内容正文:
第五章 三角函数
§5.6函数
一、函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的图象
(一)“图像变换法”作函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的图象
1.先平移后伸缩
2.先伸缩后平移
(二)“五点法”作函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的图象
第一步:列表.
ωx+φ
0
π
2π
x
-
-
-
-
-
y
0
A
0
-A
0
第二步:在同一坐标系中描出各点.
第三步:用光滑曲线连接这些点,得到一个周期内的图象,再将图象左右延伸.
【典例1】画出函数的图象.
【分析】第一种方法,先求周期再用“五点法”作出在一个周期内的图象,从图象求值域;第二种方法,先从的图象变换得到图象再求周期和值域.
【详解】(方法一)先作出函数的图象,将正弦曲线向左平移个单位长度,得到函数的图象;再将的图象上每一点的纵坐标不变、横坐标缩短为原来的,得到函数的图象;再将函数的图象上每一点的横坐标不变、纵坐标扩大为原来的2倍,就得到函数的图象,如下图:
(方法二)函数的周期,先用“五点法”作出它在一个周期内的图象,列表如下:
0
0
2
0
0
作出函数在上的简图,并左右连续地平移,就可以得到这个函数的图象,如下图:
二、函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的性质
定义域
R
奇偶性
当φ=kπ(k∈Z)时是奇函数;
当φ=kπ+(k∈Z)时是偶函数.
值域
[-A,A]
周期性
T=
单调性
由2kπ-≤ωx+φ≤2kπ+,k∈Z,解得单调递增区间
由2kπ+≤ωx+φ≤2kπ+,k∈Z,解得单调递减区间
对称中心
令ωx+φ=kπ,y=0得(k∈Z)
对称轴
令ωx+φ=kπ+,得x=+(k∈Z)
【典例2】若将函数的图象上各点横坐标缩短到原来的(纵坐标不变)得到函数的图象,则下列说法正确的是( )
A.函数在上单调递增 B.函数的周期是
C.函数的图象关于点对称 D.函数在上最大值是1
【答案】A
【详解】将横坐标缩短到原来的得:
当时,在上单调递增 在上单调递增,正确;
的最小正周期为: 不是的周期,错误;
当时,,关于点对称,错误;
当时, 此时没有最大值,错误.
【典例3】已知函数的部分图象如图所示,则( )
A.的最小正周期为
B.当时,的值域为
C.将函数的图象向右平移个单位长度可得函数的图象
D.将函数的图象上所有点的横坐标伸长为原来的2倍,纵坐标不变,得到的函数图象关于点对称
【答案】ACD
【分析】先根据中,,的几何意义,求得的解析式,再结合正弦函数的图象与性质,函数图象的变换,逐一分析选项即可.
【详解】由图可知,,函数的最小正周期,故A正确;
而,
因为,所以,所以,,即,,
又,所以,所以,
对于B,当时,,所以,所以的值域为,故B错误;
对于C,将函数的图象向右平移个单位长度,得到的图象,故C正确;
对于D,将函数的图象上所有点的横坐标伸长为原来的2倍,纵坐标不变,得到的图象,因为当时,,所以得到的函数图象关于点对称,故D正确.
【方法总结】由y=Asin(ωx+φ)的部分图象确立三角函数的解析式:
(1)A:一般可由图象上的最大值、最小值来确定.
(2)ω:因为T=,故往往通过求周期T来确定ω,相邻的最高点与最低点之间的距离为;相邻的两个最高点(或最低点)之间的距离为T.
(3)φ:从“五点法”中的第一个点作为突破口,要从图象的升降情况找准第一个点的位置,同时注意题目中给出的φ的范围,除使用初始点外,还可在五点中找两个特殊点列方程组来求解φ.
【变式】已知函数的部分图象如图所示.则( )
A.的图象关于中心对称
B.在区间上单调递增
C.函数的图象向右平移个单位长度可以得到函数的图象
D.将函数的图象所有点的横坐标缩小为原来的,得到函数的图象
【答案】ABD
【分析】由题意首先求出函数的表达式,对于A,直接代入检验即可;对于B,由复合函数单调性、正弦函数单调性判断即可;对于CD,直接由三角函数的平移、伸缩变换法则进行运算即可.
【详解】由图象可知,,解得,
又,所以,即,结合,可知,
所以函数的表达式为,
对于A,由于,即的图象关于中心对称,故A正确;
对于B,当时,,由复合函数单调性可知在区间上单调递增,故B正确;
对于C,函数的图象向右平移个单位长度可以得到函数,故C错误;
对于D,将函数的图象所有点的横坐标缩小为原来的,得到函数的图象,故D正确.
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