الجيب وجيب التمام في هذا التصوّر
لزاوية مقيسة بالراديان من الجزء الموجب من محور x، تكون النقطة التي تقابلها على دائرة الوحدة هي : جيب التمام هو موضعها الأفقي، والجيب هو ارتفاعها. الراديان يقابل وحدة طول على دائرة الوحدة، ولذلك فإن θ هي أيضًا طول القوس المقطوع بدءًا من (1, 0)، وتتكرر الدالتان بعد دورة كاملة، أي إن دورهما يساوي . تتبع هذه الصفحة دورة واحدة: .
تستخدم الأجزاء الثلاثة وحدة الطول نفسها. يرسم ارتفاع P، عند نقله أفقيًا، موجة الجيب، حيث تتزايد θ نحو اليمين؛ ويرسم موضعها الأفقي، عند نقله إلى الأسفل، موجة جيب التمام المعلّقة أسفل الدائرة، حيث تتزايد θ نحو الأسفل. طول القوس الأصفر من (1, 0) إلى P هو θ، ويمتد الطول الأصفر نفسه على محوري θ: تُفرد الدورة الواحدة إلى طول يساوي 2π ≈ 6.283 من أنصاف الأقطار. يدير خيار أفقي الرسم المعلّق ربع دورة حول المركز. ينقل هذا الدوران كل نقطة من الرسم المعلّق إلى ارتفاع cos θ عند الموضع θ، وينقل P إلى Q، وهي النقطة المتقدمة بربع دورة. ارتفاع Q هو الموضع الأفقي للنقطة P، ولذلك تكون موجة جيب التمام على ارتفاع موجة الجيب بعد التقدم بمقدار : إنها موجة الجيب مزاحة بمقدار إلى اليسار.
عندما تدور P بسرعة راديان واحد في الثانية، يكون متجه سرعتها ، وطوله 1 واتجاهه عمودي على نصف القطر. مركبته المتجهة إلى أعلى، cos θ، هي معدل تغير الارتفاع، أي ميل موجة الجيب: يساوي 1 عند θ=0، و−1 عند θ=π، و0 عند القمم والقيعان. يترك التدوير علامة حمراء كل π/6 ثانية. تتوزع العلامات على الدائرة بالتساوي؛ أما إسقاطاتها فتتقارب قرب أعلى الدائرة وأسفلها، حيث يتغير الارتفاع ببطء.
ما الذي يمكنك ملاحظته؟
- تسجل العلامات الحمراء أزمنة متساوية من الدوران. وهي ليست نقاط أخذ عينات، ولا ترتبط بشكل المنحنى إلا من خلال الدوران المنتظم.
- وضع جيب التمام أفقيًا هو دوران صلب للرسم كله: لا يتغير المنحنى، وإنما يتغير موضعه فقط. يمتد رسم الجيب ربع دورة بعد 2π فقط لكي تظل النقطة المقابلة على الارتفاع نفسه ظاهرة لكل θ خلال الدورة.
- عند الزوايا الخاصة (مضاعفات π/6 وπ/4)، تكون القيم دقيقة، مثل ؛ وفي غيرها تكون أعدادًا عشرية تسبقها العلامة ≈.
أدوات التحكم
- اسحب P حول الدائرة، أو اسحب نقطة على إحدى الموجتين؛ فتستقر عند الزوايا الخاصة إذا اقتربت منها. يمكنك كتابة الزاوية بالراديان (π/3، أو عدد عشري مثل 1.0472 يظل عددًا عشريًا)، أو بالدرجات (60°)، ضمن المجال من 0 إلى 2π.
- يفتح وضع العرض عرضًا بملء الشاشة لأجهزة العرض: يدير مفتاح المسافة النقطة، ويتنقل ← → بين الزوايا الخاصة، ويخفي H جميع القيم. ينسخ زر مشاركة رابطًا للمشهد الحالي، بما فيه علامات آخر تدوير.
موضوعات ذات صلة
- C01دائرة الوحدة
- B08الراديانقيد الإعداد
- C03الدالة الجيبية
- C09المعادلة البارامتريةقيد الإعداد
- D05المشتقة
- G04الحركة التوافقية البسيطة
للمزيد من القراءة: ويكيبيديا: Sine and cosine (الإنجليزية); OpenStax, Algebra and Trigonometry 2e, 8.1 Graphs of the Sine and Cosine Functions (الإنجليزية).