14. คู่มือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร์ โดยความร่วมมือระหว่าง
สานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
1.1 กราฟของฟังก์ชันไซน์และโคไซน์จากวงกลมหนึ่งหน่วย
ในหัวข้อนี้จะพิจารณาการเขียนกราฟของฟังก์ชันไซน์และโคไซน์โดยอาศัยวงกลมหนึ่งหน่วย
x , y
0 1
ให้ x y เป็ น จุ ด ปลายส่ ว นโค้ ง บนวงกลมหนึ่ ง หน่ ว ย โดยส่ ว นโค้ ง ยาว
' หน่ ว ย ดั ง รู ป
เรานิยามฟังก์ชันไซน์และฟังก์ชันโคไซน์ ดังนี้
ฟังก์ชันไซน์ sine คือ เซตของคู่อันดับ , y
ฟังก์ชันโคไซน์ cosine คือ เซตของคู่อันดับ , x
หรือเขียนสั้นๆว่า y sin และ x cos
ในที่นี้เราจะพิจารณากราฟของฟังก์ชันไซน์และฟังก์ชันโคไซน์บนระนาบ XY กล่าวคือ
สาหรับ x, y ใด ๆ ในระนาบ XY
ถ้า x, y sine จะได้ y sin x
ถ้า x, y cosine จะได้ y cos x
การเขียนกราฟของ y sin x โดยอาศัยวงกลมหนึ่งหน่วยทาได้โดยการแทนค่าของ x ด้วยค่า
ของความยาวส่วนโค้งบนวงกลมหนึ่งหน่วยที่อยู่ในตาแหน่งมาตรฐาน จะได้ค่าของ y หรือ ค่าของ sin x
คือ ค่าพิกัดหลังของจุดปลายส่วนโค้งบนวงกลมหนึ่งหน่วยโดยที่ส่วนโค้งยาว x หน่วย
ในทานองเดียวกัน การเขียนกราฟของ y cos x โดยอาศัยวงกลมหนึ่งหน่วยทาได้โดยการแทน
ค่าของ x ด้วยค่าของความยาวส่วนโค้งบนวงกลมหนึ่งหน่วยที่อยู่ในตาแหน่งมาตรฐาน จะได้ค่าของ y
หรือ ค่าของ cos x คือ ค่าพิกัดหน้าของจุดปลายส่วนโค้งบนวงกลมหนึ่งหน่วย โดยที่ส่วนโค้งยาว x หน่วย
13
16. คู่มือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร์ โดยความร่วมมือระหว่าง
สานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
พิจารณากราฟของฟังก์ชันไซน์จากหน้าต่างที่ 1 (1)
ให้ผู้เรียนคลิกที่ และ
จะได้กราฟของฟังก์ชันไซน์ ดังนี้
กราฟของฟังก์ชันไซน์
ผู้เรียนจะพบว่า ขณะที่วงกลมเคลื่อนที่ กราฟของฟังก์ชันไซน์ (สีแดง) จะปรากฏขึ้นโดยที่จุด x,y ใด ๆ
บนกราฟของฟังก์ชัน y sin x จะเกี่ยวข้องกับวงกลมหนึ่งหน่วย ดังนี้
x คือ ความยาวส่วนโค้งบนวงกลมหนึ่งหน่วยจากตาแหน่งมาตรฐาน
y คือ ค่าพิกัดหลังของจุดปลายส่วนโค้งบนวงกลมหนึ่งหน่วยโดยที่ส่วนโค้งยาว x หน่วย
พิจารณากราฟของฟังก์ชันโคไซน์จากหน้าต่างที่ 1 (1)
ให้ ผู้ เ รี ย นคลิ ก ที่ แล ะ
ถ้าไม่ต้องการให้กราฟของฟังก์ชันไซน์ปรากฏด้วยให้คลิกที่
และ จะได้กราฟของฟังก์ชันโคไซน์ ดังนี้
กราฟของฟังก์ชันโคไซน์
15
17. คู่มือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร์ โดยความร่วมมือระหว่าง
สานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
ผู้เรียนจะพบว่า ขณะที่วงกลมเคลื่อนที่ กราฟของฟังก์ชันโคไซน์ (สีน้าเงิน) จะปรากฏขึ้นโดยที่จุด x,y
ใด ๆ บนกราฟของฟังก์ชัน y cos x จะเกี่ยวข้องกับวงกลมหนึ่งหน่วย ดังนี้
x คือ ความยาวส่วนโค้งบนวงกลมหนึ่งหน่วยจากตาแหน่งมาตรฐาน
y คือ ค่าพิกัดหน้าของจุดปลายส่วนโค้งบนวงกลมหนึ่งหน่วยโดยที่ส่วนโค้งยาว x หน่วย
ทั้งนี้การพิจารณาค่าพิกัดหน้า ของจุดปลายส่วนโค้ง บนวงกลม ดูยากกว่าค่าพิกัดหลัง ของจุดปลายส่วนโค้ง
บนวงกลม กราฟของฟังก์ชันโคไซน์ในหน้าต่างที่ 1 (1) จึงอาศัยเอกลักษณ์บนวงกลมหนึ่งหน่วย คือ
cos x sin . x .
2
ช่วยในการสร้างกราฟของฟังก์ชันโคไซน์ ดังนั้นกราฟของฟังก์ชัน y cos x ที่ปรากฏจึงเกิดจากการ
พิจารณากราฟของฟังก์ชัน y sin . x . แทน
2
16
20. คู่มือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร์ โดยความร่วมมือระหว่าง
สานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
ก่ อนจะพิ จ ารณากราฟของฟั ง ก์ ชั น ตรี โกณมิ ติทั้ งหกฟั ง ก์ ชั น มีข้ อควรสัง เกตเกี่ ย วกั บฟั งก์ ชัน -
ตรีโกณมิติ คื อ ฟั งก์ ชันตรี โกณมิติทุก ฟัง ก์ชันเป็น ฟังก์ชันที่เป็นคาบ กล่าวคือ เราสามารถแบ่งแกน X
ออกเป็นช่วงย่อยโดยที่ความยาวของแต่ละช่วงย่อยเท่ากันและกราฟในแต่ละช่วงย่อยมีลักษณะเหมือนกัน
ความยาวของช่วงย่อยที่มีสมบัติดังกล่าวมานี้เรียกว่า คาบ ของฟังก์ชัน ซึ่งนิยามได้ว่า
“จานวนจริง p 0 เป็นคาบของฟังก์ชัน f : ก็ต่อเมื่อ f x p f x สาหรับทุก x ”
แต่ทั้งนี้คาบของฟังก์ชันตรีโกณมิติที่จะกล่าวถึงต่อไปนี้จะขอหมายถึงคาบที่เล็กที่สุดของฟังก์ชัน
สาหรับฟังก์ชันที่เป็นคาบซึ่งมี ทั้งค่าต่าสุดและค่าสูงสุด เราจะเรียกครึ่งหนึ่งของผลต่างระหว่าง
ค่าสูงสุดและค่าต่าสุดของฟังก์ชันนั้นว่า แอมพลิจูด ของฟังก์ชัน กล่าวคือ ถ้า max และ min เป็นค่าสูงสุด
และค่าต่าสุดของฟังก์ชันที่เป็นคาบตามลาดับ จะได้ว่า
แอมพลิจูดของฟังก์ชัน 1 max min
2
19
21. คู่มือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร์ โดยความร่วมมือระหว่าง
สานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
ต่อไปเราจะอาศัยหน้าต่างที่ 2 (1) พิจารณากราฟของฟังก์ชันตรีโกณมิติตามลาดับดังนี้
1. กราฟของฟังก์ชัน y sin x
ลักษณะของกราฟของฟังก์ชัน y sin x จะมีสมบัติสาคัญ ดังนี้
1. โดเมนของฟังก์ชัน คือ เซตของจานวนจริง
