函数y=Asin(ωχ+φ) 课件(1)高中数学人教A版2019选择性必修一册

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点 B相对于点 A 始终落后

24
则甲 、 乙距离地面的高度差ℎ = 1 − 2 =55 sin(
=55 sin(


15


)+
2
sin(
利用 + = 2
ℎ=110 sin



15



sin(
48
15


15
13
)+65.
24


15

rad, 此时乙距离地面的高度为2 =55sin( t-
纵坐标伸长A>1 (缩短0<A<1)到原来的A倍
典例解析
例1
1

画出函数 y=2sin(3x- 6 )的简图 .

解 : 先画出函数y=sinx的图象 ; 再把正弦曲线向右平移 6 个单位长度 ,
得到函数的图象 ; 然后使曲线上各点的横坐标变为原来的
1
3
倍 , 得到函数 的图象 ;
1

最后把曲线上各点的纵坐标变为原来的 2 倍 , 这时的曲线就是函数y=2sin(3x- 6 )
那么点 P 的纵坐标 y就等于 sinx . 以 ( x , y ) 为坐标描点 , 可得正弦函数 y =sinx
的图象 .

6
在单位圆上拖动起点0 , 使点 0 绕点 1 旋转 到1 , 你发现图象有什么
变化 ?如果使点0 绕点 1 旋转
φ=
6

,
6 3
,-


3
或者旋转一个任意角 φ呢
m , 求在转动一周的过程中 , H关于t 的函数解析式 ;
( 2 ) 求游客甲在开始转动 5 min后距离地面的高度 ;
( 3 ) 若甲 、 乙两人分别坐在两个相邻的座舱里 , 在运行一周的过程
中 , 求两人距离地面的高度差h ( 单位 : m ) 关于 t的函数解析式 , 并
求高度差的最大值 ( 精确到 0.1 )
y=sinx
总结:
方法2:(按按 ω , φ ,A顺序变换)
横坐标缩短>1 (伸长0<<1)到原来的1/倍
y=sinx
纵坐标不变
向左>0 (向右<0)
平移||/个单位
y=sinx


y sin ( x ) sin(x )


横坐标不变
y=Asin(x+)

15

2
× 5- )+65 =37.5
所以 , 游客甲在开始转动 5 min后距离地面的高度约为 37.5m.
2
48


24
( 3 ) 如图 5.6.10,甲 、 乙两人的位置分别用点 A,B表示 , 则 ∠ AOB= =

15

2
经过 后甲距离地面的高度为 1 =55sin( t- )+65 ,
1. 探索 φ对y=sin(x+φ)图象的影响
为了更加直观地观察参数φ 对函数图象的影响 , 下面借助信息技术做一个数学实
验 .如图 5.6.4,取 A =1 , ω =1 , 动点 M在单位圆 1 上以单位角速度按逆时针
方向运动 .图 5.6.4如果动点 M 以 0 为起点 ( 此时 φ =0 ), 经过xs 后运动到点P ,
的图象 , 如图 5.6.7所示 .
1

下面用 “ 五点法 ” 画函数y=2sin(3x- 6 )在一个周期(T =

1

令 X =3x- 6 , 则 x= 3( X+ 6 )
列表 ( 表 5.6.1),描点画图 ( 图 5.6.8)
2
3
)内的图象 .
例 2 摩天轮是一种大型转轮状的机械建筑设施 , 游客坐在摩天轮的座舱
里慢慢地往上转 , 可以从高处俯瞰四周景色 . 如图 5.6.9, 某摩天轮最高
点距离地面高度为 120m , 转盘直径为110m , 设置有 48个座舱 , 开启
后按逆时针方向匀速旋转 , 游客在座舱转到距离地面最近的位置进舱 ,
转一周大约需要30min .
( 1 ) 游客甲坐上摩天轮的座舱 , 开始转动 t min 后距离地面的高度为 H
( 1 ) 设 = 0 时 , 游客甲位于点 P(0 ,-55 ),

2
以 OP为终边的角为 - ; 根据摩天轮转一周大约需要 30 ,

π
15
可知座舱转动的角速度约为

15
rad/min ,

2
由题意可得H=55sin( t- )+65 , 0 ≤ ≤ 30,
( 2 ) 当 =5 时 , H=55sin(
1

长度 , 得到函数y=sin(x+φ) 的图象 ; 然后把曲线上各点的横坐标变为原来的 倍
(纵坐标不变 ), 得到函数y=sin(ωx+φ) 的图象 ; 最后把曲线上各点的纵坐标变为
原来的 A 倍 ( 横坐标不变 ),这时的曲线就是函数y=Asin(ωx+φ) 的图象 .
总结:
y=sinx
y=Asin(x+)

