Trigonometrik Fonksiyonların Grafikleri
AYT10 dakikalık okuma görüntülenme
Trigonometrik fonksiyonların grafikleri, birim çember üzerinde dönen bir noktanın hareketinin zamana yayılmış hâlidir. Sinüs ve kosinüs grafikleri dalga biçimindedir, tanjant ve kotanjant grafikleri ise dikey asimptotlarla bölünmüş dallardan oluşur. Bu yazıda periyodik fonksiyon kavramını, dört temel grafiği, genlik, periyot ve öteleme dönüşümlerini, genel biçimin en büyük ve en küçük değerini, grafikten denklem okumayı ve grafik yardımıyla denklem ve eşitsizlik çözmeyi çözümlü örneklerle ele alıyoruz.
Birim çemberden grafiğe
Bu yazıyı daha rahat anlamak için birim çemberi, radyanı ve özel açıların trigonometrik değerlerini biliyor olman yeterli.
Temel bilgiler için Birim Çember Konu Anlatımı ve Trigonometri Konu Anlatımı yazılarına göz at.
Birim çember üzerinde sabit hızla dönen bir nokta düşün. Noktanın yüksekliği sinüsü, yatay konumu kosinüsü verir. Dönme açısını yatay eksene, yüksekliği dikey eksene yazarsan bir dalga elde edersin; bu dalga sinüs fonksiyonunun grafiğidir.
Kapaktaki düzenek bu fikri görselleştiriyor: dönen çarkların uçlarına bağlı kalemler, kâğıt ilerledikçe renkli dalgalar çiziyor. Çarkın büyüklüğü dalganın yüksekliğini, dönme hızı ise dalgaların ne sıklıkla tekrar ettiğini belirliyor. Bu iki özellik, grafiklerde genlik ve periyot olarak karşımıza çıkacak.
Periyodik fonksiyon
Bir fonksiyonun değerleri belirli aralıklarla aynen tekrar ediyorsa bu fonksiyon periyodiktir. Her için eşitliğini sağlayan en küçük pozitif sayısına fonksiyonun esas periyodu denir.
Birim çemberde bir tam tur radyan olduğu için sinüs ve kosinüsün değerleri her de bir tekrar eder. Tanjant ve kotanjant ise yarım turda, yani her de bir tekrar eder. Bu yüzden bir periyotluk grafiği çizmek, tüm grafiği çizmek demektir: aynı parça sağa ve sola kopyalanır.
Periyodik fonksiyonda aynı parça sonsuza kadar tekrar eder.
Bir periyotluk parçayı çizmek, grafiğin tamamını bilmek demektir.
Sinüs grafiği
grafiğini çizmek için bir periyot boyunca birkaç önemli noktanın değeri hesaplanır ve noktalar düzgün bir dalgayla birleştirilir. Çeyrek tur aralıklarla alınan beş nokta dalganın iskeletini verir:
Grafik başlangıç noktasından geçer, de en yüksek değeri olan e ulaşır, de yeniden sıfıra iner, de en düşük değeri olan e iner ve de başladığı yüksekliğe döner.
Sinüs grafiğinin özellikleri
Sinüs fonksiyonu tüm gerçek sayılarda tanımlıdır ve yalnızca ile arasındaki değerleri alır. Grafik orijine göre simetriktir; çünkü her için olur. Bu özelliğe sahip fonksiyonlara tek fonksiyon denir.
| Özellik | |
|---|---|
| Tanım kümesi | Tüm gerçek sayılar |
| Görüntü kümesi | |
| Esas periyot | |
| Simetri | Orijine göre (tek fonksiyon) |
| Sıfırları | |
| En büyük değer | , iken |
Tablodaki herhangi bir tam sayıyı gösterir. Sıfırların aralıklarla dizilmesi, grafiğin yatay ekseni her yarım turda bir kestiğini anlatır.
Kosinüs grafiği
grafiği de aynı yolla çizilir. Kosinüs başlangıçta en yüksek değerindedir, bu yüzden dalga den başlar:
İki grafik aynı dalgadır; kosinüs grafiği, sinüs grafiğinin kadar sola kaydırılmış hâlidir. Bu yüzden her için eşitliği doğrudur.