2. เรนจ์ของฟังก์ชัน คือ ช่วง 1, 1 นั่นคือ 1 sin x 1
3. คาบของฟังก์ชัน 2 6.2832
4. แอมพลิจูดของฟังก์ชัน 1
2. กราฟของฟังก์ชัน y cos x
ลักษณะของกราฟของฟังก์ชัน y cos x จะมีสมบัติสาคัญ ดังนี้
1. โดเมนของฟังก์ชัน คือ เซตของจานวนจริง
2. เรนจ์ของฟังก์ชัน คือ ช่วง 1, 1 นั่นคือ 1 cos x 1
3. คาบของฟังก์ชัน 2 6.2832
4. แอมพลิจูดของฟังก์ชัน 1
20
22. คู่มือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร์ โดยความร่วมมือระหว่าง
สานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
3. กราฟของฟังก์ชัน y tan x
ลักษณะของกราฟของฟังก์ชัน y tanx จะมีสมบัติสาคัญ ดังนี้
1. โดเมนของฟังก์ชัน คือ . x x , x n , n .
2
2. เรนจ์ของฟังก์ชัน คือ เซตของจานวนจริง
3. คาบของฟังก์ชัน 3.1416
4. แอมพลิจูดของฟังก์ชัน ไม่มี
4. กราฟของฟังก์ชัน y cot x
ลักษณะของกราฟของฟังก์ชัน y cot x จะมีสมบัติสาคัญ ดังนี้
1. โดเมนของฟังก์ชัน คือ . x x , x n , n .
2. เรนจ์ของฟังก์ชัน คือ เซตของจานวนจริง
3. คาบของฟังก์ชัน 3.1416
4. แอมพลิจูดของฟังก์ชัน ไม่มี
21
23. คู่มือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร์ โดยความร่วมมือระหว่าง
สานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
5. กราฟของฟังก์ชัน y sec x
ลักษณะของกราฟของฟังก์ชัน y sec x จะมีสมบัติสาคัญ ดังนี้
1. โดเมนของฟังก์ชัน คือ . x x , x n , n .
2
2. เรนจ์ของฟังก์ชัน คือ , 1 1,
3. คาบของฟังก์ชัน 2 6.2832
4. แอมพลิจูดของฟังก์ชัน ไม่มี
6. กราฟของฟังก์ชัน y cos ec x
ลักษณะของกราฟของฟังก์ชัน y cosec x จะมีสมบัติสาคัญ ดังนี้
1. โดเมนของฟังก์ชัน คือ . x x , x n , n .
2. เรนจ์ของฟังก์ชัน คือ ช่วง , 1 1,
3. คาบของฟังก์ชัน 2 6.2832
4. แอมพลิจูดของฟังก์ชัน ไม่มี
หมายเหตุ การคลิกที่ เพื่อย่อหรือขยายกราฟไม่มีผลต่อโดเมน, เรนจ์, คาบ และแอมพลิจูดของฟังก์ชัน
22
24. คู่มือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร์ โดยความร่วมมือระหว่าง
สานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
1.3 กราฟของฟังก์ชันตรีโกณมิติที่มีการเลื่อนแกนทางขนานและการย่อ/ขยาย
ในหัวข้อ 1.2 ผู้เรียนได้ศึกษาลักษณะของกราฟของฟังก์ชันตรีโกณมิติ ซึ่งกาหนดโดย
y sin x , y tan x , y sec x
y cos x , y cot x , y cosec x
สาหรับในหัวข้อ 1.3 ผู้เรียนจะได้ศึกษาลักษณะของกราฟของฟังก์ชันตรีโกณมิติ ซึ่งกาหนดโดย
