Transformaciones de las funciones trigonométrica de seno y coseno
Summary
TLDREn este vídeo se exploran las transformaciones de funciones trigonométricas, centrándose en conceptos clave como amplitud, periodo, desfase y desplazamiento vertical. Se definen y calculan estas propiedades para funciones seno y coseno, utilizando ejemplos prácticos para ilustrar cómo las letras 'a', 'b', 'c' y 'd' afectan a la gráfica. Además, se discuten métodos para encontrar el periodo a través de la observación gráfica y la ecuación, y se ejemplifica cómo se calcula el desfase y el desplazamiento vertical. Finalmente, se aplican estos conceptos a problemas prácticos, como el movimiento de una masa en un resorte.
Takeaways
- 📐 **Transformaciones de funciones trigonométricas**: Se discuten amplitud, periodo, desfase y desplazamiento vertical en funciones seno y cosenos.
- 🔍 **Definición de amplitud**: Representa la mitad de la distancia entre los valores máximo y mínimo de la función, dada por el valor absoluto de 'a'.
- 🌊 **Ejemplos de amplitud**: Se ilustra con funciones de seno y coseno, mostrando cómo la amplitud se calcula y se ve afectada por el valor de 'a'.
- 🔄 **Periodo de las funciones**: Explicado como dos pi dividido por 'b', y se muestra cómo se determina tanto por ecuaciones como por observación gráfica.
- 🔁 **Cambio de fase (Desfase)**: Se indica cómo se calcula y el efecto de desplazar la gráfica hacia la derecha o izquierda.
- 📉 **Desplazamiento vertical**: Identificado con la constante 'd', muestra cómo la gráfica se desplaza hacia arriba o abajo.
- 📘 **Ecuaciones de ejemplo**: Se trabajan ejemplos específicos para calcular amplitud, periodo, desfase y desplazamiento vertical.
- 🔢 **Fórmulas clave**: Se presentan fórmulas para encontrar amplitud, periodo y desfase a partir de la ecuación de la función trigonométrica.
- 🎓 **Aplicaciones prácticas**: Se incluyen ejercicios que aplican los conceptos aprendidos a situaciones reales, como el movimiento de una masa en un resorte.
- 📑 **Recursos educativos**: Se menciona el uso de módulos del departamento de educación para el curso de trigonometría.
Q & A
¿Qué conceptos básicos se explican al comienzo del video?
-Los conceptos básicos explicados son amplitud, período, desfase y desplazamiento vertical de las funciones trigonométricas.
¿Qué representa la amplitud de una función trigonométrica?
-La amplitud representa la mitad de la distancia entre los valores máximos y mínimos de la función, y se calcula mediante el valor absoluto del coeficiente 'a'.
¿Cómo afecta el valor de 'a' a la gráfica de una función trigonométrica?
-El valor de 'a' afecta la amplitud de la gráfica. Si 'a' es mayor, la gráfica se alarga (se dilata); si 'a' es menor, la gráfica se contrae.
¿Qué fórmula se usa para calcular el período de una función trigonométrica?
-El período de una función trigonométrica se calcula usando la fórmula 2π/b, donde 'b' es el coeficiente que acompaña a la variable x.
¿Qué significa el cambio de fase en una función trigonométrica?
-El cambio de fase indica cuánto se desplaza la gráfica hacia la derecha o hacia la izquierda y se calcula con la fórmula -c/b.
¿Cómo se determina el desplazamiento vertical de una función trigonométrica?
-El desplazamiento vertical está determinado por la constante 'd', que indica cuántas unidades la gráfica se desplaza hacia arriba o hacia abajo.
¿Cómo se calcula el período de la función y = seno(x/2)?
-Para y = seno(x/2), el período se calcula usando la fórmula 2π/b. Como b = 1/2, el período es 4π.
¿Qué indica un valor negativo en el coeficiente 'a' de una función trigonométrica?
