第28讲 函数y=Asin(ωx+φ)的图象与性质
2π 解:由图象知 T= =π,所以 ω=2,A=1, ω π π 由五点法作图可知 2×(- )+φ=0,所以 φ= , 6 3 π 所以 y=sin(2x+ ). 3 π π y=sin x 向左平移 个单位长度得到 y=sin(x+ ),再把 3 3 1 所得各点的横坐标缩短到原来的 倍,纵坐标不变.由此可 2 知,应选 A. 答案:A
复习目标
课前预习
高频考点
课时小结
π 解:(1)因为 f(x)=sin(ωx- ), 4 T π 2π 依题意 = .又 T= ,故 ω=3, 2 3 ω π 所以 f(x)=sin(3x- ). 4 (2)(方法一)函数 f(x)的图象向左平移 m 个单位后所对应的函 π 数为 g(x)=sin[3(x+m)- ]. 4 π π g(x)是偶函数当且仅当 3m- =kπ+ (k∈Z), 4 2 kπ π 即 m= + (k∈Z). 3 4 π 从而,最小正实数 m= . 4
复习目标
课前预习
高频考点
课时小结
解:(1)y=f(x)的图象有无数条对称轴,其对称轴都经过它们的最 高点或最低点且与 x 轴垂直. 2π π 7π kπ 令 2x- = +kπ(k∈Z),得 x= + (k∈Z), 3 2 12 2 7π kπ 所以 y=f(x)的图象的对称轴方程为 x= + (k∈Z). 12 2 (2)y=f(x)的图象有无数个对称中心, 它们分别为 y=f(x)的图象与 x 轴的交点, 2π π kπ 令 2x- =kπ (k∈Z),得 x= + (k∈Z), 3 3 2 π kπ 所以它们的对称中心为( + ,0)(k∈Z). 3 2
复习目标 课前预习 高频考点 课时小结
(方法二)函数 f(x)的图象向左平移 m 个单位后所对应的函数 π 为 g(x)=sin[3(x+m)- ]. 4 g(x)是偶函数当且仅当 g(-x)=g(x)对 x∈R 恒成立, π π 亦即 sin(-3x+3m- )=sin(3x+3m- )对 x∈R 恒成立. 4 4 π π 所以 sin(-3x)cos(3m- )+cos(-3x)sin(3m- ) 4 4 π π =sin 3xcos(3m- )+cos 3xsin(3m- ), 4 4 π 即 2sin 3xcos(3m- )=0 对 x∈R 恒成立, 4 π π π 所以 cos(3m- )=0,故 3m- =kπ+ (k∈Z), 4 4 2 kπ π π 所以 m= + (k∈Z).从而,最小正实数 m= . 3 4 4
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高频考点
课时小结
4.依据图象求 y=Asin(ωx+φ)的解析式 求法为待定系数法,求解步骤是先由图象求出 A 与 T,再由 ω= 2π 算 T
出 ω,然后将“五点法”中相应的点代入或图象中其他的特殊点代入求出 φ. 5.y=Asin(ωx+φ)的图象的对称性 (1)函数 y=Asin(ωx+φ)的图象关于直线 x=x0 成轴对称图形,则 ωx0 +φ=________________. (2)函数 y=Asin(ωx+φ)的图象关于(xP,0)成中心对称图形,则 ωxP+φ =_______________.
复习目标 课前预习 高频考点 课时小结
π (2)由(1)知 f(x)=5sin(2x- ), 6 π 则 g(x)=5sin(2x+2θ- ). 6 因为函数 y=sin x 图象的对称中心为(kπ,0),k∈Z, π kπ π 令 2x+2θ- =kπ,k∈Z,解得 x= + -θ,k∈Z. 6 2 12 5π 由于函数 y=g(x)的图象关于点( ,0)成中心对称, 12 kπ π 5π kπ π 所以令 + -θ= ,解得 θ= - ,k∈Z. 2 12 12 2 3 π 由 θ>0 可知,当 k=1 时,θ 取得最小值 . 6
x π X=2x+ 3 π y=2sin(2x+ ) 3 π - 6 0 0 π 12 π 2 2 π 3 π 0 7π 12 3π 2 -2 5π 6 2π 0
复习目标
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高频考点
课时小结
描出对应的五点,用光滑曲线连接各点,即得到所作出 的图象如下图所示.
复习目标
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高频考点
课时小结
点评: (1)三角函数的作图的三个主要步骤:列表、
ωx+φ x Asin(ωx+φ) 0 0 π 2 π 3 5 π 3π 2 5π 6 -5 0 2π
(1)请将上表数据补充完整,并直接写出函数 f(x)的解析式; (2)将 y=f(x)图象上所有点向左平行移动 θ(θ>0)个单位长度, 5π 得到 y=g(x)的图象.若 y=g(x)图象的一个对称中心为( ,0), 12 求 θ 的最小值.
1 π 1 π C.y=sin( x- ) D.y=sin( x- ) 2 10 2 20 π 解:将函数 y=sin x 的图象上所有的点向右平移 个单 10
π 位得到 y=sin(x- )的图象,再把所得各点的横坐标伸长到 10 1 π 原来的 2 倍(纵坐标不变)得到 y=sin( x- )的图象. 2 10
复习目标
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高频考点
课时小结
点评: (1)由图象写解析式,要注意数形结合,要注
意它和“五点法”作图的联系. (2)图象变换的两种途径:先相位变换后周期变换(先 平移再伸缩);先周期变换后相位变换(先伸缩再平移).一 般采用先平移再伸缩, 要注意每一个变换总是对字母 x 而 言,即图象变换要看“变量”起多大变化,而不是“角变 化”多少.
第四单元
三角函数与解三角形
第四单元
第28讲
三角函数与解三角形
函数y=Asin(ωx+φ)的图 象与性质
复习目标
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高频考点
课时小结
1.会用“五点法”画函数 y=Asin(ωx+φ)的图象,理解 A、ω、φ 的物理意义. 2.掌握函数 y=Asin(ωx+φ)与 y=sin x 图象间的变换关 系. 3. 会由函数 y=Asin(ωx+φ)的图象或图象性质特征求函 数的解析式.
答案:B
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课时小结
4.函数 f(x)=Asin(ωx+φ)(A,ω,φ 为常数,A>0,ω>0) 的部分图象如图所示,则 f(0)的值是__________.
解:由题意可知 A= 2,根据题意得
πω+φ=π, 3 3π 7π ω+φ= , 2 12 ω=2, 解得 π φ=3.
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【变式探究】
π 2.函数 f(x)=Asin(ωx+φ)(x∈R,ω>0,0<φ< )的部分图象如图 2 所示.
(1)求函数 f(x)的解析式; (2)说明 y=f(x)的图象可由 y=sin 2x 通过怎样的变换得到.
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高频考点
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11π 5π 解:(1)由题设图象知,周期 T=2( - )=π, 12 12 2π 所以 ω= =2. T 5π 因为点( ,0)在函数图象上, 12 5π π π 由五点法作图知, +φ=kπ+π,又 0<φ< ,所以 φ= . 6 2 6 π 又因为点(0,1)在函数图象上,所以 Asin =1,A=2, 6 π 故函数 f(x)的解析式为 f(x)=2sin(2x+ ). 6
复习目标 课前预习 高频考点 课时小结
解:(1)由条件得
π 解得 ω=2,φ=- ,又 A=5,数据补全如下表: 6
ωx+φ x Asin(ωx+ φ) 0 π 12 0 π 2 π 3 5 π 7π 12 0 3π 2 5π 6 -5 2π 13 π 12 0
π 且函数解析式为 f(x)=5sin(2x- ). 6
π π 6 所以 f(x)= 2sin(2x+ ),所以 f(0)= 2sin = . 3 3 2
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2π 5.已知函数 f(x)=2sin(2x- ). 3 (1)函数 y=f(x)的图象的对称轴的方程为 (2)函数 y=f(x)的图象的对称中心的坐标为 ; .
复习目标
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高频考点
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π 解:(1)由原函数得 y=2sin(2x+ ), 3 2π π 所以振幅 A=2,周期 T= =π,初相 φ= . 2 3 π π 令 2x+ =kπ+ ,k∈Z, 3 2 kπ π 得到对称轴方程为 x= + ,k∈Z. 2 12 π (2)令 X=2x+ ,列出下表: 3
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高频考点
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π π 1.已知简谐运动 f(x)=2sin( x+φ)(|φ|< )的图象经过点(0,1),则 3 2 该简谐运动的最小正周期 T 和初相 φ 分别为( π A.T=6,φ= 6 π B.T=6,φ= 3 )
π π C.T=6π,φ= D.T=6π,φ= 6 3 2π 解:T= =6,图象过点(0,1),所以 1=2sin φ, π 3
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高频考点
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考点二· 由图象求解析式及图象变换
π 5π 【例 2】下图是函数 y=Asin(ωx+φ)(x∈R)在区间[-6, 6 ]上的图
象, 为了得到这个函数的图象, 只要将 y=sin x(x∈R)的图象上所有的点 π A.向左平移 个单位长度,再把所得各点的 3 1 横坐标缩短到原来的 倍,纵坐标不变 2 π B.向左平移 个单位长度,再把所得各点的 3 横坐标伸长到原来的 2 倍,纵坐标不变 π C.向左平移 个单位长度,再把所得各点的 6 1 横坐标缩短到原来的 倍,纵坐标不变 2 π D.向左平移 个单位长度,再把所得各点的 6 横坐标伸长到原来的 2 倍,纵坐标不变
描点、连线,关键是五个点的选取. (2)y=Asin(ωx+φ)有无数条对称轴,它们分别过图象 的最高点和最低点.
(解析版)函数y=Asin(ωx+φ)的图像与性质PPT课件
∴π4+φ=kπ+π2(k∈Z).
∵-π<φ<0,
∴φ=-34π.
32
【变式训练】
设函数 f(x)=sin(2x+φ)(-π<φ<0),y=f(x)的图像的一条对称轴是直线 x=π8. (1)求 φ; (2)求函数 y=f(x)的单调递增区间; (3)画出函数 y=f(x)在[0,π]上的图像.
(2)由(1)知,φ=-34π,因此 y=sin2x-34π.由题意得 2kπ-π2≤2x-34π≤2kπ +π2(k∈Z),∴kπ+π8≤x≤kπ+58π(k∈Z),
-
3π 4
≤
3π 2
+
2kπ(k∈Z)
,
得
原
函
数
的
单
调
增
区
间
为
58π+kπ,98π+kπ(k∈Z).
即函数 y=sin34π-2x的单调减区间是π8+kπ,58π+kπ(k∈Z),
单调增区间是58π+kπ,98π+kπ(k∈Z).
22
规律方法
1. 关于函数 y=Asin(ωx+φ)的对称性与奇偶性 (1)将 ωx+φ 看作整体,代入到 y=sin x 的对称中心、对称轴的表 达式可以求出函数 y=Asin(ωx+φ)的对称中心、对称轴或求 φ 值. (2)若函数 y=Asin(ωx+φ)为奇函数,则 φ=π+kπ,k∈Z,若函数 y=Asin(ωx+φ)为偶函数,则 φ=π2+kπ,k∈Z,函数 y=Asin(ωx+φ) 的奇偶性实质是函数的对称中心、对称轴的特殊情况.
