波の高さと繰り返しの幅〜サインとコサインのグラフ
のグラフは、単位円を回る点の高さを、そのまま横へ書き出したものです。
円の上では高さが上下するだけ。横軸に角を置くと、上下の動きが波の形に伸びます[1]。
円が一周する幅がそのまま周期、円の半径がそのまま振幅になる。
単位円をほどく
角 に対する点の座標は 。縦の値だけを追いかける。
で高さ 、 で 、 で 、 で 。
この 4 点を通る滑らかな曲線が です。 でまた に戻り、以後は同じ形の繰り返し。
は横の値を追った曲線になります。 で から始まる点だけが違う。
周期は 2π
円を一周すると同じ位置に戻ります。角でいえば 増えたところ。
この を周期と呼びます[2]。グラフは ごとに同じ形をくり返す。
と はどちらも周期 。 だけ違って、周期は になります。
が成り立つため。半周すると符号が両方とも反転し、比の値は変わりません[2]。
振幅は波の高さ
の値は から までしか動きません。この が振幅。
なら値は から まで。振幅が になります[1]。
一般に の振幅は 。 が負なら上下がひっくり返りますが、高さそのものは 。
のグラフは を 軸で折り返した形。振幅はどちらも 。
振幅は縦の情報、周期は横の情報。 では が縦、 が横を受け持ちます。
| 振幅 、周期 | |
| 振幅 、周期 | |
| 振幅 、周期 | |
| 振幅 、周期 | |
| 振幅なし、周期 |
の周期は です[1]。 が大きいほど波が詰まる。
なら が半分進んだところで一周ぶん動くので、周期は半分の 。
sin と cos は π/2 ずれただけ
2 つのグラフは形がまったく同じです。左右にずれているだけ。
のグラフを左へ 動かすと に重なります[2]。
単位円で見ると理由が分かります。横の座標は、 進んだ点の縦の座標と同じになる。
だから のグラフを別に覚える必要はありません。 を ずらせば済む。

tan のグラフは切れている
なので、 になる点では値がありません。
、 などがそれ。この位置に縦の漸近線が立ちます[2]。
グラフは から までで から まで駆け上がり、そこで切れて次の区間へ移る。
や のような上下の限界はありません。振幅という言葉も には使わない。
周期は 。区間 1 つぶんの幅が、そのまま繰り返しの単位になっています。
偶関数と奇関数
。原点を中心に 回すと自分に重なる。これが奇関数[2]。
で、 軸で折り返すと重なります。こちらは偶関数。
グラフを描いたあと、この対称性で検算できます。 が 軸対称に見えたら、どこかで描きまちがえている。
なので、 も奇関数です。 と同じ形の対称性を持つ。
奇関数。原点対称で、 が成り立つ
偶関数。 軸対称で、 が成り立つ
グラフで解の個数を読む
の解が にいくつあるかを、グラフで数えます。
と横線 の交点を見る。山を昇るときに 1 つ、降りるときに 1 つで 2 個。
なら、頂点でちょうど触れるだけなので 1 個。 なら交点なしで 0 個。
に替えると波が 2 つぶん入るので、交点は 4 個に増えます。
方程式を解く前に個数を知っておくと、解き落としに気づけます。
まちがえやすい点
の周期を とする誤りが多い。 で割るので と縮みます。
なら と伸びる。 が より小さいときに伸びます。
と の区別も曖昧になりやすい。前者は縦に伸び、後者は横に縮む。
に振幅を当てはめる誤りもあります。値の上限がないので、振幅という量が定義できない。
の振幅と周期はどれですか。
- 振幅 、周期
- 振幅 、周期
- 振幅 、周期
対称性も確かめます。
の値はどれですか。
は偶関数なので です。したがって になります。符号が変わるのは と のほうで、そちらは奇関数です。
円を横にほどけばグラフになる。 だけは切れ目が入るので、漸近線の位置を先に置いてから描きます。














y=asinbx の振幅は ∣a∣、周期は ∣b∣2π です。a=4、b=3 なので振幅 4、周期 32π になります。6π は 2π に 3 をかけた値で、割るところをかけた形です。