y a sin bx c d
y a cos bx c d
y a tan bx c d
y a cot bx c d
y a sec bx c d
และ y a cosec bx c d
เมื่อ a, b, c, d 10, 10 และ a 0, b 0 โดยอาศัยสื่อปฏิสัมพันธ์ในหน้าต่างที่ 3 (1) ซึ่งแสดงบน
หน้าจอดังนี้
หน้าต่างที่ 3 (1)
ในหน้าต่างที่ 3 (1) ผู้เรียนสามารถเลือกฟังก์ชัน และเลือกปุ่มใช้งานด้านล่ างได้ในทานองเดียวกับหน้าต่าง
ที่ 2 (1) นอกจากนี้ผู้เรียนสามารถปรับค่าของ a, b, c, และ d ได้ตามต้องการ
23
25. คู่มือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร์ โดยความร่วมมือระหว่าง
สานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
การกาหนดค่าของ a, b, c, และ d ในสูตรของฟังก์ชันตรีโกณมิติในหน้ าต่างที่ 3 (1) นั้น จะมีผล
ต่อลัก ษณะของกราฟของฟั ง ก์ ชั น รวมทั้ งตาแหน่งของกราฟบนระนาบ กล่าวคือ ค่า ของ a และ b ที่
เปลี่ยนแปลงไปจะมีผลทาให้ลักษณะของกราฟเปลี่ยนแปลงตามไปด้วย ซึ่งในที่นี้จะแสดงการเปลี่ยนแปลง
ค่าของ a และ b ในทุกฟังก์ชันเพื่อให้ผู้เรียนได้เห็นความสัมพันธ์ระหว่างค่าของ a กับลักษณะของกราฟ
ของฟังก์ชัน และความสัมพันธ์ระหว่างค่าของ b กับลักษณะของกราฟของฟังก์ชัน
สาหรับค่าของ c และ d ที่อยู่ในสูตรของฟังก์ชันตรีโกณมิติในหัวข้อนี้ จะไม่มีผลต่อรูปลักษณะ
ของกราฟของฟังก์ชันตรีโกณมิติ แต่จะมีผลต่อตาแหน่งของกราฟบนระนาบซึ่งก็คือ จะทาให้มีการเลื่อน
แกนทางขนานโดยมีจุด . c , d . เป็นจุดกาเนิดใหม่ ดังตัวอย่างกราฟของฟังก์ชันไซน์ในหน้าต่างที่ 3 (1)
b
เมื่อมีการเปลี่ยนค่าของ c และ d ดังนี้
a 2.02, b 2.02, c 0 และ d 0 a 2.02, b 2.02, c 3 และ d 4
เมื่อผู้เรียนได้ทดลองเปลี่ยนค่าของ c และค่าของ d จะพบว่า
ถ้า c มีค่าเพิ่มขึ้น โดยที่ b 0 กราฟจะเคลื่อนไปทางซ้าย
ถ้า c มีค่าเพิ่มขึ้น โดยที่ b 0 กราฟจะเคลื่อนไปทางขวา
ถ้า c มีค่าลดลง โดยที่ b 0 กราฟจะเคลื่อนไปทางขวา
ถ้า c มีค่าลดลง โดยที่ b 0 กราฟจะเคลื่อนไปทางซ้าย
ถ้า d มีค่าเพิ่มขึ้น กราฟจะเคลื่อนขึ้นข้างบน
ถ้า d มีค่าลดลง กราฟจะเคลื่อนลงข้างล่าง
24
26. คู่มือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร์ โดยความร่วมมือระหว่าง
สานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
เพื่อให้ผู้เรียนได้ข้อสรุปของความสัมพันธ์ระหว่างค่าของ a กับลักษณะของกราฟของฟังก์ชัน และ
ค่าของ b กับ ลักษณะของกราฟของฟังก์ชัน เราจะพิจารณากราฟของฟังก์ชันตรีโกณมิติจากหน้าต่างที่ 3 (1)
