二、 正弦型函数y=Asin(ωx+φ)的图象及应用
A.基础梳理
1.用五点法画y=Asin(ωx+φ)一个周期内的简图时,要找五个特征点
如下表所示
x 0-φ ω0 0 π-φ2 ωπ 2A π-φ ωπ 0 3π-φ2 ω3π 2-A 2π-φ ω2π 0 ωx+φ y=Asin(ωx+φ) 2.函数y=sin x的图象变换得到y=Asin(ωx+φ)的图象的步骤
2π
3.当函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,x∈[0,+∞))表示一个振动时,A叫做振幅,T=
ω1
叫做周期,f=叫做频率,ωx+φ叫做相位,φ叫做初相.
T4.图象的对称性
函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的图象是轴对称也是中心对称图形,具体如下: π
(1)函数y=Asin(ωx+φ)的图象关于直线x=xk(其中 ωxk+φ=kπ+,k∈Z)成轴对称图形.
2(2)函数y=Asin(ωx+φ)的图象关于点(xk,0)(其中ωxk+φ=kπ,k∈Z)成中心对称图形.
B.方法与要点
1、一种方法
在由图象求三角函数解析式时,若最大值为M,最小值为m,则A=2π
即由=T求出,φ由特殊点确定. ω
M-mM+m
,k=,ω由周期T确定,22
2、一个区别
由y=sin x的图象变换到y=Asin (ωx+φ)的图象,两种变换的区别:先相位变换再周期变换(伸缩变换),平|φ|移的量是|φ|个单位;而先周期变换(伸缩变换)再相位变换,平移的量是(ω>0)个单位.原因在于相位变换ω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.
3、两个注意
作正弦型函数y=Asin(ωx+φ)的图象时应注意:(1)首先要确定函数的定义域;
(2)对于具有周期性的函数,应先求出周期,作图象时先作一个周期的图象,再由周期性作整个函数的图象.
C.双基自测
π
1.(人教A版教材习题改编)y=2sin2x-4 的振幅、频率和初相分别为( ).
1π1π1π1π
A.2,,- B.2,,- C.2,,- D.2,,-
π42π4π82π8π
2.已知简谐运动f(x)=Asin(ωx+φ)|φ|<2的部分图象如图所示, 则该简谐运动的最小正周期T和初相φ分别为( ).
ππππ
A.T=6π,φ= B.T=6π,φ= C.T=6,φ= D.T=6,φ=
6363
π
3.函数y=cos x(x∈R)的图象向左平移个单位后,得到函数y=g(x)的图象,则g(x)的解析式应为( ).
2A.-sin x B.sin x C.-cos x D.cos x
π4π
4.设ω>0,函数y=sinωx+3+2的图象向右平移个单位后与原图象重合,则ω的最小值是( ).
3
243
A. B. C. D.3 3325.已知函数f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0)的图象如图所示,则ω=________.
()
()
()
D.考点解析
考点一 函数y?Asin(?x??)的图象
题型1:给出函数作图象
ππ3【例1-1】?设函数f(x)=cos(ωx+φ)?ω>0,-<φ<0?的最小正周期为π,且f??=. 2???4?2(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. [审题视点] (1)由已知条件可求ω,φ; (2)采用“五点法”作图,应注意定义域[0,π].
(1)“五点法”作图的关键是正确确定五个点,而后列表、描点、连线即可.
(2)变换法作图象的关键看x轴上是先平移后伸缩还是先伸缩后平移,对于后者可利用ωx
?φ?+φ=ω?x+?来确定平移单位.
ω
?
?
【训练1-1】 已知函数f(x)=3sin?2x-4?,x∈R.
1
π
??(1)画出函数f(x)在长度为一个周期的闭区间上的简图;
(2)将函数y=sin x的图象作怎样的变换可得到f(x)的图象?
题型2:给出图象求函数
【例1-2】?(1)已知函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,|φ|<2,ω>0)
的图象的一部分如图所示. (1)求f(x)的表达式;
(2)试写出f(x)的对称轴方程.
π
0?≤)的图象与y轴 (2)(07年江西卷)如图,函数y?2cos(?x??)(x?R,≤相交于点(0,3),且该函数的最小正周期为?. (1)求?和?的值;
π2((2)已知点A
?,0),点2P是该函数图象上的一点,点Q(x0,y0)是PA的中点,当
y0?
3?,x?[,?)时,求x0的值。 22【训练1-2】
1、(05年四川卷)下列函数中,图象的一部分如右图所示的是
(A)
??????y?sin?x?? (B)y?sin?2x??
6?6?????????y?cos?4x?? (D)y?cos?2x??
3?6???y?Asin(?x??)(??0,???,x?R) 2(C)
2、(2005天津卷文)函数
的部分图象如图所示,则函数表达式为
????y??4sin(x?) (B)y?4sin(x?)
8484????(C)y??4sin(x?) (D)y?4sin(x?)
8484(A)
y3、(2009宁夏海南卷理)已知函数y=sin(?x+?) 1 3?4(?>0, -???)的图像如图所示,则
o -1 ?=________________ .
4、(2009辽宁卷理)已知函数f(x)=Acos(?x??)
的图象如图所示,
f(?22)??3,则f(0)= (A)?23 (B) 23 (C)- 112 (D)
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考点二 函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换
题型1:给定原函数f(x)和变换过程求变换后的函数
【例2-1】?(1)(2009全国卷Ⅱ理)若将函数
y?tan????x????4?????0?的图像向右平移
6个单
位长度后,与函数
y?tan????x???6??的图像重合,则?的最小值为
A.
1116 B.
4 C.
13 D.
2
【例2-1】?(2)函数y=cosx的图象向左平移
?13个单位,横坐标缩小到原来的2,纵坐标扩大到原来的
3倍,所得的函数图象解析式为 ( ) (A) y=3cos(
12x+?3) (B) y=3cos(2x+?2?11?3) (C) y=3cos(2x+3) (D) y=3cos(2x+6) (3)若改为:“把函数y=cosx的图象先横坐标缩小到原来的
12,再向左平移?3个单位”其他不变呢?
注意先后顺序:若先平移再左右伸缩,则
f(x)?左右平移???b?f(x?b)?左右伸缩???a?f(1ax?b); 若先左右伸缩再平移,则f(x)?左右伸缩???a?f(1ax)?左右平移???b?f[1a(x?b)] 【训练2-1】
(1)(2012年高考浙江卷理科4)把函数y=cos2x+1的图像上所有点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不
变),然后向左平移1个单位长度,再向下平移1个单位长度,得到的图像是
2?x