Le funzioni circolari
... e il moto armonico

Indice guide

Questa breve scheda (versione B) presenta la derivazione e l'integrazione delle funzioni circolari attraverso collegamenti a parti già presenti come facoltative nel §7 della scheda sulla derivazione e nel §4 di quella sulla integrazione. Quindi sviluppa l'argomento del moto armonico. Volendo, la scheda è rinviabile alla classe 4ª.

1.1  Quesito 1. Vediamo le soluzioni con R:
BF=3; HF=3; PLANE(0,2300, 0,2300)
circle(0,0, 2300, "brown")
x=cos(36*degrees); y=sin(36*degrees)
c(x,y)*2300 # 1860.739 1351.906
round(last()) # 1861 1352
polyC(c(0,x,x)*2300,c(0,0,y)*2300, "yellow")
BOX()
Posso prendere 1861, 1352.
 

4.1  Quesito e1. Il grafico è da tracciare prima a mano, tracciati i punti. Da confrontare con questo sono i grafici ottenibili con la descrizione parametrica della curva o con quella della descrizione della funzione che la ha per grafico, correggendo eventualmente le descrizioni analitiche sulla base del confronto con la retta che passa per i due punti. L'esercizio, per vari alunni, non dovrebbe essere facile, ma, risolto poi con l'insegnante, dovrebbe dare qualche idea su come affrontare questioni analoghe. I grafici con R:
x = function(t) 1-1/4*t
y = function(t) 1-1/4*-2*t
PLANE(-1,4, -2,4)
a=-6; b=5; param(x,y, a,b, "blue")
POINT(x(0),y(0),"red"); POINT(x(-4),y(-4),"red")
f=function(x) 1-2*(x-1); graph1(f, -1,4, "red")
 

4.2  Quesito e2. Vedi il grafico con R:
x=function(t) 3*t; y=function(t) -2*t
PLANE(-3,3, -3,3)
a=-5; b=5; param(x,y, a,b, "blue")
-2/3
# -0.6666667
polyl(c(-3,-3,0),c(2,0,0),"red")
   

4.3  Quesito e3. Vedi il grafico con R:
x=function(t) t^3-t; y=function(t) t
PLANE(-3,3, -3,3)
a=-5; b=5; param(x,y, a,b, "blue")
   

4.4  Quesito e4. Vedi il grafico con R:
x=function(t) -1+5*cos(t)
y=function(t) 3+5*sin(t)
PLANE(-10,5, -5,10)
a=-5; b=5; param(x,y, a,b, "blue")
POINT(-1,3,"red")
   

4.5  Quesito e5. Vedi il grafico con R:
x = function(u) -1+2*cos(u)
y = function(u) 3+4*sin(u)
PLANE(-5,5, -2,8)
a=-5; b=5; param(x,y, a,b, "blue")
POINT(-1,3,"red")
   

4.6  Quesito e6. Vedi il grafico con R:
R=function(a) cos(3*a)
PLANE(-1,1, -1,1); a1=0; a2=pi; polar(R, a1,a2, "blue")
R=function(a) 1+2*cos(a)
PLANE(-1,3, -2,2); a1=0; a2=2*pi; polar(R, a1,a2, "blue")
R=function(a) 1-cos(a)
PLANE(-2,1, -3/2,3/2); 1=0; a2=2*pi; polar(R, a1,a2, "blue")

 

4.7  Quesito e7. Vedi il grafico con R:
R=function(t) 1*t; alfa=function(t) 2*pi/10*t
x=function(t) R(t)*cos((alfa(t)))
y=function(t) R(t)*sin((alfa(t)))
PLANE(-15,15, -15,15)
a=0; b=20; param(x,y, a,b, "brown")
 

4.8  Quesito e8.  Periodo:  2π/ω;  ordinata intersezione con asse verticale:  R·sin(φ).

4.9  Quesito e9.  Periodo:  2π/ω;  ampiezza:  M;  fase iniziale:  α;  frequenza:  ω/(2π);  pulsazione:  ω.