37
又∵函数图像过点(0, 2),0<φ<π2, ∴2sin φ= 2,∴φ=π4, ∴函数解析式为 y=2sin13x+π4. 由-π2+2kπ≤13x+π4≤π2+2kπ, 得-94π+6kπ≤x≤34π+6kπ(k∈Z),
函数yAsin(ωxφ)的图像与性质
图像的形状与特点
01
02
03
04
周期性
函数y=asin(ωxφ)具有周期性, 其图像呈现为一系列重复的波
形。
振幅
振幅与ω有关,ω越大,振幅 越大;反之,ω越小,振幅越
小。
相位
相位与φ有关,φ决定了波形 在水平方向上的位置。
单调性
在每个周期内,函数是单调的 ,先增后减。
参数ω和φ对图像的影响
参数ω
函数y=asin(ωxφ)表示一个正弦函数经过平移、伸 缩和旋转后的变换。其中,ω控制正弦函数的伸缩, φ控制正弦函数的平移,而asin则表示正弦函数经 过了反相变换。
φ是实数,表示正弦函数的平移量,当φ>0时,正 弦函数向右平移,当φ<0时,正弦函数向左平移。
ω是正实数,表示正弦函数的伸缩系数,当ω>1时, 正弦函数被压缩,当0<ω<1时,正弦函数被拉伸。
余弦函数
y=asin(ωxφ)的图像与标准余弦函数y=cos(x)的图像也具有相似性,同样可以 通过调整参数来改变其形状和位置。
03 函数y=asin(ωxφ)的性 质
周期性
函数y=asin(ωxφ)具有周期性,其周 期为2π/∣ω∣。这意味着函数图像将 按照一定的规律重复出现。
周期性是三角函数的重要性质之一, 它有助于我们更好地理解函数的图像 和变化规律。
在未来的应用前景
在物理学中的应用
可以应用于描述物理现象,如波动、振动等。
在工程学中的应用
可以应用于信号处理、图像处理等领域。
在金融领域的应用
可以应用于金融数据分析、股票价格预测等领域。
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高中 函数y=Asin(ωx+φ)的图象及性质 知识点+例题 全面
辅导讲义――函数y =Asin(ωx +φ)的图象及性质教学内容1.y =A sin(ωx +φ)的有关概念y =A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0),x ∈[0,+∞)振幅 周期 频率 相位 初相 AT =2πωf =1T =ω2πωx +φφ2.用五点法画y =A sin(ωx +φ)一个周期内的简图 五个特征点的取法:设X =ωx +φ,由X 取0,2π,π,23π,π2来求出相应的x 的值,及对应的y 值,再描点作图.如下表所示.x0-φω π2-φω π-φω 3π2-φω 2π-φω ωx +φ 0 π2 π 3π2 2π y =A sin(ωx +φ)A-A3.函数y =sin x 的图象经变换得到y =A sin(ωx +φ)的图象的步骤如下:[例1] 函数)421sin(2π+=x y 的周期,振幅,初相分别是______________.[巩固1] 函数)20,0,)(sin(πϕωϕω<≤>∈+=R x x y 的部分图象如图,则ω=______;ϕ=______知识模块1 y =A sin(ωx +φ)精典例题透析[巩固] 若关于x 的方程01sin sin 2=+-+m x x 有解,则实数m 的取值范围为_____________.[例5] 要得到)21sin(x y -=的图象,只需将)621sin(π--=x y 的图象_______________.[巩固1] 为得到函数)3cos(π+=x y 的图象,只需将函数x y sin =的图象_____________________.[巩固2] 为得到函数)62sin(π-=x y 的图象,只需将函数x y 2cos =的图象_____________________.[例6] 已知函数x x f πsin )(=的图象的一部分如左图,则右图的函数图象所对的函数解析式为_____________.[巩固1] 函数)0,0,0)(sin()(πϕωϕω<<>>+=A x A x f 的部分图象如图所示,则)(x f 的解析式为____________.[巩固2] 已知函数),0,)(sin()(πϕπωϕω<<->∈+=R x x A x f 的部分图象如图所示,则函数)(x f 的解析式 是_______________.[例7] 设函数f (x )=3sin(ωx +φ)(ω>0,-π2<φ<π2)的图象关于直线x =2π3对称,它的周期是π,则下列说法正确的是________.(填序号)[例](1)已知函数f (x )=2sin(ωx +φ)(其中ω>0,|φ|<π2)的最小正周期是π,且f (0)=3,则ω=_____,φ=_______.(2)已知函数f (x )=A sin(ωx +φ) (A >0,|φ|<π2,ω>0)的图象的一部分如图所示,则该函数的解析式为____________.[巩固] 如图为y =A sin(ωx +φ)的图象的一段.(1)求其解析式;(2)若将y =A sin(ωx +φ)的图象向左平移π6个单位长度后得y =f (x ),求f (x )的对称轴方程.题型三:函数y =A sin(ωx +φ)的性质[例] (2014·重庆改编)已知函数f (x )=3sin(ωx +φ)(ω>0,-π2≤φ<π2)的图象关于直线x =π3对称,且图象上相邻两个最高点的距离为π.(1)求ω和φ的值;(2)当x ∈[0,π2]时,求函数y =f (x )的最大值和最小值.[巩固] 已知函数f (x )=A sin(ωx +φ)(x ∈R ,ω,A >0,0<φ<π2)的最大值为2,最小正周期为π,直线x =π6是其图象的一条对称轴.(1)求函数f (x )的解析式;(2)求函数g (x )=f (x -π12)-f (x +π12)的单调递增区间.1.(2013·山东)将函数y =sin(2x +φ)的图象沿x 轴向左平移π8个单位后,得到一个偶函数的图象,则φ的一个可能取值为( )A .3π4B .π4C .0D .-π42.(2013·浙江)函数f (x )=sin x cos x +32cos 2x 的最小正周期和振幅分别是__________.3.已知函数f (x )=2sin(ωx +φ)(ω>0,且|φ|<π2)的部分图象如图所示,则函数f (x )的一个单调递增区间是______________.4.电流强度I (安)随时间t (秒)变化的函数I =A sin(ωt +φ)(A >0,ω>0,0<φ<π2)的图象如右图所示,则当t =1100秒时,电流强度是_____________.5.已知函数f (x )=2sin ωx 在区间[-π3,π4]上的最小值为-2,则ω的取值范围是_________________.6.设偶函数f (x )=A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0,0<φ<π)的部分图象如图所示,△KLM 为等腰直角三角形,∠KML =90°, KL =1,则f (16)的值为________.,7.某城市一年中12个月的平均气温与月份的关系可近似地用三角函数y =a +A cos ⎣⎡⎦⎤π6(x -6) (x =1,2,3,…,12,A >0)来表示,已知6月份的月平均气温最高,为28℃,12月份的月平均气温最低,为18℃,则10月份的平均气温值 为________℃.夯实基础训练。
函数y=Asin(ωx+φ)的性质及应用 课件
1.函数y=Asin(ωx+φ),x∈[0,+∞)(其中A>0,ω>0)中各量的物理意义 物理中,描述简谐运动的物理量, 如振幅、周期和频率等都与函数y=Asin(ωx+φ)中的常数有关: (1)A:它表示做简谐运动的物体离开平衡位置的最大距离,称为振幅(amplitude of vibration);
(3)由 y=sin(2x-34π)知,
x
0
π
3π
5π
7π
8
8
8
8
π
2x-34π
-34π
-π2
0
π 2
π
5π 4
y
-
2 2
-1
0
1
0
-
2 2
故函数y=f(x)在区间[0,π]上的图象是
相位、初相概念理解错误
典例 4 函数 y=2sin(-2x+π3)的相位和初相分别是( )
A.-2x+π3,π3
[解析] (1)由 2x+φ=kπ+π2,k∈Z 得 x=k2π+π4-φ2, 令k2π+π4-φ2=π8,解得 φ=kπ+π4,k∈Z. ∵-π<φ<0,∴φ=-34π. (2)由(1)知,f(x)=sin(2x-34π). 由 2kπ-π2≤2x-34π≤2kπ+π2(k∈Z)
解得 kπ+π8≤x≤kπ+58π(k∈Z) 故函数的单调递增区间是[kπ+π8,kπ+58π](k∈Z). 同理可得函数的单调递减区间是[kπ+58π,kπ+98π](k∈Z). 当 2x-34π=2kπ+π2(k∈Z),即 x=kπ+58π(k∈Z)时函数有最大值 1; 当 2x-34π=2kπ-π2(k∈Z),即 x=kπ+π8(k∈Z)时函数有最小值-1.
考点18 函数y=Asin(ωx φ)的图象与性质
考点十八 函数y =A sin(ωx +φ)的图象和性质知识梳理1.五点法作y =A sin(ωx +φ)一个周期内的简图用“五点法”作图,就是令ωx +φ取下列5个特殊值:0, π2, π, 3π2, 2π,通过列表,计算五点的坐标,描点得到图象 2.三角函数图象变换3.函数y =A sin(ωx +φ)的几个概念若函数y =A sin(ωx +φ) (A >0,ω>0,x ∈(-∞,+∞))表示一个振动量时,则A 叫做振幅,T =2πω叫做周期,f =1T叫做频率,ωx +φ叫做相位,φ叫做初相.典例剖析题型一 三角函数的图象变换例1 (2015山东文)要得到函数y =sin ⎝⎛⎭⎫4x -π3的图象,只需将函数y =sin 4x 的图象________.(填序号)① 向左平移π12个单位 ②向右平移π12个单位 ③向左平移π3个单位 ④向右平移π3个单位答案 ②解析 ∵y =sin ⎝⎛⎭⎫4x -π3=sin ⎣⎡⎦⎤4⎝⎛⎭⎫x -π12, ∴要得到y =sin ⎝⎛⎭⎫4x -π3的图象,只需将函数y =sin 4x 的图象向右平移π12个单位.变式训练 把函数y =sin(x +π6)图象上各点的横坐标缩短到原来的12(纵坐标不变),再将图象向右平移π3个单位长度,那么所得图象的一条对称轴方程为________.答案 x =-π2解析 将y =sin(x +π6)图象上各点的横坐标缩短到原来的12(纵坐标不变),得到函数y =sin(2x+π6);再将图象向右平移π3个单位长度,得到函数y =sin[2(x -π3)+π6]=sin(2x -π2),故x =-π2是其图象的一条对称轴方程.解题要点 图象平移时要注意平移量的求解,由y =sin x 的图象变换到y =A sin(ωx +φ)的图象,两种变换区别在于:先相位变换再周期变换(伸缩变换),平移量是|φ|个单位;而先周期变换(伸缩变换)再相位变换,平移量是|φ|ω(ω>0)个单位.原因在于相位变换和周期变换都是针对x 而言,即x 本身加减多少值,而不是依赖于ωx 加减多少值. 题型二 三角函数的五点法作图 例2 设函数y =2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3 (1)用五点法作出它在长度为一个周期的闭区间上的图象;(2)说明函数f (x )的图象可由y =sin x 的图象经过怎样的变换而得到的. 解析 (1) 列表,描点画出图象:(2) 方法一 把y =sin x 的图象上所有的点向左平移π3个单位长度,得到y =sin ⎝⎛⎭⎫x +π3的图象,再把y =sin ⎝⎛⎭⎫x +π3的图象上的点的横坐标缩短到原来的12倍(纵坐标不变),得到y =sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3的图象,最后把y =sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3上所有点的纵坐标伸长到原来的2倍(横坐标不变),即可得到y =2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3的图象. 方法二 将y =sin x 的图象上每一点的横坐标x 缩短为原来的12倍,纵坐标不变,得到y =sin2x 的图象;再将y =sin 2x 的图象向左平移π6个单位长度,得到y =sin 2⎝⎛⎭⎫x +π6=sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3的图象;再将y =sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3的图象上每一点的横坐标保持不变,纵坐标伸长为原来的2倍,得到y =2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3的图象. 解题要点 (1)五点法作简图:用“五点法”作y =A sin(ωx +φ)的简图,主要是通过变量代换,设z =ωx +φ,由z 取0,π2,π,32π,2π来求出相应的x ,通过列表,计算得出五点坐标,描点后得出图象.(2)图象变换:由函数y =sin x 的图象通过变换得到y =A sin(ωx +φ)的图象,有两种主要途径:“先平移后伸缩”与“先伸缩后平移”. 题型三 由图象求y =A sin(ωx +φ)的解析式例3 函数f (x )=A sin(ωx +φ)⎝⎛⎭⎫A >0,ω>0,-π2<φ<π2,x ∈R 的部分图象如图所示. (1)求函数y =f (x )的解析式;(2)当x ∈⎣⎡⎦⎤-π,-π6时,求f (x )的取值范围.解析 (1)由题中图象得A =1,T 4=2π3-π6=π2,所以T =2π,则ω=1.将点⎝⎛⎭⎫π6,1代入得sin ⎝⎛⎭⎫π6+φ=1,又-π2<φ<π2,所以φ=π3,因此函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫x +π3. (2)由于-π≤x ≤-π6,-2π3≤x +π3≤π6,所以-1≤sin ⎝⎛⎭⎫x +π3≤12, 所以f (x )的取值范围是⎣⎡⎦⎤-1,12. 