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19课题:函数y=Asin(ωx+φ)的图像及三角函数模型的简单应用(2)

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2015-2016溆浦一中高三数学(文)一轮复习导学案 主备人:邹伟 备课日期:2014/9/3

π

x-?在一个周期内的图像时,主要确定的五个点是________、________、________、4.用五点法作函数y=sin??6?π??2π??7π??5π??13π,0? ?________、________答案:6,0 ?,1? ?,0? ?,-1? ?????3??6??3??6?三、考点突破:

考点一、求函数y=Asin(ωx+φ)的解析式

ππ

ω>0,-<φ<?的部分图像如图【例1】 1.(2013·四川高考)函数f(x)=2sin(ωx+φ)?22??所示,则ω,φ的值分别是( )

πππ

A.2,- B.2,- C.4,- 366

π

D.4,

3

11π5π??5π,2?代入f(x)=2sin(2x+φ),-=π,解析:选A 由图知最小正周期T=2?∴ω=2,将图像最高点的坐标?1212??12?5ππ

+φ?=1,φ=-,选A. 得sin??6?3

ππ

2.已知函数y=Asin(ωx+φ)+k(A>0,ω>0)的最大值为4,最小值为0,最小正周期为,直线x=是其图像的23一条对称轴,则下面各式中符合条件的解析式为( )

ππππ

4x+? B.y=2sin?2x+?+2 C.y=2sin?4x+?+2 D.y=2sin?4x+?+2 A.y=4sin?6?3?3?6?????π

解析:选D 由函数y=Asin(ωx+φ)+k的最大值为4,最小值为0,可知k=2,A=2.由函数的最小正周期为,

22πππππ5

可知=,得ω=4.由直线x=是其图像的一条对称轴,可知4×+φ=kπ+,k∈Z,从而φ=kπ-π,k∈Z,

ω23326π

4x+?+2. 故满足题意的是y=2sin?6??

[类题通法] 确定y=Asin(ωx+φ)+b(A>0,ω>0)的步骤和方法 (1)求A,b,确定函数的最大值M和最小值m,则A=

M-mM+m

,b=; 22

(2)求ω,确定函数的周期T,则可得ω=;(3)求φ,常用的方法有:

T

①代入法:把图像上的一个已知点代入(此时A,ω,b已知)或代入图像与直线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:“第一点”(即图像上升时π

与x轴的交点)时ωx+φ=0;“第二点”(即图像的“峰点”)时ωx+φ=;“第三点”(即图像下降时与x轴的

23π

交点)时ωx+φ=π;“第四点”(即图像的“谷点”)时ωx+φ=;“第五点”时ωx+φ=2π.

2考点二、函数y=Asin(ωx+φ)的图像 1π?【例2】已知函数f(x)=3sin??2x-4?,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的图像作怎样的变换可得到f(x)的图像? [解] (1)列表取值:

2015-2016溆浦一中高三数学(文)一轮复习导学案 主备人:邹伟 备课日期:2014/9/3

x 1πx- 24f(x) π 20 0 3π 2π 23 5π 2π 0 7π 23π 2-3 9π 22π 0

描出五个关键点并用光滑曲线连接,得到一个周期的简图.

π

(2)先把y=sin x的图像向右平移个单位,然后把所有点的横坐标扩大为原来的2倍,再把所有点的纵坐标扩大

4为原来的3倍,得到f(x)的图像.

π2x+?的图像? 本例第(2)问变为:由函数y=sin x的图像作怎样的变换可得到y=2sin?3?? πππx+?的图像,再把y=sin?x+?的图像上的点解:把y=sin x的图像上所有的点向左平移个单位,得到y=sin??3??3?3ππ1

2x+?的图像,最后把y=sin?2x+?上所有点的纵坐标伸的横坐标缩短到原来的倍(纵坐标不变),得到y=sin?3?3???2π

2x+?的图像. 长到原来的2倍(横坐标不变),即可得到y=2sin?3??[类题通法] 函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的图像的两种作法

π3

(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,

222π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)图像变换法: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”.

提醒:五点作图取值要准确,一般取一个周期之内的;函数图像变换要注意顺序,平移时两种平移的长度不同. [针对训练]

ππ

2x+?的图像重合,1.(2013·全国卷Ⅱ)函数y=cos(2x+φ)(-π≤φ<π)的图像向右平移个单位后,与函数y=sin?3??2则φ=________.

