Sinusfunktionen
1. **Problemstellung:** Bestimme die Funktionsgleichungen der gegebenen Graphen.
2. **Wichtige Formeln und Regeln:**
- Die allgemeine Form einer Sinusfunktion ist $$y = A \sin(Bx + C) + D$$, wobei:
- $$A$$ die Amplitude (Höhe der Wellenberge) ist,
- $$\frac{2\pi}{B}$$ die Periode (Länge eines vollständigen Zyklus) ist,
- $$C$$ die Phasenverschiebung (horizontaler Versatz) ist,
- $$D$$ die vertikale Verschiebung ist.
3. **Graph a):**
- Die Amplitude ist 1 (da die Wellen von -1 bis 1 gehen).
- Die Periode ist $$2\pi$$ (Standardperiode der Sinusfunktion).
- Die Funktion hat keine Verschiebung oder vertikale Verschiebung.
- Somit ist die Funktionsgleichung $$y = \sin(x)$$.
4. **Graph b):**
- Die Amplitude ist 2 (da die Wellen von -2 bis 2 gehen).
- Die Periode ist $$\pi$$, also halb so lang wie die Standardperiode.
- Daraus folgt $$B$$ aus $$\frac{2\pi}{B} = \pi \Rightarrow B = 2$$.
- Keine Verschiebung oder vertikale Verschiebung.
- Die Funktionsgleichung lautet $$y = 2 \sin(2x)$$.
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5. **Zweite Aufgabe:** Bestimme Amplitude, Periode, zeichne den Graphen und bestimme die Nullstellen für die Funktionen:
**a) $$f(x) = 3 \sin(x)$$**
- Amplitude: $$3$$
- Periode: $$2\pi$$ (Standard)
- Nullstellen: $$x = k\pi$$ für alle ganzen Zahlen $$k$$, da $$\sin(x) = 0$$ bei $$x = k\pi$$.
**b) $$f(x) = \sin\left(\frac{1}{6}x\right)$$**
- Amplitude: $$1$$
- Periode: $$\frac{2\pi}{\frac{1}{6}} = 12\pi$$
- Nullstellen: $$x = 6k\pi$$ für alle ganzen Zahlen $$k$$.
**c) $$f(x) = \sin(x - \pi)$$**
- Amplitude: $$1$$
- Periode: $$2\pi$$
- Phasenverschiebung: $$\pi$$ nach rechts
- Nullstellen: $$x - \pi = k\pi \Rightarrow x = (k+1)\pi$$ für alle ganzen Zahlen $$k$$.
**d) $$f(x) = -\frac{1}{2} \sin(x) + 1.5$$**
- Amplitude: $$\frac{1}{2}$$ (negativ bedeutet Spiegelung an der x-Achse)
- Periode: $$2\pi$$
- Vertikale Verschiebung: $$1.5$$ nach oben
- Nullstellen: Löse $$-\frac{1}{2} \sin(x) + 1.5 = 0 \Rightarrow \sin(x) = 3$$, was unmöglich ist, also keine Nullstellen.
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**Zusammenfassung:**
- a) $$y = \sin(x)$$
- b) $$y = 2 \sin(2x)$$
- 2.a) Amplitude 3, Periode $$2\pi$$, Nullstellen bei $$x = k\pi$$
- 2.b) Amplitude 1, Periode $$12\pi$$, Nullstellen bei $$x = 6k\pi$$
- 2.c) Amplitude 1, Periode $$2\pi$$, Nullstellen bei $$x = (k+1)\pi$$
- 2.d) Amplitude 0.5, Periode $$2\pi$$, keine Nullstellen