第4讲 函数y=Asin(ωx+φ)的图象及性质
函数yAsin(ωxφ)的图像与性质
图像的形状与特点
01
02
03
04
周期性
函数y=asin(ωxφ)具有周期性, 其图像呈现为一系列重复的波
形。
振幅
振幅与ω有关,ω越大,振幅 越大;反之,ω越小,振幅越
小。
相位
相位与φ有关,φ决定了波形 在水平方向上的位置。
单调性
在每个周期内,函数是单调的 ,先增后减。
参数ω和φ对图像的影响
参数ω
函数y=asin(ωxφ)表示一个正弦函数经过平移、伸 缩和旋转后的变换。其中,ω控制正弦函数的伸缩, φ控制正弦函数的平移,而asin则表示正弦函数经 过了反相变换。
φ是实数,表示正弦函数的平移量,当φ>0时,正 弦函数向右平移,当φ<0时,正弦函数向左平移。
ω是正实数,表示正弦函数的伸缩系数,当ω>1时, 正弦函数被压缩,当0<ω<1时,正弦函数被拉伸。
余弦函数
y=asin(ωxφ)的图像与标准余弦函数y=cos(x)的图像也具有相似性,同样可以 通过调整参数来改变其形状和位置。
03 函数y=asin(ωxφ)的性 质
周期性
函数y=asin(ωxφ)具有周期性,其周 期为2π/∣ω∣。这意味着函数图像将 按照一定的规律重复出现。
周期性是三角函数的重要性质之一, 它有助于我们更好地理解函数的图像 和变化规律。
在未来的应用前景
在物理学中的应用
可以应用于描述物理现象,如波动、振动等。
在工程学中的应用
可以应用于信号处理、图像处理等领域。
在金融领域的应用
可以应用于金融数据分析、股票价格预测等领域。
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高中 函数y=Asin(ωx+φ)的图象及性质 知识点+例题 全面
辅导讲义――函数y =Asin(ωx +φ)的图象及性质教学内容1.y =A sin(ωx +φ)的有关概念y =A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0),x ∈[0,+∞)振幅 周期 频率 相位 初相 AT =2πωf =1T =ω2πωx +φφ2.用五点法画y =A sin(ωx +φ)一个周期内的简图 五个特征点的取法:设X =ωx +φ,由X 取0,2π,π,23π,π2来求出相应的x 的值,及对应的y 值,再描点作图.如下表所示.x0-φω π2-φω π-φω 3π2-φω 2π-φω ωx +φ 0 π2 π 3π2 2π y =A sin(ωx +φ)A-A3.函数y =sin x 的图象经变换得到y =A sin(ωx +φ)的图象的步骤如下:[例1] 函数)421sin(2π+=x y 的周期,振幅,初相分别是______________.[巩固1] 函数)20,0,)(sin(πϕωϕω<≤>∈+=R x x y 的部分图象如图,则ω=______;ϕ=______知识模块1 y =A sin(ωx +φ)精典例题透析[巩固] 若关于x 的方程01sin sin 2=+-+m x x 有解,则实数m 的取值范围为_____________.[例5] 要得到)21sin(x y -=的图象,只需将)621sin(π--=x y 的图象_______________.[巩固1] 为得到函数)3cos(π+=x y 的图象,只需将函数x y sin =的图象_____________________.[巩固2] 为得到函数)62sin(π-=x y 的图象,只需将函数x y 2cos =的图象_____________________.[例6] 已知函数x x f πsin )(=的图象的一部分如左图,则右图的函数图象所对的函数解析式为_____________.[巩固1] 函数)0,0,0)(sin()(πϕωϕω<<>>+=A x A x f 的部分图象如图所示,则)(x f 的解析式为____________.[巩固2] 已知函数),0,)(sin()(πϕπωϕω<<->∈+=R x x A x f 的部分图象如图所示,则函数)(x f 的解析式 是_______________.[例7] 设函数f (x )=3sin(ωx +φ)(ω>0,-π2<φ<π2)的图象关于直线x =2π3对称,它的周期是π,则下列说法正确的是________.(填序号)[例](1)已知函数f (x )=2sin(ωx +φ)(其中ω>0,|φ|<π2)的最小正周期是π,且f (0)=3,则ω=_____,φ=_______.(2)已知函数f (x )=A sin(ωx +φ) (A >0,|φ|<π2,ω>0)的图象的一部分如图所示,则该函数的解析式为____________.[巩固] 如图为y =A sin(ωx +φ)的图象的一段.(1)求其解析式;(2)若将y =A sin(ωx +φ)的图象向左平移π6个单位长度后得y =f (x ),求f (x )的对称轴方程.题型三:函数y =A sin(ωx +φ)的性质[例] (2014·重庆改编)已知函数f (x )=3sin(ωx +φ)(ω>0,-π2≤φ<π2)的图象关于直线x =π3对称,且图象上相邻两个最高点的距离为π.(1)求ω和φ的值;(2)当x ∈[0,π2]时,求函数y =f (x )的最大值和最小值.[巩固] 已知函数f (x )=A sin(ωx +φ)(x ∈R ,ω,A >0,0<φ<π2)的最大值为2,最小正周期为π,直线x =π6是其图象的一条对称轴.(1)求函数f (x )的解析式;(2)求函数g (x )=f (x -π12)-f (x +π12)的单调递增区间.1.(2013·山东)将函数y =sin(2x +φ)的图象沿x 轴向左平移π8个单位后,得到一个偶函数的图象,则φ的一个可能取值为( )A .3π4B .π4C .0D .-π42.(2013·浙江)函数f (x )=sin x cos x +32cos 2x 的最小正周期和振幅分别是__________.3.已知函数f (x )=2sin(ωx +φ)(ω>0,且|φ|<π2)的部分图象如图所示,则函数f (x )的一个单调递增区间是______________.4.电流强度I (安)随时间t (秒)变化的函数I =A sin(ωt +φ)(A >0,ω>0,0<φ<π2)的图象如右图所示,则当t =1100秒时,电流强度是_____________.5.已知函数f (x )=2sin ωx 在区间[-π3,π4]上的最小值为-2,则ω的取值范围是_________________.6.设偶函数f (x )=A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0,0<φ<π)的部分图象如图所示,△KLM 为等腰直角三角形,∠KML =90°, KL =1,则f (16)的值为________.,7.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,A >0)来表示,已知6月份的月平均气温最高,为28℃,12月份的月平均气温最低,为18℃,则10月份的平均气温值 为________℃.夯实基础训练。
函数y=Asin(ωx+φ)的图象课件
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参数ω对周期的影响 随着ω的增大,函数y=asin(ωx+φ)的周期会减 小;反之,随着ω的减小,函数的周期会增大。
参数φ对相位的影响 当φ增加时,函数图像会沿x轴向右移动;反之, 当φ减小时,图像会向左移动。
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参数a对振幅的影响
a的大小决定了函数图像的振幅。当a增大时,图 像的振幅增大;反之,当a减小时,振幅减小。
使用数学软件绘制图像
MATLAB
MATLAB是一款强大的数学软件,可以用来绘制各种复杂的函数图像,包括函数 y=asin(ωx+φ)。使用MATLAB,用户可以自定义ω和φ的值,观察图像的变化。
Python (Matplotlib)
Matplotlib是Python的一个绘图库,也可以用来绘制函数y=asin(ωx+φ)。通过 Matplotlib,用户可以轻松地定制图像的样式和颜色。
在通信系统中,信号的传输通常会受到噪声和其他干扰的影响。利用函数 y=asin(ωx+φ)进行信号调制可以提高信号的抗干扰能力和传输质量。例如,在调 频(FM)通信中,调制信号的频率会随着声音信号的变化而变化,解调后可以得到 还原的声音信号。
04 函数y=asin(ωx+φ)的变 种形式
多参数变化的影响
函数图像的基本特征
周期性
极值点
由于正弦函数的周期性,函数 y=asin(ωx+φ)的图像也具有周期性, 周期取决于ω的取值。
函数图像在每个周期内有两个极值点, 极值点的位置和高度取决于参数ω、 φ的取值。
对称性
函数图像具有对称性,包括轴对称和 中心对称,具体对称轴和对称中心取 决于参数φ的取值。
02 函数y=asin(ωx+φ)的图 像绘制
2020版高考数学一轮复习 函数y=Asin(ωx+φ)的图象及应用讲义理(含解析)
第4讲函数y=A sin(ωx+φ)的图象及应用1.“五点法”作函数y=A sin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的简图“五点法”作图的五点是在一个周期内的最高点、最低点及与x轴相交的三个点,作图时的一般步骤为:(1)定点:如下表所示.(2)作图:在坐标系中描出这五个关键点,用平滑的曲线顺次连接得到y=A sin(ωx+φ)在一个周期内的图象.(3)扩展:将所得图象,按周期向两侧扩展可得y=A sin(ωx+φ)在R上的图象.2.函数y=sin x的图象经变换得到y=A sin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的图象的步骤1.概念辨析(1)将函数y =3sin2x 的图象左移π4个单位长度后所得图象的解析式是y =3sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π4.( ) (2)利用图象变换作图时,“先平移,后伸缩”与“先伸缩,后平移”中平移的长度一致.( )(3)将函数y =2sin x 的图象上所有点的横坐标缩短为原来的12,纵坐标不变,得函数y=2sin x2的图象.( )(4)由图象求解析式时,振幅A 的大小是由一个周期内图象中最高点的值与最低点的值确定的.( )答案 (1)× (2)× (3)× (4)√ 2.小题热身(1)函数y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π4的振幅、频率和初相分别为( ) A .2,1π,π4B .2,12π,π4 C .2,1π,π8D .2,12π,-π8答案 A解析 函数y =2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π4的振幅是2,周期T =2π2=π,频率f =1T =1π,初相是π4,故选A.(2)用五点法作函数y =sin ⎝⎛⎭⎪⎫x -π6在一个周期内的图象时,主要确定的五个点是________、________、__________、________、________.答案 ⎝⎛⎭⎪⎫π6,0⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3,1⎝ ⎛⎭⎪⎫7π6,0⎝ ⎛⎭⎪⎫5π3,-1⎝ ⎛⎭⎪⎫13π6,0解析 列表:五个点依次是⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,0、⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3,1、⎝ ⎛⎭⎪⎫7π6,0、⎝ ⎛⎭⎪⎫5π3,-1、⎝ ⎛⎭⎪⎫13π6,0.(3)将函数f (x )=-12cos2x 的图象向右平移π6个单位长度后,再将图象上各点的纵坐标伸长到原来的2倍,得到函数y =g (x )的图象,则g ⎝⎛⎭⎪⎫3π4=________.答案32解析 函数f (x )=-12cos2x 的图象向右平移π6个单位长度后得函数y =-12cos2⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π6=-12cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3,再将图象上各点的纵坐标伸长到原来的2倍,得到函数g (x )=-cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3,所以g ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π4=-cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2-π3=sin π3=32.(4)(2018·长春模拟)函数f (x )=A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0,|φ|<π)的部分图象如图所示,则函数f (x )的解析式为________.答案 f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π3 解析 由图象可知A =2,T 4=7π12-π3=π4,所以2πω=π,ω=2,所以f (x )=2sin(2x+φ),又f ⎝⎛⎭⎪⎫7π12=-2,所以2×7π12+φ=2k π+3π2,k ∈Z ,φ=2k π+π3,k ∈Z ,又|φ|<π,所以φ=π3,所以f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π3.题型 一 函数y =A sin(ωx +φ)的图象及变换1.(2017·全国卷Ⅰ)已知曲线C 1:y =cos x ,C 2:y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +2π3,则下面结论正确的是( )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,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,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答案 D解析 由C 2:y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +2π3=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6+π2=cos ( 2x +π6 )=cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π12. 根据三角函数图象变换的规律,可得D 正确.2.(2018·蚌埠一模)已知ω>0,顺次连接函数y =sin ωx 与y =cos ωx 的任意三个相邻的交点都构成一个等边三角形,则ω=( )A .π B.6π2 C.4π3D.3π 答案 B解析 当正弦值等于余弦值时,函数值为±22,故等边三角形的高为2,由此得到边长为2×33×2=263,边长即为函数的周期,故2πω=263,ω=6π2.3.已知函数f (x )=2sin ωx (ω>0)在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π3,π4上单调递增,求ω的最大值.解 函数f (x )=2sin ωx (ω>0)在⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π2ω,π2ω上单调递增,所以⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π3,π4⊆⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π2ω,π2ω,所以⎩⎪⎨⎪⎧-π2ω≤-π3,π2ω≥π4.解得0<ω≤32,所以ω的最大值为32.4.已知函数y =cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3.(1)求它的振幅、周期、初相;(2)用“五点法”作出它在区间[0,π]内的图象;(3)说明y =cos ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π3的图象可由y =cos x 的图象经过怎样的变换而得到.解 (1)函数y =cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3的振幅为1,周期T =2π2=π,初相是-π3. (2)列表:描点,连线.(3)解法一:把y =cos x 的图象上所有的点向右平移π3个单位长度,得到y =cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π3的图象;再把y =cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π3的图象上所有点的横坐标缩短到原来的12(纵坐标不变),得到y =cos ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π3的图象.解法二:将y =cos x 的图象上所有点的横坐标缩短为原来的12(纵坐标不变),得到y =cos2x 的图象;再将y =cos2x 的图象向右平移π6个单位长度,得到y =cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π6=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3的图象.作函数y =A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0)的图象常用的两种方法(1)五点法作图:用“五点法”作y =A sin(ωx +φ)的简图,主要是通过变量代换,设z =ωx +φ,由z 取0,π2,π,3π2,2π来求出相应的x ,通过列表,计算得出五点坐标,描点后得出图象.(2)图象的变换:由函数y =sin x 的图象通过变换得到y =A sin(ωx +φ)的图象有两种途径:“先平移后伸缩”与“先伸缩后平移”.1.要想得到函数y =sin2x +1的图象,只需将函数y =cos2x 的图象( ) A.向左平移π4个单位长度,再向上平移1个单位长度B.向右平移π4个单位长度,再向上平移1个单位长度C.向左平移π2个单位长度,再向下平移1个单位长度D.向右平移π2个单位长度,再向下平移1个单位长度答案 B解析 先将函数y =cos2x 的图象向右平移π4个单位长度,得到y =sin2x 的图象,再向上平移1个单位长度,即得y =sin2x +1的图象,故选B.2.