Koosinus­funktsioon

  • Põhinurkade koosinus
  • Koosinusfunktsioon
  • Koosinusfunktsiooni graafik
  • Absoluutväärtus funktsiooni avaldisest

Põhinurkade koosinus

Märkus
Esimesed kuus antud väärtust on nurgad radiaanides ja viimased viis koosinuse võimalikud väärtused.
  • π
  • π2
  • π3
  • π4
  • π 6
  • 0 rad
  • 02=0
  • 32
  • 12=12
  • 22
  • 1

α°

α rad

cos α

30°

45°

60°

90°

Märka

Pane tähele, et esimese veerandi kõigi põhinurkade koosinuse väärtused saab esitada kujul

k2,

kus k = 4, 3, 2, 1, 0.

Koosinusfunktsioon

Funktsioon y = cos x

Koosinusfunktsioon y = cos x seab igale nurgale x (radiaanides) vastavusse selle nurga koosinuse väärtuse.

Koosinusfunktsioon y = cos x on üks põhilistest elementaarfunktsioonidest.

Märka

Nurga α iga suurendamine või vähendamine täispöörde 2π võrra jätab lõpphaara samasse asendisse ja seega nurga koosinus ei muutu.

Järelikult on koosinus­funktsioon y = cos x perioodiline funktsioon perioodiga 2π.

Näide 1

  • Koosinusfunktsiooni üksikuid väärtusi saab arvutada ka siis, kui nurk on antud kraadides, näiteks

cos 60° = 0,5.

  • Kui aga koosinusfunktsiooni argument sisaldab muutujat, siis eeldame, et selle väärtused on radiaanides.

Näiteks avaldistes

cos(x + 7) ja cos y2

on muutujate x ja y väärtused eelduse kohaselt radiaanides.

Koosinusfunktsiooni graafik

Graafik ühikringi abil

Selgitused

Koosinuse graafiku võib konstrueerida ühikringi abil samamoodi nagu siinuse graafiku.

  • Koosinusfunktsiooni graafiku konstrueerimiseks joonestame ühikringi, mille keskpunkt on x-teljel.
  • Nurka α mõõdame ringi kesknurgana alates x-teljest.
  • Et ringi raadius on 1, siis x-teljel asuva halli punktix-koordinaat ongi nurga α koosinus, st cos α = x.
  • Kanname koosinuse väärtused x-telje positiivsele osale, kui x = α.
  • Täielikuma graafiku saamiseks jätkame seda perioodiliselt nii x-telje positiives kui ka negatiivses suunas. 

Graafik ja koosinuslõik

  • Näeme, et siinus- ja koosinusfunktsiooni graafikuks on sama kujuga joon.
  • Koosinusfunktsiooni graafik on samuti sinusoid, kuid seda võib nimetada ka koosinusoidiks.
  • Musta lõiku joonisel roosa ja sinise punkti vahel nimetatakse koosinuslõiguks.

Sinusoidi teisendus

Koosinusfunktsiooni graafiku saab siinusfunktsiooni graafikust teisendusega

cos α =sin α + π 2.

Graafiku teisendused

Muutumismäng koosinusfunktsiooniga

Iseseisev töö

Muuda koosinusfunktsiooni

y = a · cos(bx + c) + d

kordajate a, b, c ja d väärtusi liuguritega ning uuri, kuidas muutub graafik.

Graafiku kuju muudab/muudavad

  • a
  • b
  • c
  • d

Graafiku asukohta teljestikus nihutab/nihutavad

  • a
  • b
  • c
  • d

Funktsiooni perioodi pikkust  muudab/muudavad

  • a
  • b
  • c
  • d

Graafiku amplituudi muudab/muudavad

  • a
  • b
  • c
  • d

Mõtle

Leia õige valem joonistel 1–10 kujutatud koosinusfunktsiooni teisendusele.

