高考数学一轮复习第三章3_5函数y=Asin(ωx+φ)的图象及三角函数模型的简单应用课件理新人教A版
高考一轮数学复习课件:第三章 第四节 函数y=Asin(ωx+φ)的图象及三角函数模型的简单应用
1. (2014· 高考安徽卷)若将函 数 f(x)=sin 2x+cos 2x 的图
自主探究
π cos2x-4,将其图象向右平移
φ 个单位,
象向右平移 φ 个单位,所得 得到的函数图象对应的解析式为 y= 2 图象关于 y 轴对称,则 φ 的
π cos2x-φ-4= π 2cos2x-2φ-4, 要使
π π 10-2sin t+ >11, 12 3
π π 1 sin12t+3 <- . 2
7π π π 11π 又 0≤t<24,因此 < t+ < ,即 6 12 3 6 10<t<18. 故在 10 时至 18 时实验室需要降温.
考点三
师生互动
实际问题转化为三角函数后,通过研究三角函数性质来解决 实际问题.
值求 k,再求最大值. 根据图象得函数的最小值为 2,有-3+k=2,k=5,最大 值为 3+k=8.
段时间水深(单位:m)的最大值为( C )
A.5 C.8
B.6 D.10
考点三
解析
2. (2014· 高考湖北卷 )某实验室一天 (1) 因 为 的温度(单位:℃)随时间 t(单位:h) 的变化近似满足函数关系:
自主探究
1 纵坐标不变,横坐标变化为原来的ω倍,简称为周期变换;φ 所 φ 起的作用是将函数图象左右平移 ω 简称为相位变换. 进 个单位, 行左右平移时是针对“x”而言,先变周期与后变周期所平移的单 位数不同.
师生互动
考点一
[能力题组]
1. (2014· 高考安徽卷)若将函 数 f(x)=sin 2x+cos 2x 的图
师生互动
1;再向下平移 1 个单位长度得 y3 =cos(x+1).令 x=0,得 y3>0.令 x π = -1,得 y3=0.观察图象知,A 2 项正确.
高考数学一轮复习 第三章三角函数 解三角形第四节函数y=Asin(ωx+φ)的图象及三角函数模型
_
_______.
π 解析:函数 y=sin2x 的图象向右平移 个单位后得到 y=sin2(x 4 π π - )=sin(2x- )=-cos2x 的图象,再向上平移 1 个单位可以 4 2 得到 y=-cos2x+1 的图象,由二倍角公式知 y=2sin2x.
1 法二:将 y=sinx 的图象上每一点的横坐标 x 缩短为原来的 倍, 2 纵坐标不变,得到 y=sin2x 的图象; π π 再将 y= sin2x 的图象向左平移 个单位,得到 y= sin2(x+ )= 6 6 π π sin(2x+ )的图象;再将 y=sin(2x+ )的图象上每一点的横坐标保 3 3 π 持不变,纵坐标伸长为原来的 2 倍,得到 y=2sin(2x+ )的图象. 3
1 π 解:(1)y=3sin( x- )的周期 T=4π. 2 4 π 振幅为 3,初相为- . 4
(2)在x∈[0,4π]上确定关键点列表:
x 1 π x- 2 4 1 π 3sin( x- ) 2 4 0 - - π 4 π 2 0 0 3π 2 π 2 3 5π 2 π 0 7π 2 3π 2 4π
π (3)法一:把 y=sinx 的图象上所有的点向左平移 个单位,得到 y= 3 π π sin(x+ )的图象, 再把 y=sin(x+ )的图象上的点的横坐标缩短到原 3 3 1 π 来的 倍(纵坐标不变), 得到 y=sin(2x+ )的图象,最后把 y=sin(2x 2 3 π + )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 3 π =2sin(2x+ )的图象. 3
答案:0
1. y=Asin(ωx+φ)的有关概念 y=Asin(ωx 振幅 +φ)(A>0, ω>0),
第三章 第四节 函数y=Asin(ωx+φ)的图象及三角函数模型的简单应用
)
返回
2π 解析:最小正周期为 = 解析:最小正周期为T= π =6; ; 3 1 π 由2sin φ=1,得sin φ=2,φ=6. = , = =
答案: 答案: A
返回
3.将函数y=sin x的图象向左平移 ≤φ<2π)个单位后,得到函 .将函数 = 的图象向左平移φ(0≤ < 个单位后 个单位后, 的图象向左平移 π - 的图象, 数y=sin x-6的图象,则φ等于 = 等于 ( ) 11π π B. 6 A.6 7π 5π C. 6 D. 6
返回
2.平移变换中的平移量 . |φ| 从y=sin ωx(ω>0)到y=sin(ωx+φ)(ω>0)的变换中平移量为 ω = 到 = + 的变换中平移量为 (φ>0时,向左;φ<0时,向右 而不是 平移的距离是针对 的 时 向左; 而不是|φ|.平移的距离是针对 时 向右)而不是 平移的距离是针对x的 变化量而言的. 变化量而言的.
解析: = 解析:y=cos
π 2x+ =cos +6
π 2x+ 的图象,只需将函数 + 6 的图象,
( π B.向右平移12个单位 . π D.向左平移12个单位 .
π + 2x+12.
)
答案: 答案: D
返回
2.(2011·北京西城区期末 函数 f(x)=sin xcos . 北京西城区期末)函数 北京西城区期末 =
返回
返回
一、y=Asin(ωx+φ)的有关概念 = + 的有关概念 y=Asin(ωx = +φ)(A>0, , ω>0), , x∈[0,+ ∈ ,+ ,+∞) 表示一个振 动量时 A
2π T= ω =
ω 1 f= T = 2π ωx+φ =
高考数学一轮总复习 3.5函数y=Asin(ωx+φ)的图象及三角函数模型的简单应用课件
4.将函数y=sinx的图象向左平移φ(0≤φ<2π)个单位后,得到
函数y=sinx-6π的图象,则φ等于(
)
π
11π
A.6
B. 6
7π
5π
C. 6
D. 6
a
16
解析 依题意得y=sin x-6π =sin x-π6+2π =sin x+116π ,
故将y=sinx图象向左平移
11π 6
个单位后得到y=sin
a
26
【思维启迪】 (1)由振幅、周期、初相的定义即可解决. (2)五点法作图,关键是找出与x相对应的五个点. (3)只要看清由谁变换得到谁即可.
a
27
听课记录
(1)y=2sin
2x+3π
的振幅A=2,周期T=
2π 2
=
π,初相φ=π3.
(2)令X=2x+3π,则y=2sin2x+3π=2sinX.
(2)变换法作图象的关键是看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=ωx+ωφ 来确定平移单位.
a
32
变式思考 1 (1)(2014·浙江卷)为了得到函数y=sin3x+cos3x
的图象,可以将函数y= 2cos3x的图象( )
A.向右平移4π个单位
B.向左平移4π个单位
C.向右平移1π2个单位
答案 π6,0 23π,1 76π,0 53π,-1 163π,0
a
13
3.已知函数f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0)的图象如图所示,则ω= __________.
a
14
解析 由题意设函数周期为T,则T4=23π-π3=3π,故T=43π. ∴ω=2Tπ=32.
2024届高考数学一轮总复习第三章三角函数解三角形第六讲函数y=Asinωx+φ的图象及应用课件
【题后反思】函数 y=A sin (ωx+φ)(A>0,ω>0)的图象的 作法
(1)五点法:用“五点法”作 y=A sin (ωx+φ)的简图,主要是 通过变量代换,令 z=ωx+φ,由 z 取 0,π2,π,32π,2π 来求出相 的 x,通过列表得出五点坐标,描点,连线后得出图象.
(2)图象变换法:由函数 y=sin x 的图象通过变换得到 y= A sin (ωx+φ)的图象有两种途径:“先平移后伸缩”与“先伸缩后 平移”.
