相位位移計算機
根據係數求出正弦或餘弦函數的水平位移與週期。
計算三角函數相位位移
輸入 A trig(Bx + C) + D 中的係數。
目前形式:A × 正弦(Bx + C) + D
關於相位位移
相位位移描述週期函數圖形相對於基本正弦或餘弦曲線的水平移動。在 y = A sin(Bx + C) + D 或 y = A cos(Bx + C) + D 的形式中,帶正負號的相位位移是 -C/B。正值表示圖形向右移,負值表示向左移。位移使用與 x 軸相同的角度單位;本計算機使用弧度。
正負號容易混淆,因為必須令函數內部的運算式等於零。令 Bx + C = 0,得到 x = -C/B,即平移後基本週期的起點。對 y = sin(2x - 4),B 為 2、C 為 -4,因此相位位移為 -(-4)/2 = 2 弧度,方向向右。對 y = sin(4x + 2),位移為 -2/4 = -0.5 弧度,代表向左半弧度。
係數 B 也控制週期。正弦與餘弦通常每 2π 弧度重複,但水平縮放會將週期改為 2π 除以 B 的絕對值。B 的絕對值越大,圖形的週期越短。B 為負時會產生水平方向的鏡射,而絕對值可確保週期維持正值。此計算中 B 不可為零,否則運算式不再隨 x 變化。
振幅係數 A 與垂直位移 D 不影響相位位移。A 的絕對值控制中線到波峰的距離,A 為負時,圖形相對中線鏡射。D 使中線向上或向下移動。納入這些係數是為了對應標準函數形式中的每個值,雖然水平位移公式只使用 B 與 C。
正弦與餘弦本身相差四分之一週期,但各自與原本的基本圖形比較時,係數規則相同。週期函數會重複,因此符號或常數不同的等價公式可能表示同一條曲線。化簡內部運算式或提出 B,能讓位移更清楚:Bx + C = B(x + C/B),因此圖形移動 -C/B。
相位位移出現在波動、交流電、聲音、季節性模型、訊號處理與諧波分析中。可用本計算機核對係數解讀與小數運算,再一起檢視帶正負號的結果、方向及週期。若來源使用角度制,請先轉換成弧度再比較,或將最後的弧度位移乘以 180/π 轉成角度。
相位位移範例
範例使用位移 = -C/B,週期 = 2π 除以 B 的絕對值。
| 函數 | 相位位移 | 週期 |
|---|---|---|
| sin(2x - 4) | 向右 2 弧度 | 週期 = π 弧度 |
| cos(4x + 2) | 向左 0.5 弧度 | 週期 = π/2 弧度 |
| 3sin(0.5x - 1) + 2 | 向右 2 弧度 | 週期 = 4π 弧度 |
如何計算相位位移
- 選擇符合函數的正弦或餘弦。
- 從 A trig(Bx + C) + D 辨識 A、B、C 與 D。
- 輸入係數,保留 C 的正負號。
- 選取「計算相位位移」,查看帶正負號的位移、方向與週期。
相位位移計算機常見問題
相位位移公式是什麼?
對 A sin(Bx + C) + D 或 A cos(Bx + C) + D,帶正負號的相位位移為 -C/B。正值向右,負值向左。
振幅會影響相位位移嗎?
不會。振幅係數只改變垂直伸縮與鏡射,水平位移取決於 B 與 C。
如何計算週期?
以弧度表示的週期為 2π 除以 B 的絕對值。即使 B 為負,週期仍為正。
為什麼 B 必須不為零?
B 為零時,函數輸入不隨 x 改變。函數會成為常數,而不是水平重複的波形,因此一般意義下的相位位移沒有定義。
結果是弧度還是角度?
計算機輸出弧度,這是係數公式的標準單位。需要時可將弧度乘以 180/π 轉為角度。