(2018·青岛模拟)将函数f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3图象上的每个点的横坐标缩短为原来的一半,纵坐标不变,再将所得图象向左平移π12个单位得到函数g (x )的图象,在g (x )图象的所有对称轴中,离原点最近的对称轴方程为( )A.x =-π24B .x =π4C.x =5π24D .x =π12答案 A解析 当函数f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3图象上的每个点的横坐标缩短为原来的一半,纵坐标不变时,此时函数解析式可表示为f 1(x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫4x +π3,再将所得图象向左平移π12个单位得到函数g (x )的图象,则g (x )可以表示为g (x )=2sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤4⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π12+π3=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫4x +2π3.则函数g (x )的图象的对称轴可表示为4x +2π3=π2+k π,k ∈Z ,即x =-π24+k π4,k∈Z .则g (x )的图象离原点最近的对称轴,即g (x )的图象离y 轴最近的对称轴为x =-π24.题型 二 由图象确定y =A sin(ωx +φ)的解析式1.已知函数f (x )=A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0,0<φ<π),其导函数f ′(x )的图象如图所示,则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2的值为( )A .2 2 B. 2 C .-22 D .-24答案 D解析 依题意得f ′(x )=Aωcos(ωx +φ),结合函数y =f ′(x )的图象,则T =2πω=4⎝⎛⎭⎪⎫3π8-π8=π,ω=2.又Aω=1,因此A =12.因为0<φ<π,3π4<3π4+φ<7π4,且f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫3π8=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π4+φ=-1,所以3π4+φ=π,即φ=π4,所以f (x )=12sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π4,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2=12sin ⎝⎛⎭⎪⎫π+π4=-12×22=-24. 2.设f (x )=A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0,|φ|<π),其图象上最高点M 的坐标是(2,2),曲线上的点P 由点M 运动到相邻的最低点N 时,在点Q (6,0)处越过x 轴.(1)求A ,ω,φ的值;(2)函数f (x )的图象能否通过平移变换得到一个奇函数的图象?若能,写出变换方法;若不能,说明理由.解 (1)由题意知A =2,T =(6-2)×4=16,所以ω=2πT =π8.又因为Q (6,0)是零值点,且|φ|<π,所以π8×6+φ=π,所以φ=π4,经验证,符合题意.所以A =2,ω=π8,φ=π4.(2)f (x )的图象经过平移变换能得到一个奇函数的图象.由(1)知f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π8x +π4,当f (x )的图象向右平移2个单位长度后,所得图象的函数解析式为g (x )=2sin π8x ,是奇函数.确定y =A sin(ωx +φ)+b (A >0,ω>0)中参数的方法(1)求A ,b :确定函数的最大值M 和最小值m ,则A =M -m2,b =M +m2;(2)求ω:确定函数的周期T ,则可得ω=2πT;(3)求φ:常用的方法有:①代入法:把图象上的一个已知点代入(此时A ,ω,b 已知)或代入图象与直线y =b 的交点求解(此时要注意交点在上升区间上还是在下降区间上).②五点法:确定φ值时,往往以寻找“五点法”中的某一个点为突破口.具体如下:1.(2018·四川绵阳诊断)如图是函数f (x )=cos(πx +φ)⎝⎛⎭⎪⎫0<φ<π2的部分图象,则f (3x 0)=( )A.12 B .-12C.32D .-32答案 D解析 ∵f (x )=cos(πx +φ)的图象过点⎝ ⎛⎭⎪⎫0,32, ∴32=cos φ,结合0<φ<π2,可得φ=π6.∴由图象可得cos ⎝⎛⎭⎪⎫πx 0+π6=32,πx 0+π6=2π-π6,解得x 0=53. ∴f (3x 0)=f (5)=cos ⎝⎛⎭⎪⎫5π+π6=-32.2.已知函数f (x )=A tan(ωx +φ)⎝⎛⎭⎪⎫ω>0,|φ|<π2,y =f (x )的部分图象如图所示,则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π24等于________.答案3解析 观察图象可知T 2=3π8-π8,所以π2ω=π4,ω=2,所以f (x )=A tan(2x +φ).又因为函数图象过点⎝⎛⎭⎪⎫3π8,0,所以0=A tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫2×3π8+φ,所以3π4+φ=k π(k ∈Z ),所以φ=k π-3π4(k ∈Z ).又因为|φ|<π2,所以φ=π4.又图象过点(0,1),所以A =1.综上知,f (x )=tan ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π4,故f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π24=tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫2×π24+π4= 3.题型 三 三角函数图象性质的应用角度1 三角函数模型的应用1.如图,某港口一天6时到18时的水深变化曲线近似满足函数y =3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6x +φ+k ,据此函数可知,这段时间水深(单位:m)的最大值为( )A.5 B .6 C .8 D .10答案 C解析 由图象可知,y min =2,因为y min =-3+k ,所以-3+k =2,解得k =5,所以这段时间水深的最大值是y max =3+k =3+5=8.角度2 函数零点(方程根)问题2.已知关于x 的方程2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π6+1-a =0在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,2π3上存在两个根,则实数a的取值范围是________.答案 [2,3)解析 2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π6+1-a =0化为sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π6=a -12,令t =x +π6,由x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,2π3得,t =x +π6∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π6,5π6,画出函数y =sin t ,t ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π6,5π6的图象和直线y =a -12,当12≤a -12<1,即2≤a <3时,函数y =sin t ,t ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π6,5π6的图象和直线y =a -12有两个公共点,原方程有两个根.角度3 三角函数图象性质的综合3.函数f (x )=A sin(ωx +φ)⎝⎛⎭⎪⎫ω>0,|φ|<π2的部分图象如图,则( )A .函数f (x )的对称轴方程为x =4k π+π4(k ∈Z )B.函数f (x )的递减区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤8k π+π4,8k π+5π4(k ∈Z )C.函数f (x )的递增区间为[8k +1,8k +5](k ∈Z )D.f (x )≥1的解集为⎣⎢⎡⎦⎥⎤8k -13,8k +73(k ∈Z )答案 D解析 由题图知,A =2,函数f (x )的最小正周期T =4×(3-1)=8,故ω=2π8=π4,所以f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4x +φ,因为点(1,2)在图象上,所以2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+φ=2,因为|φ|<π2,所以φ=π4,即f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4x +π4,由π4x +π4=k π+π2(k ∈Z )得x =4k +1,即函数f (x )的对称轴方程为x =4k +1(k ∈Z ),所以A 项错误;由2k π+π2≤π4x +π4≤2k π+3π2(k ∈Z )得8k +1≤x ≤8k +5,即函数f (x )的单调减区间为[8k +1,8k +5](k ∈Z ),所以B ,C两项错误;由2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4x +π4≥1,得sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4x +π4≥12,所以2k π+π6≤π4x +π4≤2k π+5π6(k ∈Z ),解得8k -13≤x ≤8k +73(k ∈Z ),即不等式f (x )≥1的解集为⎣⎢⎡⎦⎥⎤8k -13,8k +73(k ∈Z ),故选D.(1)三角函数模型在实际应用中体现的两个方面①已知三角函数模型,利用三角函数的有关性质解决问题,其关键是准确理解自变量的意义及自变量与函数之间的对应法则;②把实际问题抽象转化成数学问题,建立三角函数模型,再利用三角函数的有关知识解决问题,其关键是建模.(2)三角函数的零点、不等式问题的求解思路①把函数表达式转化为正弦型函数形式y =A sin(ωx +φ)+B (A >0,ω>0); ②画出一个周期上的函数图象;③利用图象解决有关三角函数的方程、不等式问题.(3)研究y =A sin(ωx +φ)的性质时可将ωx +φ视为一个整体,利用换元法和数形结合思想解题.1.设函数f (x )=⎪⎪⎪⎪⎪⎪sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +π3(x ∈R ),则f (x )( )A.在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤2π3,7π6上是增函数B.在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π,-π2上是减函数 C.在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π3,π4上是增函数D.在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤π3,5π6上是减函数答案 A解析 函数f (x )=⎪⎪⎪⎪⎪⎪sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π3(x ∈R )的图象如图所示,由图象可知函数f (x )=⎪⎪⎪⎪⎪⎪sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π3(x ∈R )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤2π3,7π6上是增函数.故选A.2.一个大风车的半径为8 m,12 min 旋转一周,它的最低点P 0离地面2 m ,风车翼片的一个端点P 从P 0开始按逆时针方向旋转,则点P 离地面距离h (m)与时间t (min)之间的函数关系式是( )A .h (t )=-8sin π6t +10B.h (t )=-cos π6t +10C.h (t )=-8sin π6t +8D.h (t )=-8cos π6t +10答案 D解析 设h (t )=A cos ωt +B ,因为12 min 旋转一周, 所以2πω=12,所以ω=π6,由于最大值与最小值分别为18,2.所以⎩⎪⎨⎪⎧-A +B =18,A +B =2,解得A =-8,B =10.所以h (t )=-8cos π6t +10.3.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( )A.π2 B .π C.3π2D .2π 答案 B解析 依题意,函数f (x )图象的一条对称轴为x =0+π32=π6,又因为函数f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2上有且只有一个零点,所以π6-0≤T 4≤π2-π6,所以2π3≤T ≤4π3.根据选项可得,f (x )的最小正周期为π.。
第3章 第4节 函数f(x)=Asin(ωx+φ)的图像及应用
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(3)对称性:利用 y=sin x 的对称中心为(kπ,0)(k∈Z)求解, 令 ωx利0+用φy==ksπi(nk∈x 的Z)对,称求轴得为对_称_x=_中_k_心π_+_为_2π_(_x_0,_0)(.k∈Z)求解,令 ωx+φ =kπ+2π(k∈Z),求得其对称轴为 x=x0.
解析:由函数f(x)=2sin
2x+π6
得周期T=
2π 2
=π,将函数f(x)
=2sin2x+6π的图像向右平移14个周期,即为函数f(x)=2sin2x+π6
的图像向右平移
π 4
个单位,得y=f
x-4π
=2sin
2x-4π+6π
=
2sin2x-3π.
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即f(3)=sin32π+π6=-cos
π6=-
3 2.
答案:-
3 2
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3 . (2018·贵 州 贵 阳 检 测 ) 函 数 f(x) = sin(ωx + φ)(x ∈ R)ω>0,|φ|<π2的部分图像如图所示,如果 x1,x2∈-π6,π3,且 f(x1) =f(x2),则 f(x1+x2)=( B )
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2.(2018·西安八校联考)已知函数f(x)=sin(ωx+ φ) ω>0,-2π≤φ≤π2 的图像上的一个最高点和它相邻的一个最 低点的距离为2 2 ,且过点 2,-12 ,则函数f(3)的值为 ________.
函数y=Asin(ωx φ)的图象
函数 y=sinx (>0且0) 的图象可以看作 是把 y=sinx 的图象上所有点的横坐标缩短 (当>1时)或伸长(当0< <1时)到原来的1/ 倍(纵坐标不变)而得到的.
所有的点横坐标缩短(>1)
y=sinx
或伸长(0< <1) 1/倍 纵坐标不变
y=sinx
决定函数的周期:T 2
探究: A 对函数图象的影响
D.纵坐标伸长到原来的2倍,横坐标不变.
作正弦型函数y=Asin(x+) 的图象的方法: (1)用“五点法”作图 (2)利用变换关系作图
函数y=Asin(ωx+φ)的图象 平移伸缩变化欣赏
想一想?
问题:把y=sin2x的图象经过怎样的变换就得到
y=sin(2x+ 3
)的图象?
)的图象
(横坐标不变)
y=3sin(
1 2
x
-
4
)的图象
练习2. 为了得到y=3sin(2x+π/5)的图象,只需将函数
y=3sin(x+π/5)的图象上各点的 ( B)而得到.
A.横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变. B.横坐标缩短到原来的1/2倍,纵坐标不变. C.纵坐标伸长到原来的1/2倍,横坐标不变.
函数y=Asin(ωx+φ)的图象
(1)y=sinx与y=sin(x+)的图象关系; (2)y=sinx与y=sinx的图象关系; (3)y=sinx与y=Asinx的图象关系; (4)y=sinx与y=Asin(x+)的图象关系.
***复习回顾***
y sin x, x [0,2 ]的图象
关键点: (0,0),( ,1),( ,0),( 3 ,1),(2 ,0)
第4讲 三角函数y=Asin(ωx+φ)的图象与性质及三角函数模型的简单应用