-Un valor negativo en el coeficiente 'a' indica que la función se refleja con respecto al eje x, invirtiendo su forma.
¿Cómo se escribe la ecuación de una función seno con amplitud 3 y período π?
-La ecuación se escribe como f(x) = 3 * seno(2x), ya que el valor de 'b' que da un período de π es 2.
¿Qué describe la ecuación de un resorte en vibración en términos de funciones trigonométricas?
-La ecuación describe el desplazamiento de la masa suspendida en el resorte, considerando su amplitud y período. Un ejemplo sería f(t) = 4 * cos(6πt) donde 4 es la amplitud y el período es 1/3 segundos.
Outlines
📚 Introducción a las Transformaciones de Funciones Trigonométricas
El primer párrafo introduce el tema de las transformaciones de funciones trigonométricas, enfocándose en la definición de conceptos como amplitud, periodo, desfase y desplazamiento vertical. Se discuten las transformaciones de funciones sen y cos, y se explica cómo cada letra en la fórmula de una función trigonométrica representa una transformación gráfica específica. Se ilustra la amplitud como la mitad de la distancia entre los valores máximo y mínimo de la función, utilizando ejemplos para demostrar cómo calcularla.
🔍 Análisis de Amplitud y Período en Funciones Trigonométricas
Este párrafo profundiza en el análisis de la amplitud y el periodo de las funciones trigonométricas. Se describe cómo determinar el periodo a través de la observación gráfica y la ecuación, utilizando ejemplos para mostrar cómo calcular el periodo y cómo los cambios en el coeficiente 'b' afectan el periodo de la función. Además, se explica cómo el periodo de las funciones se relaciona con la repetición de la forma de onda.
📉 Explicación de Desfase y Desplazamiento Vertical
El tercer párrafo se centra en el cambio de fase y el desplazamiento vertical en las funciones trigonométricas. Se define el desfase como la cantidad que se traslada la gráfica hacia la derecha o izquierda y se explica cómo calcularlo utilizando la fórmula negativo 'c' dividido por 'b'. También se discute el desplazamiento vertical, identificado con la constante 'd', y cómo afecta la posición de la gráfica en el eje vertical. Se presentan ejemplos para ilustrar estos conceptos.
📘 Ejercicios de Transformaciones de Funciones Trigonométricas
En este párrafo, se presentan ejercicios prácticos para aplicar los conceptos aprendidos sobre transformaciones de funciones trigonométricas. Se identifican las letras en la fórmula de las funciones para determinar la amplitud, el periodo, el desfase y el desplazamiento vertical. Se analizan ejemplos específicos, mostrando cómo calcular estos valores a partir de las ecuaciones dadas y cómo estos afectan la forma de onda resultante.
🔢 Construcción de Ecuciones de Funciones Trigonométricas
El quinto párrafo se enfoca en la construcción de ecuaciones para funciones trigonométricas basadas en características específicas de amplitud y periodo. Se presentan ejercicios que requieren determinar la 'a', 'b', 'c' y 'd' en la fórmula general de una función trigonométrica para que la gráfica cumpla con condiciones dadas. Se muestran los pasos para encontrar estas constantes y se verifican los resultados utilizando fórmulas de periodo y desfase.
🌟 Aplicación de Transformaciones Trigonométricas a un Resorte en Vibración
El sexto y último párrafo aplica los conceptos de transformaciones trigonométricas a un escenario práctico: un resorte en vibración. Se describe un experimento donde una masa está suspendida de un resorte y se comprime para luego liberarse, generando un movimiento oscilatorio. Se utiliza la información del periodo y la amplitud para escribir una ecuación que describe el movimiento de la masa, demostrando cómo las transformaciones trigonométricas pueden modelar fenómenos físicos.
Mindmap
Keywords
💡Amplitud
💡Periodo
💡Desfase
💡Desplazamiento vertical
💡Función seno
💡Función coseno
💡Transformación de funciones
💡Reflexión
💡Frecuencia
💡Cálculo de la amplitud
Highlights
Introducción a las transformaciones de funciones trigonométricas, como la amplitud, periodo, desfase y desplazamiento vertical.