ตามลาดับ ดังนี้
1. กราฟของฟังก์ชัน y a sin bx c d
พิจารณาการเปลี่ยนค่า a ของ ในหน้าต่างที่ 3 (1)
a 2.02 a 4.80
a 2.02 a 4.80
เมื่อผู้เรียนได้ทดลองเปลี่ยนค่า ของ a จะพบว่า มีผลต่อค่าของแอมพลิจูดของฟังก์ชัน และทาให้เรนจ์ของ
ฟังก์ชันเปลี่ยนตามไปด้วย ทั้งนี้เรนจ์ของฟังก์ชันจะเปลี่ยนแปลงไปตามค่าของ a และ d โดยที่ขนาดของ
ช่วงของเรนจ์จะถูกกาหนดโดยค่าของ a ส่วนค่าของ d จะเป็นตัวกาหนดตาแหน่งของช่วงของเรนจ์
25
27. คู่มือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร์ โดยความร่วมมือระหว่าง
สานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
พิจารณาการเปลี่ยนค่า b ของ ในหน้าต่างที่ 3 (1)
b 1.03 b 2.30
b 1.03 b 2.30
เมื่อผู้เรียนได้ทดลองเปลี่ยนค่าของ b จะพบว่า มีผลต่อคาบของฟังก์ชัน นอกจากนี้เครื่องหมายของ a และ
b ที่เป็นบวกและลบก็มีผลต่อลักษณะของกราฟด้วยเช่นกัน
ลักษณะของกราฟของฟังก์ชัน y a sin bx c d
1. โดเมนของฟังก์ชัน คือ เซตของจานวนจริง
2. เรนจ์ของฟังก์ชัน คือ ช่วง a d, a d
2
3. คาบของฟังก์ชัน
b
4. แอมพลิจูดของฟังก์ชัน a
26
28. คู่มือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร์ โดยความร่วมมือระหว่าง
สานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
2. กราฟของฟังก์ชัน y a cos bx c d
พิจารณาการเปลี่ยนค่า a ของ ในหน้าต่างที่ 3 (1)
a 2.02 a 4.80
a 2.02 a 4.80
เมื่อผู้เรียนได้ทดลองเปลี่ยนค่ าของ a จะพบว่า มีผลต่อค่าของแอมพลิจูดของฟังก์ชัน และทาให้เรนจ์ของ
ฟัง ก์ชั นเปลี่ยนตามไปด้วย ทั้ งนี้เรนจ์ของฟังก์ ชันจะเปลี่ย นแปลงไปตามค่าของ a และ d เช่นเดียวกั บ
27
29. คู่มือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร์ โดยความร่วมมือระหว่าง
สานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
พิจารณาการเปลี่ยนค่า b ของ ในหน้าต่างที่ 3 (1)
b 1.03 b 2.30
b 1.03 b 2.30
เมือผู้เรียนได้ทดลองเปลี่ยนค่าของ b จะพบว่า มีผลต่อคาบของฟังก์ชัน นอกจากนี้ค่าของ a และ b ที่เป็น
่
บวกและลบก็มีผลต่อลักษณะของกราฟด้วยเช่นกัน
ลักษณะของกราฟของฟังก์ชัน y a cos bx c d
1. โดเมนของฟังก์ชัน คือ เซตของจานวนจริง
2. เรนจ์ของฟังก์ชัน คือ ช่วง a d, a d
2
3. คาบของฟังก์ชัน
b
4. แอมพลิจูดของฟังก์ชัน a
28
30. คู่มือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร์ โดยความร่วมมือระหว่าง
สานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
