Sinus/Kosinus-Wellen-Explorer
parametrisierte trigonometrische Wellen, live visualisiert
wie ein rotierendes Rad Sinus und Kosinus erzeugt 🖖
Sinus und Kosinus haben eigentlich wenig mit Dreiecken zu tun — sie sind der horizontale und vertikale Schatten eines Punktes, der sich mit konstanter Geschwindigkeit auf einem Kreis bewegt. Während der Punkt den Winkel θ = Bx + C durchläuft, zeichnet seine vertikale Position sin(θ) nach und seine horizontale Position cos(θ) — genau deshalb sind beide Kurven identisch, nur um eine Viertelumdrehung (π/2) phasenverschoben. Das erklärt auch, warum B die Frequenz, aber nie die Amplitude steuert: B verändert nur, wie schnell der Punkt das Rad umrundet, nicht wie weit sein Schatten ausschlägt. Dieselbe Idee des rotierenden Zeigers — ein getarntes Drehrad — nutzen Ingenieure, um Wechselstrom, Schall und Funksignale als Phasoren zu beschreiben.
die vier Regler hinter jeder Welle 🖖
Jede Welle hier ist dieselbe S-Grundform, nur durch vier Zahlen umgeformt. A streckt sie in die Höhe, B staucht sie seitlich, sodass mehr Zyklen in denselben Raum passen, C verschiebt sie nach links oder rechts, und D hebt oder senkt das Ganze. Das Wichtigste: Nur B verändert die Periode (die Länge eines vollständigen Zyklus). Egal wie du A, C oder D einstellst, die Welle wiederholt sich über genau derselben Länge — ihr Rhythmus bleibt unberührt.
»Sinus« beruht auf einer Fehlübersetzung 🖖
Das Wort Sinus ist ein historischer Zufall. Indische Mathematiker nannten es jyā (Bogensehne); arabische Gelehrte übernahmen es als jayb, was zufällig auch »Bucht« oder »Falte« bedeutete. Als lateinische Übersetzer das Wort lasen, übertrugen sie diese unverwandte Bedeutung wörtlich als sinus — lateinisch für eine Bucht oder die Falte eines Gewandes. Jedes Mal, wenn du sin schreibst, verwendest du also eine Fehlübersetzung von »Bogensehne« aus dem 12. Jahrhundert.
Beispielaufgaben
- einfache Sinuswelle - y=sin(x) — Amplitude 1, Periode 2p˜6.28
- doppelte Frequenz - y=sin(2x) — doppelte Frequenz, Periode halbiert auf p˜3.14
- Phasenverschiebung um π/2 - y=sin(x+p/2) — Phasenverschiebung nach links um p/2, entspricht cos(x)
- kombinierte Verschiebung - y=1.5·cos(x-p/4)+1 — kombinierte Amplituden-, Phasen- und Vertikalverschiebung