解题要点 确定y =A sin(ωx +φ)+b (A >0,ω>0)的步骤和方法 (1)求A ,b :确定函数的最大值M 和最小值m ,则A =M -m 2,b =M +m2;(2)求ω:确定函数的周期T ,则可得ω=2πT ;(3)求φ:常用的方法有:①代入法:把图象上的一个已知点代入(此时A ,ω,b 已知)或代入图象与直线y =b 的交点求解(此时要注意交点在上升区间上还是在下降区间上).②五点法:确定φ值时,往往以寻找“五点法”中的某一个点为突破口.具体如下: “第一点”(即图象上升时与x 轴的交点)时ωx +φ=0;“第二点”(即图象的“峰点”)时ωx +φ=π2;“第三点”(即图象下降时与x 轴的交点)时ωx +φ=π;“第四点”(即图象的“谷点”)时ωx +φ=3π2;“第五点”时ωx +φ=2π.题型四 函数y =A sin(ωx +φ)的对称性、周期性、奇偶性 例4 函数f (x )=cos(2x -π6)的最小正周期是________.答案 π解析 最小正周期为T =2πω=2π2=π.变式训练 已知函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2x +3π2(x ∈R ),下面结论错误的是________.(填序号) ① 函数f (x )的最小正周期为π ② 函数f (x )是偶函数③ 函数f (x )的图象关于直线x =π4对称④ 函数f (x )在区间⎣⎡⎦⎤0,π2上是增函数 答案 ③解析 f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2x +3π2=-cos 2x ,故其最小正周期为π,故①正确;易知函数f (x )是偶函数,②正确;由函数f (x )=-cos 2x 的图象可知,函数f (x )的图象不关于直线x =π4对称,③错误;由函数f (x )的图象易知,函数f (x )在⎣⎡⎦⎤0,π2上是增函数,④正确,故选③. 解题要点 1.三角函数的奇偶性的判断技巧:首先要知道基本三角函数的奇偶性,再根据题目去判断所求三角函数的奇偶性;也可以根据图象做判断.2.求三角函数周期的方法: ①利用周期函数的定义.②利用公式:y =A sin(ωx +φ)和y =A cos(ωx +φ)的最小正周期为2π|ω|,y =tan(ωx +φ)的最小正周期为π|ω|.③利用图象. 3.三角函数的对称性:正、余弦函数的图象既是中心对称图形,又是轴对称图形,正切函数的图象只是中心对称图形,应熟记它们的对称轴和对称中心,并注意数形结合思想的应用.另外函数y =A sin(ωx +φ)、余弦函数y =A cos(ωx +φ)在对称轴处必取极值±A ,在对称轴处必取0,借助这一性质可快速解题.当堂练习1.函数f (x )=2sin(ωx +φ)(ω>0,-π2<φ<π2)的部分图象如图所示,则ω,φ的值分别是________.答案 2,-π3解析 由图象可得,3T 4=5π12-⎝⎛⎭⎫-π3=3π4, ∴T =π,则ω=2ππ=2,再将点⎝⎛⎭⎫5π12,2代入f (x )=2sin(2x +φ)中得,sin ⎝⎛⎭⎫5π6+φ=1, 令5π6+φ=2k π+π2,k ∈Z , 解得,φ=2k π-π3,k ∈Z ,又∵φ∈⎝⎛⎭⎫-π2,π2,则取k =0,∴φ=-π3. 2.(2014·辽宁卷) 将函数y =3sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3的图象向右平移π2个单位长度,所得图象对应的函数________.(填序号)①在区间⎣⎡⎦⎤π12,7π12上单调递减 ②在区间⎣⎡⎦⎤π12,7π12上单调递增③在区间⎣⎡⎦⎤-π6,π3上单调递减 ④在区间⎣⎡⎦⎤-π6,π3上单调递增 答案 ②解析 由题可知,将函数y =3sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3的图象向右平移π2个单位长度得到函数y =3sin ⎝⎛⎭⎫2x -23π的图象,令-π2+2k π≤2x -23π≤π2+2k π,k ∈Z ,即π12+k π≤x ≤7π12+k π,k ∈Z 时,函数单调递增,即函数y =3sin ⎝⎛⎭⎫2x -23π的单调递增区间为⎣⎡⎦⎤π12+k π,7π12+k π,k ∈Z ,可知当k =0时,函数在区间⎣⎡⎦⎤π12,7π12上单调递增.3. (2014·四川卷)为了得到函数y =sin (2x +1)的图象,只需把函数y =sin 2x 的图象上所有的点________.(填序号)①向左平行移动12个单位长度 ②向右平行移动12个单位长度③向左平行移动1个单位长度 ④向右平行移动1个单位长度 答案 ①解析 因为y =sin(2x +1)=sin2⎝⎛⎭⎫x +12,所以为得到函数y =sin(2x +1)的图象,只需要将y =sin 2x 的图象向左平行移动12个单位长度.4.(2014·安徽卷)若将函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2x +π4的图象向右平移φ个单位,所得图象关于y 轴对称,则φ的最小正值是________. 答案3π8解析 将f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2x +π4的图象向右平移φ个单位,得到y =sin ⎝⎛⎭⎫2x +π4-2φ的图象,由该函数的图象关于y 轴对称,可知sin ⎝⎛⎭⎫π4-2φ=±1,即sin ⎝⎛⎭⎫2φ-π4=±1,故2φ-π4=k π+π2,k ∈Z ,即φ=k π2+3π8,k ∈Z ,所以当φ>0时,φmin =3π8.5.(2015新课标Ⅰ文)函数f (x )=cos(ωx +φ)的部分图象如图所示,则f (x )的单调递减区间为________.答案 ⎝⎛⎭⎫2k -14,2k +34,k ∈Z 解析 由已知图象可求得ω与φ的值,然后利用余弦函数的单调区间求解. 由图象知,周期T =2⎝⎛⎭⎫54-14=2, ∴2πω=2,∴ω=π. 由π×14+φ=π2+2k π,k ∈Z ,不妨取φ=π4,∴f (x )=cos ⎝⎛⎭⎫πx +π4. 由2k π<πx +π4<2k π+π,k ∈Z ,得2k -14<x <2k +34,k ∈Z ,∴f (x )的单调递减区间为⎝⎛⎭⎫2k -14,2k +34,k ∈Z . 课后作业一、 填空题1.将函数f (x )=sin 2x 的图象向左平移π12个单位,得到函数g (x )=sin(2x +φ)0<φ<π2的图象,则φ等于________. 答案 π6解析 由题意g (x )=sin 2(x +π12)=sin(2x +π6),又g (x )=sin(2x +φ),0<φ<π2,∴φ=π6.2.将函数y =sin(2x +φ)的图象沿x 轴向左平移π8个单位后,得到一个偶函数的图象,则φ的一个可能取值为________. 答案 π4解析 由函数横向平移规律“左加右减”则y =sin(2x +φ)向左平移π8个单位得y =sin(2x +π4+φ).由y =sin(2x +π4+φ)为偶函数得π4+φ=π2+k π,k ∈Z ,则φ=π4+k π,k ∈Z ,则φ的一个可能值为π4.3.下列函数中,周期为π,且在[π4,π2]上为减函数的是________.①y =sin(2x +π2) ②y =cos(2x +π2) ③y =sin(x +π2) ④y =cos(x +π2)答案 ①解析 对于选项①,注意到y =sin(2x +π2)=cos2x 的周期为π,且在[π4,π2]上是减函数,故选①.4.函数y =cos x (x ∈R )的图象向左平移π2个单位后,得到函数y =g (x )的图象,则g (x )的解析式应为________. 答案 -sin x解析 由图象的平移得g (x )=cos ⎝⎛⎭⎫x +π2=-sin x . 5.已知函数y =cos(ωx +φ)(ω>0,|φ|<π)的部分图象如图所示,则________.① ω=1,φ=2π3② ω=1,φ=-2π3③ ω=2,φ=2π3④ ω=2,φ=-2π3答案 ④解析 由题图可知14T =7π12-π3=π4,∴T =π,又T =2πω,∴ω=2,又f (x )的图象过点⎝⎛⎭⎫π3,1,∴cos ⎝⎛⎭⎫2×π3+φ=1,∴2π3+φ=2k π,令k =0,得φ=-23π. 6.要得到函数y =sin(x -π6)的图象可将函数y =sin(x +π6)的图象上的所有点________.答案 向右平移π3个长度单位解析 由y =sin[(x -π3)+π6]=sin(x -π6)知应向右平移π3个长度单位.7.(2015陕西理)如图,某港口一天6时到18时的水深变化曲线近似满足函数y =3sin ⎝⎛⎭⎫π6x +φ+k ,据此函数可知,这段时间水深(单位:m)的最大值为________.答案 8解析 由图易得y min =k -3=2,则k =5. ∴y max =k +3=8.8.将函数f (x )=sin ωx (其中ω>0)的图象向右平移π4个单位长度,所得图象经过点⎝⎛⎭⎫3π4,0,则ω的最小值是________. 答案 2解析 ∵y =sin ω(x -π4)过点(34π,0),∴sin π2ω=0,∴π2ω=k π,ω=2k ,当k =1时,ω最小值为2.9.函数f (x )=A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0,|φ|<π2)的部分图象如图所示,则f (x )=________.答案 2sin(π8x +π4)解析 依题意得,A =2,2πω=2×(6+2)=16,ω=π8, sin(π8×2+φ)=1,又|φ|<π2,因此φ=π4,f (x )=2sin(π8x +π4). 10.设y =sin(ωx +φ)(ω>0,φ<(-π2,π2))的最小正周期为π,且其图象关于直线x =π12对称,则在下面四个结论中:①图象关于点(π4,0)对称; ②图象关于点(π3,0)对称;③在[0,π6]上是增函数; ④在[-π6,0]上是增函数.正确结论的编号为________. 答案 ②④解析 ∵T =π,∴ω=2,∴y =sin(2x +φ),∵图象关于直线x =π12对称,∴π6+φ=π2+k π,(k ∈Z ),∴φ=π3+k π(k ∈Z ),又∵φ∈(-π2,π2),∴φ=π3. ∴y =sin(2x +π3).当x =π4时,y =sin(π2+π3)=12,故①不正确.当x =π3时,y =0,故②正确;当x ∈[0,π6]时,2x +π3∈[π3,2π3],y =sin(2x +π3)不是增函数,即③不正确;当x ∈[-π6,0]时,2x +π3∈[0,π3]⊆[0,π2],故④正确.11. (2015湖南文)已知ω>0,在函数y =2sin ωx 与y =2cos ωx 的图象的交点中,距离最短的两个交点的距离为23,则ω=________. 答案 π2解析 由⎩⎪⎨⎪⎧y =2sin ωx ,y =2cos ωx得sin ωx =cos ωx ,∴tan ωx =1,ωx =k π+π4 (k ∈Z ).∵ω>0,∴x =k πω+π4ω(k ∈Z ).设距离最短的两个交点分别为(x 1,y 1),(x 2,y 2),不妨取x 1=π4ω,x 2=5π4ω,则|x 2-x 1|=⎪⎪⎪⎪5π4ω-π4ω=πω.又结合图形知|y 2-y 1|=⎪⎪⎪⎪2×⎝⎛⎭⎫-22-2×22=22, 且(x 1,y 1)与(x 2,y 2)间的距离为23, ∴(x 2-x 1)2+(y 2-y 1)2=(23)2, ∴⎝⎛⎭⎫πω2+(22)2=12,∴ω=π2. 二、解答题12. 已知函数f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π4+1. (1)求它的振幅、最小正周期、初相; (2)画出函数y =f (x )在⎣⎡⎦⎤-π2,π2上的图象.解析 (1)振幅为2,最小正周期T =π,初相为-π4.(2)图象如图所示.13.(2015湖北文)某同学用“五点法”画函数f (x )=A sin(ωx +φ)⎝⎛⎭⎫ω>0,|φ|<π2在某一个周期内的图象时,列表并填入了部分数据,如下表:(1) f (x )的解析式; (2) 将y =f (x )图象上所有点向左平行移动π6个单位长度,得到y =g (x )的图象,求y =g (x )的图象离原点O 最近的对称中心.解析 (1)根据表中已知数据,解得A =5,ω=2,φ=-π6.数据补全如下表:且函数表达式为f (x )=5sin ⎝⎭⎫2x -π6. (2)由(1)知f (x )=5sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6, 因此g (x )=5sin ⎣⎡⎦⎤2⎝⎛⎭⎫x +π6-π6=5sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6. 因为y =sin x 的对称中心为(k π,0),k ∈Z . 令2x +π6=k π,解得x =k π2-π12,k ∈Z .即y =g (x )图象的对称中心为⎝⎛⎭⎫k π2-π12,0,k ∈Z ,其中离原点O 最近的对称中心为⎝⎛⎭⎫-π12,0.。
函数y=Asin(ωx+ψ)的图像与性质