3. กราฟของฟังก์ชัน y a tan bx c d
พิจารณาการเปลี่ยนค่า a ของ ในหน้าต่างที่ 3 (1)
a 0.25 a 8.19
a 2.15 a 6.27
เมื่อผู้เรียนได้ทดลองเปลี่ยนค่า ของ a จะพบว่า มีผลต่อความเว้าของเส้นกราฟและการโค้งเข้าหาเส้นกากับ
ในแนวดิ่งของเส้นกราฟ โดยที่
ถ้า a มีค่าเข้าใกล้ศูนย์ เส้นโค้งในแต่ละคาบจะมีความเว้าเพิ่มมากขึ้นและปลายทั้งสองข้างจะวิ่งเข้า
หาเส้นกากับในแนวดิ่งเร็วขึ้น
ถ้า a มีค่าเพิ่มมากขึ้น เส้นโค้งในแต่ละคาบจะมีความเว้าลดลงและปลายทางทั้งสองข้างจะวิ่งเข้า
หาเส้นกากับในแนวดิ่งช้าลง
29
31. คู่มือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร์ โดยความร่วมมือระหว่าง
สานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
พิจารณาการเปลี่ยนค่า b ของ ในหน้าต่างที่ 3 (1)
b 0.79 b 2.30
b 0.79 b 3.44
เมื่อผู้เรียนได้ทดลองเปลี่ยนค่าของ b จะพบว่า มีผลต่อคาบของฟังก์ชัน นอกจากนี้ค่าของ a และ b ที่เป็น
บวกและลบก็มีผลต่อลักษณะของกราฟด้วยเช่นกัน
ลักษณะของกราฟของฟังก์ชัน y a tan bx c d
n c
1. โดเมนของฟังก์ชัน คือ x x
.
, x 2 , n
. b
2. เรนจ์ของฟังก์ชัน คือ เซตของจานวนจริง
3. คาบของฟังก์ชัน
b
4. แอมพลิจูดของฟังก์ชัน ไม่มี
30
32. คู่มือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร์ โดยความร่วมมือระหว่าง
สานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
4. กราฟของฟังก์ชัน y a cot bx c d
พิจารณาการเปลี่ยนค่า a และ b ของ ในหน้าต่างที่ 3 (1)
a 0.25 a 6.27
b 0.69 b 2.30
เมื่ อผู้ เรี ย นได้ท ดลองเปลี่ ย นค่ า ของ a และ b จะพบว่ า ผลที่ ไ ด้ จ ะเป็น ไปในท านองเดี ย วกั บฟั งก์ ชั น
ที่ได้กล่าวมาก่อนหน้านี้
ลักษณะของกราฟของฟังก์ชัน y a cot bx c d
n c
1. โดเมนของฟังก์ชัน คือ x
x ,x
, n
b
2. เรนจ์ของฟังก์ชัน คือ เซตของจานวนจริง
3. คาบของฟังก์ชัน
b
4. แอมพลิจูดของฟังก์ชัน ไม่มี
31
33. คู่มือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร์ โดยความร่วมมือระหว่าง
สานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
5. กราฟของฟังก์ชัน y a sec bx c d
พิจารณาการเปลี่ยนค่า a และ b ของ ในหน้าต่างที่ 3 (1)
a 0.50 a 3.01
b 0.69 b 2.30
ผู้เรียนจะพบว่า ค่าของ a จะมีผลต่อเรนจ์ของฟังก์ชัน ในขณะที่ค่าของ b จะมีผลต่อคาบของฟังก์ชัน
ลักษณะของกราฟของฟังก์ชัน y a sec bx c d
n c
1. โดเมนของฟังก์ชัน คือ x x
.
