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余弦函数是三角函数中的基础函数。在单位圆中,当角度θ变化时,对应点的x坐标就是余弦值。我们可以看到,当角度从0开始增加时,余弦值从1开始变化,这就是余弦函数的几何定义。
余弦函数的图像是一条连续的波浪线。在一个完整周期内,函数从点(0,1)开始,经过(π/2,0)、(π,-1)、(3π/2,0),最后回到(2π,1)。这个图像可以无限延伸,形成周期性的波形。余弦函数的定义域是所有实数,值域是负1到1之间。
余弦函数具有两个重要的性质。首先是周期性,周期为2π,这意味着函数每隔2π重复一次。我们可以看到相同颜色的点具有相同的函数值。其次是偶函数性质,即cos(-x)等于cos(x),这表现为图像关于y轴对称。任意一点与其关于y轴的对称点具有相同的函数值。
余弦函数的单调性和极值是其重要特征。在一个周期内,从0到π,函数单调递减,从最大值1降到最小值负1。从π到2π,函数单调递增,从最小值负1升回到最大值1。最大值出现在2kπ处,值为1;最小值出现在奇数倍π处,值为负1。
余弦函数的零点出现在π/2加上kπ的位置,其中k是任意整数。这些零点将函数图像分成正值和负值区间。在绿色区域,函数值为正;在红色区域,函数值为负。这种符号变化具有周期性,每2π重复一次。零点是函数从正值变为负值或从负值变为正值的转折点。