第六讲 函数y=Asin(ωx+φ)的图象及应用
课标要求
考情分析
结合具体实例,了解y =A sin (ωx+φ)的实际 意义;能借助图象理解 参数ω,φ,A的意义, 了解参数的变化对函数 图象的影响
1.从近几年的高考试题来看,函数y=A sin (ωx+φ)的图象的平移和伸缩变换以及根据图 象确定A,ω,φ的值等问题是高考的热点, 复习时,应抓住“五点法”作图和图象的变 换以及性质的应用,通过适量的训练,掌握 解决问题的通法. 2.题型一般是选择题或填空题
故 f(x)的单调递增区间为-51π2+kπ,1π2+kπ(k∈Z).
答案:-51π2+kπ,1π2+kπ(k∈Z)
2.已知函数 f(x)=sin (ωx+φ)ω>0,|φ|<π2的部分图象如图 3-6-4 所示,则 y=fx+π6取得最小值时 x 的集合为__________.
图 3-6-4
解析:根据题干所给图象,周期 T=4×172π-π3=π, 故 π=2ωπ,∴ω=2,因此 f(x)=sin (2x+φ),另外图象经过点
图 3-6-6
由图象得,当 22≤a<1 时,方程 cos 2x-π4=a 恰好有三个不 同的实数根.
2019年高考数学一轮复习 第三章 第四节 函数y=Asin(ωx+φ)的图象及三角函数模型的简单应
2019年高考数学一轮复习 第三章 第四节 函数y =Asin (ωx+φ)的图象及三角函数模型的简单应用演练知能检测 文[全盘巩固]1.(xx·烟台模拟)如图是函数y =A sin(ωx +φ)在一个周期内的图象,此函数的解析式可为( )、A .y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3B .y =2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +2π3 C .y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2-π3 D .y =2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π3 解析:选B 由题图可知A =2, T 2=5π12-⎝ ⎛⎭⎪⎫-π12=π2, ∴T =π,ω=2,∴f (x )=2sin(2x +φ),又f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π12=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π6+φ=2, 即-π6+φ=π2+2k π,k ∈Z ,∴φ=2π3+2k π(k ∈Z ),结合选项知选B.2.(xx·宁波模拟)设函数f (x )=cos ωx (ω>0),将y =f (x )的图象向右平移π3个单位长度后,所得的图象与原图象重合,则ω的最小值等于( )A.13B .3C .6D .9 解析:选 C 将f (x )的图象向右平移π3个单位长度得g (x )=cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤ω⎝⎛⎭⎪⎫x -π3=cos ⎝⎛⎭⎪⎫ωx -π3ω,则-π3ω=2k π(k ∈Z ),即ω=-6k (k ∈Z ).∵ω>0,∴k <0.∴当k =-1时,ω有最小值6.3.把函数y =cos 2x +1的图象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,得到的图象是( )解析:选A 把函数y =cos 2x +1的图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),得到函数y =cos x +1的图象,然后把所得函数图象向左平移1个单位长度,再向下平移1个单位长度,得到函数y =cos(x +1)的图象,故选A.4.如图所示,为了研究钟表与三角函数的关系,建立如图所示的坐标系,设秒针尖位置P (x ,y ).若初始位置为P 0⎝ ⎛⎭⎪⎫32,12,当秒针从P 0(注:此时t =0)正常开始走时,那么点P的纵坐标y 与时间t 的函数关系为( )A .y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π30t +π6B .y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π60t -π6C .y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π30t +π6D .y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π30t -π3解析:选C 由题意可得,函数的初相位是π6,排除B 、D.又函数周期是60秒且秒针按顺时针旋转,即T =2π|ω|=60,所以|ω|=π30,即ω=-π30,故y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π30t +π6.5.将函数y =sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +π6图象上所有点的横坐标缩短到原来的12倍(纵坐标不变),再把所得图象向右平移π6个单位长度后得到函数y =f (x )的图象,则函数y =f (x )的图象( )A .关于点(0,0)对称B .关于点⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,0对称 C .关于直线x =π3对称 D .关于直线x =π对称解析:选C 将函数y =sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +π6图象上所有点的横坐标缩短到原来的12倍(纵坐标不变),得到y =sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π6,再把所得图象向右平移π6个单位长度,得到y =sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝⎛⎭⎪⎫x -π6+π6=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6.当x =π3时,y =sin ⎝⎛⎭⎪⎫2×π3-π6=sin π2=1.所以x =π3为其对称轴.6.函数y =A sin(ωx +φ)⎝⎛⎭⎪⎫ω>0,|φ|≤π2的部分图象如图所示,则函数的一个表达式为( )A .y =-4sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π8x +π4B .y =4sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π8x -π4C .y =-4sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π8x -π4D .y =4sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π8x +π4解析:选A 根据正弦函数y =A sin(ωx +φ)ω>0,|φ|≤π2的图象的性质可得T =2×|6-(-2)|=16,故ω=2πT =π8,又根据图象可知f (6)=0,即A sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π8×6+φ=0.由于|φ|≤π2,故只能π8×6+φ=π,解得φ=π4,即y =A sin π8x +π4,又由f (2)=-4,即A sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π8×2+π4=-4,解得A =-4,故f (x )=-4sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π8x +π4. 7.(xx·台州模拟)函数f (x )=tan ωx (ω>0)的图象的相邻两支截直线y =π4所得线段长为π4,则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4=________. 解析:依题意πω=π4,∴ω=4.∴f (x )=tan 4x .∴f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4=tan π=0. 答案:08.若将函数y =sin ⎝⎛⎭⎪⎫ωx +5π6(ω>0)的图象向右平移π3个单位长度后,与函数y =sin ⎝⎛⎭⎪⎫ωx +π4的图象重合,则ω的最小值为________. 解析:y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx +5π6=sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤ω⎝ ⎛⎭⎪⎫x +5π6ω,y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx +π4=sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤ω⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4ω, 由题意知,当5π6ω-π4ω=π3时,ω最小,解得ω=74.答案:749.已知函数f (x )=M cos(ωx +φ)(M >0,ω>0,0<φ<π)为奇函数,该函数的部分图象如图所示,AC =BC =22,C =90°,则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12的值为________.解析:依题意知,△ABC 是直角边长为22的等腰直角三角形,因此其边AB 上的高是12,函数f (x )的最小正周期是2,故M =12,2πω=2,ω=π,f (x )=12cos(πx +φ).又函数f (x )是奇函数,于是有φ=k π+π2,其中k ∈Z .由0<φ<π,得φ=π2,故f (x )=-12sin πx ,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=-12sin π2=-12.答案:-1210.(xx·安徽高考)设函数f (x )=sin x +sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +π3.(1)求f (x )的最小值,并求使f (x )取得最小值的x 的集合;(2)不画图,说明函数y =f (x )的图象可由y =sin x 的图象经过怎样的变化得到.解:(1)因为f (x )=sin x +12sin x +32cos x =32sin x +32cos x =3sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +π6,所以当x +π6=2k π-π2,k ∈Z ,即x =2k π-2π3,k ∈Z 时,f (x )取最小值- 3.此时x 的取值集合为xx =2k π-2π3,k ∈Z .(2)先将y =sin x 的图象上所有点的纵坐标伸长到原来的3倍(横坐标不变),得y =3sin x 的图象;再将y =3sin x 的图象上所有的点向左平移π6个单位长度,得y =f (x )的图象.11.