, x 2 , n
. b
2. เรนจ์ของฟังก์ชัน คือ , a d a d,
2
3. คาบของฟังก์ชัน
b
4. แอมพลิจูดของฟังก์ชัน ไม่มี
32
34. คู่มือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร์ โดยความร่วมมือระหว่าง
สานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
6. กราฟของฟังก์ชัน y a cosec bx c d
พิจารณาการเปลี่ยนค่า a และ b ของ ในหน้าต่างที่ 3 (1)
a 0.50 a 3.01
b 0.69 b 2.30
ผู้เรียนจะพบว่า ค่าของ a จะมีผลต่อเรนจ์ของฟังก์ชัน ในขณะที่ค่าของ b จะมีผลต่อคาบของฟังก์ชัน
ลักษณะของกราฟของฟังก์ชัน y a cosec bx c d
n c
1. โดเมนของฟังก์ชัน คือ x
x ,x
, n
b
2. เรนจ์ของฟังก์ชัน คือ , a d a d,
2
3. คาบของฟังก์ชัน
b
4. แอมพลิจูดของฟังก์ชัน ไม่มี
33
37. คู่มือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร์ โดยความร่วมมือระหว่าง
สานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
2.1 กราฟของฟังก์ชันตรีโกณมิติผกผัน
จากที่ฟังก์ชันตรีโกณมิติไม่เป็นฟังก์ชัน 1 1 ทาให้ตัวผกผันของฟังก์ชันตรีโกณมิติไม่เป็นฟังก์ชัน
แต่ถ้ากาหนดโดเมนของฟังก์ชันตรีโกณมิติให้เหมาะสม จะสามารถทาให้ตัวผกผันของฟังก์ชันตรีโกณมิติ
เป็นฟัง ก์ชัน และเรีย กว่ า ฟั งก์ชันตรีโกณมิติผกผัน ในหัวข้อนี้ จะพิจารณากราฟของฟั งก์ชันตรีโกณมิติ
ผกผัน 3 ฟังก์ชัน ต่อไปนี้
1. กราฟของฟังก์ชัน arcsine
บทนิยาม ฟังก์ชัน arcsine คือ x, y x
sin y,
y หรือกล่าวว่า ฟังก์ชัน arcsine คือ
2 2
ฟังก์ชันผกผันของฟังก์ชัน sine เมื่อกาหนดโดเมนของฟังก์ชัน sine อยู่ในช่วง ,
2 2
ดังนั้น เมื่อ x, y arcsine จะได้ y = arcsine x หรือเขียนสั้น ๆ เป็น y arcsin x ซึ่งมีความหมาย
เช่นเดียวกับ x sin y และ y
2 2
นั่นคือ y arcsin x ก็ต่อเมื่อ x sin y เมื่อ y ,
2 2
ผู้เรี ย นสามารถพิ จ ารณากราฟของฟั ง ก์ ชั น y arcsin x (เส้ นทึ บ ) เปรีย บเที ย บกั บกราฟของ
ฟังก์ชัน y sin x (เส้นประ) ได้จากหน้าต่างที่ 1 (2) ซึ่งจะปรากฏดังนี้
หน้าต่างที่ 1 (2)
ผู้เรียนจะพบว่า โดเมนของฟังก์ชัน arcsine คือ 1, 1 เรนจ์ของฟังก์ชัน sine
และ เรนจ์ของฟังก์ชัน arcsine คือ ,
2 2
36
38. คู่มือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร์ โดยความร่วมมือระหว่าง
สานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
2. กราฟของฟังก์ชัน arccosine
บทนิยาม ฟังก์ชัน arccosine คือ x, y x cos y, 0 y หรือกล่าวว่า ฟังก์ชัน arccosine คือ
ฟังก์ชันผกผันของฟังก์ชัน cosine เมื่อกาหนดโดเมนของฟังก์ชัน cosine อยู่ในช่วง 0,
ดั ง นั้ น เมื่ อ x, y arccosine จะได้ y arccosine x หรื อ เขี ย นสั้ น ๆ เป็ น y arccos x ซึ่ ง มี
ความหมายเช่นเดียวกับ x cos y และ 0 y
นั่นคือ y arccos x ก็ต่อเมื่อ x cos y เมื่อ y 0,
ผู้เรีย นสามารถพิ จารณากราฟของฟั งก์ ชั น y arccos x (เส้นทึบ ) เปรีย บเทีย บกั บกราฟของ
ฟังก์ชัน y cos x (เส้นประ) ได้จากหน้าต่างที่ 2 (2) ซึ่งจะปรากฏดังนี้
หน้าต่างที่ 2 (2)
ผู้เรียนจะพบว่า โดเมนของฟังก์ชัน arccosine คือ 1, 1 เรนจ์ของฟังก์ชัน cosine
และ เรนจ์ของฟังก์ชัน arccosine คือ 0,
37
39. คู่มือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร์ โดยความร่วมมือระหว่าง
สานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
3. กราฟของฟังก์ชัน arctangent
บทนิยาม ฟังก์ชัน arctangent คือ x, y x
tan y,
y หรือกล่าวว่า ฟังก์ชัน arctangent
2 2
คือ ฟังก์ชันผกผันของฟังก์ชัน tangent เมื่อกาหนดโดเมนของฟังก์ชัน tangent อยู่ในช่วง . ,
.