函数y =Asin(ωx+φ)的图象与性质1.用五点法画y =A sin(ωx +φ)一个周期内的简图时,要找五个关键点,如下表所示.x -φω-φω+π2ωπ-φω3π2ω-φω 2π-φωωx +φ 0 π2π 3π2 2π y =A sin(ωx +φ)A-A2.函数y =A sin(ωx +φ)的有关概念y =A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0),x ∈[0,+∞)表示一个振动量时振幅 周期 频率 相位 初相A T =2πω f =1T =ω2πωx +φ φ3.函数y =sin x 的图象经变换得到y =A sin(ωx +φ)的图象的两种途径强化训练1.判断下列结论正误(在括号内打“√”或“×”)(1)将函数y =3sin 2x 的图象左移π4个单位长度后所得图象的解析式是y =3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π4.( )(2)利用图象变换作图时“先平移,后伸缩”与“先伸缩,后平移”中平移的长度一致.( )(3)函数y =A cos(ωx +φ)的最小正周期为T ,那么函数图象的两个相邻对称中心之间的距离为T2.( )(4)由图象求解析式时,振幅A 的大小是由一个周期内图象中最高点的值与最低点的值确定的.( )2.(必修4P56T3改编)y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫12x -π3的振幅、频率和初相分别为( )A.2,4π,π3B.2,14π,π3C.2,14π,-π3D.2,4π,-π33.(必修4P62例4改编)某地农业监测部门统计发现:该地区近几年的生猪收购价格每四个月会重复出现.下表是今年前四个月的统计情况:月份x 1 2 3 4 收购价格y (元/斤)6765选用一个正弦型函数来近似描述收购价格(元/斤)与相应月份之间的函数关系为________________________.4.(2019·北京通州区模拟)函数y =2cos ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π6的部分图象是( )5.(2016·全国Ⅰ卷)若将函数y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6的图象向右平移14个周期后,所得图象对应的函数为( ) A.y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π4 B.y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3 C.y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π4 D.y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π36.(2018·济南模拟改编)y =cos(x +1)图象上相邻的最高点和最低点之间的距离是________.考点一 函数y =A sin(ωx +φ)的图象及变换【例1】 某同学用“五点法”画函数f (x )=A sin(ωx +φ) ⎝⎛⎭⎪⎫ω>0,|φ|<π2在某一个周期内的图象时,列表并填入了部分数据,如下表:(1)请将上表数据补充完整,并直接写出函数f (x )的解析式;(2)将y =f (x )图象上所有点向左平行移动θ(θ>0)个单位长度,得到y =g (x )的图象.若y =g (x )图象的一个对称中心为⎝ ⎛⎭⎪⎫5π12,0,求θ的最小值.【训练1】 (1)(2017·全国Ⅰ卷)已知曲线C 1:y =cos x ,C 2:y =sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +2π3,则下面结论正确的是( )A.把C 1上各点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向右平移π6个单位长度,得到曲线C 2B.把C 1上各点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向左平移π12个单位长度,得到曲线C 2C.把C 1上各点的横坐标缩短到原来的12倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向右平移π6个单位长度,得到曲线C 2D.把C 1上各点的横坐标缩短到原来的12倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向左平移π12个单位长度,得到曲线C 2(2)(2018·青岛调研)若把函数y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx -π6的图象向左平移π3个单位长度,所得到的图象与函数y =cos ωx 的图象重合,则ω的一个可能取值是( )A.2B.32C.23D.12考点二 求函数y =A sin(ωx +φ)的解析式【例2】 (1)(一题多解)函数f (x )=A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0,|φ|<π)的部分图象如图所示,则函数f (x )的解析式为________.(2)(2019·长郡中学、衡阳八中联考)函数f (x )=sin(ωx +φ)⎝⎛⎭⎪⎫ω>0,|φ|<π2的部分图象如图所示,已知A ⎝ ⎛⎭⎪⎫5π12,1,B ⎝ ⎛⎭⎪⎫11π12,-1,则f (x )图象的对称中心为( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫k π2+5π6,0(k ∈Z)B.⎝ ⎛⎭⎪⎫k π+5π6,0(k ∈Z)C.⎝ ⎛⎭⎪⎫k π2+π6,0(k ∈Z)D.⎝ ⎛⎭⎪⎫k π+π6,0(k ∈Z)【训练2】 (1)(2019·衡水中学一模)已知函数f (x )=-2cos ωx (ω>0)的图象向左平移φ⎝ ⎛⎭⎪⎫0<φ<π2个单位,所得的部分函数图象如图所示,则φ的值为( )A.π6 B.5π6 C.π12 D.5π12(2)(2019·山东省重点中学质检)已知函数f (x )=A sin(ωx +φ)⎝⎛⎭⎪⎫A >0,|φ|<π2,ω>0的图象的一部分如图所示,则f (x )图象的对称轴方程是________.考点三 y =A sin(ωx +φ)图象与性质的应用 角度1 三角函数模型的应用【例3-1】 如图,某大风车的半径为2米,每12秒旋转一周,它的最低点O 离地面1米,点O 在地面上的射影为A .风车圆周上一点M 从最低点O 开始,逆时针方向旋转40秒后到达P 点,则点P 到地面的距离是________米.角度2 三角函数性质与图象的综合应用【例3-2】 已知函数f (x )=2sin ωx cos ωx +23sin 2ωx -3(ω>0)的最小正周期为π. (1)求函数f (x )的单调递增区间; (2)将函数f (x )的图象向左平移π6个单位,再向上平移1个单位,得到函数y =g (x )的图象,若y =g (x )在[0,b ](b >0)上至少含有10个零点,求b 的最小值.【训练3】 (1)某城市一年中12个月的平均气温与月份的关系可近似地用函数y =a +A cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π6(x -6)(x =1,2,3,…,12)来表示,已知6月份的月平均气温最高为28 ℃,12月份的月平均气温最低为18 ℃,则10月份的平均气温为________℃.(2)已知函数f (x )=5sin x cos x -53cos 2x +523(其中x ∈R),求: ①函数f (x )的最小正周期; ②函数f (x )的单调区间; ③函数f (x )图象的对称轴和对称中心.类型1 三角函数的周期T 与ω的关系【例1】 为了使函数y =sin ωx (ω>0)在区间[0,1]上至少出现50次最大值,则ω的最小值为( ) A.98π B.1972π C.1992π D.100π类型2 三角函数的单调性与ω的关系【例2】 若函数f (x )=sin ωx (ω>0)在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤π3,π2上单调递减,则ω的取值范围是( )A.0≤ω≤23B.0≤ω≤32C.23≤ω≤3D.32≤ω≤3类型3 三角函数对称性、最值与ω的关系【例3】 (1)(2019·枣庄模拟)已知f (x )=sin ωx -cos ωx ⎝ ⎛⎭⎪⎫ω>23,若函数f (x )图象的任何一条对称轴与x 轴交点的横坐标都不属于区间(π,2π),则ω的取值范围是________.(结果用区间表示) (2)已知函数f (x )=2sin ωx 在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π3,π4上的最小值为-2,则ω的取值范围是________.【基础巩固题组】 一、选择题1.函数y =A sin(ωx +φ)的部分图象如图所示,则( )A.y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6B.y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3C.y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π6D.y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π3 2.(2019·杭州期中)将函数y =sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +φ2·cos ⎝⎛⎭⎪⎫x +φ2的图象沿x 轴向左平移π8个单位后,得到一个偶函数的图象,则φ的取值不可能是( )A.-3π4B.-π4C.π4D.5π43.(2019·咸阳模拟)已知点P (32,-332)是函数y =A sin(ωx +φ)(ω>0)图象上的一个最低点,M ,N 是与点P 相邻的两个最高点,若∠MPN =60°,则该函数的最小正周期是( ) A.3 B.4 C.5 D.64.(2018·天津卷)将函数y =sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π5的图象向右平移π10个单位长度,所得图象对应的函数( ) A.在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π4,π4上单调递增 B.在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π4,0上单调递减C.在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4,π2上单调递增D.在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2,π上单调递减5.(2019·张家界模拟)将函数f (x )=3sin 2x -cos 2x 的图象向左平移t (t >0)个单位后,得到函数g (x )的图象,若g (x )=g ⎝ ⎛⎭⎪⎫π12-x ,则实数t 的最小值为( )A.5π24B.7π24C.5π12D.7π12二、填空题6.将函数y =sin x 的图象上所有的点向右平移π10个单位长度,再把所得各点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),所得图象的函数解析式是________________.7.(2018·沈阳质检)函数f (x )=A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0,0<φ<π)的部分图象如图所示,则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4=________.8.已知f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx +π3(ω>0),f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3,且f (x )在区间⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,π3上有最小值,无最大值,则ω=____________________________________.三、解答题9.某实验室一天的温度(单位:℃)随时间t (单位:h)的变化近似满足函数关系:f (t )=10-3cos π12t -sinπ12t ,t ∈[0,24). (1)求实验室这一天上午8时的温度; (2)求实验室这一天的最大温差.10.已知函数f (x )=3sin(ωx +φ)⎝ ⎛⎭⎪⎫ω>0,-π2≤φ<π2的图象关于直线x =π3对称,且图象上相邻最高点的距离为π.(1)求f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4的值;(2)将函数y =f (x )的图象向右平移π12个单位后,得到y =g (x )的图象,求g (x )的单调递减区间.11.(2019·天津和平区调研)已知x =π12是函数f (x )=3sin(2x +φ)+cos(2x +φ)(0<φ<π)图象的一条对称轴,将函数f (x )的图象向右平移3π4个单位长度后得到函数g (x )的图象,则函数g (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π4,π6上的最小值为( )A.-2B.-1C.- 2D.- 312.函数f (x )=220sin 100πx -220sin ⎝⎛⎭⎪⎫100πx +2π3,且已知对任意x ∈R,有f (x 1)≤f (x )≤f (x 2)恒成立,则|x 2-x 1|的最小值为( ) A.50π B.1100π C.1100D.44013.(2019·广东省际名校联考)将函数f (x )=1-23·cos 2x -(sin x -cos x )2的图象向左平移π3个单位,得到函数y =g (x )的图象,若x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π2,π2,则函数g (x )的单调递增区间是________.14.已知函数f (x )=A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0,|φ|<π2)的部分图象如图所示.(1)求函数f (x )的解析式;(2)将函数y =f (x )的图象上各点的纵坐标保持不变,横坐标缩短到原来的12倍,再把所得的函数图象向左平移π6个单位长度,得到函数y =g (x )的图象,求函数g (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π8上的最小值.15.(多填题)已知函数f (x )=23sinωx2cosωx2+2cos2ωx2-1(ω>0)的最小正周期为π,当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2时,方程f (x )=m 恰有两个不同的实数解x 1,x 2,则x 1+x 2=________,f (x 1+x 2)=________.