π?x-π?+φ?的图像,整理得y=cos(2x-π+φ).∵其图解析:y=cos(2x+φ)的图像向右平移个单位得到y=cos?2??2??2πππππ5π

2x+?的图像重合,∴φ-π=-+2kπ,∴φ=+π-+2kπ.即φ=+2kπ.又∵-π≤φ<π,∴φ=像与y=sin?3??323265π5π

.答案: 66

ππ3

ω>0,-<φ<0?的最小正周期为π,且f??=. 2.设函数f(x)=cos(ωx+φ)?2???4?2(1)求ω和φ的值; (2)在给定坐标系中作出函数f(x)在[0,π]上的图像.

π?2π?2×π+φ?=cos?π+φ?=-sin φ=3,∴sin φ=-3. 解:(1)最小正周期T==π,∴ω=2.∵f?=cos?4??4??2?ω22

x 0 π 65π 122π 311π 12π 2015-2016溆浦一中高三数学(文)一轮复习导学案 主备人:邹伟 备课日期:2014/9/3 ππ∵-<φ<0,∴φ=-. 23

π

2x-?,列表: (2)由(1)得f(x)=cos?3??图像如图所示.

π2x- 3f(x) π- 31 20 1 π 20 π -1 3π 20 5π 31 2

考点三、函数y=Asin(ωx+φ)的图像与性质的综合应用

π

A>0,ω>0,0<φ

?????????π2

别为它的最高点和最低点,点F(0,1)是线段MD的中点, MD·MN=18.

(1)求函数f(x)的解析式;(2)求函数f(x)的单调递增区间.

?????????TTπ2[解] (1)由已知F(0,1)是线段MD的中点,可知A=2,∵MD·=(T为f(x)MN=4·218

最小正周期),∴T=,ω=3,∴f(x)=2sin(3x+φ),设D点的坐标为(xD,2),则由已知得点M的坐标为(-xD,

3ππ112ππππ-,0?,∴sin?-φ?=0.∵0<φ<,∴φ=, 0),∴xD-(-xD)=T=×,则xD=,则点M的坐标为??12??4?4431224

π

3x+?. ∴函数f(x)的解析式为f(x)=2sin?4??

πππ3ππ2kππ2kππ

(2)由2kπ-≤3x+≤2kπ+(k∈Z),得2kπ-≤3x≤2kπ+(k∈Z),得-≤x≤+(k∈Z),

24244343122kππ2kππ?∴函数f(x)的单调递增区间为??3-4,3+12?(k∈Z). [类题通法]函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的性质

π

(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.

22π

(2)周期性:y=Asin(ωx+φ)存在周期性,其最小周期为T=. ω

πππ

(3)单调性:根据y=sin t和t=ωx+φ的单调性来研究,由-+2kπ≤ωx+φ≤+2kπ,k∈Z得单调增区间;由

2223π

+2kπ≤ωx+φ≤+2kπ,k∈Z得单调减区间.

2

(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. ππ

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.

22

π

[针对训练] 将函数y=sin x的图像向右平移个单位,再将所得的图像上各点的横坐标不变,纵坐标伸长到原

3来的4倍.这样得到函数f(x)的图像.若g(x)=f(x)cos x+3.

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ππ

-,?的形式; (1)将函数g(x)化成g(x)=Asin(ωx+φ)+B其中A,ω>0,φ∈??22?π

-,θ0?上的最大值为2,试求θ0的最小值. (2)若函数g(x)在区间??12?

ππ13

x-?,∴g(x)=4sin?x-?cos x+3=4?sin x-cos x?cos x+3 解:(1)由题意可得f(x)=4sin??3??3?2?2?

π

2x-?. =2(sin xcos x-3cos2x)+3=2sin?3??

πππ?πππ?-π,θ0?上的最大值为2,-,θ0?,-,2θ0-?,(2)∵x∈?∴2x-∈要使函数g(x)在当且仅当2θ-≥,03??12??12?3?23255

解得θ0≥π.故θ0的最小值为π.