Kosinüs grafiğinin özellikleri
Kosinüs fonksiyonu da tüm gerçek sayılarda tanımlıdır, görüntü kümesi yine aralığıdır ve esas periyodu dir. Farkı simetride görülür: her için olduğundan grafik dikey eksene göre simetriktir. Bu özelliğe sahip fonksiyonlara çift fonksiyon denir.
Kosinüsün sıfırları noktalarıdır; en büyük değer olan e noktalarında, en küçük değer olan e ise noktalarında ulaşılır. Sinüs ve kosinüsün en yüksek noktaları arasında her zaman çeyrek periyotluk, yani lik bir kayma vardır.
Genlik
fonksiyonunda katsayısı dalganın yüksekliğini değiştirir. Bu yüksekliğe genlik denir ve ile ölçülür. Grafik dikey yönde kat uzar; periyot ve sıfırlar değişmez.
fonksiyonu verilsin.
Genliği ve görüntü kümesini bulalım.
Genlik tür.
Fonksiyon ile arasındaki değerleri alır: görüntü kümesi aralığıdır.
Katsayı negatifse genlik yine pozitif alınır; negatif işaret yalnızca grafiği yatay eksene göre ters çevirir. grafiği, de e çıkmak yerine ye iner.
Periyodun değişmesi
fonksiyonunda katsayısı dalganın sıklığını değiştirir. büyüdükçe nokta çember üzerinde daha hızlı döner ve dalgalar sıklaşır. Yeni periyot formülüyle bulunur.
Grafikte dalgası, in bir tur attığı aralıkta iki tur atar; periyodu dir. Genlik ise değişmemiştir: iki dalga da ile arasında kalır.
fonksiyonu verilsin.
Esas periyodu bulalım.
Periyot formülüyle bulunur, burada .
Esas periyot dir.
Periyot formülleri
Dört temel fonksiyonun periyot formülleri aşağıda bir araya getirilmiştir. Sinüs ve kosinüs için pay , tanjant ve kotanjant için alınır. Formülde yalnızca in katsayısı etkilidir; genlik, düşey öteleme ya da yatay öteleme periyodu değiştirmez.
| Fonksiyon | Esas periyot |
|---|---|
fonksiyonu verilsin.
Esas periyodu bulalım.
in katsayısı dir; tanjant için pay alınır.
Periyot olur.
Düşey öteleme
fonksiyonunda grafik birim yukarı kayar; negatifse aşağı kayar. Dalganın biçimi, genliği ve periyodu değişmez, yalnızca denge çizgisi yatay eksenden doğrusuna taşınır.
Grafikte kesikli çizgi, yeni dalganın denge çizgisi olan doğrusudur. fonksiyonu ile arasındaki değerleri alır; görüntü kümesi aralığıdır.
Yatay öteleme
fonksiyonunda grafik birim sağa kayar; parantezin içindeki işaret artıysa kayma sola doğrudur. Bu yön ilk bakışta ters gibi görünür: ifadesinin sıfır olması için in kadar büyük olması gerekir, bu yüzden dalganın başlangıç noktası sağa taşınır.
fonksiyonu verilsin.
Grafiğin hangi bilinen grafiğe dönüştüğünü bulalım.
Parantez içindeki artı işaret, grafiğin kadar sola kaydığını gösterir.
Sinüs grafiği sola kayınca kosinüs grafiği elde edilir: fonksiyon olur.
Katsayılı durumlarda önce parantez içi biçimine getirilir. fonksiyonunda kayma değil, kadar sağa doğrudur.
Genel biçim
Tüm dönüşümler bir araya getirilince genel biçim olur. Bu biçimde her harfin görevi ayrıdır: genliği, periyodu, yatay kaymayı, ise denge çizgisini belirler.
| Harf | Etkisi | Formül |
|---|---|---|
| Genlik | ||
| Periyot | ||
| Yatay kayma | ||
| Denge çizgisi |
Görüntü kümesi yalnızca ve ye bağlıdır: fonksiyon ile arasındaki tüm değerleri alır.
En büyük ve en küçük değer
Genel biçimdeki bir fonksiyonun en büyük ve en küçük değeri, sinüs ya da kosinüsün ile arasında kalmasından bulunur. Önce trigonometrik kısmın aralığı yazılır, sonra katsayılar ve sabit adım adım uygulanır.
fonksiyonu verilsin.
En büyük ve en küçük değeri bulalım.
olduğundan olur.
Dört eklenince elde edilir: en küçük değer , en büyük değer dir.