第20讲 三角函数y =A sin(ωx +φ)的图象与性质及三角函数模型的简单应用知识梳理1.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,要把ωx +φ看成一个整体,要找五个特征点,如表格所示.x ____ ____ ____ ____ ____ ωx +φ 0π2π3π22πy =A sin(ωx +φ) 0 A 0 -A 02.图象变换(1)y =sin x ――→向左(φ>0)或向右(φ<0)平移|φ|个单位y =sin(x +φ) ――→横坐标变为原来的1ω倍纵坐标不变 y =sin(ωx +φ)――→纵坐标变为原来的A 倍横坐标不变y =A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0).(2)y =sin x ――→横坐标变为原来的1ω倍纵坐标不变y =sin ωx ――→向左(φ>0)或向右(φ<0)平移|φω|个单位y =sin(ωx +φ)――→纵坐标变为原来的A 倍横坐标不变y =A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0). 例 已知2()3sin cos sin f x x x x =-,把()f x 的图象向右平移12π个单位,再向上平移2个单位,得到()y g x =的图象,若对任意实数x ,都有()()g x g x αα-=+成立, 则()()44g g ππα++= _____________3.函数y =A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0)中各个量的物理意义当函数y =A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0),x ∈[0,+∞)表示简谐振动时,几个相关的概念如下表: 简谐振动振幅周期 频率 相位 初相 y =A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0)____________________4.三角函数模型的简单应用对具有周期变化规律的实际问题用三角函数模型进行表示,根据三角函数的图象和性质得到实际问题的结论.■ 链接教材1.[教材改编] 把函数y =sin x 的图像上每个点的横坐标不变,纵坐标伸长为原来的2倍得到函数________的图像.2.[教材改编] 将某函数的图像向右平移π2个单位长度得到函数y =sin(x +π4)的图像,则原函数的解析式是________.3.[教材改编] 已知简谐运动y =2sin(π3x +φ)|φ|<π2的图像经过点(0,1),则该简谐运动的初相φ为________.■ 易错问题4.正弦型函数的最小正周期若函数y =sin(ωx +φ)的最小正周期为π,则ω=________. 5.自变量的系数为负值的函数单调性函数y =sin(π4-2x )的单调递增区间是________.6.函数图像变换的先后次序 把y =sin x 的图像向左平移π4个单位长度,再将各点的横坐标扩大到原来的2倍,得到函数____________的图像;把y =sin x 的图像上各点的横坐标扩大到原来的2倍,再向左平移π4个单位长度,得到函数____________的图像. ■ 通性通法图3-19-17.由图像求函数解析式已知函数f (x )=A sin(ωx +φ)A >0,ω>0,|φ|<π2的部分图像如图3-19-1所示,则函数的解析式是________________________________________________________________________.8.利用换元法研究函数y =A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0)的性质函数f (x )=sin(4x +π4)的对称轴方程为________.► 探究点一 函数y =Asin(ωx +φ)的图像及变换例1 (1)使用五点法作出函数y =4sin ⎝⎛⎭⎫12x +π3在区间⎣⎡⎦⎤-2π3,10π3内的图像,并说明如何由函数y =sin x 的图像经过变换得到函数y =4sin ⎝⎛⎭⎫12x +π3的图像.(2)[2017·郑州二模] 将函数f (x )=cos x -3sin x (x ∈R )的图像向左平移a (a >0)个单位长度后,所得到的图像关于原点对称,则a 的最小值是( )A.π12B.π6C.π3D.5π6 (3)将函数x y 2cos =的图象向左平移4π个单位,得到函数x x f y cos )(⋅=的图象,则)(x f 的表达式可以是( )A .x x f sin 2)(-=B .x x f sin 2)(=C .x x f 2sin 22)(=D .)2cos 2(sin 22)(x x x f += (4)[2015·湖南卷] 将函数f (x )=sin 2x 的图像向右平移φ0<φ<π2个单位后得到函数g (x )的图像,若对满足|f (x 1)-g (x 2)|=2的x 1,x 2,有|x 1-x 2|min =π3,则φ=( ) A.5π12 B.π3 C.π4 D.π6变式题 (1)使用五点法作出函数y =3sin ⎝⎛⎭⎫π4x +π4在区间[-1,7]内的图像,并说明由y =sin x 的图像得到y =3sin ⎝⎛⎭⎫π4x +π4的图像的变换过程.(2)[2017·太原模拟] 将函数y =sin2x 的图象向左平移φ(φ>0)个单位,所得图象对应的函数为偶函数,则φ的最小值为________.(3)设函数f (x )=2+2 6sin x cos x -2 2sin 2x (x ∈R ),对f (x )的图象作如下变换:先将f (x )的图象向右平移π12个单位,再将横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,得到函数g (x )的图象,则g (x )=________.(4)函数)cos 3(sin sin 21)(x x x x f +-=的图象向左平移3π个单位得函数)(x g 的图象,则函数)(x g 的解析式是( ) A .)22sin(2)(π-=x x g B .x x g 2cos 2)(= C .)322cos(2)(π+=x x g D .)2sin(2)(π+=x x g► 探究点二 函数y =Asin(ωx +φ)的解析式的求法 例2 (1)[2017·哈尔滨模拟] 函数y =A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0,0<φ<π)的图象的两个相邻零点为⎝⎛⎭⎫-π6,0和⎝⎛⎭⎫π2,0,且该函数的最大值为2,最小值为-2,则该函数的解析式为______________________.(2)函数),2,0)(sin(R x x A y ∈π<ϕ>ωϕ+ω=的部分图象如图所示,则函数表达式为( )A .)48sin(4π-π-=x y B .)48sin(4π-π=x y C .)48sin(4π+π=x y D .)48sin(4π+π-=x y(3)[2017·宜昌高三质检] 已知函数f (x )=A sin ⎝⎛⎭⎫π6x +φ⎝⎛⎭⎫A >0,0<φ<π2的部分图象如图3-19-1所示,P ,Q 分别为该图象的最高点和最低点,点P 的坐标为(2,A ),点R 的坐标为(2,0).若∠PRQ =2π3,则y =f (x )的最大值及φ的值分别是( )A .23,π6 B.3,π3 C.3,π6 D .23,π3图3-19-1 题4图 (4)已知函数()sin()f x x ωϕ=+(0ω>,||2πϕ<)的部分图象如图,则20161()6n n f π==∑___ (5)已知点3,,,,,444M A N A P A πππ⎛⎫⎛⎫⎛⎫--- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭是函数 ()()sin 0,0,2f x A x A πωϕωϕ⎛⎫=+>>< ⎪⎝⎭ 的图象上相邻的三个最值点,MNP ∆是正三角形,且x π=-是函数()f x 的一个零点,若函数()f x 的导函数为()'f x ,则函数()()()23'h x f x f x =+在区间0,2π⎛⎫⎪⎝⎭的取值范围是( )A .,32ππ⎡⎫⎪⎢⎣⎭ B .3,22ππ⎛⎤- ⎥⎝⎦ C.3,32ππ⎡⎫-⎪⎢⎣⎭ D .3,32ππ⎛⎤- ⎥⎝⎦6π 512π1-1变式题 (1)函数y =A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0,0<φ<π)的部分图像如图3-19-2所示,则此函数的解析式为( )图3-19-2 图3-19-3A .y =3sin(π4x +π4)B .y =3sin(π4x +3π4)C .y =3sin(π2x +π4)D .y =3sin(π2x +3π4)(2)已知函数f (x )=A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0,-π<φ<π)的部分图像如图3-19-3所示,为了得到g (x )=3sin 2x 的图像,只需将f (x )的图像( )A .向左平移2π3个单位长度B .向左平移π3个单位长度C .向右平移2π3个单位长度D .向右平移π3个单位长度题3图 题4图(3)函数f (x )=A sin(ωx +φ)+k ⎝⎛⎭⎫A >0,|φ|<π2的图像如图3所示,则f (x )的表达式是f (x )=( )A.52sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3B.52sin ⎝⎛⎭⎫x +π3 C.32sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3+1 D.32sin ⎝⎛⎭⎫x +π3+1 (4)已知函数f (x )=A tan(ωx +φ)⎝⎛⎭⎫ω>0,|φ|<π2,y =f (x )的部分图象如图,则f ⎝⎛⎭⎫π24=________.(5)已知f (x )=cos ⎝⎛⎭⎫ωx +π3(ω>0)的图象与y =1的图象的两相邻交点间的距离为π,要得到y =f (x )的图象,只需把y =sin ωx 的图象( )A .向右平移11π12个单位长度B .向右平移5π12个单位长度C .向左平移11π12个单位长度D .向左平移5π12个单位长度(6)设偶函数f (x )=A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0,0<φ<π)的部分图像如图所示,△KLM 为等腰直角三角形,∠KML =90°,KL =1,则f ⎝⎛⎭⎫16的值为( )A .-34 B .-14 C .-12 D.34(7)如图,函数)sin()(ϕω+=x A x f (其中2||,0,0πϕω≤>>A )与坐标轴的三个交点P ,Q ,R 满足)2,2(),0,1(-M P 为线段QR 的中点,则=A ()题7图 题6图A. 32B.337 C.338D. 34► 探究点三 函数y =Asin(ωx +φ)的性质应用例3 (1)函数)0,2)(2sin()(>≤+=A x A x f πφφ部分图象如图所示,且0)()(==b f a f ,对不同的[]b a x x ,,21∈,若)()(21x f x f =,有3)(21=+x x f ,则( ) A .)(x f 在)12,125(ππ-上是减函数 B .)(x f 在)12,125(ππ-上是增函数 C .)(x f 在)65,3(ππ上是减函数 D .)(x f 在)65,3(ππ上是增函数 (2)已知函数2()cos ()1f x A x ωϕ=++(0A >,0ω>,02πϕ<<)的最大值为3,2ab xy O()f x 的图象与y 轴的交点坐标为(0,2),其相邻两条对称轴间的距离为2,则 (1)(2)(3)(2016)f f f f ++++…的值为( )A .2468B .3501C .4032D .5739(3)设函数()Asin(),f x x x R ωϕ=+∈(其中0,0A ω>>)在(,)62ππ上既无最大值,也无最小值,且()(0)()26f f f ππ-==,则下列结论成立的是( )A .若12()()()f x f x f x ≤≤对x R ∀∈恒成立,则21min x x π-=;B .)(x f y =的图象关于点2(,0)3π-中心对称; C .函数()f x 的单增区间为:7,()1212k k k Z ππππ⎡⎤++∈⎢⎥⎣⎦; D .函数()()y f x x R =∈的图象相邻两条对称轴之间的距离是2π. (4)已知函数()sin()(0),24f x x+x ππωϕωϕ=>≤=-,为()f x 的零点,4x π=为()y f x =图像的对称轴,且()f x 在51836ππ⎛⎫⎪⎝⎭,单调,则ω的最大值为_______(5)已知函数x x x x y 22sin cos cos sin 32+-=的图象在],0[m 上恰有两个点的纵坐标为1,则实数m 的取值范围是 .(6)(G196) 若函数)0(sin >=ωωx y 在区间]1,0[上至少出现50次最大值,则ω的最小值 是_________________.(7)(G198)若函数x x f ωtan )(=的图像在线段)100(0π≤≤=x y 上恰有10个对称中心,则正实数ω的取值范围是______________.(8)已知函数()()()πϕωϕω≤≤>+=0,0sin x x f 是R 上的偶函数,其图象关于点⎪⎭⎫ ⎝⎛0,43πM 对称,且在区间⎥⎦⎤⎢⎣⎡2,0π上是单调函数,求ω和ϕ的值.(9)已知向量a =(cos ωx -sin ωx ,sin ωx ),b =(-cos ωx -sin ωx ,23cos ωx ).设函数f (x )=a·b+λ(x ∈R )的图象关于直线x =π对称,其中ω,λ为常数,且ω∈⎝⎛⎭⎫12,1.①求函数f (x )的最小正周期;②若y =f (x )的图象经过点⎝⎛⎭⎫π4,0,求函数f (x )在区间⎣⎡⎦⎤0,3π5上的取值范围.变式题 (1)已知函数()sin(2)f x x ϕ=+,其中ϕ为实数,若()()6f x f π≤对x R ∈恒成立,且()()2f fππ<,则下列结论正确的是( )A .11()112f π=-B .7()()105f f ππ>C .()f x 是奇函数D .()f x 的单调递增区间是[,]()36k k k Z ππππ-+∈(2)函数f (x )=sin (ωx +φ)的导函数y =f ′(x )的部分图象如图所示,其中A 、C 为图象与x 轴的两个交点,B 为图象的最低点.若在曲线段ABC ︵与x 轴所围成的区域内随机取一点,则该点在△ABC 内的概率为___________.(3)已知函数()2sin()1(0,||)f x x ωϕωϕπ=--><的一个零点是,3x π=直线6x π=-函数图象的一条对称轴,则ω取最小值时,()f x 的单调增区间是( ) A. [3,3],36k k k Z ππππ-+-+∈ B. 5[3,3],36k k k Z ππππ-+-+∈ C. 2[2,2],36k k k Z ππππ-+-+∈ D. [2,2],36k k k Z ππππ-+-+∈ (4)已知函数()()sin 0,463f x x f f πππωω⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+>= ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,且()f x 在,2ππ⎛⎫⎪⎝⎭上单调递减,则ω=___________.(5)已知函数()()cos2sin R f x x a x a =+∈在()0n π,内恰有2017个零点,则正整数n 的值 为 .(6)存在实数ϕ,使得圆面224x y +≤恰好覆盖函数sin()y x kπϕ=+图象的最高点或最低点共三个,则正数k 的取值范围是 .(7)已知函数()x a x a x f cos 123sin 321⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎭⎫ ⎝⎛-=,将()x f 图像向右平移3π个单位 长度得到函数()x g 的图像,若对任意R x ∈,都有()⎪⎭⎫⎝⎛≤4πg x g 成立,则a 的值为 .(8)(G198) 若函数24tan 3)(-⎪⎭⎫⎝⎛-=πωx x f 的图像在线段)100(2π≤≤-=x y 上恰有10个对称中心,则正实数ω的取值范围是______________.(9)(G199) 若函数x y ωsin =在区间]2,0[上恰好出现100次最大值和99次最小值,求正数ω的取值范围.(10)已知函数y =sin 2⎝⎛⎭⎫x +π6与函数y =sin 2x +a cos 2x 的图像的对称轴相同,求实数a 的值.(11)设函数f (x )=3cos 2ωx +sin ωx cos ωx +a (0<ω<1,a ∈R),f (x )的图像向左平移π4个单位后得到函数g (x ),若g (x )的图像关于y 轴对称,解答以下问题:①求ω的值.②如果f (x )在区间⎣⎡⎦⎤34π,54π上的最小值为3,求a 的值.(12)已知函数f (x )=cos ⎝⎛⎭⎫2x -π3+sin 2x -cos 2x . ①求函数f (x )的最小正周期及图像的对称轴方程;②设函数g (x )=[f (x )]2+f (x ),求g (x )的值域.(13)已知函数()4sin cos 2424f x x x ππππ⎛⎫⎛⎫=+- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,()()3124x g x -=+,若()f x 与()g x 的图象的交点分别为()11,x y ,()22,x y ,…,(),n n x y ,则()1ni i i y x =-=∑ .► 探究点四 三角函数模型的简单应用例4 湄洲湾港被誉为“世界不多,中国少有”的天然良港.港口各泊位每天的水深(水面与洋底的距离)f (x )(单位:m)与时间x (单位:h)的函数关系近似地满足f (x )=A sin ⎝⎛⎭⎫π6x +φ+B (A ,B >0,0≤φ<2π).在通常情况下,港口各泊位能正常进行额定吨位的货船的装卸货任务,而当货船的吨位超过泊位的额定吨位时,货船需在涨潮时驶入航道,靠近码头卸货,在落潮时返回海洋.该港口某五万吨级泊位接到一艘七万吨货船卸货的紧急任务,货船将于凌晨0点在该泊位开始卸货.已知该泊位当天水深的最小值为12 m ,水深的最大值为20 m ,并在凌晨3点达到最大水深.(1)求该泊位当天的水深f (x )的解析式.(2)已知该货船的吃水深度(船底与水面的距离)为12.5 m ,安全条例规定,当船底与洋底距离不足1.5 m 时,货船必须停止卸货,并将船驶向较深的水域.据测算,一个装卸小队可使货船吃水深度以每小时0.1 m 的速度减少.①如果只安排一个装卸小队进行卸货,那么该船在什么时间必须停止卸货,并将船驶向较深的水域(精确到小时)?②如果安排三个这样的装卸小队同时执行该货船的卸货任务,问能否连续不间断地完成卸货任务?说明你的理由.变试题1.如图3-20-4,为一个缆车示意图,该缆车半径为4.8 m,圆上最低点与地面距离为0.8 m,60秒转动一圈,图中OA与地面垂直,以OA为始边,逆时针转动θ角到OB,设B点与地面距离是h.(1)求h与θ间的函数关系式;图3-20-4(2)设从OA开始转动,经过t秒后到达OB,求h与t之间的函数关系式,并求缆车到达最高点时用的最少时间是多少?2.某港口水的深度y(m)是时间t(0≤t≤24,单位:h)的函数,记作y=f(t),下面是某日水深的数据:t时03691215182124y米10.013.09.97.010.013.010.17.010.0经长期观察,y=f(t)的曲线可以近似地看成函数y=A sin ωx+b的图像.(1)试根据以上数据,求出函数y=f(t)的近似表达式;(2)一般情况下船舶航行时,船底离海底的距离为5 m或5 m以上时认为是安全的(船舶停靠时,船底只需不碰海底即可).某船吃水深度(船底离水面的距离)为6.5 m,如果该船希望在同一天内安全进出港,请问,它至多能在港内停留多长时间(忽略进出港所需时间)?(3)[2017·广州模拟] 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月份的月平均气温最高,为28℃,12月份的月平均气温最低,为18℃,则10月份的平均气温值为________℃.课时作业(二十A) 第20讲 函数y =A sin(ωx +φ)的图像及三角函数模型的简单应用(时间:45分钟 分值:100分)1.函数f (x )=sin x cos x 的最小值是( )A .-1B .12C .-12D .12.若函数y =sin(ωx +φ)(ω>0)的部分图像如图K191所示,则ω=( )图K191A .5B .4C .3D .2 3.[2017·青岛质检] 函数y =2sin 2x 的图像的一条对称轴方程为( )A .x =π4B .x =π3C .x =34π D .x =π4.