答 案 1.判断下列结论正误(在括号内打“√”或“×”) 【答案】 (1)× (2)× (3)√ (4)√【解析】 (1)将函数y =3sin 2x 的图象向左平移π4个单位长度后所得图象的解析式是y =3cos 2x .(2)“先平移,后伸缩”的平移单位长度为|φ|,而“先伸缩,后平移”的平移单位长度为⎪⎪⎪⎪⎪⎪φω.故当ω≠1时平移的长度不相等.2. 【答案】 C【解析】 由题意知A =2,f =1T =ω2π=14π,初相为-π3.3. 【答案】 y =6-cosπ2x 【解析】 设y =A sin(ωx +φ)+B (A >0,ω>0), 由题意得A =1,B =6,T =4,因为T =2πω,所以ω=π2,所以y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2x +φ+6.因为当x =2时,y =7,所以sin(π+φ)+6=7,即sin φ=-1,则φ=-π2+2k π(k ∈Z),可取φ=-π2. 所以y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2x -π2+6=6-cos π2x .4. 【答案】 A【解析】 由y =2cos ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π6可知,函数的最大值为2,故排除D ;又因为函数图象过点⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,0,故排除B ;又因为函数图象过点⎝ ⎛⎭⎪⎫-π12,2,故排除C. 5. 【答案】 D【解析】 函数y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6的周期为π,将函数y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6的图象向右平移14个周期即π4个单位,所得函数为y =2sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝⎛⎭⎪⎫x -π4+π6=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π3,故选D. 6. 【答案】π2+4【解析】 相邻最高点与最低点的纵坐标之差为2,横坐标之差恰为半个周期π,故它们之间的距离为π2+4.【例1】【答案】见解析【解析】(1)根据表中已知数据,解得A =5,ω=2,φ=-π6.数据补全如下表:且函数解析式为f (x )=5sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6. (2)由(1)知f (x )=5sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π6, 得g (x )=5sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +2θ-π6. 因为函数y =sin x 图象的对称中心为(k π,0)(k ∈Z).令2x +2θ-π6=k π,k ∈Z,解得x =k π2+π12-θ(k ∈Z). 由于函数y =g (x )的图象关于点⎝ ⎛⎭⎪⎫5π12,0成中心对称,所以令k π2+π12-θ=5π12(k ∈Z),解得θ=k π2-π3(k ∈Z). 由θ>0可知,当k =1时,θ取得最小值π6. 【训练1】【答案】 (1)D (2)A【解析】 (1)易知C 1:y =cos x =sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +π2,把曲线C 1上的各点的横坐标缩短到原来的12倍,纵坐标不变,得到函数y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π2的图象,再把所得函数的图象向左平移π12个单位长度,可得函数y =sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π12+π2=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +2π3的图象,即曲线C 2,因此D 项正确. (2)y =sin ⎝⎛⎭⎪⎫ωx +ω3π-π6和函数y =cos ωx 的图象重合,可得ω3π-π6=π2+2k π,k ∈Z,则ω=6k +2,k ∈Z.∴2是ω的一个可能值.【例2】【答案】 (1)f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π3 (2)C 【解析】 (1)由题图可知A =2,法一 T 4=7π12-π3=π4, 所以T =π,故ω=2,因此f (x )=2sin(2x +φ),又⎝ ⎛⎭⎪⎫π3,0对应五点法作图中的第三个点, 因此2×π3+φ=π+2k π(k ∈Z),所以φ=π3+2k π(k ∈Z). 又|φ|<π2,所以φ=π3.故f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π3. 法二 以⎝ ⎛⎭⎪⎫π3,0为第二个“零点”,⎝ ⎛⎭⎪⎫7π12,-2为最小值点, 列方程组⎩⎪⎨⎪⎧ω·π3+φ=π,ω·7π12+φ=3π2,解得⎩⎪⎨⎪⎧ω=2,φ=π3, 故f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π3. (2)T =2⎝ ⎛⎭⎪⎫11π12-5π12=π=2πω,∴ω=2, 因此f (x )=sin(2x +φ).由五点作图法知A ⎝ ⎛⎭⎪⎫5π12,1是第二点,得2×5π12+φ=π2, 2×5π12+φ=π2+2k π(k ∈Z),所以φ=-π3+2k π(k ∈Z),又|φ|<π2,所以φ=-π3,∴f (x )=sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π3. 由2x -π3=k π(k ∈Z),得x =k π2+π6(k ∈Z). ∴f (x )图象的对称中心为⎝ ⎛⎭⎪⎫k π2+π6,0(k ∈Z). 【训练2】【答案】 (1)C (2)x =k π2+π6(k ∈Z) 【解析】 (1)由题图知,T =2⎝ ⎛⎭⎪⎫11π12-5π12=π, ∴ω=2πT=2,∴f (x )=-2cos 2x , ∴f (x +φ)=-2cos(2x +2φ),则由图象知,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫512π+φ=-2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫56π+2φ=2. ∴5π6+2φ=2k π+π(k ∈Z),则φ=π12+k π(k ∈Z). 又0<φ<π2,所以φ=π12. (2)由图象知A =2,又1=2sin(ω×0+φ),即sin φ=12, 又|φ|<π2,∴φ=π6. 又11π12×ω+π6=2π,∴ω=2, ∴f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π6, 令2x +π6=π2+k π(k ∈Z),得x =k π2+π6(k ∈Z). ∴f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π6的对称轴方程为x =k π2+π6(k ∈Z). 【例3-1】【答案】 4【解析】 以圆心O 1为原点,以水平方向为x 轴方向,以竖直方向为y 轴方向建立平面直角坐标系,则根据大风车的半径为2米,圆上最低点O 离地面1米,12秒转动一周,设∠OO 1P =θ,运动t (秒)后与地面的距离为f (t ),又周期T =12,所以θ=π6t , 则f (t )=3+2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π2=3-2cos π6t (t ≥0), 当t =40 s 时,f (t )=3-2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6×40=4. 【例3-2】【答案】见解析【解析】(1)f (x )=2sin ωx cos ωx +3(2sin 2ωx -1)=sin 2ωx -3cos 2ωx =2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2ωx -π3. 由最小正周期为π,得ω=1,所以f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π3, 由2k π-π2≤2x -π3≤2k π+π2(k ∈Z), 整理得k π-π12≤x ≤k π+5π12(k ∈Z),所以函数f (x )的单调递增区间是⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π-π12,k π+5π12(k ∈Z). (2)将函数f (x )的图象向左平移π6个单位,再向上平移1个单位,得到y =2sin 2x +1的图象; 所以g (x )=2sin 2x +1.令g (x )=0,得x =k π+7π12或x =k π+11π12(k ∈Z), 所以在[0,π]上恰好有两个零点,若y =g (x )在[0,b ]上有10个零点,则b 不小于第10个零点的横坐标即可.所以b 的最小值为4π+11π12=59π12. 【训练3】【答案】 20.5【解析】 因为当x =6时,y =a +A =28;当x =12时,y =a -A =18,所以a =23,A =5,所以y =f (x )=23+5cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π6(x -6), 所以当x =10时,f (10)=23+5cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6×4 =23-5×12=20.5. 【答案】见解析【解析】①因为f (x )=52sin 2x -532(1+cos 2x )+532=5(12sin 2x -32cos 2x )=5sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π3, 所以函数的最小正周期T =2π2=π. ②由2k π-π2≤2x -π3≤2k π+π2(k ∈Z), 得k π-π12≤x ≤k π+5π12(k ∈Z), 所以函数f (x )的递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π-π12,k π+5π12(k ∈Z). 由2k π+π2≤2x -π3≤2k π+3π2(k ∈Z), 得k π+5π12≤x ≤k π+11π12(k ∈Z), 所以函数f (x )的递减区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π+5π12,k π+11π12(k ∈Z). ③由2x -π3=k π+π2(k ∈Z),得x =k π2+5π12(k ∈Z), 所以函数f (x )的对称轴方程为x =k π2+5π12(k ∈Z). 由2x -π3=k π(k ∈Z),得x =k π2+π6(k ∈Z), 所以函数f (x )的对称中心为⎝⎛⎭⎪⎫k π2+π6,0(k ∈Z). 【例1】【答案】 B 【解析】 由题意,至少出现50次最大值即至少需用4914个周期,所以1974T =1974·2πω≤1,所以ω≥1972π.【例2】【答案】 D【解析】 令π2+2k π≤ωx ≤32π+2k π(k ∈Z),得π2ω+2k πω≤x ≤3π2ω+2k πω,因为f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤π3,π2上单调递减,所以⎩⎪⎨⎪⎧π2ω+2k πω≤π3,π2≤3π2ω+2k πω,得6k +32≤ω≤4k +3. 又ω>0,所以k ≥0,又6k +32<4k +3,得0≤k <34,所以k =0. 故32≤ω≤3. 【例3】【答案】 (1)⎣⎢⎡⎦⎥⎤34,78 (2)⎩⎨⎧⎭⎬⎫ω|ω≤-2或ω≥32 【解析】 (1)f (x )=sin ωx -cos ωx =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx -π4, 令ωx -π4=π2+k π(k ∈Z),解得x =3π4ω+k πω(k ∈Z). 当k =0时,3π4ω≤π,即34≤ω, 当k =1时,3π4ω+πω≥2π,即ω≤78. 综上,34≤ω≤78. (2)显然ω≠0,分两种情况:若ω>0,当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π3,π4时,-π3ω≤ωx ≤π4ω. 因函数f (x )=2sin ωx 在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π3,π4上的最小值为-2,所以-π3ω≤-π2,解得ω≥32. 若ω<0,当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π3,π4时,π4ω≤ωx ≤-π3ω, 因函数f (x )=2sin ωx 在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π3,π4上的最小值为-2,所以π4ω≤-π2,解得ω≤-2. 综上所述,符合条件的实数ω≤-2或ω≥32. 【基础巩固题组】1. 【答案】 A【解析】 由题图可知,A =2,T =2⎣⎢⎡⎦⎥⎤π3-⎝ ⎛⎭⎪⎫-π6=π, 所以ω=2,由五点作图法知2×π3+φ=π2+2k π(k ∈Z), 所以φ=-π6,所以函数的解析式为y =2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π6. 2. 