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1.3.1 正弦函数的图象与性质(三)
课时目标 1.了解正弦型函数y=Asin(ωx+φ)的实际意义及其参数A,ω,φ对函数图象变化的影响.2.会用“图象变换法”作出正弦型函数y=Asin(ωx+φ)的图象.
1.y=Asin(ωx+φ)的有关概念
当函数y=Asin(ωx+φ) (A>0,ω>0),x∈[0,+∞)表示一个振动量时,A就表示这个量振动时离开平衡位置的最大距离,通常把它叫做这个振动的______;来回振动一次所需要的时间T=,叫做振动的________;单位时间内来回振动的次数f==,叫做振动的________;ωx+φ叫做________;φ叫做________(即当x=0时的相位).
2.参数A,ω,φ对函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)图象的影响:
(1)A(A>0)对y=Asin(ωx+φ)的图象的影响
函数y=Asin(ωx+φ)的图象,可以看作是把y=sin(ωx+φ)图象上全部点的纵坐标______(当A>1时)或________(当0<A<1时)到原来的____倍(横坐标不变)而得到,函数y=Asin x的值域为______,最大值为______,最小值为______.
(2)φ对y=sin(x+φ),x∈R的图象的影响
y=sin(x+φ) (φ≠0)的图象可以看作是把正弦曲线y=sin x上全部的点________(当φ>0时)或______(当φ<0时)平行移动______个单位长度而得到.
(3)ω(ω>0)对y=sin(ωx+φ)的图象的影响
函数y=sin(ωx+φ)的图象,可以看作是把y=sin(x+φ)的图象上全部点的横坐标_______(当ω>1时)或________(当0<ω<1时)到原来的________倍(纵坐标________)而得到.
一、选择题
1.要得到y=sin的图象,只要将函数y=sin 的图象( )
A.向左平移个单位 B.向右平移个单位
C.向左平移个单位 D.向右平移个单位
2.把函数y=sin的图象向右平移个单位,所得图象对应的函数是( )
A.非奇非偶函数
B.既是奇函数又是偶函数
C.奇函数
D.偶函数
3.要得到函数y=sin的图象,只要将y=sin 2x的图象( )
A.向左平移个单位 B.向右平移个单位
C.向左平移个单位 D.向右平移个单位
4.已知函数y=sin(ωx+φ)(ω>0,|φ|<)的部分图象如图所示,则( )
A.ω=1,φ= B.ω=1,φ=-
C.ω=2,φ= D.ω=2,φ=-
5.把函数y=sin x (x∈R)的图象上全部的点向左平移个单位长度,再把所得图象上全部点的横坐标缩短到原来的(纵坐标不变),得到的图象所表示的函数是( )
A.y=sin,x-Ray B.y=sin,x∈R
C.y=sin,x-Ray D.y=sin,x∈R
6.将y=f(x)的图象上全部点的横坐标缩短到原来的倍,然后再将整个图象沿x轴向右平移个单位,得到的曲线与y=sin x图象相同,则y=f(x)的函数解析式为( )
A.y=sin B.y=sin
C.y=sin D.y=sin
二、填空题
7.已知函数y=Asin(ωx+φ)在同一周期内,当x=时,y最大=2,当x=时,y最小=-2,那么函数的解析式为________________.
8.函数y=sin与y轴最近的对称轴方程是__________.
9.已知函数y=sin(ωx+φ) (ω>0,-π≤φ<π)的图象如下图所示,则φ=________.
10.函数y=sin 2x的图象向右平移φ个单位(φ>0)得到的图象恰好关于x=对称,则φ的最小值是_________________________________________________________________.
三、解答题
11.已知曲线y=Asin(ωx+φ) (A>0,ω>0)上的一个最高点的坐标为,此点到相邻最低点间的曲线与x轴交于点,若φ∈.
(1)试求这条曲线的函数表达式;
(2)用“五点法”画出(1)中函数在[0,π]上的图象.
12.已知函数f(x)=sin(ωx+φ) (ω>0,0≤φ≤π)是R上的偶函数,其图象关于点M对称,且在区间上是单调函数,求φ和ω的值.
