🗒️周期分离的三角函数
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有些周期问题需要“分段”处理。举个例子,比如呼吸灯的显隐,若是想做到显示的时长和隐藏的时长是不一样的,但整体保持一定的周期性。遇到这种问题,需要使用周期分离的三角函数。
标准三角函数
不用多说中学知识,给定,其函数由正弦函数及其频率、增幅和相位描述标准三角函数:
周期分离
周期分离是指将最小正周期分成若干块:
对于每个周期,都要保持:
- 交界点光滑,即可导
- 整体保持周期性
这就意味着,周期分离的三角函数并不是简单的分段函数,他们的交界点必须可导。这个性质的主要原因是防止变化的非常突然。
2-周期分离
2-周期分离是指将最小正周期分离成两个子周期,并且对于,。其中。这种周期分离最常用到,因为这样的周期分离,可以做到分别控制大于0和小于0的周期。
如何推导出这样的三角函数?比较简单,我们只需要分段考虑,并且只考虑的部分,并且考虑边界情况。
当的时候,考虑将的标准化(即将当作整体),显然对于的边界而言,有:
两条都可以解得同一个结果,并且带入:
所以:
当的时候,同理:
两条都可以解得同一个结果,并且带入:
所以:
优化
可以看到上面得到的结果,有两个问题:
- 浮点计算多
- 交界点不光滑
为了解决上述问题,我们要将分段函数整合在一个函数里。
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