三角函数在现实世界中的应用 三角函数在现实生活中的应用


三角函数在现实世界中的应用 三角函数在现实生活中的应用

文章插图
【三角函数在现实世界中的应用 三角函数在现实生活中的应用】在中学数学课上已经学习过 y = Asin(wx + φ) 函数,如下图所示 。
y = sin(x)
该函数有几个非常重要的概念,周期 T = 2π / w,频率 f = w / 2π,A表示振幅,φ表示位移 。在学习三角函数的过程中,肯定会有疑问,三角函数在现实世界中的作用是什么呢?
很重要的一个例子就是声音:当我们在玩乐器,或者看电视时,听到的都是声波 。如果你会弹钢琴,音符A产生的声波可以用 sin(2π * 440x) 表示,频率为440Hz,如下图所示 。
音符A
当频率发生变化时,音符也会发生变化,音符C#使用 sin(2π * 550x) 表示 。
音符C#
音符E使用 sin(2π * 660x) 表示 。
音符E
现实中你会同时听到多个声音,那么是如何使用三角函数表示呢?很简单,只需要将所有的声音叠加即可 。比如同时听到音符A, C#, E,它的函数如下图所示(如果你是个经验丰富的演奏家,你会发现这是个和弦) 。
声音叠加
虽然图像不再是正弦曲线,但是仍然是具有周期的 。当你使用电脑上的程序演奏音乐时,你会看到很多的正弦曲线叠加 。
你可能在平时看到有关噪音消除的耳机广告,这里有个消除噪音的方法 。首先,制造商知道你会听到哪些噪音,然后生成带有偏移的相同正弦声音,最后将两者叠加,达到消除的目的 。这听上去很奇怪,但是确实是这样的 。
比如音符A经过一定的偏移创造另外一个有相同响度和周期的音符A,这两个文件播放的声音是一样的 。
音符A
偏移的音符A
将它们两者叠加,得到下面的图像,听上去就是无声的 。
音符叠加前
音符叠加后


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