
正弦曲线
正弦曲线或正弦波(Sinusoid/Sine wave)是一种来自数学三角函式中的正弦比例的曲线。也是模拟信号的代表,与代表数位讯号的方波相对。
正弦曲线可表示为y=Asin(ωx+φ)+k,定义为函式y=Asin(ωx+φ)+k在直角坐标系上的图象,其中sin为正弦符号,x是直角坐标系x轴上的数值,y是在同一直角坐标繫上函式对应的y值,k、ω和φ是常数(k、ω、φ∈R且ω≠0)。
正弦曲线是一条波浪线。
基本介绍
- 中文名:正弦曲线
- 外文名:sinusoid
- 别称:正弦函式
- 表达式:y=Asin(ωx+φ)+k
- 套用学科:物理,数学
- 适用领域範围:物理学,数学
- 图形性质:波浪线
定义
正弦曲线可表示为y=Asin(ωx+φ)+k,定义为函式y=Asin(ωx+φ)+k在直角坐标系上的图象,其中sin为正弦符号,x是直角坐标系x轴上的数值,y是在同一直角坐标繫上函式对应的y值,k、ω和φ是常数(k、ω、φ∈R且ω≠0)
A——振幅,当物体作轨迹符合正弦曲线的直线往复运动时,其值为行程的1/2。
(ωx+φ)——相位,反映变数y所处的状态。
φ——初相,x=0时的相位;反映在坐标系上则为图像的左右移动。
k——偏距,反映在坐标繫上则为图像的上移或下移。
ω——角速度, 控制正弦周期(单位弧度内震动的次数)。
一般形式
正弦曲线的形状就像完美的海上波浪般,以三角函式正弦比例改变而形成。
标準的纯正弦函式公式为

而一般套用的正弦曲线公式为

以下的公式则拥有全部的可用参数

性质
(1)正弦函式是一条波浪线,当x∈R时定与x轴相交但不一定过(0,0)。
(2)在波形移动的时候需要注意的是:振幅A变大,波形在y轴上最大与最小值的差值变大;振幅A变小,则相反;角速度ω变大,则波形在X轴上收缩(波形变紧密);角速度ω变小,则波形在X轴上延展(波形变稀疏)。
(3)另外一点就是如果给出的是y=Asin(ωx+φ),则想移动波形向左或者向右,那幺应该是先化为这个形式的式子y=Asin[ω(x+φ/ω)],如果想向右移动m弧度,就变为y=Asin[ω(x+φ/ω-m)],反之,向左移动的话变为y=Asin[ω(x+φ/ω+m)],记住在给自变数加或者是减m才达到移动波形的目的。
产生
正弦曲线的出现和套用非常广泛,可经常见于研究和使用于:
- 信号处理的模拟信号
- 物理的简谐运动
- 声学的声音空气振动
- 乐器音叉的振动波
- 频率产生器的输出
- 交流电的电压改变
等等。
即使是其它不规则的非正弦波,其实亦能够以不同周期和波幅的正弦波集合来表示。这类将複杂波段化成正弦波的技术称为傅立叶分析。