设x ∈R ,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;(3)若f (x )>22,求x 的取值范围. 解:(1)∵函数f (x )的最小正周期T =2πω=π,∴ω=2, ∵f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2×π4+φ=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+φ=-sin φ=32,且-π2<φ<0,∴φ=-π3. (2)由(1)知f (x )=cos ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π,列表如下: 2x -π3 -π3 0 π2π 3π2 5π3 x 0 π6 5π12 2π311π12πf (x )121 0 -1 012图象如图:(3)∵f (x )>22,即cos ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π3>22, ∴2k π-π4<2x -π3<2k π+π4,k ∈Z ,则2k π+π12<2x <2k π+7π12,k ∈Z ,即k π+π24<x <k π+7π24,k ∈Z .∴x 的取值范围是⎩⎨⎧⎭⎬⎫xk π+π24<x <k π+7π24,k ∈Z .12.已知函数f (x )=23sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2+π4cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2+π4-sin(x +π). (1)求f (x )的最小正周期;(2)若将f (x )的图象向右平移π6个单位长度,得到函数g (x )的图象,求函数g (x )在区间[0,π]上的最大值和最小值.解:(1)∵f (x )=3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π2+sin x =3cos x +sin x =2⎝ ⎛⎭⎪⎫32cos x +12sin x =2sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +π3,∴f (x )的最小正周期为2π.(2)∵将f (x )的图象向右平移π6个单位长度,得到函数g (x )的图象,∴g (x )=f ⎝⎛⎭⎪⎫x -π6=2sin ⎣⎢⎡ ⎝⎛⎭⎪⎫x -π6+⎦⎥⎤π3=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +π6.∵x ∈[0,π],∴x +π6∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π6,7π6, ∴当x +π6=π2,即x =π3时,sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +π6=1,g (x )取得最大值2.当x +π6=7π6,即x =π时,sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +π6=-12,g (x )取得最小值-1.[冲击名校]1. 已知A ,B ,C ,D 是函数y =sin(ωx +φ)ω>0,0<φ<π2一个周期内的图象上的四个点,如图所示,A ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π6,0,B 为y 轴上的点,C 为图象上的最低点,E 为该函数图象的一个对称中心,B 与D 关于点E 对称,,在x 轴上的投影为π12,则ω,φ的值为( )A .ω=2,φ=π3B .ω=2,φ=π6C .ω=12,φ=π3D .ω=12,φ=π6解析:选A由E 为该函数图象的一个对称中心,B 与D 关于点E 对称,在x 轴上的投影为π12,知OF=π12,又A ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π6,0,所以AF =T 4=π2ω=π4,所以ω=2.同时函数图象可以看作是由y =sin ωx 的图象向左平移得到,故可知φω=φ2=π6,即φ=π3.2.已知直线y =b (b <0)与曲线f (x )=sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π2在y 轴右侧依次的三个交点的横坐标成等比数列,则b 的值是________.解析:设三个横坐标依次为x 1,x 2,x 3,由图及题意有⎩⎪⎨⎪⎧x 1+x 2=π,x 2+x 3=2π,x 22=x 1x 3,解得x 2=2π3,所以b =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3=-12. 答案:-12[高频滚动]1.已知函数f (x )=2cos(ωx +φ)+b 对任意实数x 有fx +π4=f (-x )成立,且f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π8=1,则实数b 的值为( )A .-1B .3C .-1或3D .-3解析:选C 由f ⎝⎛⎭⎪⎫x +π4=f (-x )可知函数f (x )=2cos(ωx +φ)+b 关于直线x =π8对称,又函数f (x )在对称轴处取得最值,故±2+b =1,所以b =-1或b =3.2.函数y =sin(ωx +φ)⎝ ⎛⎭⎪⎫ω>0且|φ|<π2在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤π6,2π3上单调递减,且函数值从1减小到-1,那么此函数图象与y 轴交点的纵坐标为( )A.12B.22C.32D.6+24解析:选 A 函数y =sin(ωx +φ)的最大值为1,最小值为-1,由该函数在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤π6,2π3上单调递减,且函数值从1减小到-1,可知2π3-π6=π2为半周期,则周期为π,ω=2πT =2ππ=2,则y =sin(2x +φ).又由函数y =sin(ωx +φ)的图象过点⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,1,代入可得φ=π6,因此函数解析式为y =sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π6,令x =0,可得y =12.T 24305 5EF1 廱 33066 812A 脪32089 7D59 絙21988 55E4 嗤21542 5426 否r38509 966D 陭H20287 4F3F 伿22881 5961 奡€。
高考理科数学一轮函数y=asin(ωx+φ)的图象及三角函数模型的简单应用
1.已知函数 y=sin2x + 3cos2x(x∈R).
(1)作出此函数在一个周期上的简图; (2)写出该函数的振幅、周期、初相、最值.
【解】(1)y=sin2x +
3cos2x=2
1 2
������������������
������ 2
+
3 2
������������������
x 2
=2sin
第 4 讲 函数 y=Asin(ωx+φ)的图象 及三角函数模型的简单应用
考纲展示
考纲解读
1.了解函数 y=Asin(ωx+φ)的物理 意义;能画出函数 y=Asin(ωx+φ) 的图象;了解参数 A,ω,φ 对函数 图象变化的影响. 2.会 用 三 角 函 数 解 决一 些 简 单 实际问题 ,了解三 角函数 是描述 周期变化现象的重要函数模型.
振 幅 y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0),x∈[0,+∞) 表 示 一个振动量时 A
周期 频率
初 相位
相
2������
T= ω
f=
1 T
=
ω
ωx+φ
φ
2������
2.用五点法画函数 y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)一个周期内的简图时,要找
五个特征点.如下表所示.
x
0-φ ω
������ 2
π 6
,因此选 D.
5.(2013 届·重庆摸底考试)已知函数 f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0)的图象如图所示,
则 ω=
.
【答案】3
2
【解析】由题意设函数周期为
高三数学一轮复习 第3章 第5课时 函数y=Asin(ωx+φ)的图象及三角函数模型的简单应用 文
.
考点突破 考点一 y=sin x与y=Asin(ωx+φ)(y=
题型透析
Acos(ωx+φ))的变换
先将 y=sin x 按照题目中相反的方向变换可得函数 f(x)的表达式,再求 fπ6 的值. 将 y=sin x 的图象向左平移6π个单位长度可得 y=sinx+π6的图象,保持纵 坐标不变,横坐标变为原来的 2 倍可得 y=sin12x+π6的图象, 故 f(x)=sin12x+π6. 所以 fπ6=sin21×6π+π6=sin π4= 22.
)
A
.
教材梳理 基础自测
二、图象变换
[自测 6] (课本精选)要得到函数 y=3sin2x+π4的图象,只需将函数 y=
3sin 2x 的图象向________平移______个单位.
左
π 8
.
考点突破 考点一 y=sin x与y=Asin(ωx+φ)(y=
题型透析
Acos(ωx+φ))的变换
{突破点1} y=sin x 与 y=Asin(ωx+φ)间的平移方向 当 ω>0 时,由 y=sin x→y=sin(x+φ)+h 利用“左加右减”,“上加下减”; 由 y=sin(x+φ)→y=sin x 时要逆向平移.
一、五点法作图
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.
ωx+φ
0
π 2
π
32π
2π
x
0-φ π2-φ π-φ 32π-φ 2π-φ
ωωω
ω
ω
y=Asin (ωx+φ) 0
A
0
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教材梳理 基础自测
一、五点法作图
高考数学一轮复习 第三章 三角函数、解三角形 3.5 函数y=Asin(ωx+φ)的图象及应用课件 文
【解】 (1)f(8)=10- 3cos1π2×8-sin1π2×8=10- 3 cos23π-sin23π
=10- 3×-12- 23=10. 故实验室这一天上午 8 时的温度为 10 ℃.
(2)因为 f(t)=10-2122s3inco1πs21tπ2t+=10-2sin1π2t+π3, 又 0≤t<24,所以π3≤1π2t+π3<73π,-1≤sin1π2t+π3≤1. 当 t=2 时,sin1π2t+π3=1; 当 t=14 时,sin1π2t+π3=-1. 于是 f(t)在[0,24)上取得最大值 12,取得最小值 8. 故实验室这一天最高温度为 12 ℃,最低温度为 8 ℃,最大温差 为 4 ℃.
则 A=3-2-1=2, b=3+2-1=1. 又 T=223π-π6=π,ω=2Tπ=2ππ=2, 所以 f(x)=2sin(2x+φ)+1.