[2017·内蒙古通辽模拟] 将函数y =sin(x +π6) (x ∈R )图像上所有点的横坐标向左平行移动π6个单位长度,再把所得图像上各点的横坐标扩大到原来的2倍(纵坐标不变),则得到的图像的解析式为( )A .y =sin(2x +π3)B .y =sin(x 2+π3)C .y =sin x 2D .y =cos x25.当函数y =sin x -3cos x (0≤x <2π)取得最大值时,x =________.6.有一种波,其波形为函数y =sin π2x 的图像,若在区间[0,t ]上至少有2个波峰(图像的最高点),则正整数t 的最小值是________.7.已知函数f (x )=sin(2x +α)在x =π12时取得极大值,且f (x -β)为奇函数,则α,β的一组可能值为( )A .α=π6,β=-π12B .α=π6,β=π12C .α=π3,β=-π6D .α=π3,β=π68.将函数y =f (x )sin x 的图像向右平移π4个单位,再作关于x 轴的对称曲线,得到函数y =1-2sin 2x 的图像,则f (x )=( )A .2sin xB .sin xC .2cos xD .cos x9.[2017·赣州四校联考] 设函数f (x )=sin(ωx +2π3)+sin(ωx -2π3) (ω>0)的最小正周期为π,则( )A .f (x )在区间(0,π4)上单调递增B .f (x )在区间(0,π4)上单调递减C .f (x )在区间(0,π2)上单调递增D .f (x )在区间(0,π2)上单调递减10.图K192是函数y =sin(ωx +φ),0<φ<π2的图像的一部分,A ,B 分别是图像上的一个最高点和一个最低点,O 为坐标原点,则OA →·OB →的值为( )图K192 图K193A .12πB .19π2+1C .19π2-1D .13π2-111.[2017·郑州二检] 已知直线x =5π12和点(π6,0)恰好是函数f (x )=2sin(ωx +φ)的图像的相邻的对称轴和对称中心,则f (x )的表达式可以是( )A .f (x )=2sin(2x -π6)B .f (x )=2sin(2x -π3)C .f (x )=2sin(4x +π3)D .f (x )=2sin(4x +π6)12.已知函数y =sin(ωx +φ)(ω>0,-π≤φ<π)的图像如图K193所示,则φ=________.13.已知函数y =A sin(ωx +φ)+m (A >0)的最大值为4,最小值为0,最小正周期为π2,直线x =π3是其图像的一条对称轴,则下面各式中符合条件的解析式是________(填序号).①y =4sin4(x +π6);②y =2sin(2x +π3)+2;③y =2sin(4x +π3)+2;④y =2sin(4x +π6)+2.14.(10分)[2017·温州二模] 如图K194所示,点P (0,A2)是函数y =A sin(2π3x +φ) (其中A >0,φ∈[0,π))的图像与y 轴的交点,点Q ,点R 是它与x 轴的两个交点.(1)求φ的值;(2)若PQ ⊥PR ,求A 的值.图K19415.(13分)[2017·湛江二模] 设函数f (x )=2sin(ωx -π4) (ω>0),f (α)=-2,f (β)=0,且|α-β|的最小值为π4.(1)求f (x )的最小正周期; (2)求f (x )的单调递减区间.16.(12分)已知向量a =(m ,cos 2x ),b =(sin 2x ,n ),函数f (x )=a ·b ,且y =f (x )的图像过点⎝⎛⎭⎫π12,3和点⎝⎛⎭⎫2π3,-2.(1)求m ,n 的值;(2)将y =f (x )的图像向左平移φ(0<φ<π)个单位后得到函数y =g (x )的图像,若y =g (x )图像上各最高点到点(0,3)的距离的最小值为1,求y =g (x )的单调递增区间.课时作业(二十B) 第20讲 函数y =A sin(ωx +φ)的图像及三角函数模型的简单应用(时间:45分钟 分值:100分)1.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( )A .98π B.1972π C.1992π D .100π2.[2016·太原五中月考] 函数f (x )=2sin(ωx +φ)(ω>0,0≤φ≤π)的部分图像如图K191所示,其中A ,B 两点之间的距离为5,图K191则f (x )的单调递增区间是( )A .[6k -1,6k +2](k ∈Z )B .[6k -4,6k -1](k ∈Z )C .[3k -1,3k +2](k ∈Z )D .[3k -4,3k -1](k ∈Z )3.要得到函数y =3sin 2x +cos 2x 的图像,只需将函数y =2sin 2x 的图像( )A .向左平移π6个单位长度B .向右平移π6个单位长度C .向左平移π12个单位长度D .向右平移π12个单位长度4.函数y =12sin(π4-2x3)的单调递减区间是________.5.将函数f (x )=sin(3x +π4)的图像向右平移π3个单位长度,得到函数y =g (x )的图像,则函数y =g (x )在区间[π3,2π3]上的最小值为________.6.一观览车的主架示意图如图K192所示,其中O 为巨轮的中心,距地面32 m(即OM 长),巨轮的半径为30 m ,AM =BP =2 m ,巨轮逆时针旋转且每12 min 转动一圈.若点M 为吊舱P 的初始位置,经过t min ,该吊舱距离地面的高度为h (t )(单位:m),则h (t )=( )图K192A .30sin(π12t -π2)+30B .30sin(π6t -π2)+30C .30sin(π6t -π2)+32D .30sin(π6t -π2)7.[2017·福州三中月考] 将函数f (x )=sin 2x 的图像向左平移π6个单位长度后,得到函数y =g (x )的图像,下列关于y =g (x )的说法正确的是( )A .图像关于点(-π3,0)中心对称B .图像关于直线x =-π6对称C .在区间(-5π12,-π6)上单调递增D .在区间(-π6,π3)上单调递减8.[2017·九江三模] 将函数y =sin(2x +π6)的图像向右平移m (m >0)个单位长度,得到函数y =f (x )的图像,若函数y =f (x )在区间[-π6,π3]上单调递增,则m 的最小值为( )A.π3B.π4C.π6D.π129.[2017·泰安二模] 将函数f (x )=sin x cos x 的图像向左平移π4个单位长度,得到函数g (x )的图像,则g (x )的单调递增区间是( )A .[k π-π2,k π](k ∈Z )B .[k π,k π+π2](k ∈Z )C .[k π-π4,k π+π4](k ∈Z )D .[k π+π4,k π+3π4](k ∈Z )10.已知函数f (x )=sin(ωx +φ)ω>0,|φ|<π2的部分图像如图K193所示,则得到y =f (x )的图像需将y =cos 2x 的图像( )图K193 图K194A .向右平移π3个单位长度B .向左平移π3个单位长度C .向右平移π6个单位长度D .向左平移π6个单位长度11.[2017·北京朝阳区二模] 已知函数f (x )=A sin(ωx +φ)A >0,ω>0,|φ|<π2的部分图像如图K194所示,则φ=________.12.[2017·大庆二模] 将函数y =14sin x +34cos x (x ∈R )的图像向左平移m (m >0)个单位长度后,所得到的图像关于y 轴对称,则m 的最小值是________.13.将函数f (x )=2sin(ωx -π3)(ω>0)的图像向左平移π3ω个单位长度,得到函数y =g (x )的图像.若y =g (x )在区间[0,π4]上为增函数,则ω的最大值为________.14.(10分)[2017·茂名二模] 已知函数f (x )=A sin(ωx +π6)(A >0,ω>0)的部分图像如图K195所示.(1)求函数f (x )的解析式;(2)设α,β∈[-π2,0],f (3α+π)=1013,f (3β+5π2)=65,求sin(α-β)的值.图K19515.(13分)已知函数f (x )=A sin(ωx +φ)(x ∈R ,A >0,ω>0,0<φ<π2)的部分图像如图K196所示,P 是图像的最高点,Q 为图像与x 轴的交点,O 为坐标原点.若OQ =4,OP =5,PQ =13.(1)求函数y =f (x )的解析式;(2)将函数y =f (x )的图像向右平移2个单位长度后得到函数y =g (x )的图像,当x ∈(-1,2)时,求函数h (x )=f (x )·g (x )的值域.图K19616.(12分)如图K197所示,某市政府决定在以政府大楼O 为中心,正北方向和正东方向的马路为边界的扇形区域内建造一个图书馆.为了充分利用这块土地,并考虑与周边环境协调,设计要求该图书馆底面矩形的四个顶点都要在边界上,图书馆的正面要面向市政府大楼.设扇形的半径OM =R ,∠MOP =45°,OB 与OM 之间的夹角为θ.(1)将图书馆底面矩形ABCD 的面积S 表示成θ的函数. (2)若R =45 m ,求当θ为何值时,矩形ABCD 的面积S 有最大值?其最大值是多少?(精确到0.01 m 2).图K19717.若函数()sin()(0,0)22f x A x A ππωφωφ=+>>-<<,的部分图象如图所示,,B C分别是图象的最低点和最高点, 其中164||2+=πBC .(1)求函数)(x f 的解析式;(2)在锐角ABC ∆中,c b a ,,分别是角C B A 、、的对边,若3)(=A f ,2=a ,求ABC∆周长的取值范围.18.函数()()sin 0,0,2f x A x A πωϕωϕ⎛⎫=+>>≤⎪⎝⎭的部分图象如图所示,其中70,2312f f ππ⎛⎫⎛⎫==-⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,给出下列结论:①最小正周期为π;②()01f =;③函数6y f x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭是偶函数; ④12141113f f ππ⎛⎫⎛⎫<⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭;⑤()403f x f x π⎛⎫+-= ⎪⎝⎭. 其中正确结论的个数是( ) A .5 B .4 C .3 D .2yxCBA O3π-125π 第17题19.已知函数()()2.5cos f x x ωϕ=+(0ω>,2πϕ<)的部分图象如图所示,M ,N 两点之间的距离为13,且()30f =,若将函数()f x 的图象向右平移()0t t >个单位长度后所得函数的图象关于坐标原点对称,则t 的最小值为( )A.7B.8C.9D.1020. 已知函数()sin()(0,(0,π))f x x ωϕωϕ=+>∈满足π5π()()066f f ==,给出以下四个结论:○1 3ω=; ○26k ω≠,k *∈N ; ○3 ϕ可能等于3π4; ○4符合条件的ω有无数个,且均为整数. 其中所有正确的结论序号是______.21.已知函数()2sin 2f x x =,将函数()y f x =的图像向左平移6π个单位,再向上平移1个单位,得到函数()y g x =的图像. (Ⅰ)求函数()y g x =的解析式(Ⅱ)若对任何实数x ,不等式()2()mg x m g x +≥恒成立,求实数m 的取值范围. (Ⅲ)若区间[,]a b (,a b R ∈且a b <)满足:()y g x =在[,]a b 上至少含有30个零点,在所有满足上述条件的[,]a b 中,求b a -的最小值.22.若函数1)62sin(2)(-++=m x x f π)(R m ∈在区间⎥⎦⎤⎢⎣⎡2,0π上有两个零点21,x x )(21x x ≠,则m x x -+21的取值范围是( ).A )13,13(+-ππ .B )13,3[+ππ .C )132,132(+-ππ .D )132,32[+ππ第20讲 例题 4知识聚焦1.-φω π2-φω π-φω 3π2-φω 2π-φω3.A T =2πωf =1T =ω2π ωx +φ φ正本清源1.y =2sin x [解析] 根据函数图像变换法则可得.2.y =sin x +3π4 [解析] 将函数y =sin x +π4的图像向左平移π2个单位长度得到函数y=sin x +π2+π4,即y =sin x +3π4的图像.3.π6[解析] ∵函数图像经过点(0,1),∴将点(0,1)代入函数表达式可得2sin φ=1,∴sin φ=12.∵|φ|<π2,∴φ=π6.4.±2 [解析]2π|ω|=π,解得ω=±2. 5.k π+3π8,k π+7π8,k ∈Z [解析] sin π4-2x =-sin2x -π4,由2k π+π2≤2x -π4≤2k π+3π2,k ∈Z ,解得k π+3π8≤x ≤k π+7π8,k ∈Z ,故所求的单调递增区间为k π+3π8,k π+7π8,k ∈Z .6.y =sin 12x +π4 y =sin 12x +π8 [解析] y =sin x →y =sin x +π4→y =sin 12x +π4;y =sin x →y =sin 12x →y =sin 12x +π4=sin 12x +π8.7.f (x )=2sin2x +π3 [解析] 易知A =2,2πω=2×π3+π6,∴ω=2.又函数f (x )的图像过点π3,0,∴2×π3+φ=2k π+π(k ∈Z ),∴φ=2k π+π3.∵|φ|<π2,∴φ=π3.故所求函数的解析式为f (x )=2sin2x +π3.8.x =k π4+π16,k ∈Z [解析] 令4x +π4=k π+π2,k ∈Z ,解得x =k π4+π16,k ∈Z .例1 (1)略 (2) B 函数f (x )=cos x -3sin x =2×12cos x -32sin x =2cos x +π3,将函数f (x )的图像向左平移a 个单位长度得到函数y =2cos x +a +π3的图像,又该图像关于原点对称,所以a +π3=k π+π2(k ∈Z ),得a =k π+π6(k ∈Z ).又a >0,所以a min =π6.(3)A (4) D 由已知得g (x )=sin(2x -2φ),又|f (x 1)-g (x 2)|=2,0<φ<π2,所以当|x 1-x 2|取最小值时,刚好是取两个函数相邻的最大值与最小值点.令2x 1=π2,2x 2-2φ=-π2,则|x 1-x 2|=⎪⎪⎪⎪π2-φ=π3,得φ=π6.变试题 (1)略 (2)π4(3)2 2sin x (4)A例2 (1) y =2sin (32x +π4) (2)D (3)A (4) B 解析:()sin()f x A x ωϕ=+的图象与性质.易得2ω=,由五点法作图可知262ππϕ⨯+=,得6πϕ=.即()s i n (2)6f x x π=+. 故()16f π=,21()62f π=,31()62f π=-,4()16f π=-,51()62f π=-,61()62f π=,201611111()336(11)062222n n f π==⨯+---+=∑(5)D 变试题 (1)A (2)B (3)C (4)3 (5)D (6)D (7)C例3 (1)B (2)C (3)B (4)9 解析:12π+π 4ππ+π+42k k ωϕωϕ⎧-=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩则21k ω=+,其中k ∈Z()f x 在π5π,1836⎛⎫⎪⎝⎭单调,5π,123618122T ππω∴-=≤≤接下来用排除法若π11,4ωϕ==-,此时π()sin 114f x x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,()f x 在π3π,1844⎛⎫ ⎪⎝⎭递增,在3π5π,4436⎛⎫ ⎪⎝⎭递减,不满足()f x 在π5π,1836⎛⎫⎪⎝⎭单调若π9,4ωϕ==,此时π()sin 94f x x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,满足()f x 在π5π,1836⎛⎫⎪⎝⎭单调递减(5)⎪⎭⎫⎢⎣⎡67,2ππ (6)2197π (7) ⎪⎭⎫⎢⎣⎡21,209 (8)解:()x f 是偶函数,∴y 轴是其对称轴,即y 轴经过函数图象的波峰或波谷, ∴(),1sin ±==ϕx f 又πϕ≤≤0 ,∴2πϕ=.由()x f 的图象关于点⎪⎭⎫⎝⎛0,43πM 对称,∴,043=⎪⎭⎫ ⎝⎛πf ,即043c o s 243s i n ==⎪⎭⎫⎝⎛+⋅ωπππω,又0>ω,∴,2,1,0,243=+=k k ππωπ.∴() ,2,1,0,1232=+=k k ω 当0=k 时,32=ω, ()x x x f 32cos 232sin =⎪⎭⎫ ⎝⎛+=π在⎥⎦⎤⎢⎣⎡2,0π是减函数;当1=k 时,2=ω,()x x x f 2cos 22sin =⎪⎭⎫⎝⎛+=π在⎥⎦⎤⎢⎣⎡2,0π上是减函数; 当2≥k 时, 103ω≥,()x x x f ωπωcos 2sin =⎪⎭⎫ ⎝⎛+=在 ⎥⎦⎤⎢⎣⎡2,0π上不是单调函数. 综上所述,32=ω或2=ω,2πϕ=. (9)①ω=56. 最小正周期是6π5 ②[-1-2,2-2].变试题 (1)D(2)【解析】由f ′(x )=ωcos(ωx +φ)知|AC |=πω,|y B |=ω,所以S △ABC =12·|AC |·|y B |=π2,设A (x 0,0) ,则ωx 0+φ=π2,C ⎝⎛⎭⎫x 0+πω,0, 设曲线段ABC ︵与x 轴所围成的区域的面积为S ,则S =|∫x 0+πωx 0f ′(x )d x |=-∫x 0+πωx 0f ′(x )d x =-f (x )|x 0+πωx 0=f (x 0)-f ⎝⎛⎭⎫x 0+πω =sin (ωx 0+φ)-sin ⎝⎛⎭⎫ω⎝⎛⎭⎫x 0+πω+φ=sin π2-sin 3π2=2. 所以该点在△ABC 内的概率P =S△ABCS =π22=π4. (3)B (4)1 (5)1345 (6)⎥⎦⎤ ⎝⎛3,23 (7)2 (8) ⎪⎭⎫⎢⎣⎡4021,4019 (9) ⎪⎭⎫⎢⎣⎡4399,4397ππ (10)a =-33. (11)①ω=13. ②a =1+32. (12)解:(Ⅰ) πϕπω=+⋅3①23127πϕπω=+⋅② 解得2=ω,3πϕ=. (Ⅱ))32sin()(π+=x x f ,)32sin(2sin π++-=x x kx x x x x 2cos 232sin 213sin2cos 3cos2sin 2sin +-=++-=ππ)32sin(π--=x ,因为]2,12[ππ∈x 时,]32,6[32πππ-∈-x ,由方程恰有唯一实根,结合图象可知 2123≤<-k 或1-=k . (13) 5例4 解:(1)因为泊位的最小水深为12 m ,最大水深为20 m ,所以⎩⎪⎨⎪⎧-A +B =12,A +B =20,解得⎩⎪⎨⎪⎧A =4,B =16,所以f (x )=4sin(πx6+φ)+16.又当x =3时,f (x )取到最大值20,所以f (3)=4sin (π2+φ)+16=20,又0≤φ<2π,所以φ=0,f (x )=4sin πx6+16,x ∈[0,24].