2 2
ดังนั้น เมื่อ x, y arctangent จะได้ y arctangent x หรือเขียนสั้น ๆ เป็น y arctanx
ซึ่งมีความหมายเดียวกับ x = tan y และ y
2 2
นั่นคือ y = arctan x ก็ต่อเมื่อ x = tan y เมื่อ y . , .
2 2
ผู้เรีย นสามารถพิ จารณากราฟของฟั งก์ ชั น y arctan x (เส้นทึ บ ) เปรีย บเทีย บกั บกราฟของ
ฟังก์ชัน y = tan x (เส้นประ) ได้จากหน้าต่างที่ 3 (2) ซึ่งจะปรากฏดังนี้
หน้าต่างที่ 3 (2)
ผู้เรียนจะพบว่า โดเมนของฟังก์ชัน arctangent คือ เซตของจานวนจริง เรนจ์ของฟังก์ชัน tangent
และ เรนจ์ของฟังก์ชัน arctangent คือ . ,
.
2 2
38
40. คู่มือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร์ โดยความร่วมมือระหว่าง
สานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
2.2 กราฟของฟังก์ชันตรีโกณมิติที่มีการเลื่อนแกนทางขนานและการย่อ/ขยาย
ในหัวข้อ 2.1 ผู้เรียนได้พิจารณากราฟของฟังก์ชันตรีโกณมิติ ซึ่งกาหนดโดย
y = arcsin x , y = arccos x และ y = arctan x
สาหรับในหัวข้อ 2.2 ผู้เรียนจะได้ศึกษาลักษณะของกราฟของฟังก์ชันตรีโกณมิติผกผันซึ่งกาหนดโดย
y = a arcsin bx c + d
y = a arccos bx c + d
และ y = a arctan bx c + d
เมื่อ a, b, c, d 10, 10 และ a 0, b 0 โดยอาศัยสื่อปฏิสัมพันธ์ในหน้าต่างที่ 4 (2) ซึ่งแสดงบน
หน้าจอดังนี้
หน้าต่างที่ 4 (2)
ในหน้าต่างที่ 4 (2) ผู้เรียนสามารถเลือกฟังก์ชัน เลือกปุ่มใช้งานด้ านล่าง และสามารถปรับค่าของ a, b, c,
และ d ได้ในทานองเดียวกับหน้าต่างที่ 3 (1)
สาหรับค่าของ c และ d ที่อยู่ในสูตรของฟังก์ชันจะไม่มีผลต่อรูปลักษณะของกราฟของฟัง ก์ชัน
แต่จะมีผลทาให้มีการเลื่อนแกนทางขนานโดยมีจุด . c , d . เป็นจุดกาเนิดใหม่ เช่นเดียวกับการเปลี่ยน
b
ค่าของ c และ d ในหัวข้อ 1.3 ที่ได้กล่าวมาแล้ว และเพื่อให้ผู้เรียนได้เห็นการเลื่อนแกนทางขนาน เมื่อมี
การเปลี่ยนค่าของ c และ d ในหน้าต่างที่ 4 (2) จึงขอยกตัวอย่างประกอบ ดังนี้
39