【横坐标伸长到原来的2倍应如何表示】在数学中,尤其是函数图像变换中,“横坐标伸长到原来的2倍”是一个常见的概念。它通常用于描述图像的水平方向变化,即图像沿x轴方向被拉伸或压缩。为了更清晰地理解这一变换,以下是对“横坐标伸长到原来的2倍”的详细总结,并通过表格形式进行对比说明。
一、概念解释
“横坐标伸长到原来的2倍”是指将原函数图像上的每个点的横坐标(x值)乘以2,从而使得整个图像在水平方向上被拉伸。这种变换属于水平方向的缩放,与纵坐标的变化不同。
例如,若原函数为 $ y = f(x) $,那么将其横坐标伸长到原来的2倍后,新函数可表示为:
$$
y = f\left(\frac{x}{2}\right)
$$
这表明,原来在 $ x = a $ 处的点,在新的图像中会出现在 $ x = 2a $ 的位置,因此图像被横向拉伸。
二、变换方式对比表
| 变换类型 | 数学表达式 | 图像变化效果 | 说明 |
| 横坐标伸长到原来的2倍 | $ y = f\left(\frac{x}{2}\right) $ | 图像沿x轴方向被拉伸,宽度变为原来的2倍 | 原来在 $ x = a $ 处的点移动到 $ x = 2a $ |
| 横坐标缩短到原来的1/2 | $ y = f(2x) $ | 图像沿x轴方向被压缩,宽度变为原来的1/2 | 原来在 $ x = a $ 处的点移动到 $ x = a/2 $ |
| 纵坐标伸长到原来的2倍 | $ y = 2f(x) $ | 图像沿y轴方向被拉伸,高度变为原来的2倍 | 所有点的y值乘以2 |
| 纵坐标缩短到原来的1/2 | $ y = \frac{1}{2}f(x) $ | 图像沿y轴方向被压缩,高度变为原来的1/2 | 所有点的y值除以2 |
三、实际应用举例
假设原函数为 $ y = \sin(x) $,则:
- 若横坐标伸长到原来的2倍,则新函数为 $ y = \sin\left(\frac{x}{2}\right) $
- 此时,原周期为 $ 2\pi $,现在变为 $ 4\pi $,即图像被水平拉伸,波形变“宽”。
四、总结
“横坐标伸长到原来的2倍”是一种水平方向的缩放变换,其数学表达为将原函数中的x替换为 $ \frac{x}{2} $,即 $ y = f\left(\frac{x}{2}\right) $。这种变换会使图像在x轴方向上变得更宽,适用于需要调整图像宽度的场景。
通过上述表格和实例,可以更直观地理解各种坐标变换的含义及对应的数学表达方式,有助于在学习函数图像变换时建立清晰的概念。
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