En büyük değer iken alınır; yani negatif katsayı yüzünden kosinüsün en küçük olduğu yerde fonksiyon en büyük olur. İşaretin bu etkisi sık yapılan bir hatanın kaynağıdır.
Tanjant grafiği
fonksiyonu kosinüsün sıfır olduğu yerlerde tanımsızdır. Bu noktalarda grafiğin yaklaştığı ama hiç kesmediği dikey doğrulara asimptot denir. Grafik her iki asimptot arasında aşağıdan yukarıya sürekli artan bir dal çizer.
Kesikli çizgiler ve asimptotlarıdır. Grafik , ve noktalarında yatay ekseni keser ve her dal bir öncekinin kadar sağa kaydırılmış kopyasıdır.
Tanjant grafiğinin özellikleri
Tanjantın değerleri sınırsızdır: görüntü kümesi tüm gerçek sayılardır. Buna karşın tanım kümesinden noktaları çıkarılır. Esas periyot dir ve grafik orijine göre simetriktir; tanjant da sinüs gibi tek bir fonksiyondur.
| Özellik | ||
|---|---|---|
| Tanımsız olduğu yerler | ||
| Görüntü kümesi | Tüm gerçek sayılar | Tüm gerçek sayılar |
| Esas periyot | ||
| Her dalda | Artan | Azalan |
| Sıfırları |
Kotanjant grafiği
fonksiyonu sinüsün sıfır olduğu yerlerde tanımsızdır; asimptotları doğrularıdır. Tanjanttan farklı olarak her dalda yukarıdan aşağıya sürekli azalır.
Grafikte dikey eksen, ve doğruları asimptotlardır. Kotanjant yatay ekseni dalların tam ortasında, ve noktalarında keser.
Grafikten denklem okumak
Grafiği verilen bir fonksiyonun denklemini bulmak için genel biçimdeki harfler sırayla okunur. En yüksek ve en düşük değerin ortalaması denge çizgisini, farkının yarısı genliği, art arda iki tepe arasındaki uzaklık ise periyodu verir.
Grafikteki fonksiyon biçiminde, en yüksek değeri , en düşük değeri ve periyodu dir.
Denklemi bulalım.
Denge çizgisi , genlik dir.
Periyottan , yani . Fonksiyon olur.
Grafikle denklem çözmek
Bir trigonometrik denklemin belirli bir aralıktaki çözüm sayısı, grafik ile yatay bir doğrunun kesişim sayısına eşittir. Örneğin denkleminin aralığında iki çözümü vardır; çünkü sinüs dalgası bu aralıkta doğrusunu iki kez keser.
aralığında denklemi verilsin.
Çözümleri bulalım.
bu aralıkta iki tam dalga çizer; her dalga doğrusunu iki kez keser, toplam dört çözüm beklenir.
olduğundan çözümler , , ve olur.
Periyot sayısıyla çözüm saymak
Çözümleri tek tek bulmadan yalnızca kaç tane olduğu sorulduğunda periyot sayısı kullanılır. Aralık uzunluğu periyoda bölünür; her tam periyotta sinüs ve kosinüs dalgası yatay eksenle iki kez, ile arasındaki her yatay doğruyla da iki kez kesişir.
aralığında denklemi verilsin.
Çözüm sayısını bulalım.
in periyodu olduğundan aralık tam üç periyot içerir.
Her periyotta iki sıfır vardır; denklemin bu aralıkta altı çözümü olur.
Grafikle eşitsizlik çözmek
Grafik, bir trigonometrik ifadenin hangi aralıklarda pozitif ya da negatif olduğunu bir bakışta gösterir. Eşitsizlik çözerken önce eşitlik durumundaki noktalar bulunur, sonra grafiğin bu noktalar arasında yatay eksenin üstünde mi altında mı kaldığına bakılır.
aralığında eşitsizliği verilsin.
Çözüm kümesini bulalım.
Kosinüs ve noktalarında sıfırdır; grafik bu iki nokta arasında eksenin altında kalır.
Çözüm kümesi olur.
Toplam fonksiyonun periyodu
İki periyodik fonksiyonun toplamının periyodu, iki periyodun en küçük ortak katıdır. Toplam fonksiyon, iki parçanın da aynı anda başa döndüğü ilk anda kendini tekrar etmeye başlar.
fonksiyonu verilsin.