Joonisel 1 on funktsioon

  • y=cosx2
  • y=cosx2
  • y=2cosx2
  • y=-2cosx
  • y=2cosx
  • y=cos2x
  • y=-cos2x-2
  • y=cos2x2-1
  • y=-cosx+1
  • y=cosx+2

Joonisel 2 on funktsioon

  • y=cosx2
  • y=cosx2
  • y=2cosx2
  • y=-2cosx
  • y=2cosx
  • y=cos2x
  • y=-cos2x-2
  • y=cos2x2-1
  • y=-cosx+1
  • y=cosx+2

Joonisel 3 on funktsioon

  • y=cosx2
  • y=cosx2
  • y=2cosx2
  • y=-2cosx
  • y=2cosx
  • y=cos2x
  • y=-cos2x-2
  • y=cos2x2-1
  • y=-cosx+1
  • y=cosx+2

Joonisel 4 on funktsioon

  • y=cosx2
  • y=cosx2
  • y=2cosx2
  • y=-2cosx
  • y=2cosx
  • y=cos2x
  • y=-cos2x-2
  • y=cos2x2-1
  • y=-cosx+1
  • y=cosx+2

Joonisel 5 on funktsioon

  • y=cosx2
  • y=cosx2
  • y=2cosx2
  • y=-2cosx
  • y=2cosx
  • y=cos2x
  • y=-cos2x-2
  • y=cos2x2-1
  • y=-cosx+1
  • y=cosx+2

Joonisel 6 on funktsioon

  • y=cosx2
  • y=cosx2
  • y=2cosx2
  • y=-2cosx
  • y=2cosx
  • y=cos2x
  • y=-cos2x-2
  • y=cos2x2-1
  • y=-cosx+1
  • y=cosx+2

Joonisel 7 on funktsioon

  • y=cosx2
  • y=cosx2
  • y=2cosx2
  • y=-2cosx
  • y=2cosx
  • y=cos2x
  • y=-cos2x-2
  • y=cos2x2-1
  • y=-cosx+1
  • y=cosx+2

Joonisel 8 on funktsioon

  • y=cosx2
  • y=cosx2
  • y=2cosx2
  • y=-2cosx
  • y=2cosx
  • y=cos2x
  • y=-cos2x-2
  • y=cos2x2-1
  • y=-cosx+1
  • y=cosx+2

Joonisel 9 on funktsioon

  • y=cosx2
  • y=cosx2
  • y=2cosx2
  • y=-2cosx
  • y=2cosx
  • y=cos2x
  • y=-cos2x-2
  • y=cos2x2-1
  • y=-cosx+1
  • y=cosx+2

Joonisel 10 on funktsioon

  • y=cosx2
  • y=cosx2
  • y=2cosx2
  • y=-2cosx
  • y=2cosx
  • y=cos2x
  • y=-cos2x-2
  • y=cos2x2-1
  • y=-cosx+1
  • y=cosx+2

Joonised 1–10

Koosinusfunktsiooni omadused

y = cos x omadused

Koosinusfunktsioon on perioodiline perioodiga 2π, st

cos(x + 2kπ) = cos x, kus k ∈ ℤ.

Määramis- ja muutumispiirkond

  • Määramispiirkond on kogu reaalarvude hulk

X = ℝ.

  • Muutumispiirkond on lõik miinus ühest üheni

Y = [–1; 1].

Paarsus

  • Koosinusfunktsioon on paarisfunktsioon, sest

cos(–x) = cos x.

  • Koosinusfunktsiooni graafik on sümmeetriline ordinaattelje suhtes.

Positiivsus- ja negatiivsuspiirkond

  • Positiivsuspiirkond koosneb vahemikest

- π 2+2k π ;  π 2+2k π , kus k ∈ ℤ.

  • Negatiivsuspiirkond koosneb vahemikest

π 2+2k π ; 3 π 2+2k π , kus k ∈ ℤ.

