内容正文:
专题15 函数的图象和性质及其应用
【名师预测】
函数的图象和性质是江苏高考中的必考知识点,在江苏高考中,填空题和解答题均会出现,大多以中、低档题为主,主要集中考查五点法画图、图象之间的平移伸缩变换、由图象求函数解析式以及利用正余弦型函数解决实际问题为主,常与三角函数的性质、三角恒等变换、向量结合起来综合考查,需多加强数形结合思想的应用意识。
【知识精讲】
一、函数的图象与性质
1.函数的图象的画法
(1)变换作图法
由函数的图象通过变换得到(A>0,ω>0)的图象,有两种主要途径:“先平移后伸缩”与“先伸缩后平移”.如下图.
(2)五点作图法
找五个关键点,分别为使y取得最小值、最大值的点和曲线与x轴的交点.其步骤为:
①先确定最小正周期T=,在一个周期内作出图象;
②令,令X分别取0,,,,求出对应的x值,列表如下:
由此可得五个关键点;
③描点画图,再利用函数的周期性把所得简图向左右分别扩展,从而得到的简图.
2.函数(A>0,ω>0)的性质
(1)奇偶性:时,函数为奇函数;时,函数为偶函数.
(2)周期性:存在周期性,其最小正周期为T= .
(3)单调性:根据y=sint和t=的单调性来研究,由得单调增区间;由得单调减区间.
(4)对称性:利用y=sin x的对称中心为求解,令,求得x.
利用y=sin x的对称轴为求解,令,得其对称轴.
3.函数(A>0,ω>0)的物理意义
当函数(A>0,ω>0,)表示一个简谐振动量时,则A叫做振幅,T=叫做周期,f =叫做频率,叫做相位,x=0时的相位叫做初相.
二、三角函数的综合应用
(1)函数,的定义域均为;函数的定义域均为.
(2)函数,的最大值为,最小值为;函数的值域为.
(3)函数,的最小正周期为;函数的最小正周期为.
(4)对于,当且仅当时为奇函数,当且仅当时为偶函数;对于,当且仅当时为奇函数,当且仅当时为偶函数;对于,当且仅当时为奇函数.
(5)函数的单调递增区间由不等式来确定,单调递减区间由不等式来确定;函数的单调递增区间由不等式来确定,单调递减区间由不等式来确定;函数的单调递增区间由不等式来确定.
【注】函数,,(有可能为负数)的单调区间:先利用诱导公式把化为正数后再求解.
(6)函数图象的对称轴为,对称中心为;函数图象的对称轴为,对称中心为;函数图象的对称中心为.
【注】函数,的图象与轴的交点都为对称中心,过最高点或最低点且垂直于轴的直线都为对称轴. 函数的图象与轴的交点和渐近线与轴的交点都为对称中心,无对称轴.
【典例精练】
考点一 函数y=Asin(ωx+φ)的图象与变换
例1.将函数y=sin(2x+φ)(0<φ<π)的图象沿x轴向左平移个单位长度,得到函数y=f(x)的图象,若函数y=f(x)的图象过原点,则φ=________.
例2.将函数y=3sin的图象向右平移φ个单位长度后,所得函数为偶函数,则φ=________.
考点二 求函数y=Asin(ωx+φ)的解析式
例3.已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)的部分图象如图所示,则f=________.
例4.设函数y=sin(0<x<π),当且仅当x=时,y取得最大值,则正数ω的值为______.
考点三 三角函数的图象和性质的综合问题
例5. 已知函数f(x)=2sin2+cos 2x.
(1)求函数f(x)的单调递增区间;
(2)若关于x的方程f(x)-m=2在x∈上有两个不同的解,求实数m的取值范围.
考点四 三角函数模型的简单应用
例6.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-cost-sint,t∈[0,24),则实验室这一天的最大温差为________℃.
例7.如图,一个水轮的半径为4 m,水轮圆心O距离水面2 m,已知水轮每分钟转动5圈,如果当水轮上点P从水中浮现时(图中点P0)开始计算时间.
(1)将点P距离水面的高度z(m)表示为时间t(s)的函数;
(2)点P第一次到达最高点大约需要多少时间?
【名校新题】
一、填空题
1.(2019·苏北七市二模)将函数的图象向左平移个单位长度得到的图象,则的值为___.
2.(2019·盐城期中)已知函数的图像的一个最高点为,其图像的相邻两个对称中心之间的距离为,则=_________.
3.(2019·苏州第五中学高三开学考试)若将函数的图象向右平移个单位得到的图象,则||的最小值为_________.
4.(2018·楚水中学12月联考)将函数的图像向右平移 个单位长度后,所得函数为奇函数,则__________.
5.(2018·树人学校高考模拟)若将函数f(x)=cos(2x+)(0<<π