(2)设货船的吃水深度以每小时a m 的速度下降, 令g (x )=f (x )-(12.5-ax )-1.5,则g (x )=4sin πx6+ax +2.要使货船能在泊位正常卸货,只需g (x )≥0.①只安排一个装卸小队进行卸货时,a =0.1,g (x )=4sin πx6+0.1x +2.当x ∈(0,7]时,因为4sin πx 6≥4sin 7π6=-2,所以g (x )≥-2+0.1x +2>0. 又g (8)=4sin8π6+0.8+2=-2 3+2.8<0, 所以该船必须在上午7点停止卸货,并将船驶向较深的水域. ②若安排三个装卸小队进行卸货,则能按要求完成卸货的任务. 此时a =0.3,g (x )=4sin πx6+0.3x +2.因为泊位的水深f (x )=4sin πx6+16在当天上午9:00时第一次达到水深的最小值,所以要使卸货任务能连续不间断地完成,只需当x ∈[0,9]时能正常卸货.当x ∈(0,7]时,因为4sin πx 6≥4sin 7π6=-2,所以g (x )≥-2+0.3x +2>0.当x ∈[7,9]时,因为4sin πx6≥-4,0.3x +2≥0.3×7+2=4.1,两式相加得g (x )≥0.1,所以当∈[7,9]时,g (x )>0成立.综上,对任意的x >0,g (x )>0恒成立,即安排三个这样的装卸小队同时执行该货船的卸货任务,能按要求完成卸货任务. 变试题 1.解:(1)以圆心O 为原点,水平方向为x 轴,建立如图所示的平面直角坐标系,则以Ox 为始边,OB 为终边的角为θ-π2,故点B 的坐标为⎝⎛⎭⎫4.8cos ⎝⎛⎭⎫θ-π2,4.8sin ⎝⎛⎭⎫θ-π2, ∴h =5.6+4.8sin ⎝⎛⎭⎫θ-π2. (2)点A 在圆上转动的角速度是π30,故t 秒转过的弧度数为π30t ,∴h =5.6+4.8sin ⎝⎛⎭⎫π30t -π2,t ∈[0,+∞). 到达最高点时,h =10.4 m.由sin ⎝⎛⎭⎫π30t -π2=1得π30t -π2=π2,∴t =30, ∴缆车到达最高点时,用的时间最少为30 s.2.解:(1)由已知数据,易知函数y =f (t )的周期T =12,振幅A =3,b =10,所以y =3sinπ6t +10.(2)由题意,该船进出港时,水深应不小于5+6.5=11.5 m ,所以3sin π6t +10≥11.5,所以sin π6t ≥12,解得2k π+π6≤π6t ≤2k π+5π6(k ∈Z ),12k +1≤t ≤12k +5(k ∈Z ).在同一天内,取k =0或k =1,所以1≤t ≤5或13≤t ≤17.所以该船可在当日凌晨1时进港,下午17时出港,在港口内最多停留16个小时. 3.[答案] 20.5课时作业(二十A)1.C [解析] f (x )=sin x cos x =12sin 2x ,所以函数f (x )的最小值为-12.2.B [解析] 根据对称性可得π4为已知函数的半个周期,所以2πω=2×π4,解得ω=4.3.D [解析] y =2sin 2x =-cos 2x +1,由2x =k π(k ∈Z )得对称轴方程为x =k π2(k ∈Z ),所以x =π是其一条对称轴.4.B [解析] 向左平移π6个单位长度,得到y =sin x +π3的图像;将所得图像的横坐标扩大为原来的2倍,得y =sin 12x +π3的图像.5.5π6 [解析] 函数可化为y =2sin x -π3,由x ∈[0,2π)得x -π3∈⎣⎡⎭⎫-π3,5π3,∴当x -π3=π2,即x =5π6时,函数取得最大值2. 6.5 [解析] 函数y =sin π2x 的最小正周期T =4,若在区间[0,t ]上至少出现2个波峰,则t ≥54T =5.7.D [解析] 由函数f (x )=sin(2x +α)在x =π12时取得极大值,得2×π12+α=π2+2k π(k ∈Z ),∴α=π3+2k π(k ∈Z ).由f (x -β)=sin(2x -2β+α)为奇函数,得-2β+α=k π(k ∈Z ).令k =0,得α=π3,β=π6.8.C [解析] 与函数y =1-2sin 2x =cos 2x 的图像关于x 轴对称的为函数y =-cos 2x的图像,将其向左平移π4个单位长度,得到函数y =-cos 2x +π4=sin 2x =2sin x cos x 的图像,所以有y =f (x )sin x =2sin x cos x ,所以f (x )=2cos x .9.B [解析] f (x )=sin ωx +23π+sin ωx -23π=-sin ωx ,又其最小正周期为π,所以ω=2,故f (x )=-sin 2x ,易知其在区间0,π4上单调递减.10.C [解析] 由图知T 4=5π12-π6=π4,∴T =π,∴B 2π3,-1.∵A π6,1,B 2π3,-1,∴OA →·OB →=π29-1.11.B [解析] 据题意可知14T =512π-π6=π4,所以T =π,所以ω=2πT=2.又f (x )的图像过点π6,0,所以有2sin2×π6+φ=0,得φ=-π3+k π(k ∈Z ),可知B 满足. 12.9π10 [解析] 由图像知函数y =sin(ωx +φ)的周期为22π-3π4=5π2,∴2πω=5π2,∴ω=45. ∵当x =34π时,y 有最小值-1,∴45×3π4+φ=2k π-π2(k ∈Z ). ∵-π≤φ<π,∴φ=9π10.13.④ [解析] 因为函数的最大值为4,最小值为0,所以⎩⎪⎨⎪⎧A +m =4,m -A =0,解得A =m =2.又最小正周期T =2πω=π2,所以ω=4.又直线x =π3是其图像的一条对称轴,将x =π3代入得sin4×π3+φ=±1,所以φ+4π3=k π+π2(k ∈Z ),即φ=k π-5π6(k ∈Z ),当k =1时,φ=π6.14.解:(1)∵函数图像经过点P 0,A 2,∴sin φ=12.又∵φ∈[0,π),且点P 在增区间上,∴φ=π6.(2)由(1)可知y =A sin 2π3x +π6,令y =0,得sin 2π3x +π6=0,∴2π3x +π6=k π(k ∈Z ),∴x =-14+32k (k ∈Z ), ∴Q -14,0,R 54,0.又∵P 0,A2,∴PQ →=-14,-A 2,PR →=54,-A 2.∵PQ ⊥PR ,∴PQ →·PR →=-516+14A 2=0,∴A =52.15.解:(1)由f (α)=-2,f (β)=0,且|α-β|的最小值为π4,可知π4为函数f (x )的最小正周期的14,所以函数f (x )的最小正周期为π.(2)由(1)知ω=2ππ=2,又函数y =sin x 的单调递减区间为⎣⎡⎦⎤2k π+π2,2k π+3π2(k ∈Z ), 由2k π+π2≤2x -π4≤2k π+3π2(k ∈Z ),得k π+3π8≤x ≤k π+7π8(k ∈Z ),所以函数f (x )的单调递减区间为⎣⎡⎦⎤k π+3π8,k π+7π8(k ∈Z ). 16.解:(1)由题意知,f (x )=a·b =m sin 2x +n cos 2x .因为y =f (x )的图像过点π12,3和点2π3,-2,所以⎩⎨⎧3=m sin π6+n cos π6,-2=m sin 4π3+n cos 4π3,即⎩⎨⎧3=12m +32n ,-2=-32m -12n ,解得m =3,n =1.(2)由(1)知f (x )=3sin 2x +cos 2x =2sin2x +π6.由题意知,g (x )=f (x +φ)=2sin2x +2φ+π6.设y =g (x )的图像上符合题意的最高点为(x 0,2).由题意知,x 20+1=1,所以x 0=0,即到点(0,3)的距离为1的最高点为(0,2).将其代入y =g (x )得,sin2φ+π6=1.因为0<φ<π,所以φ=π6.因此,g (x )=2sin2x +π2=2cos 2x .由2k π-π≤2x ≤2k π,k ∈Z 得k π-π2≤x ≤k π,k ∈Z ,所以函数y =g (x )的单调递增区间为⎣⎡⎦⎤k π-π2,k π,k ∈Z . 课时作业(二十B)1.B [解析] 设函数的最小正周期为T ,由题意知49+14T ≤1,即1974×2πω≤1,∴ω≥197π2.2.B [解析] 设函数的最小正周期为T ,根据已知可得x B -x A =3=T2,所以T =6,x A=-1,所以f (x )的单调递增区间是[6k -4,6k -1](k ∈Z ).3.C [解析] 函数y =3sin 2x +cos 2x =2sin2x +π6的图像可由函数y =2sin 2x 的图像向左平移π12个单位长度得到的.故选C.4.3k π-3π8,3k π+9π8(k ∈Z ) [解析] 由2k π-π2≤2x 3-π4≤2k π+π2(k ∈Z ),得3k π-3π8≤x ≤3k π+9π8(k ∈Z ),所以函数y =12sin π4-2x3的单调递减区间为3k π-3π8,3k π+9π8(k ∈Z ).5.-22 [解析] g (x )=sin3x -π3+π4=sin3x -3π4,由π3≤x ≤2π3,得π4≤3x -3π4≤5π4,所以当3x -3π4=5π4时,g (x )取得最小值,且g (x )min =sin 5π4=-22. 6.B [解析] 由题意可设h (t )=A sin(ωt +φ)+l (A >0,ω>0),则2πω=12,所以ω=π6.易知初相φ=-π2,振幅A =30,又OM =32,AM =BP =2,故h (t )=30sin π6t -π2+30.7.C [解析] y =g (x )=sin ⎣⎡⎦⎤2x +π6=sin2x +π3,令2x +π3=k π,k ∈Z ,得g (x )的图像的对称中心为⎝⎛⎭⎫-π6+k π2,0(k ∈Z ),故A 不正确;当x =-π6时,g -π6=sin 0=0,所以g (x )的图像不关于直线x =-π6对称,故B 不正确;当-5π12≤x ≤-π6时,-π2≤2x +π3≤0,所以函数g (x )在区间-5π12,-π6上单调递增,故C 正确;当-π6≤x ≤π3时,0≤2x +π3≤π,函数g (x )在此区间上先增后减,故D 不正确.故选C.8.C [解析] 根据已知,得f (x )=sin2(x -m )+π6=sin2x -2m +π6,由2k π-π2≤2x -2m +π6≤2k π+π2(k ∈Z ),得k π+m -π3≤x ≤k π+m +π6(k ∈Z ),即函数y =f (x )的单调递增区间是k π+m -π3,k π+m +π6(k ∈Z ),根据题意,得-π6,π3⊆kπ+m -π3,k π+m +π6(k ∈Z ),所以k π+m -π3≤-π6且k π+m +π6≥π3(k ∈Z ),解得m ≤-k π+π6且m ≥-k π+π6(k ∈Z ),故m =-k π+π6(k ∈Z ).由于m >0,取k =0,得m的最小值为π6.9.A [解析] f (x )=12sin 2x ,将其图像向左平移π4个单位长度后得到函数g (x )=12sin 2x+π4=12cos 2x 的图像,由2k π-π≤2x ≤2k π(k ∈Z ),解得k π-π2≤x ≤k π(k ∈Z ),故函数g (x )的单调递增区间是k π-π2,k π(k ∈Z ).10.A [解析] 7π12-π3=π4=14×2πω,解得ω=2.由sin2×π3+φ=1,-π2<φ<π2,得φ=-π6,即f (x )=sin2x -π6,又y =cos 2x =sin2x +π2,且sin2x -π6=sin2x -π3+π2,故只要把y =cos 2x 的图像向右平移π3个单位长度即可得到f (x )的图像.11.π3 [解析] 由图像得14×2πω=π3-π12=π4,得ω=2.再由2×π12+φ=π2+2k π(k ∈Z ),|φ|<π2,得φ=π3.12.π6 [解析] 把y =12sin x +π3的图像向左平移m 个单位长度后得到函数y =12sin(x +m )+π3=12sin x +m +π3的图像,由题意得m +π3=k π+π2,k ∈Z ,即m =k π+π6,k ∈Z ,又m >0,取k =0,得m 的最小值为π6.13.2 [解析] 函数g (x )的解析式为g (x )=2sin ωx +π3ω-π3=2sin ωx ,易知函数g (x )的一个单调递增区间是-π2ω,π2ω.又函数y =g (x )在区间0,π4上为增函数,则0,π4⊆-π2ω,π2ω,所以π2ω≥π4,得ω≤2.所以ω的最大值为2. 14.解:(1)由图像可知A =2,∵34T =11π2-π=92π,∴T =6π=2πω,∴ω=13, ∴f (x )=2sin 13x +π6.(2)∵f (3α+π)=2sin α+π2=2cos α=1013,∴cos α=513.又∵f 3β+5π2=2sin(β+π)=-2sin β=65,∴sin β=-35.∵α,β∈-π2,0,∴sin α=-1-cos 2α=1-5132=-1213,cos β=1-sin 2β=1--352=45,∴sin(α-β)=sin αcos β-cos αsin β=-1213×45-513×-35=-3365.15.解:(1)由条件知cos ∠POQ =42+(5)2-(13)22×4×5=55,所以P (1,2),由此可得A =2,最小正周期T =4×(4-1)=12,则2πω=12,得ω=π6.将(1,2)代入y =2sin π6x +φ,得sin π6+φ=1,因为0<φ<π2,所以φ=π3,于是f (x )=2sin π6x +π3.(2)由题意可得g (x )=2sin ⎣⎡⎦⎤π6(x -2)+π3=2sin π6x ,所以h (x )=f (x )·g (x )=4sin π6x +π3·sin π6x =2sin 2π6x +2 3sin π6x ·cos π6x =1-cos π3x+3sin π3x =1+2sin π3x -π6.当x ∈(-1,2)时,π3x -π6∈-π2,π2,所以sin π3x -π6∈(-1,1),即1+2sin π3x -π6∈(-1,3).故函数h (x )的值域为(-1,3).16.解:(1)由题意可知,点M 为PQ 的中点,所以OM ⊥AD .设OM 与AD ,BC 的交点分别为E ,F ,则BC =2R sin θ,OF =R cos θ,易知△OAE 为等腰直角三角形,OE =AE =12BC =R sin θ,则AB =EF =OF -OE =R cos θ-R sin θ, 所以S =AB ·BC =2R sin θ(R cos θ-R sin θ)=R 2(2sin θcos θ-2sin 2θ)=R 2(sin 2θ-1+cos 2θ)=2R 2sin2θ+π4-R 2,θ∈0,π4.(2)因为θ∈0,π4,所以2θ+π4∈π4,3π4.所以当2θ+π4=π2,即θ=π8时,S 取得最大值,S max =(2-1)R 2=(2-1)×452=(2-1)×2025≈838.78(m 2).故当θ=π8时,矩形ABCD 的面积S 有最大值,其最大值约为838.78 m 2.。
中职函数y=Asin(ωx+φ)的图像和性质
)
sin(x
)
横坐标不变
y=Asin(x+)
纵坐标伸长A>1 (缩短0<A<1)到原来的A倍
小结
巩固练习
y sin x y sin x
图像向右平移
个单位
4
y sin(x )
4
纵坐标伸长为原来的3倍
横坐标不变
y 3sin(x )
4
图像向右平移
2 个单位
3
y sin(x 2 )
4
o
23
4
-1
y
sin(x
3
)
的图象可由y=sinx的图象向左平移
3
个单位
y ysi=n(sxin4x)的图象向平可左移由|>y0=|s(个in向x单右的位图<0象) 向右y=平s移in(x4 +个单) 位
2 9 x
4
返回
巩固练习
周期
双基讲解
(2) ω的作用:研究 y=sinωx与y=sinx 图象的关系
例2 画出下列函数的简图:
(1) y sin 2x, x R;
(2) y sin 1 x, x R; 2
y sin 2x
y
●
●
横坐标缩短
1 2
倍
●●
0
●
●
●
2
1
2●
122xx
0
2
3
2
2
x
0
4
22
3
34
4
ssiinn 21 x
2
0
1
0
1 0
横坐标伸长到原来的 2 倍
●
4
x
函数y=Asin(ωx+φ)的图像与性质
例 3、已知函数 y=Asin(ωx+φ),x∈R(其中 A>0,ω>0)的图 像 在 y 轴 右侧的 第一个最 高点 (函数取 最大值的 点 )为 M(2,2 2),与 x 轴在原点右侧的第一个交点为 N(6,0),求这个 π π 函数的解析式. y= 2 2sin( 8x+4 ), x∈R.
2π π 根据题意,可知 A=2 2, T=16.于是 ω= = , T 8 π π 将点 M(2,2 2)代入 y=2 2sin( x+φ),得 2 2=2 2sin( · 2+φ), 8 8 π π π π ∴sin( +φ)=1.所以 +φ= ,即 φ= . 4 4 2 4
5 3 k , k (k Z ) 探究展示 8 8 4 1.设函数f ( x) sin(x ) (- 0), y f ( x)图象的一条
对称轴是直线x
3 8 / y 2 cos( 2 x ) 2 4 (3)证明直线5 x 2 y c 0与函数y f ( x)的图象不相切。
1 各点的横坐标变为原来的 倍 ⇓ ω
得到 y= sin ωx+φ的图象 步骤 3
各点的纵坐标变为原来的A倍 ⇓
步骤 4
各点的纵坐标变为原来的A倍
得到 y= Asin ωx+ φ的图象
得到 y= Asin ωx+ φ的图象
以上两种方法的区别:方法一先平移再伸缩;方法二先伸缩再平 移.特别注意方法二中的平移量.
例 4、如图为一个缆车示意图,该缆车半径为 4.8 米,圆上最低点 与地面的距离为 0.8 米,且每 60 秒转动一圈,图中 OA 与地面垂 直,以 OA 为始边,逆时针转动 θ 角到 OB,设 B 点与地面间的距 离为 h. (1)求 h 与 θ 间的函数关系式; (2)设从 OA 开始转动,经过 t 秒到达 OB,求 h 与 t 之间的函数关系式,并求该缆车首次到 达最高点时所用的时间.
第六章 第4讲 函数 y=asin(ωx+φ)的图象
B)
π A.-12,0 7π C.12,0
5. 函数
π 1 π 2 周期是___, π 频率是____, y=2sin2x+4的振幅是___,
1
1
π 4 初பைடு நூலகம்是___.
考点1
三角函数的图象及变换
π 例1:①已知函数f(x)=sinx+4(x∈R,>0)的最小正周
过下列哪种变换得到( D ) π A.向右平移3个单位 π C.向左平移3个单位 3.函数 π B.向右平移6个单位 π D.向左平移6个单位 )
5 y=sin2x+2π的图象的一条对称轴为( A
π A.x=-2
π B.x=-4
π C.x=8
5 D.x=4π
4.函数
π y=sin3x-4的图象的一个对称中心是( 7π B.-12,0 11π D. 12 ,0
【互动探究】
1.要得到函数 y=sinx 的图象,只需将函数 象( A ) π A.向右平移6个单位 π C.向左平移3个单位 π B.向右平移3个单位 π D.向左平移6个单位
π y=cosx-3的图
考点2 根据三角函数图象求解析式
π 例2:①(2011年辽宁)已知函数f(x)=Atan(ωx+φ)ω>0,|φ|<2, π y=f(x)的部分图象如图6-4-1,则f24=(
点要分清是第几个零点.