Explicación de la amplitud como la mitad de la distancia entre los valores máximo y mínimo de la función, representada por el valor absoluto de 'a'.
Demostración de cómo identificar la amplitud en diferentes ejemplos, como en el caso de y = -4 seno(3x), donde la amplitud es 4.
Explicación gráfica de cómo la amplitud puede dilatar o contraer una función dependiendo del valor de 'a'.
Presentación de la fórmula del periodo como 2π/b y cómo calcularlo utilizando ejemplos de funciones de seno y coseno.
Uso de gráficas para observar el periodo, mostrando cómo una función se repite cada 2π unidades en el ejemplo de la función seno.
Explicación del concepto de cambio de fase, que describe el desplazamiento de una función hacia la derecha o izquierda.
Fórmula para el cambio de fase: (-c)/b, indicando cómo los resultados positivos y negativos afectan el desplazamiento de la gráfica.
Demostración práctica del cambio de fase utilizando la función f(x) = 3 seno(2x - 1/2), mostrando un desplazamiento hacia la derecha.
Descripción del desplazamiento vertical utilizando el valor de 'd', que determina cuánto se mueve una gráfica hacia arriba o hacia abajo.
Identificación de la amplitud, el periodo, el desfase y el desplazamiento vertical en diferentes ecuaciones trigonométricas, con ejemplos específicos.
Cálculo del periodo de la función coseno con amplitud 5 y periodo 8, y cómo aplicar la fórmula del periodo para encontrar 'b'.
Descripción de cómo una masa suspendida de un resorte sigue un patrón trigonométrico en su movimiento, con una compresión de 4 cm y un periodo de 1/3 de segundo.
Cálculo de la ecuación para el movimiento de la masa utilizando la fórmula 2π/b, obteniendo una ecuación final del tipo 4 cos(6t).
Conclusión del tema, destacando la importancia de las transformaciones de funciones trigonométricas y los ejercicios de práctica sugeridos.
Transcripts
[Música]
m
saludos a todos hoy estaremos trabajando
con transformaciones de funciones
trigonométricas
objetivos vamos a definir los conceptos
de amplitud periodo desfase y
desplazamiento vertical vamos a discutir
las transformaciones de las funciones y
vamos a calcular la amplitud el periodo
el corrimiento horizontal y el
desplazamiento vertical de las funciones
de seno y cosenos
reflexión la vida te pondrá obstáculos
pero los límites los pones tú
comencemos explicando que las curvas de
es el único seno
está dada por la forma de más menos
porsche no otro seno debe x hace más de
siendo esto la forma o la ecuación de un
estándar de la función
es importante saber que cada letra sería
a b
o de representan una transformación en
la gráfica
ej
la a nos va a ayudar a encontrar la
amplitud
labbé nos ayuda a encontrar el periodo o
la frecuencia
se nos ayuda a encontrar el
desplazamiento horizontal y de el
desplazamiento vertical
comenzamos explicando lo que es amplitud
amplitud representa la mitad de la
distancia entre los valores máximo y
mínimo de la función y está dada por el
valor absoluto de a
ejemplo tenemos una gráfica cuando
hablamos de la amplitud podemos observar
que es la mitad mira aquí tenemos una
línea que en este caso es el eje x
sería la mitad de esa distancia entre el
valor máximo y el valor
cuando nos referimos a la amplitud nos
referimos a un alargamiento o sea que
esta gráfica aumenta o se dilata o a un
acortamiento o sea que disminuye o se
contrae la gráfica en este caso para
encontrar la amplitud yo voy a buscar el
valor en el punto más alto a que yo
puedo encontrar que es 1 así que el
valor absoluto de 1 es uno ejemplo 2
tenemos ahora y es igual a menos 4 seno
por 3x pues lo primero que vamos a hacer
es identificar
el negativo 4 es a que el 3 sería b
