正弦型函数y=Asin(ωx+φ)的图象及应用

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

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, -???

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

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