Nullkohad

Koosinusfunktsiooni nullkohad on

xk=2k+1 π 2, kus k ∈ ℤ

ehk

X0 = x|x = 2k+1 π 2,k.

Kasvamine ja kahanemine

  • Koosinusfunktsioon kasvab vahemikes

(–π + 2kπ; 0 + 2kπ), kus k ∈ ℤ.

  • Koosinusfunktsioon kahaneb vahemikes

(0 + 2kπ; π + 2kπ), kus k ∈ ℤ.

Ekstreemumkohad ja ekstreemumid

  • Maksimumkohad on

xmax, k = 2kπ, kus k ∈ℤ.

  • Miinimumkohad on

xmin, k = (2k + 1)π, kus k ∈ℤ.

  • Maksimaalne väärtus ymax = 1 ja minimaalne väärtus ymin–1.

Märka

  • Koosinusfunktsiooni omaduste uurimisel piisab funktsiooni uurimisest ühe perioodi 2π pikkusel lõigul ja seejärel tuleb arvestada funktsiooni perioodilisust.
  • Koosinusfunktsiooni väärtuse märk erinevates veerandites on määratud muutuja x märgiga. 
    • Koosinusfunktsiooni väärtus on positiivne I ja IV veerandis ning
    • negatiivne II ja III veerandis.

Uuri funktsiooni g(x) lõigul [0; 2π].

  • 0
  • 0,5π
  • π
  • 1,5π
  • (0; 0,5π)
  • (0; π)
  • (0; 2π)
  • (π; 2π)

Periood

p

Nullkoht

x1

Maksimum­koht

xmax

Miinimum­koht

xmin

X+ =

 

X =

 

X↑ =

 

X↓ =

 

Absoluutväärtus funktsiooni avaldisest

Absoluutväärtus siinus- ja koosinusfunktsioonist

Absoluutväärtus siinusfunktsioonist

Absoluutväärtus koosinusfunktsioonist

Märka

Kui funktsiooni avaldisest on võetud absoluutväärtus, siis 

  • positiivsuspiirkonnas koos nullkohtadega jääb funktsiooni graafik muutumatuks,
  • negatiivsuspiirkonnas peegeldub aga graafik x-teljest.

f(x) = |sin x|

g(x) = 1 – |cos x|

  1. Graafikute lõikepunktid vasakult paremale:
    • (°; )
    • (°; )
    • (°; )
    • (°; )
    • (°; )
  2. Milline teisendus tuleb teha funktsiooni g(x) graafikuga, et see kattuks funktsiooni f(x) graafikuga?

f(x) = g(x°) 

Funktsioonid f(x) ja g(x)

Harjuta ja treeni

  • Funktsiooni f(x) periood on ning g(x) periood on 
  • Leia funktsiooni g(x) muutumispiirkond, nullkohad ja ekstreemumkohad lõigul [0; 2π].

Y

X0

Xe

  • Funktsiooni valem

g(x)

  • Lõigul  [–π; 0] on suuremad väärtused funktsioonil

 

  • Lõigul -5 π 3;3 π  on funktsioonidel   ühist nullkohta.
  • Kohal x = –0,75π on

 

  • Lõigul [0,5π; 2π] lõikuvad graafikud punktis 

π;-.

Joonis

Kopeeri siit π või kirjuta pi.

  • Joonisel on funktsiooni y = cos x +  graafik.
  • Funktsiooni kahanemisvahemik lõigul [–π; 2π]on

X↓ = ().

  • Funktsiooni y = sin x väärtused on nimetatud kahanemispiirkonnas  
  • positiivsed.
  • negatiivsed.
  • nii positiivsed kui ka negatiivsed.

Jäta meelde

Y

X+

X

X0

  • 0
  • π 2
  • π 3
  • 3 π 2
  • π

X = 

X↓ = 

Xe = 

  • 0
  • π 2
  • 3 π 2
  • π
  • π 3

Funktsioon y = cos x 

Graafik