将 x=π6,y=3 代入上式,得 sinπ3+φ=1.所以π3+φ=π2+2kπ, k∈Z,即 φ=π6+2kπ,k∈Z.
因为|φ|<π2,所以 φ=π6,所以 f(x)=2sin2x+π6+1. (2)由 2kπ-π2≤2x+π6≤2kπ+π2(k∈Z),得 kπ-π3≤x≤kπ+π6(k∈ Z), 所以函数 f(x)的单调递增区间是 kπ-π3,kπ+π6(k∈Z).
解析:(1)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.
(2)把 y=12sinx+π3的图象向左平移 m 个单位长度后得到函数 y=12sinx+m+π3=12sinx+m+π3的图象,由题意得 m+π3=kπ +π2,k∈Z,即 m=kπ+π6,k∈Z,又 m>0,取 k=0,得 m 的最 小值为π6.
高考数学一轮总复习 第三章 第4节 函数y=Asin(ωx+φ)的图像及应用课件
[解] (1)f(x)=sin ωx+ 3cos ωx
=2(12sin
ωx+
3 2 cos
ωx)=2sin(ωx+π3),
又∵T=π,∴2ωπ=π,即 ω=2.
∴f(x)=2sin(2x+π3).
∴函数 f(x)=sin ωx+ 3cos ωx 的振幅为 2,初相为π3.
(2)令 X=2x+π3,则 y=2sin(2x+π3)=2sin X. 列表,并描点画出图像:
活学活用 1 (2015·潍坊模拟)已知函数 f(x)=2sin(2x+π4). (1)求 f(x)的最小正周期和最大值. (2)画出函数 y=f(x)在[0,π]上的图像,并说明 y=f(x)的图 像是由 y=sin 2x 的图像怎样变换得到的.
[解] (1)f(x)=2sin(2x+π4) 则 f(x)的最小正周期 T=22π=π 当 2x+π4=2kπ+π2(k∈Z) 即当 x=kπ+π8 (k∈Z)时 f(x)max=2(k∈Z).
拓展提高 (1)五点法作简图:用“五点法”作 y=Asin(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 点后得出图像.
(2)图像变换:由函数 y=sin x 的图像通过变换得到 y= Asin(ωx+φ)的图像,有两种主要途径:“先平移后伸缩”与 “先伸缩后平移”.
法二:将 y=sin x 的图像上每一点的横坐标 x 缩短为原来 的12倍,纵坐标不变,得到 y=sin 2x 的图像;再将 y=sin 2x 的 图像向左平移π6个单位,得到 y=sin 2(x+π6)=sin(2x+π3)的图像; 再将 y=sin(2x+π3)的图像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)的图像.
山东高考数学一轮总复习学案设计-第三章第五讲函数y=Asin(ωx+φ)的图象及应用含答案解析
第五讲函数y =A sin (ωx +φ)的图象及应用知识梳理·双基自测知识梳理知识点一 用五点法画y =A sin (ωx +φ)一个周期内的简图用五点法画y =A sin (ωx +φ)一个周期内的简图时,要找五个关键点,如下表如示. x__-φω____-φω+π2ω__ __π-φω__ __3π2ω-φω__ __2π-φω__ ωx +φ __0__ __π2__ __π__ __3π2__ __2π__ y =A sin (ωx+φ)A-A知识点三 简谐振动y =A sin (ωx +φ)中的有关物理量 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AT =2πωf =1T =ω2π__ωx +φ__ φ重要结论1.函数y =A sin (ωx +φ)的单调区间的“长度 ”为T2.2.“五点法”作图中的五个点:①y =A sin (ωx +φ),两个最值点,三个零点;②y =A cos (ωx +φ),两个零点,三个最值点.3.正弦曲线y =sin x 向左平移π2个单位即得余弦曲线y =cos x .双基自测题组一 走出误区1.(多选题)下列命题不正确的是( BD )A .y =sin (x -π4)的图象是由y =sin (x +π4)的图象向右平移π2个单位长度得到的B .将函数y =sin ωx 的图象向右平移φ(φ>0)个单位长度,得到函数y =sin (ωx -φ)的图象C .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T2D .函数y =sin x 的图象上各点纵坐标不变,横坐标缩短为原来的12,所得图象对应的函数解析式为y =sin 12x题组二 走进教材2.(必修4P 55T2改编)(1)把y =sin x 的图象向右平移π3个单位,得__y =sin (x -π3)__的图象.(2)把y =sin x 的图象上所有点的纵坐标缩短到原来的12倍(横坐标不变)得__y =12sin x __的图象.(3)把y =sin (x -π3)的图象上所有点的横坐标缩短到原来的12倍(纵坐标不变)得__y =sin (2x-π3)__的图象. (4)把y =sin 2x 的图象向右平移π6个单位,得__y =sin (2x -π3)__的图象.3.(必修4P 70T16改编)函数y =sin (2x -π3)的区间[-π2,π]上的简图是( A )[解析] 当x =0时,y =sin (-π3)=-32,排除B ,D ,当x =π6时,y =0,排除C .故选A .4.(必修4P 70T18改编)函数y =2sin (2x -π4)的振幅、频率和初相分别为( C )A .2,1π,π4B .2,12π,π4C .2,1π,-π4D .2,12π,-π4[解析] 由题意得A =2,T =2π2=π,∴f =1T =1π,φ=-π4.故选C . 题组三 考题再现5.(2019·全国卷Ⅱ)若x 1=π4,x 2=3π4是函数f (x )=sin ωx (ω>0)两个相邻的极值点,则ω=( A )A .2B .32C .1D .12[解析] 依题意得函数f (x )的最小正周期T =2πω=2×(3π4-π4)=π,解得ω=2,选A .6.(2019·天津)已知函数f (x )=A sin (ωx +φ)(A >0,ω>0,|φ|<π)是奇函数,且f (x )的最小正周期为π,将y =f (x )的图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),所得图象对应的函数为g (x ).若g (π4)=2,则f (3π8)=( C )A .-2B .-2C .2D .2[解析] 因为f (x )=A sin (ωx +φ)(A >0,ω>0,|φ|<π)是奇函数,且其最小正周期为π,所以φ=0,ω=2,f (x )=A sin 2x ,g (x )=A sin x .又g (π4)=A sin π4=2,所以A =2,故f (x )=2sin 2x ,f (3π8)=2sin 3π4=2,故选C . 7.(2016·课标全国Ⅱ)函数y =A sin (ωx +φ)的部分图象如图所示,则( A )A .y =2sin (2x -π6)B .y =2sin (2x -π3)C .y =2sin (x +π6)D .y =2sin (x +π3)[解析] 由图易知A =2,因为周期T 满足T 2=π3-(-π6),所以T =π,ω=2πT =2.由x =π3时,y =2可知2×π3+φ=π2+2k π(k ∈Z ),所以φ=-π6+2k π(k ∈Z ),结合选项可知函数解析式为y=2sin (2x -π6).KAO DIAN TU PO HU DONG TAN JIU 考点突破·互动探究考点一 “五点法”作y =A sin (ωx +φ)的图象——师生共研例1 (2020·湖北黄冈元月调考)已知函数f (x )=-3cos (2x +π2)+1-2sin 2x .用“五点作图法”在坐标系中画出函数f (x )在[0,π]上的图象.[解析] f (x )=-3cos (2x +π2)+1-2sin 2x =3sin 2x +cos 2x =2sin (2x +π6).列表如下:x 0 π6 5π12 2π3 11π12 π f (x )12-21函数f (x )在[0,名师点拨 ☞用“五点法”作正、余弦型函数图象的步骤(1)将原函数化为y =A sin (ωx +φ)或y =A cos (ωx +φ)(A >0,ω>0)的形式. (2)确定周期.(3)确定一个周期或给定区间内函数图象的最高点和最低点以及零点. (4)列表. (5)描点.(6)连线:用平滑曲线连接各点得函数在一个周期(或给定区间)内的图象.注意用“五点法”作图时,表中五点横坐标构成以-φω为首项,公差为π2ω的等差数列.〔变式训练1〕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. [解析] (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2x -π3-π3 0 π2 π 3π2 5π3 x 0 π6 5π12 2π3 11π12 π f (x )121-112考点二 三角函数图象的变换——多维探究角度1 给定图象变换,确定函数解析式例2 (2020·四川德阳三校联考)先将函数f (x )=sin 2x 的图象上所有点的横坐标缩短为原来的12,纵坐标保持不变,再将所得图象向右平移π6个单位长度,得到函数g (x )的图象,则g (x )的解析式为( C )A .g (x )=sin (x -π6)B .g (x )=sin (x +π6)C .g (x )=sin (4x -2π3)D .g (x )=sin (4x -π6)[解析] 先将函数f (x )=sin 2x 的图象上所有点的横坐标缩短为原来的12,纵坐标保持不变,得到函数y =sin 4x 的图象,再将所得图象向右平移π6个单位长度后得到g (x )=sin [4(x -π6)]=sin(4x -2π3)的图象.