内容正文:
7.3.2 正弦型函数的性质与图像
课程标准
学科素养
1.“五点法”画y=Asin(ωx+φ)的图像与求函数图像对应的函数解析式.
2.正弦曲线与y=Asin(ωx+φ)的图像的关系,特别是ω对y=Asin(ωx+φ)的图像的影响.
通过对正弦型函数的性质与图像的学习,提升逻辑推理、数学运算、直观想象的核心素养.
知识点1 y=Asin x(A≠0)型函数的性质
1.正弦型函数:一般地,形如y=Asin(ωx+φ)的函数,在物理、工程等学科的研究中经常遇到,这种类型的函数称为正弦型函数,其中A,ω,φ都是常数,且A≠0,ω≠0.
2.函数y=Asin x(A≠0)的定义域为R,值域为,周期是2π.
3.y=Asin x的图像可由y=sin x的图像上的点,横坐标保持不变,纵坐标变为原来的A倍得到.
[微体验]
1.函数y=Asin(ωx+φ)+1(A>0,ω>0)的最大值为5,则A=( )
A.5 B.-5
C.4 D.-4
C [因为A>0,所以当sin(ωx+φ)=1时,ymax=A+1=5,所以A=4.]
2.将y=sin 2x的图像上的所有点的纵坐标都变为原来的倍,得到____________的图像.
y=sin 2x [y=sin 2x的图像上的所有点的纵坐标都变为原来的倍得到y=sin 2x.]
知识点2 y=sin(x+φ)型函数的性质
1.函数y=sin(x+φ)的定义域为R,值域为[-1,1],周期是2π.
2.y=sin(x+φ)的图像可由y=sin x的图像向左(或右)平移得到.
[微体验]
1.要得到函数y=sin的图像,可以将函数y=sin x的图像( )
A.向左平移个单位长度
B.向右平移个单位长度
C.向左平移个单位长度
D.向右平移个单位长度
B [将函数y=sin x的图像向右平移个单位
长度得y=sin的图像.]
2.若将某正弦函数的图像向右平移个单位后,所得到的图像的函数表达式是y=sin,则原来的函数表达式为( )
A.y=sin B.y=sin
C.y=sin D.y=sin-
A [y=sin向左平移个单位后,得到原函数y=sin.]
知识点3 y=sin ωx(ω≠0)型函数的性质
1.函数y=sin ωx(ω≠0)的定义域为R,值域为[-1,1],周期是.
2.y=sin ωx的图像可由y=sin x图像上的点,纵坐标不变,横坐标变为原来的得到.
[微体验]
1.用五点法作y=2sin 2x的图像时,首先应描出的五点的横坐标可以是( )
A.0,,π,,2π B.0,,,,π
C.0,π,2π,3π,4π D.0,,,,
B [由2x=0,,π,,2π,得x=0,,,,π.]
2.将函数y=sin 3x的图像上所有点的横坐标缩短到原来的倍(纵坐标不变)可得到函数____________的图像.
y=sin 9x [将函数y=sin 3x的图像上所有点的横坐标缩短到原来的倍(纵坐标不变)可得,函数y=sin(3×3x)=sin 9x的图像.]
知识点4 y=Asin(ωx+φ)(A≠0,ω≠0)型函数的性质
1.正弦型函数y=Asin(ωx+φ)(A≠0,ω≠0)的定义域为R,值域为[-|A|,|A|],周期是.
2.y=Asin(ωx+φ)的图像可通过对正弦曲线进行平移、伸缩得到.
3.A,ω,φ的实际意义:(1)|A|表示小球能偏离平衡位置的最大距离,称为振幅;(2)φ在决定t=0时小球的位置中起关键作用,称为初相;(3)周期T=表示小球完成一次运动所需要的时间,f==表示1 s内能完成的运动次数,称为频率.
[微体验]
1.函数y=2sin的周期、振幅依次是( )
A.4π,-2 B.4π,2
C.π,2 D.π,-2
B [在y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)中,T=,A叫振幅(A>0),故y=2sin的周期T==4π,振幅为2.]
2.(多空题)函数y=3sin的频率为____________,相位为____________,初相为____________.
x- - [函数y=3sin的周期为T==4π,
所以频率为f==,
相位是ωx+φ=x-,初相是-.]
探究一 用“五点法”作函数f(x)=Asin(ωx+φ)+b的简图
已知函数f(x)=3sin+3(x∈R),用五点法画出它在一个周期内的闭区间上的图像.
解 列表:
x
-
+
0
π
2π
f(x)
3
6
3
0
3
描点作图:
[方法总结]
1.“五点法”作函数y=Asin(ωx+φ)+b的图像,实质是利用函数的三个零点,两个最值点画出该函数一个周期内的图像,若在一个定区间内