Конечно! Ниже приведено подробное объяснение и пошаговое решение для построения графика функции:
Задача:
Построить график функции:
\[ y = \frac{1}{2} \cos x + 3 \]
Шаг 1: Анализ функции
- Это функция вида \( y = a \cos x + b \), где:
- Амплитуда \( |a| = \frac{1}{2} \),
- Вертикальный сдвиг \( b = 3 \),
- Коэффициент перед косинусом влияет на «колебания» графика,
- Период функции \( T = 2\pi / |a| \).
Шаг 2: Основные свойства
Амплитуда: \( \left| \frac{1}{2} \right| = 0.5 \).
Это значит, что график колеблется на 0.5 по вертикали относительно своей средней линии.Вертикальный сдвиг: \( +3 \).
График «поднят» вверх на 3 относительно базового графика \( y = \cos x \).Период:
Стандартный косинус имеет период \( 2\pi \).
Поскольку у нас коэффициент \( a = \frac{1}{2} \), диапазон изменения функции не влияет на период, так как период зависит только от \( x \).
Поэтому период остаётся \( 2\pi \).
Шаг 3: Построение основных точек
Ключевые точки для \( \cos x \):
\[ \begin{cases} x=0, & y = \frac{1}{2} \cdot 1 + 3 = 0.5 + 3 = 3 \\ x=\pi/2, & y= \frac{1}{2} \cdot 0 + 3= 3 \\ x=\pi, & y= \frac{1}{2} \cdot (-1) +3= -0.5 +3= 2.5 \\ x= 3\pi/2, & y= 0 +3= 3 \\ x=2\pi, & y= 1 +3=4 \end{cases} \]Основные точки для отрицательных \( x \), например, \( x=-\pi, -\pi/2, 0, \pi/2, \pi \):
Аналогично, так как косинус — чёткая, симметричная функция.
Шаг 4: Построение графика
- Нарисуйте систему координат.
- Обозначьте ось \( x \) с диапазоном примерно от \(-2\pi\) до \(2\pi\) для хорошего отображения.
- Отметьте ключевые точки, полученные выше.
- Соедините эти точки плавной синусоидальной линией, учитывая, что график колеблется с амплитудой 0.5 вокруг линии \( y=3 \).
Шаг 5: Важные особенности графика
- Максимум достигается при \( \cos x = 1 \), то есть, при \( x = 2k\pi \), где \(k\) — целое число. Тогда:
\[ y_{max} = 0.5 + 3 = 3.5 \] - Минимум достигается при \( \cos x = -1 \), то есть, при \( x = (2k+1)\pi \):
\[ y_{min} = -0.5 + 3 = 2.5 \] - Средняя линия — это вертикально сдвинутая ось: линии \( y=3 \).
Итог:
График функции \( y = \frac{1}{2} \cos x + 3 \) — это косинусоида со средней линией на уровне \( y=3 \), высотой амплитуды 0.5, периодом \( 2\pi \), колеблющегося между \( y=2.5 \) и \( y=3.5 \).
Если хотите, я могу подготовить чертеж или помочь с конкретными точками для построения.