[易错警示] 混淆先平移变换还是先伸缩变换的差异致错将函数f (x )=sin 2x 的图象上所有点的横坐标缩短为原来的12,纵坐标保持不变,误认为得到y =sin x 的图象,就会误选A 或B ;将函数y =sin 4x 的图象向右平移π6个单位长度后误认为得到g (x )=sin (4x -π6)的图象而错选D .由函数y =sin x 的图象变换到y =A sin (ωx +φ)(ω>0)的图象,两种变换的区别:先平移变换(相位变换)再伸缩变换(周期变换),平移的量是|φ|个单位长度;而先伸缩变换(周期变换)再平移变换(相位变换),平移的量是|φ|ω个单位长度.原因在于平移变换和伸缩变换都是针对自变量而言.角度2 给定变换前后函数解析式、确定图象间变换例3 (多选题)(2020·福建漳州八校联考改编)若函数f (x )=cos (2x -π6),为了得到函数g (x )=sin x 的图象,则只需将f (x )的图象( AC )A .先横坐标伸长为原来的2倍,再向右平移π3个单位长度B .先向右平移π3个单位长度,再横坐标伸长为原来的2倍C .先向右平移π6个单位长度,再横坐标伸长为原来的2倍D .先横坐标伸长为原来的2倍,再向右平移π6个单位长度[解析] 函数f (x )=cos (2x -π6)=sin (π2+2x -π6)=sin (2x +π3),为了得到函数g (x )=sin x 的图象,则只需将f (x )的图象,先横坐标伸长为原来的2倍,得到y =sin(x +π3),再向右平移π3个单位长度即可.或者,先将f (x )的图象向右平移π6得到y =sin 2x 的图象,再横坐标伸长为原来的2倍得到y =g (x )图象,故选A 、C .角度3 图象变换与性质的综合问题例4 已知函数f (x )=2sin (2x +π6),现将y =f (x )的图象向左平移π12个单位长度;再将所得图象上各点的横坐标缩短为原来的12,纵坐标不变,得到函数y =g (x )的图象,则g (x )在[0,5π24]上的值域为( A )A .[-1,2]B .[0,1]C .[0,2]D .[-1,0][解析] 把函数f (x )=2sin (2x +π6)的图象向左平移π12个单位长度,可得y =2sin ⎣⎡⎦⎤2(x +π12)+π6=2sin (2x +π3)的图象, 再将所得图象上各点的横坐标缩短为原来的12,纵坐标不变,得到函数y =g (x )=2sin (4x+π3)的图象, 在⎣⎡⎦⎤0,5π24上,4x +π3∈⎣⎡⎦⎤π3,7π6, 故当4x +π3=7π6时,g (x )取得最小值-1;当4x +π3=π2时,g (x )取得最大值2.故函数g (x )的值域为[-1,2]. 故选A . 名师点拨 ☞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”.(伸缩即用xω代换原式中的x ;平移即用x ±|φ|代换原式中的x ,规则是“左加、右减”)注意两种途径平移单位的不同,前者是|φ|个单位,后者是|φω|个单位.温馨提醒:(1)解题时首先分清原函数与变换后的函数.(2)不同名函数一般先利用诱导公式cos x =sin (x +π2)转化为正弦型函数.(3)伸缩变换比较周期即可,平移变换的确定:①由C 1:y =sin (ωx +φ1),变换为C 2:y =sin (ωx +φ2),分别求出“五点法”中的第一个零点x 1=-φ1ω、x 2=-φ2ω.比较-φ1ω、-φ2ω即可;②由C 1:y =cos (ωx +φ1)变换为C 2:y =sin (ωx +φ2),分别求出“五点法”中第一个“峰点”横坐标x 1=-φ1ω、x 2=π2-φ2ω.比较-φ1ω、π2-φ2ω即可.〔变式训练2〕(1)(角度1)把函数y =2sin (2x +π4)的图象向右平移π8,再把所得图象上各点的横坐标缩短到原来的12,则所得图象的解析式是( C )A .y =2sin (4x +3π8)B .y =2sin (3x +π8)C .y =2sin 4xD .y =2sin x(2)(角度2)(2017·全国)已知曲线C 1:y =cos x ,C 2:y =sin (2x +2π3),则下面结论正确的是( D )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(3)(角度3)(2018·天津,6)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 )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[解析] (1)y =2sin (2x +π4)――→右移π8个单位用x -π8代换x y =2sin 2x ――――――――――→各点横坐标缩短为原来的12用2x 代换xy =2sin 4x ,故选C . (2)解法一:C 2:y =sin [(2x +π6)+π2]=cos (2x +π6)=cos 2(x +π12).∴C 1:y =cos x――→各点横坐标缩短到原来的12倍用2x 代换xy =cos 2x――→图象左移π12个单位用x +π12代换xC 2:y =cos 2(x +π12),故选D .解法二:C 1:y =cos x =sin (x +π2)――→各点横坐标缩短到原来的12倍用2x 代换xy =sin (2x +π2)――→向左平移π12个单位用x +π12代换xy =sin [2(x +π12)+π2]即C 2:y =sin (2x +2π3),故选D .解法三:(对点法)y =cos x 的周期T 1=2π,y =sin (2x +2π3)的周期T 2=π,故由C 1变换到C 2横坐标缩短到原来的12倍.y =cos 2x 的第一个峰点是(0,1),y =sin (2x +2π3)的峰点是(-π12,1),对比两峰点可知需再把曲线左移π12个单位,故选D .(3)本题主要考查三角函数图象的变换及三角函数的性质.将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为y =sin [2(x -π10)+π5]=sin 2x ,当2k π-π2≤2x ≤2k π+π2(k ∈Z ),即k π-π4≤x ≤k π+π4(k ∈Z )时,y =sin 2x 单调递增,令k =0,在x ∈[-π4,π4],所以y =sin 2x 在[-π4,π4]上单调递增,故选A .考点三 已知函数图象求解析式——师生共研例5 (1)已知函数y =A sin (ωx +φ)(A >0,ω>0,-π<φ<0)的部分图象如图①所示,则φ=__-5π6__.(2)已知函数f (x )=M sin (ωx +φ)(M >0,|φ|<π2)的部分图象如图②所示,其中A (2,3)(点A 为图象的一个最高点),B (-52,0),则函数f (x )=__3sin(π3x -π6)__.[解析] (1)由题设图象知,A =2,可得f (x )=2sin (ωx +φ).由函数图象过点(0,-1),可得2sin φ=-1,即sin φ=-12,则φ=2k π-π6(k ∈Z )或φ=2k π-5π6(k ∈Z ).因为3T 4<5π6<T ,所以5π6<T <10π9,所以95<ω<125①. 由函数图象过点(5π6,0),得sin (5π6ω+φ)=0,则5π6ω+φ=2k π+π(k ∈Z ) ②.由①②得φ∈(2k π-π,2k π-π2)(k ∈Z ),又-π<φ<0,所以φ=-5π6.(2)由题意得M =3,34T =2+52,所以T =6=2πω,所以ω=π3,所以f (x )=3sin (π3x +φ),将A (2,3)代入可得3=3sin (2π3+φ),因为|φ|<π2,所以φ=-π6,所以f (x )=3sin (π3x -π6).名师点拨 ☞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:①代入法:把图象上的一个已知点代入(此时要注意该点在上升区间上还是在下降区间上)或把图象的最高点或最低点代入.②五点法:确定φ值时,往往以寻找“五点法”中的特殊点作为突破口.具体如下: “第一点”(即图象上升时与x 轴的交点)为ωx +φ=0; “第二点”(即图象的“峰点”)为ωx +φ=π2;“第三点”(即图象下降时与x 轴的交点)为ωx +φ=π; “第四点”(即图象的“谷点”)为ωx +φ=3π2;“第五点”(即图象上升时与x 轴的交点)为ωx +φ=2π. 〔变式训练3〕(2020·河北涞水波峰中学期中)已知函数f (x )=2sin (ωx +φ)(ω>0,φ∈[π2,π])的部分图象如图所示,其中f (0)=1,|MN |=52,将f (x )的图象向右平移1个单位长度,得到函数g (x )的图象,则g (x )的解析式是( A )A .g (x )=2cos π3xB .g (x )=2sin (π3x +2π3)C .g (x )=2sin (2π3x +π3)D .g (x )=-2cos π3x[解析] 设函数f (x )的最小正周期为T .由题图及|MN |=52,得T 4=32,则T =6,ω=π3.又由f (0)=1,φ∈[π2,π]得sin φ=12,φ=5π6.所以f (x )=2sin (π3x +5π6).则g (x )=2sin [π3(x -1)+5π6]=2cosπ3x .故选A . 考点四 三角函数图象与性质的综合应用——师生共研例6 (2020·厦门模拟)已知向量a =(2cos x ,3sin x ),b =(cos x,2cos x ),函数f (x )=a ·b +m ,m ∈R ,且当x ∈[0,π2]时,f (x )的最小值为2.