内容正文:
第3课时 函数y=Asin(ωx+φ)的性质(一)
学习目标 1.会通过函数y=Asin(ωx+φ)的部分图象求函数y=Asin(ωx+φ)的解析式.2.结合正弦函数的性质,掌握函数y=Asin(ωx+φ)的性质.
导语
同学们,大家有没有听说过一个成语“可见一斑”,大家知道这是什么意思吗?对,它比喻见到事物的一小部分也能推知事物的整体,大家想一想,这不正是说的三角函数吗?大家知道,三角函数是周期函数,故如果我们知道了一个周期上的三角函数的性质,这个时候是不是可以“可见一斑”了?
一、已知图象求函数y=Asin(ωx+φ)的解析式
问题1 确定三角函数y=Asin(ωx+φ)的解析式,就要确定三角函数的哪些参数?
提示 A,ω,φ的值.其中A影响的是函数的最大、最小值,ω影响的是函数的周期.
问题2 观察下图,你能说说这个图象有什么特点吗?
提示 这是一个周期上的函数图象,周期为π,最大值是3,最小值是-3.除此以外,我们还可以得到函数的单调性、对称轴、对称中心、函数的零点等函数的性质.由此,我们可以推出整个函数的性质.
例1 已知问题2中函数的图象是函数y=Asin(ωx+φ)的图象的一部分,求此函数的解析式.
解 方法一 (逐一定参法)
由图象知A=3,
T=-=π,
∴ω==2,
∴y=3sin(2x+φ).
∵点在函数图象上,
∴-×2+φ=0+2kπ,k∈Z,
∴φ=+2kπ,k∈Z,
又|φ|<,
∴φ=,
∴y=3sin.
方法二 (待定系数法)
由图象知A=3.∵图象过点和,
∴解得
∴y=3sin.
方法三 (图象变换法)
由A=3,T=π,点在图象上,
可知函数图象由y=3sin 2x向左平移个单位长度而得,
∴y=3sin 2,即y=3sin.
反思感悟 给出y=Asin(ωx+φ)的图象的一部分,确定A,ω,φ的方法
(1)逐一定参法:如果从图象可直接确定A和ω,则选取“五点法”中的“第一零点”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或选取最大值点时代入公式ωx+φ=+2kπ,k∈Z,选取最小值点时代入公式ωx+φ=+2kπ,k∈Z.
(2)待定系数法:将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,要认清所选择的点属于五个点中的哪一点,并能正确代入列式.
(3)图象变换法:运用逆向思维的方法,先确定函数的基本解析式y=Asin ωx,再根据图象平移、伸缩规律确定相关的参数.
跟踪训练1 已知函数f(x)=Asin(ωx+φ),x∈R的图象与x轴的交点中,相邻两个交点的距离为,且图象上一个最低点为M,求f(x)的解析式.
解 由最低点M,得A=2.
在x轴上两相邻交点之间的距离为,
故=,即T=π,ω===2.
由点M在图象上得
2sin=-2,即sin=-1,
故+φ=+2kπ,k∈Z,
∴φ=+2kπ,k∈Z,
又φ∈,∴φ=,
故f(x)=2sin.
二、函数y=Asin(ωx+φ)的有关性质
问题3 你能用正弦函数y=sin x的性质类比三角函数y=Asin(ωx+φ)的性质吗?
提示 可以,利用整体代换的思想,当A>0,ω>0时,用ωx+φ整体代换正弦函数中的x即可.
知识梳理
函数y=Asin(ωx+φ),A>0,ω>0的有关性质
名称
性质
定义域
R
值域
[-A,A]
周期性
T=
对称性
对称中心
对称轴
x=+
奇偶性
当φ=kπ(k∈Z)时是奇函数;当φ=kπ+(k∈Z)时是偶函数
单调性
通过整体代换可求出其单调区间
例2 已知函数f(x)=sin+.
(1)求f(x)的最小正周期及单调递增区间;
(2)求f(x)的图象的对称轴方程和对称中心;
(3)求f(x)的最小值及取得最小值时x的取值集合.
解 (1)函数f(x)的最小正周期T==π,
由2kπ-≤2x+≤2kπ+(k∈Z),
得kπ-≤x≤kπ+(k∈Z),
所以f(x)的单调递增区间为(k∈Z).
(2)令2x+=kπ+(k∈Z),则x=+(k∈Z),所以对称轴方程为x=+(k∈Z);
令2x+=kπ(k∈Z),则x=-(k∈Z),
所以对称中心为(k∈Z).
(3)当sin=-1,
即2x+=-+2kπ(k∈Z),
x=-+kπ(k∈Z)时,f(x)取得最小值为,
此时x的取值集合是.
反思感悟 (1)正弦、余弦型函数奇偶性的判断方法
正弦型函数y=Asin(ωx+φ)和余弦型函数y=Acos(ωx+φ)不一定具备奇偶性.对于函数y=Asin(ωx+φ),当φ=kπ(k∈Z)时为奇函数,当φ=kπ+(k∈Z)时为偶函数;对于函数y=Acos(ωx+φ),当φ=kπ(k∈Z)时为偶函数,当φ=kπ+(k∈Z)时为奇函数.
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