力气提升
13.右图是函数y=Asin(ωx+φ)(x∈R)在区间[-,]上的图象.为了得到这个函数的图象,只要将y=sin x(x∈R)的图象上全部的点( )
A.向左平移个单位长度,再把所得各点的横坐标缩短到原来的倍,纵坐标不变
B.向左平移个单位长度,再把所得各点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变
C.向左平移个单位长度,再把所得各点的横坐标缩短到原来的倍,纵坐标不变
D.向左平移个单位长度,再把所得各点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变
14.假如函数y=sin 2x+acos 2x的图象关于直线x=-对称,那么a等于( )
A. B.- C.1 D.-1
1.函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的图象在一个周期内的五点横坐标是等间距的,都是,于是五点横坐标依次为x1=-,x2=x1+,x3=x1+,x4=x1+T,x5=x1+T.
2.在三角函数的图象变换中,周期变换与相位变换的先后挨次不同,其中变换的量也不同:
①先相位变换后周期变换,平移|φ|个单位.②先周期变换后相位变换,平移个单位,这是很易出错的地方,应特殊留意.
3.争辩函数y=Asin(ωx+φ)的性质时,通常利用整体思想把ωx+φ看作一个角,类比函数y=sin x的性质来求解.
1.3.1 正弦函数的图象与性质(三) 答案
学问梳理
1.振幅 周期 频率 相位 初相 2.(1)伸长 缩短 A
[-A,A] A -A (2)向左 向右 |φ| (3)缩短 伸长
不变
作业设计
1.C 2.D
3.C [由于y=sin=sin2,
所以把y=sin 2x的图象上全部点向左平移个单位,就得到y=sin2=sin的图象.]
4.D [由图象知=-=,∴T=π,ω=2.
且2×+φ=kπ+π(k∈Z),φ=kπ-(k∈Z).
又|φ|<,∴φ=-.]
5.C [将y=sin x图象上的全部的点向左平移个单位长度得到y=sin.再将图象上全部点的横坐标缩短到原来的,得y=sin.]
6.C [接受逆变换法.先把函数y=sin x的图象向左平移个单位得到y=sin(x+)的图象,再把横坐标伸长到原来的2倍,得到y=sin(x+)的图象.
故f(x)=sin(x+).]
7.y=2sin
8.x=-
解析 令2x-=kπ+(k∈Z),
∴x=+(k∈Z).
由k=0,得x=;由k=-1,得x=-.
9.
解析 由图象知函数y=sin(ωx+φ)的周期为
2=,∴=,∴ω=.
∵当x=π时,y有最小值-1,
∴×+φ=2kπ- (k∈Z).
∵-π≤φ<π,∴φ=.
10.
解析 y=sin 2x向右平移φ个单位得
f(x)=sin 2(x-φ)=sin(2x-2φ).
由f=sin=±1,
∴-2φ=kπ+(k∈Z),
∴2φ=-kπ-,令k=-1,得2φ=π,
∴φ=π或作出y=sin 2x的图象观看易知
φ=-=π.
11.解 (1)由题意知A=,T=4×=π,
ω==2,∴y=sin(2x+φ).
又∵sin=1,∴+φ=2kπ+,k∈Z,
∴φ=2kπ+,k∈Z,
又∵φ∈,∴φ=.
∴y=sin
(2)列出x、y的对应值表:
x
-
π
π
π
2x+
0
π
π
2π
y
0
0
-
0
描点,连线,如图所示:
12.解 ∵f(x)在R上是偶函数,
∴当x=0时,f(x)取得最大值或最小值.
即sin φ=±1,得φ=kπ+,k∈Z,
又0≤φ≤π,∴φ=.
由图象关于M对称可知,
sin=0,解得ω=k-,k∈Z.
又f(x)在上单调函数,所以T≥π,即≥π,
∴ω≤2,又ω>0,
∴当k=1时,ω=;当k=2时,ω=2.
13.A [由图象可知A=1,T=-(-)=π,
∴ω==2.
∵图象过点(,0),
∴sin(+φ)=0,∴+φ=π+2kπ,k∈Z,
∴φ=+2kπ,k∈Z.
∴y=sin(2x++2kπ)=sin(2x+).
故将函数y=sin x的图象先向左平移个单位长度后,再把所得各点的横坐标缩短到原来的倍,纵坐标不变,可得原函数的图象.]
14.D [方法一 ∵函数y=sin 2x+acos 2x的图象关于x=-对称,
设f(x)=sin 2x+acos 2x,则f=f(0)
∴sin+acos=sin 0+acos 0.
∴a=-1.
方法二 由题意得f=f,
令x=,有f=f(0),即-1=a.]
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