6
是 ω =1 时的 2 倍 . 这样 , 把y=sin(x+ ) 图象上所有点的横坐标扩大到原来的 2 倍
1
2

6
1
2

6
( 纵坐标不变 ), 就得到 y=sin( x+ ) 的图象 . y=sin( x+ )的周期为4π,

6
是 y=sin(x+ ) 的周期的 2 倍 .
一般地 , 函数
2
的周期是

可得函数y=sin(x+ )
6
当起点位于1 时 ,

的图象 .进
一步 , 在单位圆上 , 设两个动点分别以0 ,1 为起点同时开始
运动 . 如果以 0 为起点的动点到达圆周上点 P的时间为xs , 那么

以1 为起点的动点相继到达点P 的时间是 (x- )s. 这个规律反映
6
在图象上就是 : 如果 F ( x , y ) 是函数y=sinx 图象上的一点 ,
13
24


)
15


15



2
− sin(
13
)
24
,
+


,可得
2
2

)
48

.当
6

A =1 时 , 如图 5.6.6, 可得y=sin(2x+ 6 )的图象 .
改变 A 的取值 ,
1
1
使 A 取 2 , 2, 3, 3等 ,
你发现图象有什么变化 ?
当 A 取任意正数呢 ?

6
当 A =2 时 , 得到函数 y=2sin(2x+ )的图象 .
进一步 , 设射线1 1 与以1 为圆心 、 2 为半径的圆交于1 . 如果单位圆上以1 为
质.
从解析式看 , 函数 y = cosx就是函数y=Asin(ωx+φ)
在 A =1 , ω =1 , φ =0 时的特殊情形 .
(1)能否借助我们熟悉的函数 y = sinx的图象与性质研究参数 A , ω , φ
对函数y=Asin(ωx+φ)的影响 ?
(2)函数 y=Asin(ωx+φ)含有三个参数 , 你认为应按怎样的思路进行研究.

6
那么点 N ( x ,2 y )就是函数图象y=2sin(2x+ )上的相应点 , 如图 5.6.6所示 . 这

6
说明 , 把 y=sin(2x+ )图象上所有点的纵坐标伸长到原来的 2 倍 ( 横坐标不变 ),

6
就得到 y=2sin(2x+ )的图象 .

1
同理 , 把y=sin(2x+ 6 ) 图象上所有点的纵坐标缩短到原来的2 倍( 横坐标不变 ),
2
6

1
说明 , 把y=sin(x+ ) 的图象上所有点的横坐标缩短到原来的 倍( 纵坐标不变 ), 就得到 y=
6
2



1
sin(2x+ ) 的图象 .y=sin(2x+ ) 的周期为, 是y=sin(x+ ) 的周期的 倍 .
6
6
6
2
1
2
1
2
同理 , 当 ω = 时 , 动点的转速是 ω =1 时的 倍 , 以1 为起点 , 到达点 P的时间

, 把 y=sin(x+ φ) 图象上所有点的横坐标缩短 ( 当 ω >1
1

时 ) 或伸长 ( 当 0< ω <1 时 ) 到原来的 倍 (纵坐标不变 ), 就得到 的图象 .
说一说
ω =3 ,
1
ω=
3
时的情
况.
3. 探索 A( A >0 ) 对 y=sin(ωx+φ )图象的影响
下面通过数学实验探索A 对函数图象的影响 . 为了研究方便 , 不妨令ω =2, φ =
的部分图象,确定其解析式.(重点)
3.求函数解析式时φ值的确定.(易错点)
提出问题
上面我们利用三角函数的知识建立了一个形如y=Asin(ωx+φ ) 其中( A>0 ,
ω >0 ) 的函数 . 显然 , 这个函数由参数 A , ω , φ 所确定 . 因此 , 只要了
解这些参数的意义 , 知道它们的变化对函数图象的影响 , 就能把握这个函数的性
1
2

