Questions: y=4 * sin(2x)-2 for 0 ≤ x ≤ 2π

y=4 * sin(2x)-2
for 0 ≤ x ≤ 2π
Transcript text: $y=4 \cdot \sin (2 x)-2$ für $0 \leq x \leq 2 \pi$
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Solution

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To solve the given function \( y = 4 \cdot \sin(2x) - 2 \) for \( 0 \leq x \leq 2\pi \), we need to:

  1. Generate a range of \( x \) values from 0 to \( 2\pi \).
  2. Compute the corresponding \( y \) values using the given function.
  3. Plot the function to visualize it.
Schritt 1: Bestimmen der Amplitude, Periode und Verschiebung

Die gegebene Funktion ist \( y = 4 \cdot \sin(2x) - 2 \).

  • Amplitude: Die Amplitude ist der Koeffizient vor der Sinusfunktion, also \( 4 \).
  • Periode: Die Periode einer Sinusfunktion \( \sin(bx) \) ist \( \frac{2\pi}{b} \). Hier ist \( b = 2 \), also ist die Periode \( \frac{2\pi}{2} = \pi \).
  • Vertikale Verschiebung: Die Funktion ist um \( -2 \) Einheiten nach unten verschoben.
Schritt 2: Bestimmen der Maximal- und Minimalwerte
  • Maximalwert: Der Maximalwert der Funktion \( \sin(2x) \) ist \( 1 \). Daher ist der Maximalwert von \( y = 4 \cdot \sin(2x) - 2 \): \[ y_{\text{max}} = 4 \cdot 1 - 2 = 2 \]
  • Minimalwert: Der Minimalwert der Funktion \( \sin(2x) \) ist \( -1 \). Daher ist der Minimalwert von \( y = 4 \cdot \sin(2x) - 2 \): \[ y_{\text{min}} = 4 \cdot (-1) - 2 = -6 \]
Schritt 3: Bestimmen der Nullstellen

Die Nullstellen der Funktion \( y = 4 \cdot \sin(2x) - 2 \) treten auf, wenn \( y = 0 \): \[ 4 \cdot \sin(2x) - 2 = 0 \] \[ 4 \cdot \sin(2x) = 2 \] \[ \sin(2x) = \frac{1}{2} \]

Die Lösung für \( \sin(2x) = \frac{1}{2} \) ist: \[ 2x = \frac{\pi}{6} + 2k\pi \quad \text{oder} \quad 2x = \pi - \frac{\pi}{6} + 2k\pi \] \[ 2x = \frac{\pi}{6} + 2k\pi \quad \text{oder} \quad 2x = \frac{5\pi}{6} + 2k\pi \]

Teilen durch 2: \[ x = \frac{\pi}{12} + k\pi \quad \text{oder} \quad x = \frac{5\pi}{12} + k\pi \]

Für \( 0 \leq x \leq 2\pi \): \[ x = \frac{\pi}{12}, \frac{13\pi}{12}, \frac{5\pi}{12}, \frac{17\pi}{12} \]

Endgültige Antwort

\[ \boxed{y_{\text{max}} = 2} \] \[ \boxed{y_{\text{min}} = -6} \] \[ \boxed{x = \frac{\pi}{12}, \frac{13\pi}{12}, \frac{5\pi}{12}, \frac{17\pi}{12}} \]

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