pues la amplitud es el valor absoluto de
a
sustituimos quien es a negativo 4 por lo
tanto la amplitud sería 4
ejemplo número 3 dice fx es igual a 3
coseno de x lo primero que yo tengo que
saber es que la gráfica de la función
original tiene amplitud de 1 observe
coseno de x
tiene uno
en su amplitud y de ahí yo voy a partir
entonces para hacer una transformación
de amplitud de 3 observando ahora la
gráfica color verde
entonces la amplitud está en 3
quiere decir que esta gráfica tuvo una
dilatación o sea que aumento en su
amplitud sea de 1 aumento a 3
ejemplo número 4 dice fx es igual a un
medio coseno df
por la gráfica de la función original
tiene una amplitud de 1
vendría siendo entonces coseno de x que
está sucediendo ahora ahora tenemos una
transformación en la amplitud de un
medio quiere decir que esta gráfica
queda entonces de la siguiente forma
observé que ahora esta gráfica se
contrae osea tuvo un acortamiento de la
amplitud en vez de ser 1 ahora es un
medio
ahora observemos el comportamiento de
las tres gráficas anteriores en su
amplitud color verde tenemos el coseno
dx coseno de x tiene amplitud de 1
tenemos el color anaranjado 312 de x
amplitud 3
y el color rojo entonces sería un medio
con dx de amplitud un medio
ahora vamos a explicar
el periodo dice sea de un número real
positivo está dado por dos pi entre b
hay dos formas de encontrar el periodo
en forma de gráfica que es el ejemplo
número uno observe
el periodo de la gráfica yo lo puedo
identificar porque porque es observar
cuánto se repite la gráfica observamos
la gráfica está en el punto 0 1
acá arriba
ella baja en pie
ya vuelve y sube pero observe que sucede
en este punto
esta gráfica vuelve a ser ella misma en
el lado derecho
quiere decir que va a tener un período
donde comenzó donde terminó pero donde
ya termina ahí mismo comienza otra
por lo tanto quiere decir que ese
período de 2 p en la cantidad de veces
que ella se va a repetir o sea cada dos
de ellas se repite vamos a ver si es
verdad de este punto serve vago vuelvo y
subo así que más dos países sería menos
cuatro pi así que cada dos mil veces
ella vuelve a repetirse
la otra forma para encontrar el periodo
es por medio de una ecuación
ejemplo si la ecuación dice es igual a 2
por seno de x 3
yo entonces voy a utilizar
la fórmula que me indican que el 23
entre b como yo sé quién es b pues b se
identifica porque es el número o sea el
coeficiente numérico que está en x este
numerito que está con x ese va a ser mi
b
así que yo puedo identificar y decir que
el dow es a que es la amplitud ya
estudiamos y que el número acompañado de
una variable ese va a ser mi b
pues comenzamos sustituir 2 p / b
sería 2 p / 3
continuamos
ejemplo número 3 dice fx es igual al
seno de x entre 2 observemos
que tenemos el color verde que nuestra
gráfica original que es la de seno
la dc no podemos observar que tiene un
periodo de dos o sea que cada dos veces
ella se vuelve a repetir y observamos
entonces la gráfica de seno de x un
medio que es la que es color azul que de
este punto a este punto que es 4 y ella
se vuelve a repetir o sea cada 4 y ver
si ella vuelve a repetirse vamos a ver
si eso es verdad pues yo digo
2 p / b
sustituir donde ves sería un medio
por 2 entre 1 multiplicamos 4 p y todo
número dividido entre 1 es el mismo así
que podemos observar que es cierto
qué quiere decir esto mira quiere decir
que si nosotros alteramos el valor debe
observar
aquí si yo alteró este valor debe
y ese valor va a influir en el valor del
periodo
observé aquí era uno por lo tanto el
periodo era 2 p
como ve se alteró ahora el período es 4
pi
esto ocasiona que la gráfica entonces
tenga un comportamiento de alargamiento