6
就得到y= sin(2x+ )的图象 .
一般地 , 函数 y=Asin(ωx+φ)的图象 , 可以看作是把y=Asin(ωx+φ)图象上所有点的纵坐标伸
长 ( 当 A >1 时 )或缩短 ( 当 0< A<1 时 ) 到原来的 A 倍 ( 横坐标不变 ) 而得到 . 从而 ,
函数 y=Asin(ωx+φ)的值域是 [ - A , A ],最大值是 A , 最小值是 - A
人教2019A版必修 第一册
第五章
三角函数
5.6 函数y=Asin(ωx+φ )的图像
学习目标
1.理解参数 A,ω,φ对函数 y=Asin(ωx+φ)的图象的影响;能够将 y=sin
x 的图象进行交换得到 y=Asin(ωx+φ),x∈R 的图象.(难点)
2.会用“五点法”画函数 y=Asin(ωx+φ)的简图;能根据 y=Asin(ωx+φ)
6
动点 , 当 ω =1 时到达点 P 的时间为 1 s ,当 ω =2 时到达点 P的时间为2 s. 因为 ω =2
1

时动点的转速是 ω =1 时的 2 倍 ,所以 2 = 1 . 这样 , 设 G ( x , y ) 是函数y=sin(x+ )
2
6
1

图象上的一点 , 那么K ( , y ) 就是函数y=sin(2x+ )图象上的相应点 , 如图 5.6-5示 . 这

6

6
不妨令φ = . 当 ω =1 时得到y=sin(x+ ) 的图象 .
1
1
取 ω =2 , 图象有什么变化 ? 取 ω = 呢 ?取 ω =3 ,ω = , 图象又有什么变化 ?当 ω
2
3
取任意正数呢?

取ω =2 时 , 得到函数 y=sin(2x+ ) 的图象 .进一步 , 在单位圆上 , 设以1 为起点的
起点的动点 , 以 ω =2 的转速经过 xs 到达圆周上点 P , 那么点 P 的纵坐标是 2sin

6
(2x+ ); 相应地 , 点 1 在以 1 为圆心 、 2 为半径的圆上运动到点 T , 点 T 的纵

6

6
坐标是 2sin(2x+ ).这样 , 设 K( x , y ) 是函数y=sin(2x+ ) 图象上的一点 ,
分析 : 摩天轮上的座舱运动可以近似地看作是质点在圆周上做匀速旋转 . 在旋转过程
中 , 游客距离地面的高度 犎 呈现周而复始的变化 , 因此可以考虑用三角函数来刻画 .
解 : 如图 5.6.10, 设座舱距离地面最近的位置为点 P ,
以轴心 O为原点 , 与地面平行的直线为 轴建立直角坐标系 .
你能总结一下从正弦函数图象出发 , 通过图象变换得到 y=Asin(ωx+φ) ( A >0 ,ω >0 )
图象的过程与方法吗 ?
一般地 , 函数y=Asin(ωx+φ) ( A >0 , ω >0 ) 的图象 , 可以用下面的方
法得到 : 先画出函数 y=sinx的图象 ; 再把正弦曲线向左 ( 或右 ) 平移 个单位
y=sin(x+φ) (φ≠0) , 把正弦曲线上的所有点向左( 当 φ >0 时 ) 或向
右 ( 当 φ <0 时 ) 平移 个单位长度 , 就得到函数y=sin(x+φ) 的图象 .
2. 探索 ω ( ω >0 ) 对y=sin(ωx+φ ) 图象的影响下面 , 仍然通过数学实验来探
索 .如图 5.6.5, 取圆的半径 A=1. 为了研究方便 ,
方法1:(按 φ , ω ,A顺序变换)
向左>0 (向右<0)
y=sinx
平移||个单位
横坐标缩短>1 (伸长0<<1)到原来的1/倍
纵坐标不变
y=sin(x+)
y=sin(x+)
横坐标不变
纵坐标伸长A>1 (缩短0<A<1)到原来的A倍
y=Asin(x+)
y=Asin(x+)


那么 G(x- , y )就是函数 y=sin(x+ ) 图象上的点 , 如图 5.6-4所
6
6

6
示 . 这说明 , 把正弦曲线y=sinx 上的所有点向左平移 个单位长
度,

就得到y=sin(x+ )
6
的图象 .
分别说一说旋


转- 6 , 3 , - 3 时的
情况 .
一般地 , 当动点 M 的起点位置 Q所对应的角为φ 时 , 对应的函数是
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