(1)求f (x )的单调递增区间;(2)先将函数y =f (x )的图象上各点的纵坐标不变,横坐标缩短到原来的12,再把所得的图象向右平移π12个单位,得到函数y =g (x )的图象,求函数y =g (x )-4在区间[0,π2]上的所有零点之和.[解析] f (x )=2cos 2x +23sin x cos x +m =cos 2x +3sin 2x +m +1 =2sin (2x +π6)+m +1.因为x ∈[0,π2],所以2x +π6∈[π6,7π6],当2x +π6=7π6,即x =π2时,f (x )min =2×(-12)+m+1=2,解得m =2,所以f (x )=2sin (2x +π6)+3,令2k π-π2≤2x +π6≤2k π+π2,k ∈Z ,得f (x )的增区间为[k π-π3,k π+π6](k ∈Z ).(2)将函数y =f (x )的图象上点的纵坐标不变,横坐标缩短到原来的12,得到f (x )=2sin (4x +π6)+3,再把所得的图象向右平移π12个单位,得到函数y =g (x )的图象, 所以g (x )=2sin [4(x -π12)+π6]+3=2sin (4x -π6)+3,又g (x )=4,得sin (4x -π6)=12,解得4x -π6=2k π+π6或4x -π6=2k π+5π6,k ∈Z .即x =k π2+π12或x =k π2+π4(k ∈Z ),因为x ∈[0,π2],所以x =π12或π4,故所有零点之和为π12+π4=π3. 名师点拨 ☞三角函数图象与性质的综合问题的求解思路先将y =f (x )化为y =A sin (ωx +φ)+B 的形式,再借助y =A sin (ωx +φ)的图象和性质(如定义域、值域、最值、周期性、对称性、单调性等)解决相关问题.〔变式训练4〕若函数f (x )=sin (ωx +π6)(ω>0)满足f (0)=f (π3),且函数在⎣⎡⎦⎤0,π2上有且只有一个零点,则f (x )的最小正周期为__π__.[解析] 因为f (0)=f (π3),所以x =π6是f (x )图象的一条对称轴,所以f (π6)=±1,所以π6ω+π6=π2+k π,k ∈Z ,所以ω=6k +2,k ∈Z ,所以T =π3k +1(k ∈Z ).又f (x )在[0,π2]上有且只有一个零点,所以π6≤T 4≤π2-π6,所以2π3≤T ≤4π3,所以2π3≤π3k +1≤4π3(k ∈Z ),所以-112≤k ≤16,又因为k ∈Z ,所以k =0,所以T =π.MING SHI JIANG TAN SU YANG TI SHENG 名师讲坛·素养提升三角函数中有关参数ω的求解问题一、三角函数的周期T 与ω的关系例7 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的最小值是( B )A .98πB .1972πC .1992πD .100π[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(4914)T =1974·2πω≤1,所以ω≥1972π,故选B .名师点拨 ☞这类三角函数试题直接运用T 与ω的关系T =2πω,再结合条件,一般可以轻松处理.二、三角函数的单调性与ω的关系例8 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( D )A .[0,23]B .[0,32]C .[23,3]D .[32,3][解析] 令π2+2k π≤ωx ≤3π2+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.从而32≤ω≤3,故选D .名师点拨 ☞根据正弦函数的单调递减区间,确定函数f (x )的单调递减区间,根据函数f (x )=sin ωx (ω>0)在区间[π3,π2]上单调递减,建立不等式,即可求ω的取值范围.三、三角函数最值与ω的关系例9 已知函数f (x )=2sin ωx 在区间[-π3,π4]上的最小值为-2,求ω的取值范围.[解析] 显然ω≠0.若ω>0,当x ∈[-π3,π4]时,-π3ω≤ωx ≤π4ω,因为函数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,因为函数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的取值范围是(-∞,-2]∪[32,+∞).〔变式训练5〕(1)若函数f (x )=2cos (ωx +π3)的最小正周期为T ,且T ∈(1,3),则正整数ω的最大值为__6__.(2)若函数y =2cos ωx 在区间[0,2π3]上递减,且有最小值1,则ω的值可以是( B )A .2B .12C .3D .13[解析] (1)因为1<T =2πω<3,所以2π3<ω<2π,又因为ω为正整数,所以ω的最大值为6.(2)由y =2cos ωx 在[0,2π3]上是递减的,且有最小值1,则有2×cos (ω×23π)=1⇒cos 2π3ω=12.检验各数据,得出B 项符合.故选B .。
【高考领航】高三数学一轮复习 第3章 第5课时 函数y=Asin(ωx+φ)的图象及三角函数模型
【高考领航】2016高三数学一轮复习 第3章 第5课时 函数y =Asin(ωx +φ)的图象及三角函数模型的简单应用课时训练 文 新人教版A 级 基础演练1.(2015·兰州高三联考)将函数y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π6(x ∈R )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,则所得的图象的解析式为( ) A .y =sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +5π12(x ∈R )B .y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2+5π12(x ∈R )C .y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2-π12(x ∈R ) D .y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2+5π24(x ∈R ) 解析:选B.原函数图象向左平移π4个单位后得y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π6+π4=sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +5π12(x ∈R )的图象,再把图象上各点的横坐标扩大到原来的2倍得y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫12x +5π12(x ∈R )的图象.2.(2015·郑州高三预测卷)将函数y =f (x )的图象向右平移π4个单位,再向上平移1个单位后得到的函数图象对应的表达式为y =2sin 2x ,则函数f (x )的表达式可以是( ) A .f (x )=2sin x B .f (x )=2cos x C .f (x )=cos 2x D .f (x )=sin 2x解析:选D.由题意可知f (x )=2sin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4-1 =-cos ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π2=sin 2x .3.(2015·大连模拟)函数f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx -π3(ω>0)的周期是π,将函数f (x )的图象沿x轴向左平移π6个单位得到函数g (x )的图象,则函数g (x )的解析式是( )A .g (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫12x -π4B .g (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6C .g (x )=sin 2xD .g (x )=sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -2π3解析:选C.由题知2πω=π,ω=2,所以f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3,g (x )=f ⎝⎛⎭⎪⎫x +π6 =sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝⎛⎭⎪⎫x +π6-π3=sin 2x .4.(2015·贵阳监测)已知函数f (x )=A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0,|φ|<π2 )的图象如图所示,则f (x )的解析式为( ) A .f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3 B .f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3 C .f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6 D .f (x )=sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π6 解析:选A.由图象可知A =1,且14T =14×2πω=7π12-π3=π4,解得ω=2,∴f (x )=sin(2x+φ).把⎝⎛⎭⎪⎫7π12,-1代入,得-1=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2×7π12+φ.