【答案】 B【解析】 将y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +φ2cos ⎝⎛⎭⎪⎫x +φ2=12sin(2x +φ)的图象向左平移π8个单位后得到的图象对应的函数为y =12sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π4+φ,由题意得π4+φ=k π+π2(k ∈Z),∴φ=k π+π4(k ∈Z),当k =-1,0,1时,φ的值分别为-3π4,π4,5π4,φ的取值不可能是-π4. 3. 【答案】 D【解析】 由P 是函数y =A sin(ωx +φ)(ω>0)图象上的一个最低点,M ,N 是与P 相邻的两个最高点,知|MP |=|NP |,又∠MPN =60°,所以△MPN 为等边三角形.由P (32,-332),得|MN |=2×3323×2=6. ∴该函数的最小正周期T =6.4. 【答案】 A【解析】 y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π5=sin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π10,将其图象向右平移π10个单位长度,得到函数y =sin 2x 的图象.由2k π-π2≤2x ≤2k π+π2,k ∈Z,得k π-π4≤x ≤k π+π4,k ∈Z.令k =0,可知函数y =sin 2x 在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π4,π4上单调递增. 5. 【答案】 B【解析】 由题意得,f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π6, 则g (x )=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +2t -π6, 从而2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +2t -π6=2sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫π12-x +2t -π6=-2sin(2x -2t )=2sin(2x -2t +π),又t >0, 所以当2t -π6=-2t +π+2k π(k ∈Z)时,即t =7π24+k π2(k ∈Z),实数t min =724π.6. 【答案】 y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫12x -π10―————————―→横坐标伸长到原来的2倍y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫12x -π10.7. 【答案】 3【解析】 由图象可知A =2,34T =11π12-π6=3π4,∴T =π,∴ω=2.∵当x =π6时,函数f (x )取得最大值,∴2×π6+φ=π2+2k π(k ∈Z),∴φ=π6+2k π(k ∈Z),∵0<φ<π,∴φ=π6,∴f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6,则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+π6=2cos π6= 3.8. 【答案】 143【解析】 依题意,x =π6+π32=π4时,y 有最小值,∴sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4·ω+π3=-1,∴π4ω+π3=2k π+3π2 (k ∈Z).∴ω=8k +143 (k ∈Z),因为f (x )在区间⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,π3上有最小值,无最大值,所以π3-π4≤πω,即ω≤12,令k =0,得ω=143. 9. 【答案】见解析【解析】(1)f (8)=10-3cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π12×8-sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π12×8 =10-3cos 2π3-sin 2π3=10-3×⎝ ⎛⎭⎪⎫-12-32=10. 故实验室上午8时的温度为10 ℃.(2)因为f (t )=10-2(32cos π12t +12sin π12t ) =10-2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π12t +π3, 又0≤t <24,所以π3≤π12t +π3<7π3,-1≤sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π12t +π3≤1. 当t =2时,sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π12t +π3=1; 当t =14时,sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π12t +π3=-1. 于是f (t )在[0,24)上取得最大值12,取得最小值8.故实验室这一天的最高温度为12 ℃,最低温度为8 ℃,最大温差为4 ℃.10. 【答案】见解析【解析】(1)因为f (x )的图象上相邻最高点的距离为π,所以f (x )的最小正周期T =π,从而ω=2πT=2. 又f (x )的图象关于直线x =π3对称, 所以2×π3+φ=k π+π2(k ∈Z), 因为-π2≤φ<π2,所以k =0, 所以φ=π2-2π3=-π6,所以f (x )=3sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π6, 则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4=3sin ⎝⎛⎭⎪⎫2×π4-π6=3sin π3=32. (2)将f (x )的图象向右平移π12个单位后,得到f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π12的图象, 所以g (x )=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π12=3sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π12-π6=3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3. 当2k π+π2≤2x -π3≤2k π+3π2(k ∈Z),即k π+5π12≤x ≤k π+11π12(k ∈Z)时,g (x )单调递减. 因此g (x )的单调递减区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π+5π12,k π+11π12(k ∈Z). 11. 【答案】 B【解析】 ∵x =π12是f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6+φ图象的一条对称轴,∴π3+φ=k π+π2(k ∈Z),即φ=k π+π6(k ∈Z). ∵0<φ<π,∴φ=π6,则f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π3, ∴g (x )=-2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6在⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π4,π6上的最小值为g ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6=-1. 12. 【答案】 C【解析】 f (x )=220sin 100πx -220sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫100πx +2π3 =220⎣⎢⎡⎦⎥⎤sin 100πx -⎝ ⎛⎭⎪⎫sin 100πx ·cos 2π3+cos 100πx sin 2π3 =220⎝ ⎛⎭⎪⎫sin 100πx +12sin 100πx -32cos 100πx =2203⎝ ⎛⎭⎪⎫32sin 100πx -12cos 100πx =2203×sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫100πx -π6, 则由对任意x ∈R,有f (x 1)≤f (x )≤f (x 2)恒成立得当x =x 2时,f (x )取得最大值,当x =x 1时,f (x )取得最小值,所以|x 2-x 1|的最小值为12T =12×2π100π=1100(T 为f (x )的最小正周期),故选C. 13. 【答案】 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤-5π12,π12 【解析】 ∵f (x )=1-23cos 2 x -(sin x -cos x )2=sin 2x -3cos 2x -3=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3-3, ∴g (x )=2sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝⎛⎭⎪⎫x +π3-π3-3=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3-3, 由-π2+2k π≤2x +π3≤π2+2k π(k ∈Z), 得-5π12+k π≤x ≤π12+k π(k ∈Z), ∵x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π2,π2, ∴函数g (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π2,π2上的单调递增区间是⎣⎢⎡⎦⎥⎤-5π12,π12.14. 【答案】见解析【解析】(1)设函数f (x )的最小正周期为T ,由题图可知A =1,T 2=2π3-π6=π2, 即T =π,所以π=2πω,解得ω=2, 所以f (x )=sin(2x +φ),又过点⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,0, 由0=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2×π6+φ可得π3+φ=2k π(k ∈Z), 则φ=2k π-π3(k ∈Z),因为|φ|<π2,所以φ=-π3, 故函数f (x )的解析式为f (x )=sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π3. (2)根据条件得g (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫4x +π3, 当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π8时,4x +π3∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π3,5π6, 所以当x =π8时,g (x )取得最小值,且g (x )min =12. 15. 【答案】 π31 【解析】 函数f (x )=23sinωx 2cos ωx 2+2cos 2ωx 2-1=3sin ωx +cos ωx =2sin ⎝⎛⎭⎪⎫ωx +π6. 由T =2πω=π,可得ω=2,∴f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6. ∵x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2,∴π6≤2x +π6≤7π6,∴-1≤f (x )≤2. 画出f (x )的图象(图略),结合图象知x 1+x 2=π3, 则f (x 1+x 2)=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3+π6=2sin 5π6=1.。
函数y=Asin(ωx+φ)的图象及应用考点与提醒归纳