podemos observar que ahora ella sea
continuamos
ejemplo número 4
efe de aquí es igual al seno de 2x
observamos la gráfica podemos observar
que de este punto a este punto
tenemos un periodo de pi
vamos a ver utilizando la fórmula
2 p / b es igual a 2 y entre 2
2 entre los cancela y me queda y así que
sí queda demostrado que el periodo speed
cambio de fase
el cambio de fase nos indica cuánto se
va a trasladar la gráfica hacia la
derecha o hacia la izquierda y se puede
conseguir
con la fórmula negativo se entrevé
el resultado
si me da a un número positivo vamos a
tener un corrimiento hacia la derecha
si el resultado es negativo entonces el
movimiento ocurre hacia la izquierda
vamos a ver en dónde se encuentra la c
en la ecuación general
observe
sería la amplitud b
es el número el coeficiente numérico que
acompaña la variable de x
y se va a ser el número que está adentro
de un paréntesis
vamos a ver un ejemplo
ejemplo número uno allá el corrimiento
de fase iii es igual a tres por seno de
2x menos y medio
utilizamos la fórmula de negativos entre
b y comenzamos a sustituir
sabiendo que tenemos primero
tenemos ave
y tenemos hace
hey
resolvemos negativo por negativo es
positivo así que quedaría y medio
por un medio quedando entonces como
resultado y cuarto esto quiere decir que
al resolver este ejercicio me da a un
número positivo quiere decir que la
gráfica se mueve hacia la derecha
observe la gráfica
la gráfica estaba en el punto
00 ahora tuvo un corrimiento hacia la
derecha
y desplazamiento vertical el
desplazamiento vertical está
identificado con la constante de de y
muestra una transformación en la gráfica
en la cual la gráfica se va a desplazar
hacia arriba o hacia abajo
ejemplo número uno tenemos fd x es igual
a 3 por coseno de 2 x + 2 la d es el
número que está afuera del paréntesis
porque si está adentro s
así que quién es el desplazamiento
vertical 2
esto nos indica
y si tenemos en la gráfica original
esta gráfica va a tener un movimiento
o sea que se va a desplazar hacia arriba
dos unidades quedando entonces de esta
manera
vamos ahora para ejercicios de práctica
número dice mira allá la amplitud el
periodo el desfase y el desplazamiento
vertical de la siguiente ecuación que
vamos a identificar primero las letras
tenemos a tenemos ave adentro de este
paréntesis teníamos que tenerse y afuera
teníamos que tener ave quiere decir que
a es dos veces 2
y como no está presente es 0 y de
también va a ser ser comenzar
el valor absoluto de a es el valor
absoluto de 2 y eso me da a 2
período 2000 / b y b es 2
2 entre dos cancelas quedando como
resultado
desfase sería negativo c pero se es cero
en 3b que es en este caso es 2
y esto me va a dar como resultado cero
en este punto quiere decir que la
función inicial está en cero no tuvo
ningún cambio
y que el desplazamiento vertical es cero
no tuvo ningún cambio
vamos ahora para un segundo ejercicio
dice
haya la amplitud el periodo el desfase y
el desplazamiento vertical de la
siguiente ecuación
vamos a identificar
las letras o sea que tenemos a tenemos
ave tenemos hacer y tenemos ave
comenzamos buscando la amplitud valor
absoluto de a que sería el valor
absoluto de negativo 4 que eso es
positivo
4
el periodo 2000 entre b y b es 3
y dos tercios nos simplifica se queda de
esta forma expresado
negativos y se es
negativo y medio
/ / b&b estrés
resolvemos
negativo por negativo es positivo y
medio
lo multiplicamos por un tercio quedando
como resultado y sexto
quiere decir que en este punto insecto
se mueve hacia la derecha la gráfica se
mueve hacia la derecha y el
desplazamiento vertical
sería negativo 3 o sea que esta gráfica
se mueve hacia abajo