∵|φ|<π2,∴7π6+φ=3π2,∴φ=π3,∴f (x )=sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π3.5.(2015·忻州市高三联考)已知函数f (x )=A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0,|φ|<π2)在一个周期内的图象如图所示.若方程f (x )=m 在区间[0,π]上有两个不同的实数解x 1,x 2,则x 1+x 2的值为( ) A.π3 B.23π C.43π D.π3或43π 解析:选D.要使方程f (x )=m 在区间[0,π]上有两个不同的实数解,只需函数y =f (x )与函数y =m 的图象在区间[0,π]上有两个不同的交点,由图象知,两个交点关于直线x =π6或关于x =2π3对称,因此x 1+x 2=2×π6=π3或x 1+x 2=2×2π3=4π3.6.若函数y =sin(ωx +φ)(ω>0)的部分图象如图,则ω=__________.解析:由函数的图象可得T 2=12·2πω=⎝ ⎛⎭⎪⎫x 0+π4-x 0=π4,解得ω=4.答案:47.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)来表示,已知6月份的平均气温最高,为28℃,12月份的平均气温最低,为18℃,则10月份的平均气温值为__________℃. 解析:依题意知,a =28+182=23,A =28-182=5,∴y =23+5cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π6(x -6), 当x =10时,y =23+5cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6×4=20.5.答案:20.58.函数f (x )=A sin(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__________.解析:由图可知:A =2,T 4=7π12-π3=π4,所以T =π,ω=2πT=2,又函数图象经过点⎝ ⎛⎭⎪⎫π3,0,所以2×π3+φ=π,则φ=π3,故函数的解析式为f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3,所以f (0)=2sin π3=62.答案:629.函数f (x )=3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6的部分图象如图所示. (1)写出f (x )的最小正周期及图中x 0,y 0的值; (2)求f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π2,-π12上的最大值和最小值.解析:(1)f (x )的最小正周期为π,x 0=7π6,y 0=3.(2)因为x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π2,-π12,所以2x +π6∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-5π6,0. 于是,当2x +π6=0,即x =-π12时,f (x )取得最大值0;当2x +π6=-π2,即x =-π3时,f (x )取得最小值-3.B 级 能力突破1.函数h (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π4的图象与函数f (x )的图象关于点(0,1)对称,则函数f (x )的图象可由h (x )的图象经过( )的变换得到.( ) A .向上平移2个单位,向右平移π4个单位B .向上平移2个单位,向左平移π4个单位C .向下平移2个单位,向右平移π4个单位D .向上平移2个单位,向左平移π4个单位解析:选A.依题意,设P (x 0,y 0)是y =f (x )的图象上任意一点,则P (x 0,y 0)关于(0,1)对称的点P ′(-x 0,2-y 0)在y =h (x )的图象上,∴2-y 0=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫-2x 0+π4, ∴y 0=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x 0-π4+2,∴f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π4+2.2.(2015·保定调研)函数f (x )=sin(ωx +φ)⎝ ⎛⎭⎪⎫ω>0,|φ|<π2的最小正周期是π,若其图象向右平移π3个单位后得到的函数为奇函数,则函数f (x )的图象( )A .关于点⎝ ⎛⎭⎪⎫π12,0对称 B .关于直线x =π12对称C .关于点⎝⎛⎭⎪⎫5π12,0对称 D .关于直线x =5π12对称 解析:选D.易求得f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3,分别代入x =π12,5π12验证知,x =5π12为f (x )图象的一条对称轴.3.把函数y =cos 2x +1的图象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,得到的图象是( )解析:选A.把函数y =cos 2x +1的图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),得到函数y =cos x +1的图象,然后把所得函数图象向左平移1个单位长度,再向下平移1个单位长度,得到函数y =cos(x +1)的图象.4.设函数f (x )=cos ωx (ω>0),将y =f (x )的图象向右平移π3个单位长度后,所得的图象与原图象重合,则ω的最小值等于__________.解析:由题意知π3为函数f (x )=cos ωx (ω>0)周期的正整数倍,所以π3=k ·2πω(k ∈N *),ω=6k ≥6,故ω的最小值为6. 答案:65.(2015·洛阳模拟)为了得到函数f (x )=2cos x (3sin x -cos x )+1的图象,需将函数y =2sin 2x 的图象向右平移φ(φ>0)个单位长度,则φ的最小值为__________.解析:f (x )=2cos x (3sin x -cos x )+1 =23sin x cos x -2cos 2x +1=3sin 2x -cos 2x=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6=2sin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π12,因此只要把函数y =2sin 2x 的图象向右平移π12+2k π(k ∈Z )个单位长度,即可得到函数f (x )的图象.因为φ>0,显然φ的最小值为π12.答案:π126.已知函数f (x )=sin(ωx +φ)(ω>0,0<φ<π)的周期为π,图象的一个对称中心为⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,0.将函数f (x )图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),再将所得到的图象向右平移π2个单位长度后得到函数g (x )的图象.(1)求函数f (x )与g (x )的解析式;(2)是否存在x 0∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,π4,使得f (x 0),g (x 0),f (x 0)·g (x 0)按照某种顺序成等差数列?若存在,请确定x 0的个数;若不存在,说明理由. 解析:(1)∵T =π,∴ω=2πT=2,∴f (x )=sin(2x +φ),f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4=0, ∴sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+φ=0,0<φ<π,∴φ=π2,所以f (x )=cos 2x . 将函数f (x )图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变)后可得y =cos x 的图象,再将y =cos x 的图象向右平移π2个单位长度后得到函数g (x )=cos ⎝⎛⎭⎪⎫x -π2的图象,所以g (x )=sin x .(2)当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,π4时,12<sin x <22,0<cos 2x <12,所以sin x >cos 2x >sin x cos 2x . 问题转化为方程2cos 2x =sin x +sin x cos 2x 在⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,π4内是否有解.设G (x )=sin x +sin x cos 2x -2cos 2x ,x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,π4, 则G ′(x )=cos x +cos x cos 2x +2sin 2x (2-sin x ).因为x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,π4, 所以G ′(x )>0,G (x )在⎝⎛⎭⎪⎫π6,π4内单调递增.又G ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6=-14<0,G ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4=22>0,且函数G (x )的图象连续不断,故可知函数G (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,π4内存在唯一零点x 0,即存在唯一的x 0∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,π4满足题意.。