Esas periyodu bulalım.
in periyodu , in periyodu dir.
İki periyodun en küçük ortak katı dir; toplam fonksiyonun esas periyodu olur.
Kare ve mutlak değer
Sinüsün karesi ya da mutlak değeri alınınca negatif kısımlar pozitife döner ve dalganın yarısı diğer yarısının kopyası hâline gelir. Bu yüzden periyot yarıya iner.
ve fonksiyonları verilsin.
Esas periyotlarını bulalım.
Kuvvet azaltma formülüyle ; buradaki in periyodu dir.
grafiğinde de negatif yarım dalga yukarı katlanır. İki fonksiyonun esas periyodu da olur.
Kuvvet azaltma formülünün ayrıntısı için Trigonometrik Özdeşlikler ve Formüller yazısına bakabilirsin.
Dört grafiğin karşılaştırması
Dört temel fonksiyonun grafikleri iki aileye ayrılır. Sinüs ve kosinüs sürekli, sınırlı ve dalga biçimindedir; tanjant ve kotanjant ise asimptotlarla bölünmüş, sınırsız dallardan oluşur.
| Fonksiyon | Görüntü kümesi | Periyot | Simetri |
|---|---|---|---|
| Tek | |||
| Çift | |||
| Tüm gerçek sayılar | Tek | ||
| Tüm gerçek sayılar | Tek |
Sınavda grafikler
İleri düzeyde (AYT) trigonometrik grafikler; periyot bulma, en büyük ve en küçük değer, grafikten denklem okuma ve çözüm sayısı biçiminde karşına çıkabilir.
Periyot soruları en sık görülen türdür ve genellikle tek satırda çözülür.
Grafik sorularında önce periyodu ve denge çizgisini belirle, sonra genliği oku. Çözüm sayısı soruluyorsa aralığın kaç periyot içerdiğini hesaplamak, grafiği çizmeden cevaba ulaştırır.
Sık yapılan hatalar
| Hata | Doğrusu |
|---|---|
| in periyodunu bulmak | Periyot |
| Tanjant periyodunda kullanmak | Tanjant ve kotanjantta pay |
| yi sola kaydırmak | Eksi işaret sağa kaydırır |
| Negatif katsayıda genliği negatif almak | Genlik |
| Düşey ötelemenin periyodu değiştirdiğini sanmak | Periyot yalnız ye bağlı |
| Tanjantın asimptotlarını sanmak | Asimptotlar |
Bu hataların çoğu, formülü grafikle ilişkilendirmeden ezberlemekten doğar. Şüpheye düşüldüğünde birkaç noktanın değerini hesaplayıp kaba bir grafik çizmek, doğru cevabı hızlıca gösterir.
Hap bilgi özeti
Periyodik fonksiyonda aynı parça sonsuza kadar tekrar eder.
Bir periyotluk parçayı çizmek, grafiğin tamamını bilmek demektir.
Sık sorulanlar
Sinüs fonksiyonunun periyodu nedir?
y = sin x fonksiyonunun esas periyodu 2 pi dir. y = sin(bx) biçiminde ise periyot 2 pi bölü mutlak b olur.
Tanjant grafiğinde asimptot nedir?
Grafiğin yaklaştığı ama hiç kesmediği dikey doğrudur. Tanjantın asimptotları kosinüsün sıfır olduğu pi bölü 2 artı k pi noktalarındadır.
Genlik nedir?
Dalganın denge çizgisinden en yüksek noktasına olan uzaklığıdır. y = a sin x fonksiyonunda genlik a nın mutlak değeridir.
Sinüs ve kosinüs grafikleri arasındaki fark nedir?
İki grafik aynı dalgadır. Kosinüs grafiği, sinüs grafiğinin pi bölü 2 kadar sola kaydırılmış hâlidir.
Trigonometrik fonksiyonun en büyük değeri nasıl bulunur?
Sinüs ya da kosinüsün eksi 1 ile 1 arasında kalmasından yola çıkılır; katsayı ve sabit terim bu aralığa sırayla uygulanır.
İki trigonometrik fonksiyonun toplamının periyodu nasıl bulunur?
Her birinin periyodu ayrı bulunur ve iki periyodun en küçük ortak katı alınır.
Kontrol listesi
0 / 10 tamamlandı
Tebrikler, bu konunun kontrol listesini tamamladın.
Bunlar da ilgini çekebilir


