内容正文:
人教2019A版必修 第一册
第五章 三 角 函 数
5.6 函数y=Asin(ωx+φ )的图像
学习目标
提出问题
上面我们利用三角函数的知识建立了一个形如y=Asin(ωx+φ ) 其中( A>0 , ω >0 ) 的函数 . 显然 , 这个函数由参数 A , ω , φ 所确定 . 因此 , 只要了
解这些参数的意义 , 知道它们的变化对函数图象的影响 , 就能把握这个函数的性质 .
从解析式看 , 函数 就是函数y=Asin(ωx+φ)
在 A =1 , ω =1 , φ =0 时的特殊情形 .
(1)能否借助我们熟悉的函数 的图象与性质研究参数 A , ω , φ
对函数y=Asin(ωx+φ)的影响 ?
(2)函数 y=Asin(ωx+φ)含有三个参数 , 你认为应按怎样的思路进行研究.
1. 探索 φ对y=sin(x+φ)图象的影响
为了更加直观地观察参数φ 对函数图象的影响 , 下面借助信息技术做一个数学实验 .如图 5.6.4,取 A =1 , ω =1 , 动点 M在单位圆 上以单位角速度按逆时针方向运动 .图 5.6.4如果动点 M 以 为起点 ( 此时 φ =0 ), 经过xs 后运动到点P , 那么点 P 的纵坐标 y就等于 sinx . 以 ( x , y ) 为坐标描点 , 可得正弦函数 y =sinx 的图象 .
在单位圆上拖动起点 , 使点 绕点 旋转 到 , 你发现图象有什么变化 ?如果使点 绕点 旋转- , , - , 或者旋转一个任意角 φ呢
当起点位于 时 , φ= , 可得函数y=sin(x+) 的图象 .进一步 , 在单位圆上 , 设两个动点分别以 , 为起点同时开始运动 . 如果以 为起点的动点到达圆周上点 P的时间为xs , 那么以 为起点的动点相继到达点P 的时间是 (x- s. 这个规律反映在图象上就是 : 如果 F ( x , y ) 是函数y=sinx 图象上的一点 , 那么 G(x- , y )就是函数 y=sin(x+) 图象上的点 , 如图 5.6-4所示 . 这说明 , 把正弦曲线y=sinx 上的所有点向左平移 个单位长度 , 就得到y=sin(x+) 的图象 .
分别说一说旋转- , , - 时的情况 .
一般地 , 当动点 M 的起点位置 Q所对应的角为φ 时 , 对应的函数是
y=sin(x+φ) (φ0) , 把正弦曲线上的所有点向左( 当 φ >0 时 ) 或向
右 ( 当 φ <0 时 ) 平移 个单位长度 , 就得到函数y=sin(x+φ) 的图象 .
2. 探索 ω ( ω >0 ) 对y=sin(ωx+φ ) 图象的影响下面 , 仍然通过数学实验来探索 .如图 5.6.5, 取圆的半径 A=1. 为了研究方便 ,
不妨令φ =. 当 ω =1 时得到y=sin(x+) 的图象 .
取 ω =2 , 图象有什么变化 ? 取 ω = 呢 ?取 ω =3 ,ω = , 图象又有什么变化 ?当 ω 取任意正数呢?
取ω =2 时 , 得到函数 y=sin(2x+) 的图象 .进一步 , 在单位圆上 , 设以 为起点的动点 , 当 ω =1 时到达点 P 的时间为 s ,当 ω =2 时到达点 P的时间为 s. 因为 ω =2 时动点的转速是 ω =1 时的 2 倍 ,所以 =. 这样 , 设 G ( x , y ) 是函数y=sin(x+) 图象上的一点 , 那么K (, y ) 就是函数y=sin(2x+)图象上的相应点 , 如图 5.6-5示 . 这说明 , 把y=sin(x+) 的图象上所有点的横坐标缩短到原来的 倍( 纵坐标不变 ), 就得到 y=sin(2x+) 的图象 .y=sin(2x+) 的周期为, 是y=sin(x+) 的周期的 倍 .
同理 , 当 ω = 时 , 动点的转速是 ω =1 时的 倍 , 以为起点 , 到达点 P的时间是 ω =1 时的 2 倍 . 这样 , 把y=sin(x+) 图象上所有点的横坐标扩大到原来的 2 倍 ( 纵坐标不变 ), 就得到 y=sin(x+) 的图象 . y=sin(x+)的周期为4π,
是 y=sin(x+) 的周期的 2 倍 .
一般地 , 函数 的周期是 , 把 y=sin(x+ φ) 图象上所有点的横坐标缩短 ( 当 ω >1 时 ) 或伸长 ( 当 0< ω <1 时 ) 到原来的 倍 (纵坐