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π 12
时,g(x)=cos
-π2
=0,故C项正确;当0≤x≤π2时,-3π≤2x-3π≤23π,g(x)=cos2x-π3 有增
有减,故D项错误。故选C。 答案 C
先将y=f(x)化为y=Asin(ωx+φ)+B的形式,再借助y=Asin(ωx+φ)的 图象和性质(如定义域、值域、最值、周期性、对称性、单调性等)解决相 关问题。
y=
6,所以6=sin
π2+φ
+6,结合表中数据得
π 2
+φ=2kπ,k∈Z,可取φ=-
π2,所以y=sinπ2x-2π+6=6-cos2πx。 答案 y=6-cos2πx
二、走近高考
3.(2017·全国卷Ⅰ)已知曲线C1:y=cosx,C2:y=sin 2x+23π ,则下 面结论正确的是( )
解析
把函数y=sin
2x+π5
的图象向右平移
π 10
个单位长度得函数g(x)
=sin2x-1π0+π5=sin2x的图象,由-2π+2kπ≤2x≤2π+2kπ(k∈Z)得-π4+
kπ≤x≤4π+kπ(k∈Z),令k=1,得
3π 4
≤x≤ 54π
,即函数g(x)=sin2x的一个单
x ωx+φ y=Asin(ωx+φ)
-ωφ -ωφ+2πω
π
0
2
0
A
π-φ ω
π 0
23ωπ -ωφ
2π-φ ω
3π
2π
2
-A
0
2.函数y=sinx的图象经变换得到y=Asin(ωx+φ)的图象的步骤如下
3.简谐振动 y=Asin(ωx+φ)中的有关物理量
y=Asin(ωx+φ)
振幅 周期
频率
方向2:三角函数零点(方程的根)问题 【例4】 已知关于x的方程2sin2x- 3 sin2x+m-1=0在π2,π 上有两 个不同的实数根,则m的取值范围是________。
解析 方程2sin2x- 3sin2x+m-1=0可转化为m=1-2sin2x+ 3sin2x
=cos2x+
3
一、走进教材
1.(必修4P55练习T2改编)为了得到函数y=2sin 2x-π3 的图象,可以将函 数y=2sin2x的图象( )
A.向右平移π6个单位长度 B.向右平移3π个单位长度 C.向左平移6π个单位长度 D.向左平移π3个单位长度
答案 A
2.(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:
解析 根据函数f(x)=2sin(ωx+φ)(ω>0,|φ|<π)的图象,且A π2,1 , B(π,-1),可得从点A到点B正好经过了半个周期,即12×2ωπ=π-2π,所以 ω=2。再把点A,B的坐标代入函数解析式可得2sin 2×π2+φ =-2sinφ= 1,2sin(2×π+φ)=2sinφ=-1,所以sinφ=-12,所以φ=2kπ-π6或φ=2kπ- 56π,k∈Z。再结合“五点作图法”,可得φ=-56π。
A.把C1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C2
B.把C1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1π2个单位长度,得到曲线C2
C.把C1上各点的横坐标缩短到原来的
1 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C2
D.把C1上各点的横坐标缩短到原来的
1 2
倍,纵坐标不变,再把得到的
曲线向左平移1π2个单位长度,得到曲线C2
解析
把曲线C1:y=cosx各点的横坐标缩短为原来的
1 2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
,纵坐标不
变,得曲线y=cos2x,再向左平移1π2个单位长度,得曲线y=cos2x+1π2=
cos2x+π6=sinπ2+2x+π6=sin2x+23π。故选D。 答案 D
kπ 3
,k∈Z,又0<φ<
π 2
,所以φ=
π 3
,所以g(x)=cos
2x-π3
。当-
π 12
≤x≤
π 3
时,-π2≤2x-
π 3
≤3π,cos2x-π3
∈[0,1],故A项错误;f(x)=1+2cosxcos(x
+π)=1-2cos2x=-cos2x,显然B项错误;当x=-
(A>0,ω>0),x∈ [0,+∞)表示一个振 A 动量时
T=2ωπ f =T1=2ωπ
相位 ωx+φ
初相 φ
1.函数y=Asin(ωx+φ)+k图象平移的规律:“左加右减,上加下减”。
2.由y=sinωx到y=sin(ωx+φ)(ω>0,φ>0)的变换:向左平移
φ ω
个单位长
度而非φ个单位长度。
π 6
个单位长度即可。
故选A。
答案 A
(2)(2019·景德镇测试)已知函数f(x)=4cosx·sinx+π6+a的最大值为2。
①求a的值及f(x)的最小正周期; ②画出f(x)在[0,π]上的图象。
(2)解 ①f(x)=4cosxsinx+6π+a
=4cosx·
解析
由题意知当x=
π 3
时,函数取得最大值,所以有sin
ωπ 3
=1,所以
ω3π=π2+2kπ(k∈Z),所以ω=23+6k(k∈Z),又0<ω<2,所以ω=32。
答案
3 2
7.已知简谐运动f(x)=2sinπ3x+φ|φ|<2π 的图象经过点(0,1),则该简谐 运动的初相φ为________。
月份x
1234
收购价格y/(元/斤) 6 7 6 5
选用一个函数来近似描述收购价格与相应月份之间的函数关系为
____________。
解析 设y=Asin(ωx+φ)+B(A>0,ω>0),由题意得A=1,B=6,T=
4,因为T=
2π ω
,所以ω=
π 2
,所以y=sin
π2x+φ
+6。因为当x=1时,
A.向右平移π6个单位长度 B.向右平移3π个单位长度 C.向左平移6π个单位长度 D.向左平移π3个单位长度
(1)解析 函数f(x)=cos2x-π6=sinπ2+2x-6π=sin2x+π3,为了得到
函数g(x)=sin2x的图象,则只需将f(x)的图象向右平移
调递增区间为34π,54π。故选A。 答案 A
考点二 函数y=Asin(ωx+φ)的图象 【例2】 (1)已知函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,-π<φ<0)的部分图 象如图①所示,则φ=________。
解析 (1)由题设图象知,A=2,可得f(x)=2sin(ωx+φ)。由函数图象
23sinx+12cosx+a
= 3sin2x+2cos2x+a
= 3sin2x+cos2x+1+a
=2sin2x+π6+1+a的最大值为2, 所以a=-1,最小正周期T=22π=π。
②由①知f(x)=2sin2x+π6,列表:
x
2x+π6 f(x)=2sin2x+π6 画图如下:
必考部分
第三章 三角函数、解三角形
第五节 函数y=Asin(ωx+φ)的 图象及三角函数模型的简单应用
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2019考纲考题考情
微知识·小题练
教材回扣 基础自测
1.用五点法画y=Asin(ωx+φ)一个周期内的简图 用五点法画y=Asin(ωx+φ)一个周期内的简图时,要找五个关键点,如下 表所示。
解析 将点(0,1)代入函数表达式可得2sinφ=1,即sinφ=
1 2
。因为
|φ|<2π,所以φ=6π。
答案
π 6
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考点例析 对点微练
考点一 “五点法”作图及图象变换
【例1】 (1)(2019·福建漳州八校联考)若函数f(x)=cos2x-π6 ,为了得 到函数g(x)=sin2x的图象,则只需将f(x)的图象( )
解析 (2)由题意得M=3,34T=2+52,所以T=6=2ωπ,所以ω=π3,所
以f(x)=3sinπ3x+φ
,将A(2,3)代入可得3=3sin23π+φ
,因为|φ|<
π 2
,所以φ
=-6π,所以f(x)=3sinπ3x-π6。 答案 (2)3sinπ3x-π6
②。
由①②得φ∈2kπ-π,2kπ-π2(k∈Z),又-π<φ<0,所以φ=-56π。 答案 (1)-56π
(2)已知函数f(x)=Msin(ωx+φ)M>0,|φ|<π2的部分图象如图②所示,其 中A(2,3)(点A为图象的一个最高点),B-25,0,则函数f(x)=________。
过点(0,-1),可得2sinφ=-1,即sinφ=-
1 2
,则φ=2kπ-
π 6
(k∈Z)或φ=
2kπ-56π(k∈Z)。因为34T<56π<T,所以56π<T<190π,所以95<ω<152 ①。由函
数图象过点56π,0
,得sin
56πω+φ
=0,则
5π 6
ω+φ=2kπ+π(k∈Z)
利用图象求函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的解析式主要从以下三个 方面考虑:
1.根据最大值或最小值求出A的值。 2.根据周期求出ω的值。 3.根据函数图象上的某一特殊点求出φ的值。
【变式训练】 已知函数f(x)=2sin(ωx+φ)(ω>0,|φ|<π)的部分图象如 图所示,且Aπ2,1,B(π,-1),则φ值为________。