Graf Fungsi Sinus, Kosinus dan Tangen

6.3   Graf Fungsi Sinus, Kosinus dan Tangen
 
  • Graf \(y = \text{sin } x\) dan \(y = \text{kos } x\) berbentuk sinusoidal dan mempunyai ciri-ciri yang berikut:

     
   
(a)

Nilai maksimum ialah \(1\) manakala nilai minimum ialah \(-1\),

maka amplitud graf ialah \(1\) unit.

   
(b)

Bentuk graf berulang setiap selang \(360^{\circ}\text{ atau }2\pi \text{ rad}\),

maka \(360^{\circ}\text{ atau }2\pi \text{ rad}\) ialah kala bagi kedua-dua graf itu.

   
     
 
  • Graf \(y = \text{tan } x\) pula tidak berbentuk sinusoidal dan ciri-ciri graf adalah seperti berikut:

     
   
(a)

Graf ini tidak mempunyai nilai maksimum atau nilai minimum.

   
(b)

Bentuk graf berulang setiap selang \(180^{\circ}\text{ atau }\pi \text{ rad}\),

maka kala bagi graf tangen ialah \(180^{\circ}\text{ atau }\pi \text{ rad}\).

   
(c)

Fungsi \(y = \text{tan } x\) tidak tertakrif pada \(x = 90^{\circ} \text{ dan } x = 270^{\circ}\).

Lengkung graf menghampiri tetapi tidak menyentuh garis tersebut.

Garis ini dinamakan sebagai asimptot.

   
     
 
  • Graf bagi ketiga-tiga fungsi kosinus, sinus dan tangen adalah seperti berikut:
 
     
   Graf \(y = \text{kos } x\) untuk \(-2\pi \leqslant x \leqslant 2\pi\)   
 
(a)

Amplitud \(=1\)

  • Nilai maksimum \(y=1\)
  • Nilai minimum \(y=-1\)
(b) Kala \(=360^{\circ}\text{ atau }2\pi \) 
(c)

Pintasan-\(x\text{:} \)

\(-\dfrac{3}{2}\pi, \ -\dfrac{1}{2}\pi, \ \dfrac{1}{2}\pi, \ \dfrac{3}{2}\pi\)

(d) Pintasan-\(y\text{:} \ 1\) 
   
 
     
  

 Graf \(y = \text{sin } x\) untuk \(-2\pi \leqslant x \leqslant 2\pi\)

  
 
(a)

 Amplitud \(=1\)

  • Nilai maksimum \(y=1\)
  • Nilai minimum \(y=-1\) 
(b) Kala \(=360^{\circ}\text{ atau }2\pi \) 
(c)

Pintasan-\(x\text{:} \)

\(-2\pi, \ -\pi, \ 0, \ \pi, \ 2\pi \)

(d) Pintasan-\(y\text{:} \ 0\) 
   
 
     
   Graf \(y = \text{tan } x\) untuk \(-2\pi \leqslant x \leqslant 2\pi\)   
 
(a)

Tiada amplitud

  • Tiada nilai maksimum dan minimum \(y\) 
(b) Kala \(=180^{\circ}\text{ atau }\pi \) 
(c)

Asimptot-\(x\text{:} \)

\(-\dfrac{3}{2}\pi, \ -\dfrac{1}{2}\pi, \ \dfrac{1}{2}\pi, \ \dfrac{3}{2}\pi\)

(d)

Pintasan\(x\text{:} \)

\(-2\pi, \ -\pi, \ 0, \ \pi, \ 2\pi \)

(e) Pintasan\(y\text{:} \ 0\) 
   
 
 
 
  • Perubahan nilai-nilai \(a\), \(b\) dan \(c\) dalam fungsi \(y = a \text{ sin } bx + c\) memberi kesan kepada amplitud, kala dan kedudukan graf

  • Kesan perubahan nilai \(a\)\(b\) dan \(c\) ke atas graf dapat disimpulkan seperti dalam jadual yang berikut:

 
Perubahan Kesan
     
  \(a\)  
     

 

     
  

Nilai maksimum dan minimum graf (kecuali untuk graf \(y = \text{tan } x\) yang tiada nilai maksimum atau minimum)

  
     
     
  \(b\)  
     

 

     
  

Bilangan kitaran dalam julat \(0^{\circ} \leqslant x \leqslant 360^{\circ} \text{ atau }0^{\circ} \leqslant x \leqslant 2\pi\):

  • Graf \(y = \text{sin } x\) dan \(y = \text{kos } x \ \begin{pmatrix} \text{kala } = \dfrac{360^{\circ}}{b} \text{ atau } \dfrac{2}{b}\pi\end{pmatrix}\)
  • Graf \(y = \text{tan } x \ \begin{pmatrix} \text{kala } = \dfrac{180^{\circ}}{b} \text{ atau } \dfrac{1}{b}\pi\end{pmatrix}\)  
  
     
     
  \(c\)  
     
     
   Kedudukan graf menunjukkan kepada paksi-\(x\) berbanding dengan kedudukan graf asas   
     
 

Contoh:

 
Contoh
     
  

Nyatakan fungsi kosinus yang diwakili oleh graf dalam rajah di atas.

  
     
  Penyelesaian:  
     
 

Perhatikan bahawa amplitud ialah \(4\).

Jadi \(a=4.\)

Dua kitaran dalam julat \(0^{\circ} \leqslant x \leqslant 2\pi\).

Kala ialah \(\pi\) iaitu \(\dfrac{2\pi}{b} = \pi, \text{ jadi }b=2.\)

Maka, graf mewakili \(y= 4\text{ kos }2x\).