图6-4-4
【互动探究】
4.如果函数
4π y=3cos(2x+φ)的图象关于点 3 ,0中心对称,
那么|φ|的最小值为( A ) π A.6 π B.4 π C.3 π D.2
解析:∵函数
4π y=3cos(2x+φ)的图象关于点 3 ,0中心对称,
函数y=Asin(ωx+ψ)的图像与性质
函数y =Asin(ωx+φ)的图象与性质1.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,如下表所示.x -φω-φω+π2ωπ-φω3π2ω-φω 2π-φωωx +φ 0 π2π 3π2 2π y =A sin(ωx +φ)A-A2.函数y =A sin(ωx +φ)的有关概念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A T =2πω f =1T =ω2πωx +φ φ3.函数y =sin x 的图象经变换得到y =A sin(ωx +φ)的图象的两种途径强化训练1.判断下列结论正误(在括号内打“√”或“×”)(1)将函数y =3sin 2x 的图象左移π4个单位长度后所得图象的解析式是y =3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π4.( )(2)利用图象变换作图时“先平移,后伸缩”与“先伸缩,后平移”中平移的长度一致.( )(3)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T2.( )(4)由图象求解析式时,振幅A 的大小是由一个周期内图象中最高点的值与最低点的值确定的.( )2.(必修4P56T3改编)y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫12x -π3的振幅、频率和初相分别为( )A.2,4π,π3B.2,14π,π3C.2,14π,-π3D.2,4π,-π33.(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:月份x 1 2 3 4 收购价格y (元/斤)6765选用一个正弦型函数来近似描述收购价格(元/斤)与相应月份之间的函数关系为________________________.4.(2019·北京通州区模拟)函数y =2cos ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π6的部分图象是( )5.(2016·全国Ⅰ卷)若将函数y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6的图象向右平移14个周期后,所得图象对应的函数为( ) A.y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π4 B.y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3 C.y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π4 D.y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π36.(2018·济南模拟改编)y =cos(x +1)图象上相邻的最高点和最低点之间的距离是________.考点一 函数y =A sin(ωx +φ)的图象及变换【例1】 某同学用“五点法”画函数f (x )=A sin(ωx +φ) ⎝ ⎛⎭⎪⎫ω>0,|φ|<π2在某一个周期内的图象时,列表并填入了部分数据,如下表:(1)请将上表数据补充完整,并直接写出函数f (x )的解析式;(2)将y =f (x )图象上所有点向左平行移动θ(θ>0)个单位长度,得到y =g (x )的图象.若y =g (x )图象的一个对称中心为⎝ ⎛⎭⎪⎫5π12,0,求θ的最小值.【训练1】 (1)(2017·全国Ⅰ卷)已知曲线C 1:y =cos x ,C 2:y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +2π3,则下面结论正确的是( ) 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(2)(2018·青岛调研)若把函数y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx -π6的图象向左平移π3个单位长度,所得到的图象与函数y =cos ωx 的图象重合,则ω的一个可能取值是( )A.2B.32C.23D.12考点二 求函数y =A sin(ωx +φ)的解析式【例2】 (1)(一题多解)函数f (x )=A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0,|φ|<π)的部分图象如图所示,则函数f (x )的解析式为________.(2)(2019·长郡中学、衡阳八中联考)函数f (x )=sin(ωx +φ)⎝ ⎛⎭⎪⎫ω>0,|φ|<π2的部分图象如图所示,已知A ⎝⎛⎭⎪⎫5π12,1,B ⎝ ⎛⎭⎪⎫11π12,-1,则f (x )图象的对称中心为( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫k π2+5π6,0(k ∈Z)B.⎝ ⎛⎭⎪⎫k π+5π6,0(k ∈Z)C.⎝ ⎛⎭⎪⎫k π2+π6,0(k ∈Z)D.⎝ ⎛⎭⎪⎫k π+π6,0(k ∈Z)【训练2】 (1)(2019·衡水中学一模)已知函数f (x )=-2cos ωx (ω>0)的图象向左平移φ⎝ ⎛⎭⎪⎫0<φ<π2个单位,所得的部分函数图象如图所示,则φ的值为( )A.π6 B.5π6 C.π12 D.5π12(2)(2019·山东省重点中学质检)已知函数f (x )=A sin(ωx +φ)⎝ ⎛⎭⎪⎫A >0,|φ|<π2,ω>0的图象的一部分如图所示,则f (x )图象的对称轴方程是________.考点三 y =A sin(ωx +φ)图象与性质的应用 角度1 三角函数模型的应用【例3-1】 如图,某大风车的半径为2米,每12秒旋转一周,它的最低点O 离地面1米,点O 在地面上的射影为A .风车圆周上一点M 从最低点O 开始,逆时针方向旋转40秒后到达P 点,则点P 到地面的距离是________米.角度2 三角函数性质与图象的综合应用【例3-2】 已知函数f (x )=2sin ωx cos ωx +23sin 2ωx -3(ω>0)的最小正周期为π. (1)求函数f (x )的单调递增区间;(2)将函数f (x )的图象向左平移π6个单位,再向上平移1个单位,得到函数y =g (x )的图象,若y =g (x )在[0,b ](b >0)上至少含有10个零点,求b 的最小值.【训练3】 (1)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函数y =a +A cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π6(x -6)(x =1,2,3,…,12)来表示,已知6月份的月平均气温最高为28 ℃,12月份的月平均气温最低为18 ℃,则10月份的平均气温为________℃.(2)已知函数f (x )=5sin x cos x -53cos 2x +523(其中x ∈R),求:①函数f (x )的最小正周期; ②函数f (x )的单调区间; ③函数f (x )图象的对称轴和对称中心.类型1 三角函数的周期T 与ω的关系【例1】 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的最小值为( ) A.98π B.1972π C.1992π D.100π类型2 三角函数的单调性与ω的关系【例2】 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( )A.0≤ω≤23B.0≤ω≤32C.23≤ω≤3D.32≤ω≤3类型3 三角函数对称性、最值与ω的关系【例3】 (1)(2019·枣庄模拟)已知f (x )=sin ωx -cos ωx ⎝ ⎛⎭⎪⎫ω>23,若函数f (x )图象的任何一条对称轴与x 轴交点的横坐标都不属于区间(π,2π),则ω的取值范围是________.(结果用区间表示)(2)已知函数f (x )=2sin ωx 在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π3,π4上的最小值为-2,则ω的取值范围是________.【基础巩固题组】 一、选择题1.函数y =A sin(ωx +φ)的部分图象如图所示,则( )A.y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6B.y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3C.y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π6D.y =2sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +π3 2.(2019·杭州期中)将函数y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +φ2·cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +φ2的图象沿x 轴向左平移π8个单位后,得到一个偶函数的图象,则φ的取值不可能是( )A.-3π4B.-π4C.π4D.5π43.(2019·咸阳模拟)已知点P (32,-332)是函数y =A sin(ωx +φ)(ω>0)图象上的一个最低点,M ,N 是与点P 相邻的两个最高点,若∠MPN =60°,则该函数的最小正周期是( ) A.3 B.4 C.5 D.64.(2018·天津卷)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.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5.(2019·张家界模拟)将函数f (x )=3sin 2x -cos 2x 的图象向左平移t (t >0)个单位后,得到函数g (x )的图象,若g (x )=g ⎝ ⎛⎭⎪⎫π12-x ,则实数t 的最小值为( )A.5π24B.7π24C.5π12D.7π12二、填空题6.将函数y =sin x 的图象上所有的点向右平移π10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),所得图象的函数解析式是________________.7.(2018·沈阳质检)函数f (x )=A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0,0<φ<π)的部分图象如图所示,则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4=________.8.已知f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx +π3(ω>0),f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3,且f (x )在区间⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,π3上有最小值,无最大值,则ω=____________________________________.三、解答题9.某实验室一天的温度(单位:℃)随时间t (单位:h)的变化近似满足函数关系:f (t )=10-3cos π12t -sin π12t ,t ∈[0,24). (1)求实验室这一天上午8时的温度; (2)求实验室这一天的最大温差.10.已知函数f (x )=3sin(ωx +φ)⎝ ⎛⎭⎪⎫ω>0,-π2≤φ<π2的图象关于直线x =π3对称,且图象上相邻最高点的距离为π.(1)求f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4的值; (2)将函数y =f (x )的图象向右平移π12个单位后,得到y =g (x )的图象,求g (x )的单调递减区间.11.(2019·天津和平区调研)已知x =π12是函数f (x )=3sin(2x +φ)+cos(2x +φ)(0<φ<π)图象的一条对称轴,将函数f (x )的图象向右平移3π4个单位长度后得到函数g (x )的图象,则函数g (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π4,π6上的最小值为( )A.-2B.-1C.- 2D.- 312.函数f (x )=220sin 100πx -220sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫100πx +2π3,且已知对任意x ∈R,有f (x 1)≤f (x )≤f (x 2)恒成立,则|x 2-x 1|的最小值为( ) A.50π B.1100π C.1100D.44013.(2019·广东省际名校联考)将函数f (x )=1-23·cos 2x -(sin x -cos x )2的图象向左平移π3个单位,得到函数y =g (x )的图象,若x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π2,π2,则函数g (x )的单调递增区间是________.14.已知函数f (x )=A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0,|φ|<π2)的部分图象如图所示.(1)求函数f (x )的解析式;(2)将函数y =f (x )的图象上各点的纵坐标保持不变,横坐标缩短到原来的12倍,再把所得的函数图象向左平移π6个单位长度,得到函数y =g (x )的图象,求函数g (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π8上的最小值.15.(多填题)已知函数f (x )=23sinωx2cosωx2+2cos2ωx2-1(ω>0)的最小正周期为π,当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2时,方程f (x )=m 恰有两个不同的实数解x 1,x 2,则x 1+x 2=________,f (x 1+x 2)=________.答 案 1.判断下列结论正误(在括号内打“√”或“×”) 【答案】 (1)× (2)× (3)√ (4)√【解析】 (1)将函数y =3sin 2x 的图象向左平移π4个单位长度后所得图象的解析式是y =3cos 2x .(2)“先平移,后伸缩”的平移单位长度为|φ|,而“先伸缩,后平移”的平移单位长度为⎪⎪⎪⎪⎪⎪φω.故当ω≠1时平移的长度不相等.2. 【答案】 C【解析】 由题意知A =2,f =1T =ω2π=14π,初相为-π3.3. 【答案】 y =6-cos π2x【解析】 设y =A sin(ωx +φ)+B (A >0,ω>0), 由题意得A =1,B =6,T =4,因为T =2πω,所以ω=π2,所以y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2x +φ+6.因为当x =2时,y =7,所以sin(π+φ)+6=7,即sin φ=-1,则φ=-π2+2k π(k ∈Z),可取φ=-π2. 所以y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2x -π2+6=6-cos π2x .4. 【答案】 A【解析】 由y =2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6可知,函数的最大值为2,故排除D ;又因为函数图象过点⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,0,故排除B ;又因为函数图象过点⎝ ⎛⎭⎪⎫-π12,2,故排除C. 5. 【答案】 D【解析】 函数y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6的周期为π,将函数y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6的图象向右平移14个周期即π4个单位,所得函数为y =2sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π4+π6=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3,故选D. 6. 【答案】π2+4【解析】 相邻最高点与最低点的纵坐标之差为2,横坐标之差恰为半个周期π,故它们之间的距离为π2+4.【例1】【答案】见解析【解析】(1)根据表中已知数据,解得A =5,ω=2,φ=-π6.数据补全如下表:且函数解析式为f (x )=5sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π6. (2)由(1)知f (x )=5sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π6, 得g (x )=5sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +2θ-π6. 因为函数y =sin x 图象的对称中心为(k π,0)(k ∈Z).令2x +2θ-π6=k π,k ∈Z,解得x =k π2+π12-θ(k ∈Z). 由于函数y =g (x )的图象关于点⎝⎛⎭⎪⎫5π12,0成中心对称,所以令k π2+π12-θ=5π12(k ∈Z),解得θ=k π2-π3(k ∈Z). 由θ>0可知,当k =1时,θ取得最小值π6. 【训练1】【答案】 (1)D (2)A【解析】 (1)易知C 1:y =cos x =sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +π2,把曲线C 1上的各点的横坐标缩短到原来的12倍,纵坐标不变,得到函数y =sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π2的图象,再把所得函数的图象向左平移π12个单位长度,可得函数y =sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π12+π2=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +2π3的图象,即曲线C 2,因此D 项正确. (2)y =sin ⎝⎛⎭⎪⎫ωx +ω3π-π6和函数y =cos ωx 的图象重合,可得ω3π-π6=π2+2k π,k ∈Z,则ω=6k +2,k ∈Z.∴2是ω的一个可能值.【例2】【答案】 (1)f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π3 (2)C 【解析】 (1)由题图可知A =2,法一 T 4=7π12-π3=π4, 所以T =π,故ω=2,因此f (x )=2sin(2x +φ),又⎝ ⎛⎭⎪⎫π3,0对应五点法作图中的第三个点,因此2×π3+φ=π+2k π(k ∈Z),所以φ=π3+2k π(k ∈Z).又|φ|<π2,所以φ=π3.故f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3.法二 以⎝ ⎛⎭⎪⎫π3,0为第二个“零点”,⎝ ⎛⎭⎪⎫7π12,-2为最小值点,列方程组⎩⎪⎨⎪⎧ω·π3+φ=π,ω·7π12+φ=3π2,解得⎩⎪⎨⎪⎧ω=2,φ=π3,故f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3.(2)T =2⎝ ⎛⎭⎪⎫11π12-5π12=π=2πω,∴ω=2,因此f (x )=sin(2x +φ).由五点作图法知A ⎝ ⎛⎭⎪⎫5π12,1是第二点,得2×5π12+φ=π2,2×5π12+φ=π2+2k π(k ∈Z),所以φ=-π3+2k π(k ∈Z),又|φ|<π2,所以φ=-π3,∴f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3.由2x -π3=k π(k ∈Z),得x =k π2+π6(k ∈Z).∴f (x )图象的对称中心为⎝ ⎛⎭⎪⎫k π2+π6,0(k ∈Z).【训练2】【答案】 (1)C (2)x =k π2+π6(k ∈Z)【解析】 (1)由题图知,T =2⎝ ⎛⎭⎪⎫11π12-5π12=π,∴ω=2πT =2,∴f (x )=-2cos 2x ,∴f (x +φ)=-2cos(2x +2φ),则由图象知,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫512π+φ=-2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫56π+2φ=2.∴5π6+2φ=2k π+π(k ∈Z),则φ=π12+k π(k ∈Z).又0<φ<π2,所以φ=π12.(2)由图象知A =2,又1=2sin(ω×0+φ),即sin φ=12, 又|φ|<π2,∴φ=π6. 又11π12×ω+π6=2π,∴ω=2, ∴f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π6, 令2x +π6=π2+k π(k ∈Z),得x =k π2+π6(k ∈Z). ∴f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π6的对称轴方程为x =k π2+π6(k ∈Z). 【例3-1】【答案】 4【解析】 以圆心O 1为原点,以水平方向为x 轴方向,以竖直方向为y 轴方向建立平面直角坐标系,则根据大风车的半径为2米,圆上最低点O 离地面1米,12秒转动一周,设∠OO 1P =θ,运动t (秒)后与地面的距离为f (t ),又周期T =12,所以θ=π6t , 则f (t )=3+2sin ⎝⎛⎭⎪⎫θ-π2=3-2cos π6t (t ≥0), 当t =40 s 时,f (t )=3-2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6×40=4. 【例3-2】【答案】见解析【解析】(1)f (x )=2sin ωx cos ωx +3(2sin 2ωx -1)=sin 2ωx -3cos 2ωx =2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2ωx -π3. 由最小正周期为π,得ω=1,所以f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π3, 由2k π-π2≤2x -π3≤2k π+π2(k ∈Z), 整理得k π-π12≤x ≤k π+5π12(k ∈Z),所以函数f (x )的单调递增区间是⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π-π12,k π+5π12(k ∈Z). (2)将函数f (x )的图象向左平移π6个单位,再向上平移1个单位,得到y =2sin 2x +1的图象; 所以g (x )=2sin 2x +1.令g (x )=0,得x =k π+7π12或x =k π+11π12(k ∈Z), 所以在[0,π]上恰好有两个零点,若y =g (x )在[0,b ]上有10个零点,则b 不小于第10个零点的横坐标即可.所以b 的最小值为4π+11π12=59π12. 【训练3】【答案】 20.5【解析】 因为当x =6时,y =a +A =28;当x =12时,y =a -A =18,所以a =23,A =5,所以y =f (x )=23+5cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π6(x -6), 所以当x =10时,f (10)=23+5cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6×4 =23-5×12=20.5. 【答案】见解析【解析】①因为f (x )=52sin 2x -532(1+cos 2x )+532=5(12sin 2x -32cos 2x )=5sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π3, 所以函数的最小正周期T =2π2=π. ②由2k π-π2≤2x -π3≤2k π+π2(k ∈Z), 得k π-π12≤x ≤k π+5π12(k ∈Z), 所以函数f (x )的递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π-π12,k π+5π12(k ∈Z). 由2k π+π2≤2x -π3≤2k π+3π2(k ∈Z), 得k π+5π12≤x ≤k π+11π12(k ∈Z), 所以函数f (x )的递减区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π+5π12,k π+11π12(k ∈Z). ③由2x -π3=k π+π2(k ∈Z),得x =k π2+5π12(k ∈Z), 所以函数f (x )的对称轴方程为x =k π2+5π12(k ∈Z).由2x -π3=k π(k ∈Z),得x =k π2+π6(k ∈Z), 所以函数f (x )的对称中心为⎝⎛⎭⎪⎫k π2+π6,0(k ∈Z). 【例1】【答案】 B【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1974T =1974·2πω≤1,所以ω≥1972π.【例2】【答案】 D【解析】 令π2+2k π≤ωx ≤32π+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. 故32≤ω≤3. 【例3】【答案】 (1)⎣⎢⎡⎦⎥⎤34,78 (2)⎩⎨⎧⎭⎬⎫ω|ω≤-2或ω≥32 【解析】 (1)f (x )=sin ωx -cos ωx =2sin ⎝⎛⎭⎪⎫ωx -π4, 令ωx -π4=π2+k π(k ∈Z),解得x =3π4ω+k πω(k ∈Z). 当k =0时,3π4ω≤π,即34≤ω, 当k =1时,3π4ω+πω≥2π,即ω≤78. 综上,34≤ω≤78. (2)显然ω≠0,分两种情况:若ω>0,当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π3,π4时,-π3ω≤ωx ≤π4ω. 因函数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≤-2或ω≥32. 【基础巩固题组】1. 【答案】 A【解析】 由题图可知,A =2,T =2⎣⎢⎡⎦⎥⎤π3-⎝ ⎛⎭⎪⎫-π6=π, 所以ω=2,由五点作图法知2×π3+φ=π2+2k π(k ∈Z), 所以φ=-π6,所以函数的解析式为y =2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π6. 2. 【答案】 B【解析】 将y =sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +φ2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +φ2=12sin(2x +φ)的图象向左平移π8个单位后得到的图象对应的函数为y =12sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π4+φ,由题意得π4+φ=k π+π2(k ∈Z),∴φ=k π+π4(k ∈Z),当k =-1,0,1时,φ的值分别为-3π4,π4,5π4,φ的取值不可能是-π4. 3. 【答案】 D【解析】 由P 是函数y =A sin(ωx +φ)(ω>0)图象上的一个最低点,M ,N 是与P 相邻的两个最高点,知|MP |=|NP |,又∠MPN =60°,所以△MPN 为等边三角形.由P (32,-332),得|MN |=2×3323×2=6. ∴该函数的最小正周期T =6.4. 【答案】 A【解析】 y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π5=sin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π10,将其图象向右平移π10个单位长度,得到函数y =sin 2x 的图象.由2k π-π2≤2x ≤2k π+π2,k ∈Z,得k π-π4≤x ≤k π+π4,k ∈Z.令k =0,可知函数y =sin 2x 在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π4,π4上单调递增. 5. 