curva, denominada onda ine o una sinusoide, que exhibe oscilación periódica suave. Su nombre se basa en la función y=sin (x). Los sinusoides ocurren a menudo en matemáticas, física, ingeniería, procesamiento de señales y muchas otras áreas.

Gráfica de y=sin (x)

A continuación se muestran algunas propiedades de la función seno:

  • Dominio: -∞ & lt; x & lt; ∞
  • Rango: -1≤y≤1
  • Período: 2π: el patrón del gráfico se repite en intervalos de 2π
  • Amplitud: 1: el gráfico de seno está centrado en el eje x. La amplitud es la distancia entre la línea alrededor de la cual se centra la función seno (aquí denominada línea media) y uno de sus máximos o mínimos
  • Ceros: πn: el gráfico de seno tiene ceros en cada múltiplo entero de π
  • sin (-x)=- sin (x) – la gráfica del seno es impar, lo que significa que es simétrica con respecto al origen

Graficar sinusoides

La mayoría de las aplicaciones no se pueden modelar usando y=sin (x) y requieren modificaciones. La siguiente ecuación es la forma generalizada de la función seno y se puede usar para modelar funciones sinusoidales.

y=A · sin (B (x-C)) + D

donde A, B, C y D son constantes tales que:

  • es el período
  • | A | es la amplitud
  • C es el desplazamiento horizontal, también conocido como desplazamiento de fase. Si C es positivo, la gráfica se desplaza a la derecha; si es negativo, el gráfico se desplaza a la izquierda
  • D es el desplazamiento vertical. Si D es positivo, la gráfica se desplaza hacia arriba; si es negativo, el gráfico se desplaza hacia abajo
  • la sinusoide está centrada en y=D

Ejemplos:

1. Gráfico y=3sin (2x)

  • Período:
  • Amplitud: | A |=| 3 |=3
  • C=0, por lo que no hay cambio de fase
  • D=0, por lo que no hay desplazamiento vertical

A continuación se muestran dos períodos del gráfico. La gráfica de y=sin (x) también se muestra como referencia.


2. Gráfico y=2sin (x – ) + 3.

  • Período:
  • Amplitud: | A |=| 2 |=2
  • C=, por lo que el gráfico se desplaza hacia la derecha
  • D=3, por lo que el gráfico se desplaza hacia arriba 3

El gráfico se muestra a continuación.

Ecuación de una curva sinusoidal

Dada la gráfica de una función sinusoidal, podemos escribir su ecuación en la forma y=A · sin (B (x – C)) + D usando los siguientes pasos.

  • D: Para encontrar D, tome el promedio de un máximo y un mínimo locales de la sinusoide. y=D es la «línea media» o la línea alrededor de la cual se centra la sinusoide.
  • A: Para encontrar A, encuentre la distancia perpendicular entre la línea media y un máximo o mínimo local de la sinusoide. Por ejemplo, y=sin (x) tiene un máximo en (, 1) y es centrado alrededor de y=0. Restar sus valores de y da como resultado A=1 – 0=1.
  • B: Examine el gráfico para determinar su período. Elija un punto fácilmente identificable en la sinusoide, como un máximo o mínimo local, y determine la distancia horizontal antes de que el gráfico se repita. Este es el período del gráfico. B=.
  • C: Para encontrar C, grafica la línea y=D. Mire los primeros puntos a la izquierda y a la derecha del eje y donde la sinusoide interseca y=D. Elija el punto de intersección que precede a un máximo local de la sinusoide (la función aumenta inmediatamente a la derecha del punto); El valor x de este punto es C.

Ejemplo:

Escribe una ecuación para el gráfico sinusoidal a continuación.

  • El valor máximo del gráfico es 3 y el valor mínimo es -1, por lo que la ecuación de la línea media es,
  • La sinusoide tiene un máximo en y=3, y D=1, entonces
    A=3 – 1=2
  • Hay un máximo en x=. El siguiente máximo después de eso es en x=por lo que el período es .
  • El primer punto en el que la sinusoide interseca la línea y=1 que precede a un máximo local es .
    C=

Sustituyendo todos estos en la forma generalizada de la función seno:

Debido a la naturaleza periódica de una sinusoide, la ecuación para una curva sinusoidal no es única. Podríamos haber encontrado diferentes puntos para C, como (, 1) o (, 1) y sus ecuaciones,

y

daría como resultado la misma curva.

IFAST