函数y=A sin(ωx+φ)的图象及应用考点与提醒归纳一、基础知识1.函数y=A sin(ωx+φ)的有关概念2.用五点法画y=A sin(ωx+φ)(A>0,ω>0)一个周期内的简图用五点法画y=A sin(ωx+φ)(A>0,ω>0)一个周期内的简图时,要找五个关键点,如下表所示:3.由函数y=sin x的图象通过变换得到y=A sin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的图象的两种方法(1)两种变换的区别①先相位变换再周期变换(伸缩变换),平移的量是|φ|个单位长度;②先周期变换(伸缩变换)再相位变换,平移的量是|φ|ω(ω>0)个单位长度.(2)变换的注意点无论哪种变换,每一个变换总是针对自变量x 而言的,即图象变换要看“自变量x ”发生多大变化,而不是看角“ωx +φ”的变化.考点一 求函数y =A sin(ωx +φ)的解析式[典例] (1)已知函数f (x )=A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0,0<φ<π),其部分图象如图所示,则函数f (x )的解析式为( )A .f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫12x +π4 B .f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫12x +3π4 C .f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫14x +3π4 D .f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π4 (2)(2019·皖南八校联考)已知函数f (x )=sin(ωx +φ)⎝⎛⎭⎫ω>0,-π2≤φ≤π2的图象上的一个最高点和它相邻的一个最低点的距离为22,且过点⎝⎛⎭⎫2,-12,则函数f (x )=________________.[解析] (1)由题图可知A =2,T =2×⎣⎡⎦⎤3π2-⎝⎛⎭⎫-π2=4π,故2πω=4π,解得ω=12. 所以f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫12x +φ.把点⎝⎛⎭⎫-π2,2代入可得2sin ⎣⎡⎦⎤12×⎝⎛⎭⎫-π2+φ=2, 即sin ⎝⎛⎭⎫φ-π4=1,所以φ-π4=2k π+π2(k ∈Z), 解得φ=2k π+3π4(k ∈Z).又0<φ<π,所以φ=3π4.所以f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫12x +3π4. (2)依题意得22+⎝⎛⎭⎫πω2=22,则πω=2,即ω=π2,所以f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫π2x +φ,由于该函数图象过点⎝⎛⎭⎫2,-12,因此sin(π+φ)=-12,即sin φ=12,而-π2≤φ≤π2,故φ=π6,所以f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫π2x +π6.[答案] (1)B (2)sin ⎝⎛⎭⎫π2x +π6[解题技法]确定y =A sin(ωx +φ)+B (A >0,ω>0)的解析式的步骤 (1)求A ,B ,确定函数的最大值M 和最小值m ,则A =M -m 2,B =M +m2. (2)求ω,确定函数的周期T ,则ω=2πT .(3)求φ,常用方法有以下2种[题组训练]1.函数f (x )=A sin(ωx +φ)⎝⎛⎭⎫A >0,ω>0,|φ|<π2的部分图象如图所示,则f ⎝⎛⎭⎫11π24的值为( )A .-62B .-32C .-22D .-1解析:选D 由图象可得A =2,最小正周期T =4×⎝⎛⎭⎫7π12-π3=π,则ω=2πT =2.由f ⎝⎛⎭⎫7π12=2sin ⎝⎛⎭⎫7π6+φ=-2,|φ|<π2,得φ=π3,则f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3,所以f ⎝⎛⎭⎫11π24=2sin ⎝⎛⎭⎫11π12+π3=2sin5π4=-1. 2.(2018·咸阳三模)已知函数f (x )=A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0,|φ|<π)的部分图象如图所示,则f (x )的解析式为( )A .f (x )=23sin ⎝⎛⎭⎫πx 8+π4B .f (x )=23sin ⎝⎛⎭⎫πx 8+3π4C .f (x )=23sin ⎝⎛⎭⎫πx 8-π4D .f (x )=23sin ⎝⎛⎭⎫πx 8-3π4解析:选D 由图象可得,A =23,T =2×[6-(-2)]=16, 所以ω=2πT =2π16=π8.所以f (x )=23sin ⎝⎛⎭⎫π8x +φ. 由函数的对称性得f (2)=-23, 即f (2)=23sin ⎝⎛⎭⎫π8×2+φ=-23, 即sin ⎝⎛⎭⎫π4+φ=-1, 所以π4+φ=2k π-π2(k ∈Z),解得φ=2k π-3π4(k ∈Z).因为|φ|<π,所以k =0,φ=-3π4.故函数的解析式为f (x )=23sin ⎝⎛⎭⎫πx 8-3π4.考点二 函数y =A sin(ωx +φ)的图象与变换[典例] (2017·全国卷Ⅰ)已知曲线C 1:y =cos x ,C 2:y =sin ⎝⎛⎭⎫2x +2π3,则下面结论正确的是( )A .把C 1上各点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向右平移π6个单位长度,得到曲线C 2B .把C 1上各点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向左平移π12个单位长度,得到曲线C 2C .把C 1上各点的横坐标缩短到原来的12倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向右平移π6个单位长度,得到曲线C 2D .把C 1上各点的横坐标缩短到原来的12倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向左平移π12个单位长度,得到曲线C 2[解析] 易知C 1:y =cos x =sin ⎝⎛⎭⎫x +π2,把曲线C 1上的各点的横坐标缩短到原来的12倍,纵坐标不变,得到函数y =sin ⎝⎛⎭⎫2x +π2的图象,再把所得函数的图象向左平移π12个单位长度,可得函数y =sin ⎣⎡⎦⎤2⎝⎛⎭⎫x +π12+π2=sin ⎝⎛⎭⎫2x +2π3的图象,即曲线C 2. [答案] D[解题技法] 三角函数图象变换中的3个注意点(1)变换前后,函数的名称要一致,若不一致,应先利用诱导公式转化为同名函数; (2)要弄清变换的方向,即变换的是哪个函数的图象,得到的是哪个函数的图象,切不可弄错方向;(3)要弄准变换量的大小,特别是平移变换中,函数y =A sin x 到y =A sin(x +φ)的变换 量是|φ|个单位,而函数y =A sin ωx 到y =A sin(ωx +φ)时,变换量是⎪⎪⎪⎪φω个单位.[题组训练]1.将函数y =sin ⎝⎛⎭⎫x +π6的图象上所有的点向左平移π4个单位长度,再把图象上各点的横坐标扩大到原来的2倍(纵坐标不变),则所得图象对应的函数解析式为( )A .y =sin ⎝⎛⎭⎫2x +5π12 B .y =sin ⎝⎛⎭⎫x 2+5π12C .y =sin ⎝⎛⎭⎫x 2-π12 D .y =sin ⎝⎛⎭⎫x 2+5π24解析:选B 将函数y =sin ⎝⎛⎭⎫x +π6的图象上所有的点向左平移π4个单位长度,得到函数y =sin ⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫x +π4+π6=sin ⎝⎛⎭⎫x +5π12的图象,再把图象上各点的横坐标扩大到原来的2倍(纵坐标不变),可得函数y =sin ⎝⎛⎭⎫12x +5π12的图象,因此变换后所得图象对应的函数解析式为y =sin ⎝⎛⎭⎫x 2+5π12.2.(2019·潍坊统一考试)函数y =3sin 2x -cos 2x 的图象向右平移φ⎝⎛⎭⎫0<φ<π2个单位长度后,得到函数g (x )的图象,若函数g (x )为偶函数,则φ的值为( )A.π12 B.π6C.π4D.π3解析:选B 由题意知y =3sin 2x -cos 2x =2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6,其图象向右平移φ个单位长度后,得到函数g (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫2x -2φ-π6的图象,因为g (x )为偶函数,所以2φ+π6=π2+k π,k ∈Z ,所以φ=π6+k π2,k ∈Z ,又因为φ∈⎝⎛⎭⎫0,π2,所以φ=π6.考点三 三角函数模型及其应用[典例] 据市场调查,某种商品一年内每件出厂价在7千元的基础上,按月呈f (x )=A sin(ωx +φ)+B ⎝⎛⎭⎫A >0,ω>0,|φ|<π2的模型波动(x 为月份),已知3月份达到最高价9千元,9月份价格最低为5千元,则7月份的出厂价格为________元.[解析] 作出函数f (x )的简图如图所示,三角函数模型为:f (x )=A sin(ωx +φ)+B ,由题意知:A =2 000,B =7 000,T =2×(9-3)=12, ∴ω=2πT =π6.将(3,9 000)看成函数图象的第二个特殊点, 则有π6×3+φ=π2,∴φ=0,故f (x )=2 000sin π6x +7 000(1≤x ≤12,x ∈N *).∴f (7)=2 000×sin 7π6+7 000=6 000.故7月份的出厂价格为6 000元. [答案] 6 000[解题技法]三角函数模型在实际应用中的2种类型及解题策略(1)已知函数模型,利用三角函数的有关性质解决问题,其关键是准确理解自变量的意义及自变量与函数之间的对应法则;(2)把实际问题抽象转化成数学问题,建立三角函数模型,再利用三角函数的有关知识解决问题,其关键是建模.[题组训练]1.如图,某港口一天6时到18时的水深变化曲线近似满足函数y =3sin ⎝⎛⎭⎫π6x +φ+k ,据此函数可知,这段时间水深(单位:m)的最大值为( )A .5B .6C .8D .10解析:选C 设水深的最大值为M ,由题意并结合函数图象可得⎩⎪⎨⎪⎧3+k =M ,k -3=2,解得M=8.2.某城市一年中12个月的平均气温与月份的关系可近似地用函数y =a +A cos ⎣⎡⎦⎤π6(x -6)(x =1,2,3,…,12)来表示,已知6月份的月平均气温最高为28 ℃,12月份的月平均气温最低为18 ℃,则10月份的平均气温为________℃.解析:由题意得⎩⎪⎨⎪⎧ a +A =28,a -A =18,即⎩⎪⎨⎪⎧a =23,A =5,所以y =23+5cos ⎣⎡⎦⎤π6(x -6),令x =10,得y =20.5.答案:20.5[课时跟踪检测]A 级1.函数y =sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3在区间⎣⎡⎦⎤-π2,π上的简图是( )解析:选A 令x =0,得y =sin ⎝⎛⎭⎫-π3=-32,排除B 、D.由f ⎝⎛⎭⎫-π3=0,f ⎝⎛⎭⎫π6=0,排除C ,故选A.2.函数f (x )=tan ωx (ω>0)的图象的相邻两支截直线y =2所得线段长为π2,则f ⎝⎛⎭⎫π6的值是( )A .-3 B.33C .1D.3解析:选D 由题意可知该函数的周期为π2,∴πω=π2,ω=2,f (x )=tan 2x . ∴f ⎝⎛⎭⎫π6=tan π3= 3. 3.(2018·天津高考)将函数y =sin ⎝⎛⎭⎫2x +π5的图象向右平移π10个单位长度,所得图象对应的函数( )A .在区间⎣⎡⎦⎤3π4,5π4上单调递增 B .在区间⎣⎡⎦⎤3π4,π上单调递减 C .在区间⎣⎡⎦⎤5π4,3π2上单调递增 D .在区间⎣⎡⎦⎤3π2,2π上单调递减解析:选A 将函数y =sin ⎝⎛⎭⎫2x +π5的图象向右平移π10个单位长度后的解析式为y =sin ⎣⎡⎦⎤2⎝⎛⎭⎫x -π10+π5=sin 2x ,则函数y =sin 2x 的一个单调递增区间为⎣⎡⎦⎤3π4,5π4,一个单调递减区间为⎣⎡⎦⎤5π4,7π4.由此可判断选项A 正确.4.(2019·贵阳检测)已知函数f (x )=A sin(ωx +φ)⎝⎛⎭⎫ω>0,-π2<φ<π2的部分图象如图所示,则φ的值为( )A .-π3B.π3C .-π6D.π6解析:选B 由题意,得T 2=π3-⎝⎛⎭⎫-π6=π2,所以T =π,由T =2πω,得ω=2,由图可知A =1,所以f (x )=sin(2x +φ).又因为f ⎝⎛⎭⎫π3=sin ⎝⎛⎭⎫2π3+φ=0,-π2<φ<π2,所以φ=π3. 5.(2019·武汉调研)函数f (x )=A cos(ωx +φ)(ω>0)的部分图象如图所示,给出以下结论: ①f (x )的最小正周期为2;②f (x )图象的一条对称轴为直线x =-12;③f (x )在⎝⎛⎭⎫2k -14,2k +34,k ∈Z 上是减函数; ④f (x )的最大值为A . 则正确结论的个数为( ) A .1 B .2 C .3D .4解析:选B 由题图可知,函数f (x )的最小正周期T =2×⎝⎛⎭⎫54-14=2,故①正确;因为函数f (x )的图象过点⎝⎛⎭⎫14,0和⎝⎛⎭⎫54,0,所以函数f (x )图象的对称轴为直线x =12⎝⎛⎭⎫14+54+kT 2=34+k (k ∈Z),故直线x =-12不是函数f (x )图象的对称轴,故②不正确;由图可知,当14-T4+kT ≤x ≤14+T 4+kT (k ∈Z),即2k -14≤x ≤2k +34(k ∈Z)时,f (x )是减函数,故③正确;若A >0,则最大值是A ,若A <0,则最大值是-A ,故④不正确.综上知正确结论的个数为2.6.(2018·山西大同质量检测)将函数f (x )=tan ⎝⎛⎭⎫ωx +π3(0<ω<10)的图象向右平移π6个单位长度后与函数f (x )的图象重合,则ω=( )A .9B .6C .4D .8解析:选B 函数f (x )=tan ⎝⎛⎭⎫ωx +π3的图象向右平移π6个单位长度后所得图象对应的函数解析式为y =tan ⎣⎡⎦⎤ω⎝⎛⎭⎫x -π6+π3=tan ⎝⎛⎭⎫ωx -ωπ6+π3,∵平移后的图象与函数f (x )的图象重合,∴-ωπ6+π3=π3+k π,k ∈Z ,解得ω=-6k ,k ∈Z.又∵0<ω<10,∴ω=6. 7.已知函数f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫π3x +φ⎝⎛⎭⎫|φ|<π2 的图象经过点(0,1),则该函数的振幅为____________,最小正周期T 为__________,频率为___________,初相φ为___________.解析:振幅A =2,最小正周期T =2ππ3=6,频率f =16.因为图象过点(0,1),所以2sin φ=1,所以sin φ=12,又因为|φ|<π2,所以φ=π6.答案:2 6 16 π68.函数f (x )=A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0,0<φ<π)的部分图象如图所示,则f (x )=________.解析:由图象可知A =2,34T =11π12-π6=3π4,∴T =π,∴ω=2,∵当x =π6时,函数f (x )取得最大值,∴2×π6+φ=π2+2k π(k ∈Z),∴φ=π6+2k π(k ∈Z),∵0<φ<π,∴φ=π6,∴f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6. 