内容正文:
第5节 函数y=Asin(ωx+φ)的图象及应用
课程标准解读
1.了解函数y=Asin(ωx+φ)的物理意义;能画出y=Asin(ωx+φ)的图象.2.了解参数A,ω,φ对函数图象变化的影响.3.会用三角函数解决一些简单实际问题,体会三角函数是描述周期变化现象的重要函数模型.
[知识梳理]
1.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
x
-
-+
-
ωx+φ
0
π
2π
y=Asin(ωx+φ)
0
A
0
-A
0
2.函数y=sin x的图象经变换得到y=Asin(ωx+φ)的图象的两种途径
常用结论
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.
[诊断自测]
1.思考辨析(在括号内打“ √”或“×”)
(1)将函数y=3sin 2x的图象向左平移个单位长度后所得图象的解析式是y=3sin(2x+).( )
(2)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.( )
(3)函数y=Acos(ωx+φ)的最小正周期为T,那么函数图象的两个相邻对称中心之间的距离为.( )
(4)由图象求解析式时,振幅A的大小是由一个周期内图象中最高点的值与最低点的值确定的.( )
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)√
2.(教材改编)为了得到y=3cos(3x+)的图象,只需把y=3cos(x+)图象上的所有点的( )
A.纵坐标伸长到原来的3倍,横坐标不变
B.横坐标伸长到原来的3倍,纵坐标不变
C.纵坐标缩短到原来的,横坐标不变
D.横坐标缩短到原来的,纵坐标不变
答案:D
3.(教材改编)若P(x,y)是函数y=sin(x-)图象上的一点,则Q(x,3y)就是函数y=Asin(ωx-)(ω>0,A>0)图象上的相应的点,则ω,A的值分别为( )
A., B.3,
C.,3 D.3,3
解析:D 设(x0,y0)是函数y=sin(x-)图象上的一点,则y0=sin(x0-).
令x=x0,y=3y0,则x0=3x,y0=y,
代入y0=sin(x0-),得=sin(3x-).
∴y=3sin(3x-),因此A=3,ω=3.
4.(易错自纠)函数y=Asin(ωx+φ)(A,ω,φ为常数,A>0,ω>0)在闭区间[-π,0]上的图象如图所示,则ω=________.
解析:观察函数图象可得周期T=,
故T==,则ω=3.
答案:3
5.(2022·全国甲卷)将函数f(x)=sin(ωx+)(ω>0)的图象向左平移个单位长度后得到曲线C,若C关于y轴对称,则ω的最小值是( )
A. B.
C. D.
解析:C 设平移后的曲线C对应的函数为y=g(x),则g(x)=sin=sin(ωx++),
又曲线C关于y轴对称,
∴+=+kπ(k∈Z),∴ω=2k+(k∈Z).
又ω>0,∴ωmin=.
考点一 函数y=Asin(ωx+φ)的图象及变换(综合性)
已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,-<φ<)的最小正周期是π,且当x=时,f(x)取得最大值2.
(1)求f(x)的解析式;
(2)作出f(x)在[0,π]上的图象(要列表);
(3)函数y=f(x)的图象可由函数y=sin x的图象经过怎样的变换得到?
[解] (1)因为函数f(x)的最小正周期是π,所以ω=2.
又因为当x=时,f(x)取得最大值2,所以A=2,
同时2×+φ=2kπ+,k∈Z,
φ=2kπ+,k∈Z,
因为-<φ<,所以 φ=,
所以f(x)=2sin(2x+).
(2)由x∈[0,π],得≤2x+≤π.
列表如下:
2x+
π
2π
x
0
π
f(x)
1
2
0
-2
0
1
描点,连线,得f(x)在x∈[0,π]的图象:
(3)将y=sin x的图象上的所有点向左平移个单位长度,得到函数y=sin(x+)的图象,再将y=sin(x+)的图象上所有点的横坐标缩短到原来的(纵坐标不变),得到函数y=sin(2x+)的图象,再将y=sin(2x+)上所有点的纵坐标伸长2倍(横坐标不变),得到f(x)=2sin(2x+)的图象.
[母题探究1] 本例已知条件不变,第(3)问改为:函数y=f(x)的图象可由函数y=2cos x的图象经过怎样的变换得到?
解:因