1212四、当堂检测

1.(2013·浙江高考)函数f(x)=sin xcos x+3

cos 2x的最小正周期和振幅分别是( ) 2

A.π,1 B.π,2 C.2π,1 D.2π,2 解析:选A 由f(x)=sin xcos x+

π313

2x+?,得最小正周期为π,振幅为1. cos 2x=sin 2x+cos 2x=sin?3??222

π

2.(2013·山东高考)将函数y=sin(2x +φ)的图像沿x轴向左平移个单位后,得到一个偶函数的图像,则φ的一

8个可能取值为( )

3ππ

A. B. C.0 44

π

D.- 4

ππ

2x++φ?,该函解析:选B 把函数y=sin(2x+φ)的图像向左平移个单位后,得到的图像的解析式是y=sin ?4??8πππ

数是偶函数的充要条件是+φ=kπ+,k∈Z,根据选项检验可知φ的一个可能取值为. 424

3.函数y=sin ωx(ω>0)的部分图像如图所示,点A、B是最高点,点C是最低点,若△ABC是直角三角形,则ω的值为( )

πππ

A. B. C. 243

D.π

解析:选A 由已知得△ABC是等腰直角三角形,且∠C=90°,

12ππ

∴|AB|=ymax-ymin=1-(-1)=2,即|AB|=4,而T=|AB|==4,解得ω=,故选A. 2ω2

4.函数y=Asin(ωx+φ)(A、ω、φ为常数,A>0,ω>0)在闭区间[-π,0]上的图像如图所示,则ω=________. π2Tπ

-?-?-π?=, 解析:由函数y=Asin(ωx+φ)的图像可知:=?2?3??3?322π2

则T=π.∵T==π,∴ω=3.答案:3

3ω3

π

x+?.(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5.(2013·安徽高考)设函数f(x)=sin x+sin??3?图,说明函数y=f(x)的图像可由y=sin x的图像经过怎样的变化得到. π1333

x+?, 解:(1)因为f(x)=sin x+sin x+cos x=sin x+cos x=3sin??6?2222

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ππ2π2π

所以当x+=2kπ-,即x=2kπ-(k∈Z)时,f(x)取最小值-3.此时x的取值集合为xx=2kπ-,k∈Z.

6233(2)先将y=sin x的图像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的图像;再将y=3sin π

x的图像上所有的点向左平移个单位,得y=f(x)的图像.

6五、课后巩固:

π

1.把函数y=sin x的图像上所有点的横坐标缩小到原来的一半,纵坐标保持不变,再把所得函数图像向左平移

4个单位,得到的函数图像的解析式是( )

ππ2x-? D.y=sin?2x+? A.y=cos 2x B.y=-sin 2x C.y=sin?4?4???

解析:选A 由y=sin x图像上所有点的横坐标缩小到原来的一半,纵坐标保持不变,所得图像的解析式为y=ππ

x+?,即y=cos 2x. sin 2x,再向左平移个单位得y=sin 2??4?4

2.(2013·全国大纲卷)若函数y=sin(ωx+φ)(ω>0)的部分图像如图,则ω=( )

A.5 B.4 C.3

D.2

πT12ππ

x0+?-x0=,解得ω=4. 解析:选B 由函数的图像可得=·=?4?22ω?4

ππ?0,π?上|φ|

A.-

311

B.- C. 222

D.

3

2

πππ

2x+φ+?的图像,因为是奇函数,所以φ+=kπ,解析:选A 由函数f(x)的图像向左平移个单位得f(x)=sin?3??63πππ2πππ

2x-?.又x∈?0,?,所以2x-∈?-,π?,所以当x=0时,k∈Z,又因为|φ|<,所以φ=-,所以f(x)=sin?3???2?233?33?f(x)取得最小值为-3

. 2

ππ

-<θ0)个单位长度后得到函数g(x)的图像,若4.(2013·福建)将函数f(x)=sin (2x+θ)??22?f(x),g(x)的图像都经过点P?0,

?

3?

,则φ的值可以是( ) 2?

π D. 6

5π5ππA. B. C. 362

ππ

2x+?;又函数f(x)的图像向右平移φ个单解析:选B 因为函数f(x)的图像过点P,所以θ=,所以f(x)=sin?3??3ππ35π

2?x-φ?+?,所以sin?-2φ?=,所以φ可以为. 位长度后,得到函数g(x)=sin?3???3?26

5.函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A,ω,φ为常数,A>0,ω>0)的部分图像如图所示,则f(0)的值是________. π?T7πππ2ππ

,0,所以2×+φ=π,解析:由图可知:A=2,=-=,所以T=π,ω==2,又函数图像经过点??3?41234T3

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