内容正文:
6.3 探究A对y=Asin(ωx+φ)的图象的影响
学业标准
学科素养
1.了解A对y=Asin(ωx+φ)图象的影响.
2.掌握探究函数y=Asin(ωx+φ)性质的方法和步骤.(难点)
3.会用函数y=Asin(ωx+φ)的性质解决有关问题.(重点)
1.在图象间的变换过程中,提升直观想象等核心素养.
2.通过y=Asin(ωx+φ)性质的应用提升数学运算等核心素养.
[教材梳理]
◎导学1 探究A的取值对y=Asin(ωx+φ)的图象的影响
[问题] 在同一平面直角坐标系中,用“五点法”作出函数y=4sin x与y=sin x的图象,从列表中变量的值以及画出的图象两个方面进行观察分析,y=Asin(ωx+φ)的图象与y=sin(ωx+φ)的图象之间有什么关系?
[提示] y=Asin(ωx+φ)的图象可以由y=sin(ωx+φ)的图象所有点的纵坐标伸缩(横坐标不变)得到.
◎结论形成
y=Asin(ωx+φ)(A>0)的图象是将y=sin(ωx+φ)的图象上的每个点的纵坐标伸长(当A>1时)或缩短(当0<A<1时)到原来的A倍(横坐标不变)得到的.A决定了函数y=Asin(ωx+φ)的值域以及函数的最大值和最小值,通常称A为振幅.
y=f(x)=Asin(ωx+φ)
y=mf(x)=mAsin(ωx+φ).
◎导学2 探究函数y=Asin(ωx+φ)的性质
[问题] 探究函数y=sin的周期、单调递增区间和对称轴.
[提示] 周期T=2π.
由-+2kπ≤x+≤+2kπ,k∈Z,得-+2kπ≤x≤+2kπ,k∈Z,
即函数的递增区间为,k∈Z.由x+=kπ+,
得x=kπ+,k∈Z为函数图象的对称轴.
◎结论形成
1.探究y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)性质的一般步骤
第1步,确定周期T=;
第2步,在y=sin x五个关键点(0,0),,(π,0),,(2π,0)的基础上确定该函数的五个关键点;
第3步,用光滑曲线顺次连接五个关键点,即可画出函数y=Asin(ωx+φ)在一个周期上的图象,再利用其周期性把图象延拓到R,就可以得到它在R上的图象;
第4步,借助图象讨论性质.
说明:这也是讨论周期函数的一般方法和步骤.
2.函数y=Asin (ωx+φ)(A>0,ω>0)的性质
定义域
R
值域
[-A,A]
周期性
T=
奇偶性
φ=kπ,k∈Z时是奇函数;φ=+kπ,k∈Z时是偶函数.
单调性
单调增区间可由2kπ-≤ωx+φ≤2kπ+,k∈Z得到,单调减区间可由2kπ+≤ωx+φ≤2kπ+,k∈Z得到.
对称性
对称轴方程为x=+-,k∈Z.
对称中心为,k∈Z.
[基础自测]
1.函数y=sin 的周期、振幅、初相分别是( )
A.3π,, B.6π,,
C.3π,3,- D.6π,3,
解析 周期T==6π
振幅,初相为,故选B.
答案 B
2.函数f(x)=sin 的图象的一条对称轴是( )
A.x=- B.x=
C.x=- D.x=
解析 代入验证:当x=-时,
y=sin =-为最小值,故选C.
答案 C
3.下列函数中是奇函数,且最小正周期是π的函数是( )
A.y=sin |2x| B.y=|sin x|
C.y=sin D.y=cos
解析 y=cos =-sin 2x符合题意.故选D.
答案 D
4.若f(x)=sin是奇函数,则φ=________.
解析 由题意可知+φ=kπ,k∈Z,即φ=-+kπ,k∈Z.又|φ|<,故当k=1时,得φ=.
答案
题型一 由图象求y=Asin(ωx+φ)的解析式
[例1] 如图是函数y=Asin(ωx+φ)的部分图象,求A,ω,φ的值,并确定其函数解析式.
[自主解答] 解法一 逐一定参法
由图象知振幅A=3,
又T=-=π,∴ω==2.
由点可知,-×2+φ=2kπ,k∈Z,
∴φ=+2kπ,k∈Z.
又|φ|<,得φ=,∴y=3sin.
解法二 待定系数法
由图象知A=3,又图象过点和,
根据五点作图法原理(以上两点可判为“五点法”中的第三点和第五点),
有解得
∴y=3sin.
解法三 图象变换法
由T=π,点,A=3可知,
图象是由y=3sin 2x向左平移个单位长度而得到的,
∴y=3sin,即y=3sin.
[方法技巧]
给出y=Asin(ωx+φ)的部分图象确定A,ω,φ的方法
(1)第一零点法:如果从图象可直接确定A和ω,则选取“第一零点”(即“五点法”作图中的第一个点)的数据代入“ωx+φ=0”(要注意正确判断哪一点是“第一零点”)求得φ.
(2)特殊值法:通过若干特殊点代入函数式,可以求得相关待定系数A,ω,φ.这里需要注意的是,要认清所选择