【答案】 B【解析】 由题意得,f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π6, 则g (x )=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +2t -π6, 从而2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +2t -π6=2sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫π12-x +2t -π6=-2sin(2x -2t )=2sin(2x -2t +π),又t >0, 所以当2t -π6=-2t +π+2k π(k ∈Z)时,即t =7π24+k π2(k ∈Z),实数t min =724π.6. 【答案】 y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫12x -π10―————————―→横坐标伸长到原来的2倍y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫12x -π10.7. 【答案】 3【解析】 由图象可知A =2,34T =11π12-π6=3π4,∴T =π,∴ω=2.∵当x =π6时,函数f (x )取得最大值,∴2×π6+φ=π2+2k π(k ∈Z),∴φ=π6+2k π(k ∈Z),∵0<φ<π,∴φ=π6,∴f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6,则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+π6=2cos π6= 3.8. 【答案】 143【解析】 依题意,x =π6+π32=π4时,y 有最小值,∴sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4·ω+π3=-1,∴π4ω+π3=2k π+3π2 (k ∈Z).∴ω=8k +143 (k ∈Z),因为f (x )在区间⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,π3上有最小值,无最大值,所以π3-π4≤πω,即ω≤12,令k =0,得ω=143. 9. 【答案】见解析【解析】(1)f (8)=10-3cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π12×8-sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π12×8 =10-3cos 2π3-sin 2π3=10-3×⎝ ⎛⎭⎪⎫-12-32=10. 故实验室上午8时的温度为10 ℃.(2)因为f (t )=10-2(32cos π12t +12sin π12t ) =10-2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π12t +π3, 又0≤t <24,所以π3≤π12t +π3<7π3,-1≤sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π12t +π3≤1. 当t =2时,sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π12t +π3=1; 当t =14时,sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π12t +π3=-1. 于是f (t )在[0,24)上取得最大值12,取得最小值8.故实验室这一天的最高温度为12 ℃,最低温度为8 ℃,最大温差为4 ℃.10. 【答案】见解析【解析】(1)因为f (x )的图象上相邻最高点的距离为π,所以f (x )的最小正周期T =π,从而ω=2πT=2. 又f (x )的图象关于直线x =π3对称, 所以2×π3+φ=k π+π2(k ∈Z), 因为-π2≤φ<π2,所以k =0, 所以φ=π2-2π3=-π6,所以f (x )=3sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π6, 则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4=3sin ⎝⎛⎭⎪⎫2×π4-π6=3sin π3=32. (2)将f (x )的图象向右平移π12个单位后,得到f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π12的图象, 所以g (x )=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π12=3sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π12-π6=3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3. 当2k π+π2≤2x -π3≤2k π+3π2(k ∈Z),即k π+5π12≤x ≤k π+11π12(k ∈Z)时,g (x )单调递减. 因此g (x )的单调递减区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π+5π12,k π+11π12(k ∈Z). 11. 【答案】 B【解析】 ∵x =π12是f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6+φ图象的一条对称轴,∴π3+φ=k π+π2(k ∈Z),即φ=k π+π6(k ∈Z). ∵0<φ<π,∴φ=π6,则f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π3, ∴g (x )=-2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6在⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π4,π6上的最小值为g ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6=-1. 12. 【答案】 C【解析】 f (x )=220sin 100πx -220sin ⎝⎛⎭⎪⎫100πx +2π3 =220⎣⎢⎡⎦⎥⎤sin 100πx -⎝⎛⎭⎪⎫sin 100πx ·cos 2π3+cos 100πx sin 2π3 =220⎝ ⎛⎭⎪⎫sin 100πx +12sin 100πx -32cos 100πx =2203⎝ ⎛⎭⎪⎫32sin 100πx -12cos 100πx =2203×sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫100πx -π6, 则由对任意x ∈R,有f (x 1)≤f (x )≤f (x 2)恒成立得当x =x 2时,f (x )取得最大值,当x =x 1时,f (x )取得最小值,所以|x 2-x 1|的最小值为12T =12×2π100π=1100(T 为f (x )的最小正周期),故选C. 13. 【答案】 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤-5π12,π12 【解析】 ∵f (x )=1-23cos 2 x -(sin x -cos x )2=sin 2x -3cos 2x -3=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3-3, ∴g (x )=2sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝⎛⎭⎪⎫x +π3-π3-3=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3-3, 由-π2+2k π≤2x +π3≤π2+2k π(k ∈Z), 得-5π12+k π≤x ≤π12+k π(k ∈Z), ∵x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π2,π2, ∴函数g (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π2,π2上的单调递增区间是⎣⎢⎡⎦⎥⎤-5π12,π12.14. 【答案】见解析【解析】(1)设函数f (x )的最小正周期为T ,由题图可知A =1,T 2=2π3-π6=π2, 即T =π,所以π=2πω,解得ω=2, 所以f (x )=sin(2x +φ),又过点⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,0, 由0=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2×π6+φ可得π3+φ=2k π(k ∈Z), 则φ=2k π-π3(k ∈Z),因为|φ|<π2,所以φ=-π3, 故函数f (x )的解析式为f (x )=sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π3. (2)根据条件得g (x )=sin ⎝⎛⎭⎪⎫4x +π3, 当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π8时,4x +π3∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π3,5π6, 所以当x =π8时,g (x )取得最小值,且g (x )min =12. 15. 【答案】 π31 【解析】 函数f (x )=23sin ωx 2cos ωx 2+2cos 2ωx 2-1=3sin ωx +cos ωx =2sin ⎝⎛⎭⎪⎫ωx +π6. 由T =2πω=π,可得ω=2,∴f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π6. ∵x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2,∴π6≤2x +π6≤7π6,∴-1≤f (x )≤2. 画出f (x )的图象(图略),结合图象知x 1+x 2=π3, 则f (x 1+x 2)=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3+π6=2sin 5π6=1.。
2022年高考复习 4.4函数y=Asin(ωx+φ)的图像
[思路点拨] (1)利用函数 y=Asin(ωx+φ)的图像变换规律,求得 f(x)的解析式,再利用正弦函数
的单调性,求出所给函数的单调性.
(2)根据 y=cos(ωx+φ)(ω>0,0<φ<π)为奇函数求得 φ 的值,根据|AB|=2 2,利用勾股定理求得
ω 的值,可得函数的解析式,从而得到函数图像的一条对称轴.
π
2
4
y=sin + +
=sin +
3π
4
的
图像,即此函数的解析式为 y=sin
3π
x+ 4 .
课前双基巩固
3. 若函数 f(x)=sin ωx(0<ω<2)在区间
0,
π
3
上单调递增,在区间
则 ω=
.
π π
,
3 2
上单调递减,
[答案]
3
2
π
3
π
sin =1,
3
[解析] 由题意知当 x= 时,函数取
1
π
2
6
5π
3
5π
5π
10π
6
6
9
φ=-1,即 sin φ=- ,则 φ=2kπ- (k∈Z)或 φ=2kπ- (k∈Z).因为 < <T,所以 <T<
9
12
所以5 <ω< 5 ①.由函数图像过点
5π
6
,0 ,得 sin
6
5π
6
4
5π
ω+φ =0,则 6 ω+φ=2kπ+π(k∈Z)②.
π
5π
2
高考一轮复习:正弦型函数y=Asin(ωx φ)的图象及应用
第4讲 正弦型函数y =A sin(ωx +φ)的图象及应用【2015年高考会这样考】1.考查正弦型函数y =A sin(ωx +φ)的图象变换.2.结合三角恒等变换考查y =A sin(ωx +φ)的性质及简单应用. 3.考查y =sin x 到y =A sin(ωx +φ)的图象的两种变换途径. 【复习指导】本讲复习时,重点掌握正弦型函数y =A sin(ωx +φ)的图象的“五点”作图法,图象的三种变换方法,以及利用三角函数的性质解决有关问题.基础梳理1.用五点法画y =A sin(ωx +φ)一个周期内的简图时,要找五个特征点 如下表所示x0-φω π2-φω π-φω 3π2-φω 2π-φω ωx +φ 0 π2 π 3π2 2π y =A sin(ωx +φ)A-A2.函数y =sin x 的图象变换得到y =A sin(ωx +φ)的图象的步骤3.当函数y =A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0,x ∈[0,+∞))表示一个振动时,A 叫做振幅,T =2πω叫做周期,f =1T 叫做频率,ωx +φ叫做相位,φ叫做初相. 4.图象的对称性函数y =A sin(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: (1)函数y =A sin(ωx +φ)的图象关于直线x =x k (其中 ωx k +φ=k π+π2,k ∈Z )成轴对称图形.(2)函数y =A sin(ωx +φ)的图象关于点(x k,0)(其中ωx k +φ=k π,k ∈Z )成中心对称图形.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 =M -m 2,k=M +m 2,ω由周期T 确定,即由2πω=T 求出,φ由特殊点确定. 一个区别由y =sin x 的图象变换到y =A sin (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|φ|ω(ω>0)个单位.原因在于相位变换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. 两个注意作正弦型函数y =A sin(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,作图象时只要作出一个周期的图象,就可根据周期性作出整个函数的图象.双基自测1.(人教A 版教材习题改编)y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π4 的振幅、频率和初相分别为( ).A .2,1π,-π4 B .2,12π,-π4 C .2,1π,-π8 D .2,12π,-π8答案 A2.已知简谐运动f (x )=A sin(ωx +φ)⎝ ⎛⎭⎪⎫|φ|<π2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( ).我爱学习网 在线学习网 分享学习方法 励志人生我爱学习网 文言文网/wenyanwen/A .T =6π,φ=π6 B .T =6π,φ=π3 C .T =6,φ=π6D .T =6,φ=π3解析 由题图象知T =2(4-1)=6⇒ω=π3,由图象过点(1,2)且A =2,可得sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3×1+φ=1,又|φ|<π2,得φ=π6.答案 C3.函数y =cos x (x ∈R )的图象向左平移π2个单位后,得到函数y =g (x )的图象,则g (x )的解析式应为( ).A .-sin xB .sin xC .-cos xD .cos x 解析 由图象的平移得g (x )=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π2=-sin x .答案 A4.设ω>0,函数y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx +π3+2的图象向右平移4π3个单位后与原图象重合,则ω的最小值是( ). A.23 B.43 C.32 D .3解析 y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx +π3+2向右平移4π3个单位后得到y 1=sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤ω⎝ ⎛⎭⎪⎫x -4π3+π3+2=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx +π3-4π3ω+2,又y 与y 1的图象重合,则-4π3ω=2k π(k ∈Z ). ∴ω=-32k .又ω>0,k ∈Z ,∴当k =-1时,ω取最小值为32,故选C. 答案 C5.(2011·重庆六校联考)已知函数f (x )=sin(ωx +φ)(ω>0)的图象如图所示,则ω=________.解析 由题意设函数周期为T ,则T 4=23π-π3=π3,故T =43π.∴ω=2πT =32. 答案 32考向一 作函数y =A sin(ωx +φ)的图象【例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. [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].解 (1)周期T =2πω=π,∴ω=2,∵f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2×π4+φ=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+φ=-sin φ=32, ∵-π2<φ<0,∴φ=-π3.(2)由(1)知f (x )=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3,列表如下:2x -π3-π3π2π32π53π我爱学习网 在线学习网 分享学习方法 励志人生我爱学习网 文言文网/wenyanwen/x 0π6 512π 23π 1112π π f (x )121-112图象如图:(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=ω⎝ ⎛⎭⎪⎫x +φω来确定平移单位. 【训练1】 已知函数f (x )=3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫12x -π4,x ∈R .(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? 解 (1)列表取值:x π2 32π 52π 72π 92π 12x -π4 0 π2 π 32π 2π f (x )3-3描出五个关键点并用光滑曲线连接,得到一个周期的简图.(2)先把y =sin x 的图象向右平移π4个单位,然后把所有的点的横坐标扩大为原来的2倍,再把所有点的纵坐标扩大为原来的3倍,得到f (x )的图象.考向二 求函数y =A sin(ωx +φ)的解析式【例2】►(2011·江苏)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________.[审题视点] 由最高、最低点确定A ,由周期确定ω,然后由图象过的特殊点确定φ.解析 由图可知:A =2,T 4=7π12-π3=π4,所以T =2k π+π,∴φ=2k π+π3,令k =0,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 62解决这类题目一般是先根据函数图象的最高点、最低点确定A ,h 的值,函数的周期确定ω的值,再根据函数图象上的一个特殊点确定φ值.【训练2】 已知函数y =A sin(ωx +φ)(A >0,|φ|<π2,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.解 (1)观察图象可知:A =2且点(0,1)在图象上,∴1=2sin(ω·0+φ), 即sin φ=12.∵|φ|<π2,∴φ=π6.又∵1112π是函数的一个零点,且是图象递增穿过x 轴形成的零我爱学习网 在线学习网 分享学习方法 励志人生我爱学习网 文言文网/wenyanwen/点,∴11π12ω+π6=2π,∴ω=2. ∴f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6.(2)设2x +π6=B ,则函数y =2sin B 的对称轴方程为 B =π2+k π,k ∈Z , 即2x +π6=π2+k π(k ∈Z ), 解上式得x =k π2+π6(k ∈Z ),∴f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6的对称轴方程为x =k π2+π6(k ∈Z ).考向三 函数y =A sin(ωx +φ)的图象与性质的综合应用【例3】►(2012·西安模拟)已知函数f (x )=A sin(ωx +φ),x ∈R (其中A >0,ω>0,0<φ<π2)的图象与x 轴的交点中,相邻两个交点之间的距离为π2,且图象上的一个最低点为M ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3,-2.(1)求f (x )的解析式;(2)当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π12,π2时,求f (x )的值域.[审题视点] 先由图象上的一个最低点确定A 的值,再由相邻两个交点之间的距离确定ω的值,最后由点M 在图象上求得φ的值,进而得到函数的解析式;先由x 的范围,求得2x +π6的范围,再求得f (x )的值域. 解 (1)由最低点为M ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3,-2,得A =2.由x 轴上相邻的两个交点之间的距离为π2,得T 2=π2,即T =π,所以ω=2πT =2ππ=2.由点M ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3,-2在图象上,得2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2×2π3+φ=-2,即sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫4π3+φ=-1.故4π3+φ=2k π-π2,k ∈Z ,所以φ=2k π-11π6(k ∈Z ). 又φ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,所以φ=π6.故f (x )的解析式为f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6.(2)因为x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π12,π2,所以2x +π6∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π3,7π6.当2x +π6=π2,即x =π6时,f (x )取得最大值2; 当2x +π6=7π6,即x =π2时,f (x )取得最小值-1. 故函数f (x )的值域为[-1,2].利用三角函数图象与x 轴的相邻两个交点之间的距离为三角函数的12个最小正周期,去求解参数ω的值,利用图象的最低点为三角函数最值点,去求解参数A 的值等.在求函数值域时,由定义域转化成ωx +φ的范围,即把ωx +φ看作一个整体.【训练3】 (2011·南京模拟)已知函数y =A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0)的图象过点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫π12,0,图象上与点P 最近的一个最高点是Q ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3,5.(1)求函数的解析式; (2)求函数f (x )的递增区间.解 (1)依题意得:A =5,周期T =4⎝ ⎛⎭⎪⎫π3-π12=π,∴ω=2ππ=2.故y =5sin(2x +φ),又图象过点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫π12,0,∴5sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6+φ=0,由已知可得π6+φ=0,∴φ=-π6 ∴y =5sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6.(2)由-π2+2k π≤2x -π6≤π2+2k π,k ∈Z ,我爱学习网 在线学习网 分享学习方法 励志人生我爱学习网 文言文网/wenyanwen/得:-π6+k π≤x ≤π3+k π,k ∈Z ,故函数f (x )的递增区间为:⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π-π6,k π+π3(k ∈Z ).规范解答8——怎样求解三角函数的最值问题【问题研究】 (1)求三角函数的最值是高考的一个热点.在求解中,一定要注意其定义域,否则容易产生错误.(2)主要题型:①求已知三角函数的值域(或最值);②根据三角函数的值域(或最值)求相关的参数;③三角函数的值域(或最值)作为工具解决其他与范围相关的问题.【解决方案】 ①形如y =a sin x +b cos x +c 的三角函数,可通过引入辅助角φ⎝⎛⎭⎪⎫cos φ=a a 2+b 2,sin φ=b a 2+b 2,将原式化为y =a 2+b 2·sin(x +φ)+c 的形式后,再求值域(或最值);②形如y =a sin 2x +b sin x +c 的三角函数,可先设t =sin x ,将原式化为二次函数y =at 2+bt +c 的形式,进而在t ∈[-1,1]上求值域(或最值);③形如y =a sin x cos x +b (sin x ±cos x )+c 的三角函数,可先设t =sin x ±cos x ,将原式化为二次函数y =±12a (t 2-1)+bt +c 的形式,进而在闭区间t ∈[-2,2]上求最值.【示例】►(本题满分12分)(2011·北京)已知函数f (x )=4cos x sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π6-1.(1)求f(x )的最小正周期;(2)求f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π6,π4上的最大值和最小值.首先化为形如y =A sin(ωx +φ)的形式,由T =2πω求得:由x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π6,π4,求得ωx +φ的范围,从而求得最值. [解答示范] (1)因为f (x )=4cos x sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π6-1=4cos x ⎝ ⎛⎭⎪⎫32sin x +12cos x -1=3sin 2x +2cos 2x -1= 3 sin 2x +cos 2x=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6,(4分)所以f (x )的最小正周期为π.(6分)(2)因为-π6≤x ≤π4,所以-π6≤2x +π6≤2π3.(8分) 于是,当2x +π6=π2,即x =π6时, f (x )取得最大值2;(10分)当2x +π6=-π6,即x =-π6时,f (x )取得最小值-1.(12分)解决这类问题常常借助三角函数的有界性或转化为我们所熟悉的函数,如二次函数等来解决.【试一试】 是否存在实数a ,使得函数y =sin 2x +a cos x +58a -32在闭区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2上的最大值是1?若存在,求出对应的a 值?若不存在,试说明理由. [尝试解答] y =-⎝ ⎛⎭⎪⎫cos x -12a 2+a 24+58a -12,当0≤x ≤π2时,0≤cos x ≤1,令t =cos x ,则0≤t ≤1,∴y =-⎝ ⎛⎭⎪⎫t -12a 2+a 24+58a -12,0≤t ≤1.当0≤a 2≤1,即0≤a ≤2时,则当t =a 2,即cos x =a2时. y max =a 24+58a -12=1,解得a =32或a =-4(舍去). 当a2<0,即a <0时,则当t =0,即cos x =0时, y max =58a -12=1,解得a =125(舍去).当a2>1,即a >2时,则当t =1,即cos x =1时, y max =a +58a -32=1,解得a =2013(舍去). 综上知,存在a =32符合题意.。
函数y=Asin(ωx φ)的性质及应用
[解析]
T 2π 依题意知:A= 2 , =4,故T= =16,ω= 4 ω
π π ,∴y= 2sin( x+φ) 8 8 π π π 又由函数最高点(2, 2)得sin( ×2+φ)=1,故 +φ= + 8 4 2 2kπ,k∈Z, π ∴φ=2kπ+ ,k∈Z 4 π π 又由|φ|< 得φ= , 2 4
2.函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的性质
R (1)定义域:____.