ejercicio número 3
escribe la ecuación o sea vamos ahora a
buscar una ecuación de una función de
seno que tenga la característica d
amplitud 3 periodo
bueno lo primero que yo tengo que saber
es que la ecuación siempre está dada de
la siguiente manera
se hace no conocer en este caso me dice
que es cero
por bebé pues ya sabemos qué es la
amplitud que es 3 por el seno
pero ahora me falta el valor del ave que
vamos a buscar ave me da en el período
me del período y yo voy a usar la
fórmula del período la fórmula del
período era 2 p / b
fue sustituido donde ahora me va a ser
y entre y cancela quedando como
resultado 12 y ese va a ser entonces me
ve
teniendo entonces como resultado final
que la ecuación es fx es igual a 3 por
el seno
de 2x
vamos a ver si lo que yo acabo de hacer
está correcto pues mire lo que vamos a
hacer ahora es comenzar a sustituir en
el periodo 2 p / b
tiene 2
2 entre dos cancelas y queda para el
período mira así está dado
así que hemos encontrado nuestra
ecuación de la función de seno
ejercicio número 4 determinó una
ecuación para la siguiente gráfica
observemos la gráfica
tenemos que identificar la amplitud
y el período
o que la amplitud sería 5
y el periodo
sería 8
observamos la gráfica la gráfica es de
coseno de la función de ccoo 0 pues
comenzamos efe de x es igual a 5 que es
la amplitud
por el coseno de un valor desconocido
todavía yo no sé quién es
por e
vamos a buscar el valor del ave
utilizando la fórmula de periodo la
fórmula de periodo era 2 pi entre b
2 p ahora ve es 8
2 entre 8 simplifica
dándome a
y cuarto así que ve sería
y cuarto
vamos a ver si eso es verdad pues yo voy
a utilizar ahora nuevamente la fórmula
del periodo 2 p / b
quien ve mi cuarto
2 p
x en este caso sería 4 pi
4 x 2 8 p / pi pi pi pi cancela y queda
a 8
mire no es correcto por lo tanto la
ecuación de esta gráfica sería entonces
fx es igual a 5 por coseno y cuarto x
tenemos ahora una situación de un
resorte en vibración comenzamos dice una
masa y está suspendida de un resorte
observe tenemos la masa
suspendida de un resorte
el resorte se comprime mi dedo se
comprime a una distancia de cuánto de
cuatro centímetros y luego se libera
observen ella se va a liberar
podemos observar que la masa regresa a
su punto comprimido después de un tercio
segundo
describe una ecuación para el movimiento
de la masa utilizando la siguiente forma
terminábamos identificar y establecer
los datos donde la amplitud sería
donde ella se comprime ah pues 4
centímetros
ella tiene un periodo comprimido después
de un tercio segundo
yo quiero hallar una ecuación mirando
describe una ecuación de esta forma
comenzamos a sustituir pero antes de
sustituir yo tengo que encontrar el
valor del ave usando que el periodo
bueno pues 2 p / b
vendría siendo un tercio
2
x
3 / 1 esto me da
6
y de ahí yo puedo sacar la ecuación
donde hay 4 coseno de 6 p
que no quiere indicar esto se mira que
obteniendo esa ecuación donde f
te vendría siendo el desplazamiento a
partir de la posición en reposo de ese
tiempo
porque hubo un desplazamiento en ella y
de esta forma podemos observar como
trabajamos nosotros entonces el
comportamiento de la alteración en
listas gráficas
ahora van a realizar estos dos
ejercicios de práctica
y la contestación va a salir en 3 2 1
ahora van a realizar estos dos
ejercicios de práctica
y la contestación salen 3 2 1
bueno esto ha sido todo por hoy
estuvimos trabajando el libro del curso
de trigonometría en la página 92 93 y
utilizamos los módulos del departamento
de educación hasta la próxima
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Grafica de la funcion seno ej.4
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