 
     
 
 

Graf Fungsi Sinus, Kosinus dan Tangen

6.3   Graf Fungsi Sinus, Kosinus dan Tangen
 
  • Graf \(y = \text{sin } x\) dan \(y = \text{kos } x\) berbentuk sinusoidal dan mempunyai ciri-ciri yang berikut:

     
   
(a)

Nilai maksimum ialah \(1\) manakala nilai minimum ialah \(-1\),

maka amplitud graf ialah \(1\) unit.

   
(b)

Bentuk graf berulang setiap selang \(360^{\circ}\text{ atau }2\pi \text{ rad}\),

maka \(360^{\circ}\text{ atau }2\pi \text{ rad}\) ialah kala bagi kedua-dua graf itu.

   
     
 
  • Graf \(y = \text{tan } x\) pula tidak berbentuk sinusoidal dan ciri-ciri graf adalah seperti berikut:

     
   
(a)

Graf ini tidak mempunyai nilai maksimum atau nilai minimum.

   
(b)

Bentuk graf berulang setiap selang \(180^{\circ}\text{ atau }\pi \text{ rad}\),

maka kala bagi graf tangen ialah \(180^{\circ}\text{ atau }\pi \text{ rad}\).

   
(c)

Fungsi \(y = \text{tan } x\) tidak tertakrif pada \(x = 90^{\circ} \text{ dan } x = 270^{\circ}\).

Lengkung graf menghampiri tetapi tidak menyentuh garis tersebut.

Garis ini dinamakan sebagai asimptot.

   
     
 
  • Graf bagi ketiga-tiga fungsi kosinus, sinus dan tangen adalah seperti berikut:
 
     
   Graf \(y = \text{kos } x\) untuk \(-2\pi \leqslant x \leqslant 2\pi\)   
 
(a)

Amplitud \(=1\)

  • Nilai maksimum \(y=1\)
  • Nilai minimum \(y=-1\)
(b) Kala \(=360^{\circ}\text{ atau }2\pi \) 
(c)

Pintasan-\(x\text{:} \)

\(-\dfrac{3}{2}\pi, \ -\dfrac{1}{2}\pi, \ \dfrac{1}{2}\pi, \ \dfrac{3}{2}\pi\)

(d) Pintasan-\(y\text{:} \ 1\) 
   
 
     
  

 Graf \(y = \text{sin } x\) untuk \(-2\pi \leqslant x \leqslant 2\pi\)

  
 
(a)

 Amplitud \(=1\)

  • Nilai maksimum \(y=1\)
  • Nilai minimum \(y=-1\) 
(b) Kala \(=360^{\circ}\text{ atau }2\pi \) 
(c)

Pintasan-\(x\text{:} \)

\(-2\pi, \ -\pi, \ 0, \ \pi, \ 2\pi \)

(d) Pintasan-\(y\text{:} \ 0\) 
   
 
     
   Graf \(y = \text{tan } x\) untuk \(-2\pi \leqslant x \leqslant 2\pi\)   
 
(a)

Tiada amplitud

  • Tiada nilai maksimum dan minimum \(y\) 
(b) Kala \(=180^{\circ}\text{ atau }\pi \) 
(c)

Asimptot-\(x\text{:} \)

\(-\dfrac{3}{2}\pi, \ -\dfrac{1}{2}\pi, \ \dfrac{1}{2}\pi, \ \dfrac{3}{2}\pi\)

(d)

Pintasan\(x\text{:} \)

\(-2\pi, \ -\pi, \ 0, \ \pi, \ 2\pi \)

(e) Pintasan\(y\text{:} \ 0\) 
   
 
 
 
  • Perubahan nilai-nilai \(a\), \(b\) dan \(c\) dalam fungsi \(y = a \text{ sin } bx + c\) memberi kesan kepada amplitud, kala dan kedudukan graf

  • Kesan perubahan nilai \(a\)\(b\) dan \(c\) ke atas graf dapat disimpulkan seperti dalam jadual yang berikut:

 
Perubahan Kesan
     
  \(a\)  
     

 

     
  

Nilai maksimum dan minimum graf (kecuali untuk graf \(y = \text{tan } x\) yang tiada nilai maksimum atau minimum)

  
     
     
  \(b\)  
     

 

     
  

Bilangan kitaran dalam julat \(0^{\circ} \leqslant x \leqslant 360^{\circ} \text{ atau }0^{\circ} \leqslant x \leqslant 2\pi\):

  • Graf \(y = \text{sin } x\) dan \(y = \text{kos } x \ \begin{pmatrix} \text{kala } = \dfrac{360^{\circ}}{b} \text{ atau } \dfrac{2}{b}\pi\end{pmatrix}\)
  • Graf \(y = \text{tan } x \ \begin{pmatrix} \text{kala } = \dfrac{180^{\circ}}{b} \text{ atau } \dfrac{1}{b}\pi\end{pmatrix}\)  
  
     
     
  \(c\)  
     
     
   Kedudukan graf menunjukkan kepada paksi-\(x\) berbanding dengan kedudukan graf asas   
     
 

Contoh:

 
Contoh
     
  

Nyatakan fungsi kosinus yang diwakili oleh graf dalam rajah di atas.

  
     
  Penyelesaian:  
     
 

Perhatikan bahawa amplitud ialah \(4\).

Jadi \(a=4.\)

Dua kitaran dalam julat \(0^{\circ} \leqslant x \leqslant 2\pi\).

Kala ialah \(\pi\) iaitu \(\dfrac{2\pi}{b} = \pi, \text{ jadi }b=2.\)

Maka, graf mewakili \(y= 4\text{ kos }2x\).