答案:2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6 9.已知函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫π3-ωx (ω>0)向左平移半个周期得g (x )的图象,若g (x )在[0,π]上的值域为⎣⎡⎦⎤-32,1,则ω的取值范围是________.解析:由题意,得g (x )=sin ⎣⎡⎦⎤π3-ω⎝⎛⎭⎫x +πω =sin ⎣⎡⎦⎤-π-⎝⎛⎭⎫ωx -π3=sin ⎝⎛⎭⎫ωx -π3, 由x ∈[0,π],得ωx -π3∈⎣⎡⎦⎤-π3,ωπ-π3. 因为g (x )在[0,π]上的值域为⎣⎡⎦⎤-32,1, 所以π2≤ωπ-π3≤4π3,解得56≤ω≤53.故ω的取值范围是⎣⎡⎦⎤56,53. 答案:⎣⎡⎦⎤56,5310.某地农业监测部门统计发现:该地区近几年的生猪收购价格每四个月会重复出现.下表是今年前四个月的统计情况:选用一个三角函数模型来近似描述收购价格(元/斤)与相应月份之间的函数关系为________________.解析:设y =A sin(ωx +φ)+B (A >0,ω>0), 由题意得A =1,B =6,T =4,因为T =2πω,所以ω=π2,所以y =sin ⎝⎛⎭⎫π2x +φ+6. 因为当x =1时,y =6,所以sin ⎝⎛⎭⎫π2+φ=0, 故π2+φ=2k π,k ∈Z ,可取φ=-π2, 所以y =sin ⎝⎛⎭⎫π2x -π2+6=-cos π2x +6. 答案:y =-cos π2x +611.设函数f (x )=cos(ωx +φ)⎝⎛⎭⎫ω>0,-π2<φ<0的最小正周期为π,且f ⎝⎛⎭⎫π4=32.(1)求ω和φ的值;(2)在给定坐标系中作出函数f (x )在[0,π]上的图象. 解:(1)因为T =2πω=π,所以ω=2,又因为f ⎝⎛⎭⎫π4=cos ⎝⎛⎭⎫2×π4+φ=cos ⎝⎛⎭⎫π2+φ=-sin φ=32且-π2<φ<0,所以φ=-π3. (2)由(1)知f (x )=cos ⎝⎛⎭⎫2x -π3. 列表:12.(2019·湖北八校联考)函数f (x )=sin(ωx +φ)⎝⎛⎭⎫ω>0,|φ|<π2在它的某一个周期内的单调递减区间是⎣⎡⎦⎤5π12,11π12.将y =f (x )的图象先向左平移π4个单位长度,再将图象上所有点的横坐标变为原来的12(纵坐标不变),所得到的图象对应的函数记为g (x ).(1)求g (x )的解析式;(2)求g (x )在区间⎣⎡⎦⎤0,π4上的最大值和最小值. 解:(1)∵T 2=11π12-5π12=π2,∴T =π,ω=2πT =2,又∵sin ⎝⎛⎭⎫2×5π12+φ=1,|φ|<π2, ∴φ=-π3,f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3, 将函数f (x )的图象向左平移π4个单位长度得y =sin ⎣⎡⎦⎤2⎝⎛⎭⎫x +π4-π3=sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6, 再将y =sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6的图象上所有点的横坐标变为原来的12 (纵坐标不变)得g (x )=sin ⎝⎛⎭⎫4x +π6. ∴g (x )=sin ⎝⎛⎭⎫4x +π6. (2)∵x ∈⎣⎡⎦⎤0,π4,∴4x +π6∈⎣⎡⎦⎤π6,7π6,当4x +π6=π2时,x =π12,∴g (x )在⎣⎡⎦⎤0,π12上为增函数,在⎣⎡⎦⎤π12,π4上为减函数, 所以g (x )max =g ⎝⎛⎭⎫π12=1,又因为g (0)=12,g ⎝⎛⎭⎫π4=-12,所以g (x )min =-12, 故函数g (x )在区间⎣⎡⎦⎤0,π4上的最大值和最小值分别为1和-12. B 级1.(2019·惠州调研)函数f (x )=A sin(2x +θ)⎝⎛⎭⎫A >0,|θ|≤π2的部分图象如图所示,且f (a )=f (b )=0,对不同的x 1,x 2∈[a ,b ],若f (x 1)=f (x 2),有f (x 1+x 2)=3,则( )A .f (x )在⎝⎛⎭⎫-5π12,π12上是减函数 B .f (x )在⎝⎛⎭⎫-5π12,π12上是增函数 C .f (x )在⎝⎛⎭⎫π3,5π6上是减函数 D .f (x )在⎝⎛⎭⎫π3,5π6上是增函数解析:选B 由题图知A =2,设m ∈[a ,b ],且f (0)=f (m ),则f (0+m )=f (m )=f (0)=3,∴2sin θ=3,sin θ=32,又∵|θ|≤π2,∴θ=π3,∴f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3,令-π2+2k π≤2x +π3≤π2+2k π,k ∈Z ,解得-5π12+k π≤x ≤π12+k π,k ∈Z ,此时f (x )单调递增.所以选项B 正确.2.(2019·福州四校联考)函数f (x )=sin ωx (ω>0)的图象向右平移π12个单位长度得到函数y=g (x )的图象,并且函数g (x )在区间⎣⎡⎦⎤π6,π3上单调递增,在区间⎣⎡⎦⎤π3,π2上单调递减,则实数ω的值为( )A.74 B.32C .2D.54解析:选C 因为将函数f (x )=sin ωx (ω>0)的图象向右平移π12个单位长度得到函数y =g (x )的图象,所以g (x )=sin ⎣⎡⎦⎤ω⎝⎛⎭⎫x -π12,又因为函数g (x )在区间⎣⎡⎦⎤π6,π3上单调递增,在区间⎣⎡⎦⎤π3,π2上单调递减,所以g ⎝⎛⎭⎫π3=sin ωπ4=1且2πω≥π3,所以{ ω=8k +2(k ∈Z ),0<ω≤6,所以ω=2.3.(2018·南昌模拟)函数f (x )=A sin(ωx +φ)⎝⎛⎭⎫A >0,ω>0,|φ|<π2的部分图象如图所示.(1)求函数f (x )的解析式,并写出其图象的对称中心; (2)若方程f (x )+2cos ⎝⎛⎭⎫4x +π3=a 有实数解,求a 的取值范围. 解:(1)由图可得A =2,T 2=2π3-π6=π2,所以T =π,所以ω=2.当x =π6时,f (x )=2,可得2sin ⎝⎛⎭⎫2×π6+φ=2, 因为|φ|<π2,所以φ=π6.所以函数f (x )的解析式为f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6. 令2x +π6=k π(k ∈Z),得x =k π2-π12(k ∈Z),所以函数f (x )图象的对称中心为⎝⎛⎭⎫k π2-π12,0(k ∈Z). (2)设g (x )=f (x )+2cos ⎝⎛⎭⎫4x +π3, 则g (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6+2cos ⎝⎛⎭⎫4x +π3 =2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6+2⎣⎡⎦⎤1-2sin 2⎝⎛⎭⎫2x +π6, 令t =sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6,t ∈[-1,1], 记h (t )=-4t 2+2t +2=-4⎝⎛⎭⎫t -142+94, 因为t ∈[-1,1], 所以h (t )∈⎣⎡⎦⎤-4,94, 即g (x )∈⎣⎡⎦⎤-4,94,故a ∈⎣⎡⎦⎤-4,94.故a 的取值范围为⎣⎡⎦⎤-4,94.。
sin(ωx+φ)的图象与性质课件
(2)因为 x∈[1π2,π2], 所以 2x+π6∈[π3,76π]. 当 2x+π6=π2,即 x=π6时,f(x)取得最大值 2; 当 2x+π6=76π,即 x=π2时,f(x)取得最小值-1. 故 f(x)的值域为[-1,2].
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1.五点法作图时要注意五个点的选取,一般是令 ωx+φ 取 0,π2,π,32π,2π,再算出相应的 x 值,然后列表描点作图.
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解:函数 y=sin(2x-π6)的图象向左平移π6个单位后得到的函 数解析式为 y=sin[2(x+π6)-π6],即 y=sin(2x+π6),其对称轴方程 满足 2x+π6=kπ+π2,k∈Z,
即 x=k2π+π6,k∈Z. 令 k=0,得图象的一条对称轴方程为 x=π6.
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5.已知函数 f(x)=2sin(2x-23π).
1.y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,x∈[0,+∞))的物理意义
y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,x∈R)表示一个振动量时,A 叫做_振___幅__,
T=2ωπ叫做_周__期___,f=T1叫做_频__率___,ωx+φ 叫做_相___位__ ,φ 叫做_初___相__.
2.用“五点法”作 y=Asin(ωx+φ) 的图象
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(方法二)函数 f(x)的图象向左平移 m 个单位后所对应的函数 为 g(x)=sin[3(x+m)-π4].
g(x)是偶函数当且仅当 g(-x)=g(x)对 x∈R 恒成立, 亦即 sin(-3x+3m-π4)=sin(3x+3m-π4)对 x∈R 恒成立. 所以 sin(-3x)cos(3m-π4)+cos(-3x)sin(3m-π4) =sin 3xcos(3m-π4)+cos 3xsin(3m-π4), 即 2sin 3xcos(3m-π4)=0 对 x∈R 恒成立, 所以 cos(3m-π4)=0,故 3m-π4=kπ+π2(k∈Z), 所以 m=k3π+π4(k∈Z).从而,最小正实数 m=π4.
函数y=Asin(ωx+φ)的图像及性质ppt课件
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解:(1)由图可得 A=1,T2=23π-π6=π2,所以 T=π.所以 ω=2.
当 x=π6时,f(x)=1,可得 sin 2×π6+φ=1,因为|φ|<π2,所以
φ=π6.所以 f(x)的解析式为 f(x)=sin 2x+π6.
(2)g(x)=f(x)-cos 2x=sin 2x+π6-cos 2x
=sin 2xcosπ6+cos 2xsinπ6-cos 2x
= 23sin 2x-12cos 2x=sin 2x-π6.
因为 0≤x≤π2,所以-π6≤2x-π6≤56π.
Байду номын сангаас
由余弦定理得 cos ∠PRQ=RP2+2RRPQ·R2-Q PQ2 =A2+92+A·A29-+9A+2 4A2=-12,
解得 A2=3.
又 A>0,所以 A= 3.
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(2)描点:描出点(-π3,0)、(23π,2)、(53π,0)、 (83π,-2)、(113π,0). (3)连线:用平滑的曲线将这五个点连接起来,最后 将其向两端伸展,得到图像如图所示.
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【误区警示】 (1)列表时是先令相位角 ωx+φ 分别 为 0、π2、π、32π、2π,从而得到 x 相应的值,而不 是令 x 为这五个值;(2)在连线时必须用光滑曲线连 接,而不是折线.
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解:(1)由题意得,T=2ππ=6.因为 P(1,A)在 y=Asin π3x+φ的图象 上,所以 sin π3+φ=31.又因为 0<φ<π2,所以 φ=π6.
正弦型函数y=Asin(ωx+φ)的图像和性质
正弦型函数y=Asin(ωx+φ)的图像和性质导入新课思路1(情境引入)在物理和工程技术的许多问题中,都要遇到形如y=Asin(ωx+φ)的函数(其中A 、ω、φ是常数)。
例如,物体做简谐振动时位移y 与时间x 的关系,交流电中电流强度y 与时间x 的关系等,都可用这类函数来表示。
这些问题的实际意义往往可从其函数图象上直观地看出,因此,我们有必要画好这些函数的图象。
揭示课题:函数y=Asin(ωx+φ)的图象。
思路2(直接导入)从解析式来看,函数y=sinx 与函数y=Asin(ωx+φ)存在着怎样的关系?从图象上看,函数y=sinx 与函数y=Asin(ωx+φ)存在着怎样的关系?接下来,我们就分别探索φ、ω、A 对y=Asin(ωx+φ)的图象的影响。
一、新知探究 提出问题(1)你能用学过的三角函数知识描述大观览车周而复始的运动吗?(2)你能算出某一时刻你的“座位”离开地面的高度吗?活动:教师可先制作一个大观览车模型,让学生动手画出大观览车的示意图,或先演示课件然后和学生一起探究上述问题。
如图1是大观览车的示意图。
设观览车转轮半径长为R ,转动的角度为ωrad/s.点P 0表示座椅的初始位置.此时∠xoP 0=φ,当转轮转动t 秒后,点P 0P 位置,射线OP 的转角为ωt+φ,由正弦函数的定义,得点P 的纵坐标y 与时间t 的函数关系为y=Rsin(ωt+φ).这样,如果已知车轮半径R ,转动的角速度ω和初始的角度φ你就可计算出某一时刻你的“座位”离开地面的高度了。
在函数y= Rsin(ωt+φ)中,点P 旋转一周所需要的时间 T=ϖπ2,叫做点P 的转动周期。
在一秒内,点P 旋转的周数f=,2π=T 叫做转动的频率。
OP 0与x 轴正向的夹角φ叫做初相。
例如一动点以角速度4πrad/s 做匀速圆周运动,则T=.21,2142Hz Tf s ===ππ形如y=Asin(ωx+φ)(其中A ,ω,φ都是常数)的函数,在物理、工程等科学的研究中经常遇到,这种类型的函数通常叫做正弦函数。
