内容正文:
第六节 函数y=Asin(ωx+φ)
★[考试要求]
1.结合具体实例,了解y=Asin(ωx+φ)的实际意义;能借助图象理解参数ω,φ,A的意义,了解参数的变化对函数图象的影响.2.会用三角函数解决简单的实际问题,体会可以利用三角函数构建刻画事物周期变化的数学模型.
1.简谐运动的有关概念
y=Asin(ωx+φ) (A>0,ω>0),x≥0
振幅
周期
频率
相位
初相
A
T=
f==
ωx+φ
φ
2.用“五点法”画y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)一个周期内的简图时,要找五个特征点
ωx+φ
0
π
2π
x
y=Asin(ωx+φ)
0
A
0
-A
0
3.函数y=sin x的图象经变换得到y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的图象的两种途径
1.函数y=Asin(ωx+φ)+k图象平移的规律:“左加右减,上加下减”.
2.由y=sin ωx到y=sin(ωx+φ)(ω>0,φ>0)的变换:向左平移个单位长度而非φ个单位长度.
3.函数y=Asin(ωx+φ)图象的对称轴由ωx+φ=kπ+,k∈Z确定;对称中心由ωx+φ=kπ,k∈Z确定其横坐标.
1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)
(1)函数f(x)=A sin (ωx+φ)(A≠0)的最大值为A,最小值为-A.( )
(2)函数y=sin 的图象是由y=sin 的图象向右平移个单位得到的.( )
(3)利用图象变换作图时“先平移,后伸缩”与“先伸缩,后平移”中平移的长度一致.( )
(4)把函数y=sin x的图象上各点纵坐标不变,横坐标缩短为原来的,所得图象对应的函数解析式为y=sin x.( )
答案:(1)× (2)√ (3)× (4)×
2.函数y=2sin的振幅、频率和初相分别为( )
A.2,, B.2,,
C.2,, D.2,,-
解析:A [由振幅、频率和初相的定义可知,函数y=2sin的振幅为2,频率为,初相为.故选A.]
3.若x1=,x2=是函数f(x)=sin ωx(ω>0)两个相邻的极值点,则ω=( )
A.2 B. C.1 D.
解析:A [依题意得函数f(x)的最小正周期T==2×=π,解得ω=2,选A.]
4.函数f(x)=2sin(ωx+φ)的部分图象如图所示,则ω,φ的值分别是( )
A.2,- B.2,-
C.4,- D.4,
解析:A [由图可知,T=+=,所以T=π,ω==2.因为点在图象上,所以2×+φ=+2kπ,k∈Z,所以φ=-+2kπ,k∈Z.又-<φ<,所以φ=-.故选A.]
5.为了得到函数y=2sin的图象,可以将函数y=2sin 5x的图象向 ________ 平移 ________ 个单位长度.
解析:y=2sin=2sin 5,故将函数y=2sin 5x的图象向右平移个单位长度即可得到y=2sin的图象.
答案:右
函数y=Asin(ωx+φ)的图象及变换
[例1] (2023·大连月考)已知函数y=2sin.
(1)求它的振幅、周期、初相;
(2)用“五点法”作出它在一个周期内的图象;
(3)说明y=2sin的图象可由y=sin x的图象经过怎样的变换而得到.
[解] (1)y=2sin的振幅A=2,周期T==π,初相φ=.
(2)令X=2x+,则y=2sin(2x+)=2sin X.
列表如下:
x
-
X
0
π
2π
y=sin X
0
1
0
-1
0
y=2sin
0
2
0
-2
0
描点画出图象,如图所示.
(3)方法一:把y=sin x的图象上所有的点向左平移个单位长度,得到y=sin的图象;再把y=sin的图象上所有点的横坐标缩短到原来的倍(纵坐标不变),得到
y=sin的图象;最后把y=sin上所有点的纵坐标伸长到原来的2倍(横坐标不变),即可得到y=2sin的图象.
方法二:将y=sin x的图象上所有点的横坐标缩短为原来的倍(纵坐标不变),得到y=sin 2x的图象;再将y=sin 2x的图象向左平移个单位长度,得到y=sin=sin的图象;再将y=sin的图象上所有点的纵坐标伸长为原来的2倍(横坐标不变),
即得到y=2sin的图象.
(1)y=Asin(ωx+φ)的图象可用“五点法”作简图得到,可通过变量代换z=ωx+φ计算五点坐标.
(2)由y=sin ωx到y=sin(ωx+φ)的变换:向左平移(ω>0,φ>0)个单位长度而非φ个单位长度.
(3)平移前后两个三角函数的名称如果不一致,应先利用诱导公式化为同名函数,ω为负时应先变成正值.