-A,A] . (2)值域:[ _________ π 2kπ+2-φ 当π x=___________(k∈Z)时,y取最大值A;当x= ω 2kπ-2-φ __________( k∈Z)时,y取最小值-A. ω
2π (3)周期性:周期函数,周期为 ω .
(4)奇偶性:当且仅当φ=kπ(k∈Z)时,函数y=Asin(ωx+φ) π 是奇函数;当且仅当φ=kπ+ 2 (k∈Z)时,函数y=Asin(ωx+φ) 是偶函数. (5)单调性:单调递增区间是 π π 2kπ-2-φ 2kπ+2-φ (k∈Z); , ω ω π 3π 2kπ+2-φ 2kπ+ 2 -φ 单调递减区间是 (k∈Z). , ω ω
3π π 5π 当2xຫໍສະໝຸດ =2kπ+ (k∈Z),即x=kπ+ (k∈Z)时函数有最 4 2 8 大值1; 3π π π 当2x- 4 =2kπ- 2 (k∈Z),即x=kπ+ 8 (k∈Z)时函数有最 小值-1.
(2011~2012· 郑州高一检测)已知曲线y=Asin(ωx+ π φ)(A>0,ω>0,|φ|<2)上最高点为(2, 2),该最高点到相邻的 最低点间曲线与x轴交于一点(6,0),求函数解析式,并求函数 在x∈[-6,0]上的值域.
函数y=Asin(ωx+φ)的图象及性质讲义
抓住3个考点
突破3个考向
揭秘3年高考
法二 将 y=sin x 的图象上所有点的横坐标 x 缩短到原来 的12倍(纵坐标不变),得到 y=sin 2x 的图象;再将 y=sin 2x 的图象向左平移π6个单位,得到 y=sin 2x+π6=sin2x+π3 的图象;再将 y=sin2x+π3的图象上所有点的纵坐标伸长 到原来的 2 倍(横坐标不变);得到 y=2sin2x+π3的图象.
3.(2012·安徽)要得到函数y=cos(2x+1)的图象,只要将函
数y=cos 2x的图象
( ).
A.向左平移1个单位
B.向右平移1个单位
C.向左平移12个单位
D.向右平移12个单位
解析 将 y=cos 2x 的图象向左平移12个单位后,可得到 y
=cos(2x+1)的图象. 答案 C
抓住3个考点
突破3个考向
揭秘3年高考
4.(2013·武汉质检)将函数 y=sin6x+π4的图象上各点的横
坐标伸长到原来的 3 倍,再向右平移π8个单位,得到的函
数的一个对称中心是
( ).
A.π2,0
B.π4,0
C.π9,0
D.1π6,0
答案 A
抓住3个考点
突破3个考向
揭秘3年高考
5.(2012·天津改编)将函数 f(x)=sin ωx(其中 ω>0)的图象向 右平移π4个单位长度,所得图象经过点34π,0,则 ω 的 最小值是________. 解析 将函数 f(x)=sin ωx 的图象向右平移π4个单位长度
(2)作图:在坐标系中描出这五个关键点,用平滑的曲线 顺次连接得到y=Asin(ωx+φ)在一个周期内的图象. (3)扩展:将所得图象,按周期向两侧扩展可得y=Asin(ωx +φ)在R上的图象. 2.三角函数图象的变换
《函数y=Asin(ωx+φ)的图象与性质》知识拓展
《函数y =A sin(ωx +ϕ)的图象与性质》知识拓展知识要点1.ϕ对sin(),y x x ϕ=+∈R 图象的影响函数sin()y x ϕ=+的图象,可以看作是将函数sin y x =的图象上所有的点向左(ϕ>0)或向右(0)ϕ<平移||ϕ个单位长度而得到的,简记为“左加右减”. 2.(0)ωω>对sin(),y x x ωϕ=+∈R 图象的影响(0)ωω>影响函数sin()y x ωϕ=+的周期,且函数的最小正周期2T πω=.3.(0)A A >对sin(),y A x x ωϕ=+∈R 图象的影响(0)A A >影响函数sin()y A x ωϕ=+的值域,且函数值域为[,]A A -. 4.函数sin()(0,0)y A x A ωϕω=+>>中各量的物理意义A 表示这个振动物体离开平衡位置的最大距离,称为振幅; 这个简谐运动的周期是2T πω=,而12f T ωπ==表示单位时间内往复振动的次数,称为频率; x ωϕ+称为相位;0x =时的相位ϕ称为初相.问题探究问题1由sin 2y x =的图象如何平移得到sin 23y x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭的图象?是向左平移3π个单位长度吗? 提示 不是.∵sin 2sin 2,sin 2363y x x y x πππ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+=+∴=+ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦的图象是由sin 2y x =的图象向左平移6π个单位长度得到的.此种情况需将x 的系数化为“1”.不论哪一种变换,都是对自变量x 而言的,即看“变量”起多大变化,而不是“角”变化多少.问题2用图象变换法画函数sin()(0,0)y A x A ωϕω=+>>的图象时,由y =sin x 的图象通过变换可得到函数sin()(0,0)y A x A ωϕω=+>>的图象,先平移后伸缩和先伸缩后平移有什么区别?提示 先平移后伸缩:sin y x =的图象0)||(0)ϕϕϕ><−−−−−−−→向左(平移个单位长度或向右sin()y x ϕ=+的图象1ω−−−−−−−→横坐标变为原来的倍纵坐标不变sin()y x ωϕ=+的图象A −−−−−−−→纵坐标变为原来的倍横坐标不变sin()y A x ωϕ=+的图象. 先伸缩后平移:sin y x =的图象1ω−−−−−−−→横坐标变为原来的倍纵坐标不变sin y x ω=|(|0)0)ϕϕϕω><−−−−−−−→向左(平移个单长度或向右位sin()y x ωϕ=+的图象A −−−−−−−→纵坐标变为原来的倍横坐标不变sin()y A x ωϕ=+的图象. 注意先平移后伸缩与先伸缩后平移的区别,在作图象时,提倡先相位变换再周期变换.问题3五点法作图时需注意哪些问题?提示 (1)“五点法”作图时,五点的确定,应先令x ωϕ+分别为30,,,,222ππππ,解出x ,从而确定这五点.(2)用“五点法”作图的顺序是:列表→描点→连线→按周期“重复”.。
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第4讲 函数y =Asin(ωx +φ)的图象及性质A 级 基础演练(时间:30分钟 满分:55分)一、选择题(每小题5分,共20分)1.(2013·兰州模拟)函数f (x )=A sin(ωx +φ)A >0,ω>0,|φ|<π2的部分图象如图所示,则将y =f (x )的图象向右平移π6个单位后,得到的图象对应的函数解析式为( ).A .y =sin 2xB .y =cos 2xC .y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +2π3D .y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6解析 由所给图象知A =1,34T =11π12-π6=3π4,T =π,所以ω=2πT =2,由sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2×π6+φ=1,|φ|<π2得π3+φ=π2,解得φ=π6,所以f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6,则f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6的图象向右平移π6个单位后得到的图象对应的函数解析式为y =sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝⎛⎭⎪⎫x -π6+π6=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6,故选D. 答案 D2.(2013·东营模拟)将函数y =sin 2x 的图象向左平移φ(φ>0)个单位,所得图象对应的函数为偶函数,则φ的最小值为( ).A.π6B.π3C.π4D.π12解析 将函数y =sin 2x 的图象向左平移φ个单位,得到函数y =sin 2(x +φ)=sin(2x +2φ)的图象,由题意得2φ=π2+k π(k ∈Z ),故φ的最小值为π4. 答案 C3.(2012·浙江)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 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. 答案 A4.已知f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π2,g (x )=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π2,则下列结论中正确的是 ( ). A .函数y =f (x )·g (x )的周期为2 B .函数y =f (x )·g (x )的最大值为1C .将f (x )的图象向左平移π2个单位后得到g (x )的图象 D .将f (x )的图象向右平移π2个单位后得到g (x )的图象解析 ∵f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π2=cos x ,g (x )=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π2=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-x =sin x ,∴y =f (x )·g (x )=cos x ·sin x =12sin 2x .T =2π2=π,最大值为12,∴选项A ,B 错误.答案 D二、填空题(每小题5分,共10分)5.已知函数f (x )=sin(ωx +φ)ω>0,0<φ<π2的部分图象如图所示,则ω=________,φ=________. 解析 因为T 4=7π12-π3=π4,所以T =π,ω=2πT =2.将⎝ ⎛⎭⎪⎫7π12,-1代入解析式可得:76π+φ=2k π+3π2(k ∈Z ),即φ=2k π+π3(k ∈Z ),又0<φ<π2,所以φ=π3. 答案 2 π36.(2012·长沙调研)已知函数f (x )=3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx -π6(ω>0)和g (x )=2cos(2x +φ)+1的图象的对称轴完全相同,若x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2,则f (x )的取值范围是________.解析 ∵f (x )与g (x )的图象的对称轴完全相同,∴f (x )与g (x )的最小正周期相等,∵ω>0,∴ω=2,∴f (x )=3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6,∵0≤x ≤π2,∴-π6≤2x -π6≤5π6,∴-12≤sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6≤1,∴-32≤3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6≤3,即f (x )的取值范围是⎣⎢⎡⎦⎥⎤-32,3. 答案 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤-32,3三、解答题(共25分)7.(12分)(2012·陕西)函数f (x )=A sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx -π6+1(A >0,ω>0)的最大值为3,其图象相邻两条对称轴之间的距离为π2. (1)求函数f (x )的解析式;(2)设α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫α2=2,求α的值.解 (1)∵函数f (x )的最大值为3,∴A +1=3,即A =2, ∵函数图象的相邻两条对称轴之间的距离为π2, ∴最小正周期T =π,∴ω=2,故函数f (x )的解析式为y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6+1.(2)f ⎝ ⎛⎭⎪⎫α2=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π6+1=2,即sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π6=12, ∵0<α<π2,∴-π6<α-π6<π3, ∴α-π6=π6,故α=π3.8.(13分)(2012·山东)已知向量m =(sin x,1),n =(3A cos x ,A2cos 2x )(A >0),函数f (x )=m ·n 的最大值为6. (1)求A ;(2)将函数y =f (x )的图象向左平移π12个单位,再将所得图象上各点的横坐标缩短为原来的12倍,纵坐标不变,得到函数y =g (x )的图象,求g (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,5π24上的值域.解 (1)f (x )=m ·n =3A sin x cos x +A2cos 2x =A ⎝ ⎛⎭⎪⎫32sin 2x +12cos 2x =A sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6.因为A >0,由题意知A =6. (2)由(1)知f (x )=6sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6.将函数y =f (x )的图象向左平移π12个单位后得到 y =6sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝⎛⎭⎪⎫x +π12+π6=6sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3的图象; 再将得到图象上各点横坐标缩短为原来的12倍,纵坐标不变,得到y =6sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫4x +π3的图象.因此g (x )=6sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫4x +π3. 因为x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,5π24,所以4x +π3∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π3,7π6,故g (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,5π24上的值域为[-3,6].B 级 能力突破(时间:30分钟 满分:45分)一、选择题(每小题5分,共10分)1.(2012·潍坊期末)如图,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 -π6 C .y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π30t +π6D .y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π30t -π3解析 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 =⎪⎪⎪⎪⎪⎪2πω=60,所以|ω|=π30,即ω=-π30,故选C.答案 C2.(2012·东莞二模)若函数f (x )=sin ωx +a cos ωx (ω>0)的图象关于点M ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3,0对称,且在x =π6处函数有最小值,则a +ω的一个可能的取值是 ( ).A .0B .3C .6D .9解析 因为函数f (x )=sin ωx +a cos ωx (ω>0)=1+a 2·sin(ωx +φ)的图象关于点M ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3,0对称,且在x =π6处函数有最小值,所以必有⎩⎪⎨⎪⎧ωπ3+φ=k π,ωπ6+φ=2n π-π2,k ,n ∈Z ,两式相减得:ωπ6=(k -2n )π+π2,即ω=6(k -2n )+3=6m +3,k ,n ,m ∈Z ,结合四个选项,ω可能取到的值是3或9.将ω=6m +3,k ,n ,m ∈Z 代入f (x )=sin ωx +a cos ωx (ω>0),得y =sin(6m +3)x +a cos(6m +3)x .当图象关于点M ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3,0对称时,有sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤(6m +3)·π3+a cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤(6m +3)·π3=0,即a =0.所以函数解析式应为f (x )=sin ωx (ω>0).回验a +ω=3时的函数性质与题设中在x =π6处函数有最小值不符,故只有a +ω=9,故选D. 答案 D二、填空题(每小题5分,共10分)3.(2013·东北四校一模)已知函数f (x )=-2sin(2x +φ)(|φ|<π),若⎝ ⎛⎭⎪⎫π8,5π8是f (x )的一个单调递增区间,则φ的值为________.解析 令π2+2k π≤2x +φ≤3π2+2k π,k ∈Z ,k =0时,有π4-φ2≤x ≤3π4-φ2,此时函数单调递增,若⎝ ⎛⎭⎪⎫π8,5π8是f (x )的一个单调递增区间,则必有⎩⎪⎨⎪⎧π4-φ2≤π8,3π4-φ2≥5π8,解得⎩⎪⎨⎪⎧φ≥π4,φ≤π4,故φ=π4.答案 π44.设函数y =sin(ωx +φ)⎝ ⎛⎭⎪⎫ω>0,φ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,π2的最小正周期为π,且其图象关于直线x =π12对称,则在下面四个结论中:①图象关于点⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,0对称;②图象关于点⎝ ⎛⎭⎪⎫π3,0对称;③在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π6上是增函数;④在⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π6,0上是增函数.其中正确结论的编号为________. 解析 ∵y =sin(ωx +φ)的最小正周期为π, ∴ω=2ππ=2,又其图象关于直线x =π12对称, ∴2×π12+φ=k π+π2(k ∈Z ),∴φ=k π+π3,k ∈Z . 由φ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,π2,得φ=π3,∴y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3.令2x +π3=k π(k ∈Z ),得x =k π2-π6(k ∈Z ). ∴y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3关于点⎝ ⎛⎭⎪⎫π3,0对称.故②正确.令2k π-π2≤2x +π3≤2k π+π2(k ∈Z ),得 k π-5π12≤x ≤k π+π12(k ∈Z ).∴函数y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3的单调递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π-5π12,k π+π12(k ∈Z ). ∵⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π6,0 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π-5π12,k π+π12(k ∈Z ).∴④正确. 答案 ②④ 三、解答题(共25分)5.(12分)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,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)因为f (x )=3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π2+sin x=3cos x +sin x =2⎝ ⎛⎭⎪⎫32cos x +12sin x=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π3,所以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,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. 6.(13分)(2012·安徽)设函数f (x )=22cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π4+sin 2x .(1)求f (x )的最小正周期;(2)设函数g (x )对任意x ∈R ,有g ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π2=g (x ),且当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2时,g (x )=12-f (x ).求g (x )在区间[-π,0]上的解析式. 解 (1)f (x )=22cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π4+sin 2x=22⎝ ⎛⎭⎪⎫cos 2x cos π4-sin 2x sin π4+1-cos 2x 2=12-12sin 2x ,故f (x )的最小正周期为π.(2)当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2时,g (x )=12-f (x )=12sin 2x ,故 ①当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π2,0时,x +π2∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2.由于对任意x ∈R ,g ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π2=g (x ),从而g (x )=g ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π2=12sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π2=12sin(π+2x )=-12sin 2x .②当x ∈⎣⎢⎡⎭⎪⎫-π,-π2时,x +π∈⎣⎢⎡⎭⎪⎫0,π2.从而g (x )=g (x +π)=12sin[2(x +π)]=12sin 2x . 综合①、②得g (x )在[-π,0]上的解析式为g (x )=⎩⎪⎨⎪⎧12sin 2x ,x ∈⎣⎡⎭⎫-π,-π2,-12sin 2x ,x ∈⎣⎡⎦⎤-π2,0.。