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- 2021-06-10 发布
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函数y=Asin(ωx+φ)的图象及应用备考策略
主标题:函数y=Asin(ωx+φ)的图象及应用备考策略
副标题:通过考点分析高考命题方向,把握高考规律,为学生备考复习打通快速通道。
关键词:y=Asin(ωx+φ),图象与性质,备考策略
难度:2
重要程度:4
内容考点一 函数y=Asin(ωx+φ)的图象画法与变换
【例1】 (1)已知f(x)=sin(ω>0)的图象与y=-1的图象的相邻两交点间的距离为π,要得到y=f(x)的图象,只需把y=cos 2x的图象
( ).
A.向左平移个单位 B.向右平移个单位
C.向左平移个单位 D.向右平移个单位
(2)已知函数y=2sin.
①求它的振幅、周期、初相;
②用“五点法”作出它在一个周期内的图象;
③说明y=2sin的图象可由y=sin x的图象经过怎样的变换而得到.
(1)解析 依题意T=π,∴T=π=,∴ω=2,∴f(x)=sin(2x+),∴只需y=cos 2x=sin(2x+)=sin2(x+) f(x)=sin(2x+).
答案 B
(2)解 ①y=2sin的振幅A=2,周期T==π,初相φ=.
②令X=2x+,则y=2sin=2sin X.
列表,并描点画出图象:
x
-
X
0
π
2π
y=sin X
0
1
0
-1
0
y=2sin
0
2
0
-2
0
③法一 把y=sin x的图象上所有的点向左平移个单位,得到y=sin的图象;再把y=sin的图象上的点的横坐标缩短到原来的倍(纵坐标不变),得到y=sin的图象;最后把y=sin的图象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=2sin的图象.
法二 将y=sin x的图象上所有点的横坐标x缩短到原来的倍(纵坐标不变),得到y=sin 2x的图象;再将y=sin 2x的图象向左平移个单位,得到y=sin 2=sin的图象;再将y=sin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=2sin的图象.
【备考策略】 函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的图象的两种作法是五点作图法和图象变换法.
(1)五点法: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,,π,π,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)三角函数图象进行平移变换时注意提取x的系数,进行周期变换时,需要将x的系数变为原来的ω
倍,要特别注意相位变换、周期变换的顺序,顺序不同,其变换量也不同.
考点二 由图象求函数y=Asin(ωx+φ)的解析式
【例2】 函数f(x)=Asin(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________.
解析 由图可知A=,
法一 =-=,所以T=π,故ω=2,因此f(x)=sin(2x+φ),
又对应五点法作图中的第三个点,因此2×+φ=π,所以φ=,故f(x)=sin.
法二 以为第二个“零点”,为最小值点,
列方程组解得
故f(x)=sin.
答案 f(x)=sin
【备考策略】 已知f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的部分图象求其解析式时,A比较容易看图得出,困难的是求待定系数ω和φ,常用如下两种方法:
(1)由ω=即可求出ω;确定φ时,若能求出离原点最近的右侧图象上升(或下降)的“零点”横坐标x0,则令ωx0+φ=0(或ωx0+φ=π),即可求出φ.
(2)代入点的坐标,利用一些已知点(最高点、最低点或“零点”)坐标代入解析式,再结合图形解出ω和φ,若对A,ω的符号或对φ的范围有要求,则可用诱导公式变换使其符合要求.
考点三 函数y=Asin(ωx+φ)的性质应用
【例3】 已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)(x∈R,ω,A>0,0<φ<)的最大值为2,最小正周期为π,直线x=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-f的单调递增区间.
解 (1)由题意,得A=2,ω==2,
当x=时,2sin=±2,
即sin=±1,所以+φ=kπ+,
解得φ=kπ+,又0<φ<,所以φ=.
故f(x)=2sin.
(2)g(x)=2sin-2sin
=2sin 2x-2sin
=2sin 2x-2
=sin 2x-cos 2x=2sin.
由2kπ-≤2x-≤2kπ+,k∈Z,
得kπ-≤x≤kπ+,k∈Z.
所以函数g(x)的单调递增区间是,k∈Z.
【备考策略】 函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的性质
(1)奇偶性:φ=kπ时,函数y=Asin(ωx+φ)为奇函数;φ=kπ+(k∈Z)时,函数y=Asin(ωx+φ)为偶函数.
(2)周期性:y=Asin(ωx+φ)存在周期性,其最小正周期为T=.
(3)单调性:根据y=sin t和t=ωx+φ(ω>0)的单调性来研究,由-+2kπ≤ωx+φ
≤+2kπ(k∈Z)得单调增区间;由+2kπ≤ωx+φ≤+2kπ(k∈Z)得单调减区间.
(4)对称性:利用y=sin x的对称中心为(kπ,0)(k∈Z)求解,令ωx+φ=kπ(k∈Z),求得x、ω.
利用y=sin x的对称轴为x=kπ+(k∈Z)求解,令ωx+φ=kπ+(k∈Z)得其对称轴.