内容正文:
5.6 函数
高一上学期
1
单位圆上的动点P, 以(1,0)为起点, 以单位速度1 rad/s按逆时针方向运动了t 秒, 其运动规律具有______性, 点P的纵坐标y与时间t的关系是_________, 即可用______函数模型刻画.
y=sin t
t
P
A(1,0)
O
x
三角
P
A(1,0)
O
周期
单位圆上的匀速圆周运动
思考:生活中一般的匀速圆周运动与上述运动有什么异同点? 可以用怎样的数学模型刻画?
摩天轮上的观光车厢
自行车轮上的某点
筒车上的盛水筒
不同:圆的半径、角速度、起点位置等
相同:周期性等
可用三角函数模型刻画
生活中的匀速圆周运动
筒车是我国古代发明的一种以水流作动力,取水灌田的水利灌溉工具,它既节省人力,又经济环保。
轮周斜装若干竹木制的盛水筒,利用水流推动主轮时,轮周小筒按次序入水舀满, 至顶倾出, 接以木槽, 导入渠田。
实际问题
思考:假设水流量稳定,筒车上的每个盛水筒都做匀速圆周运动,你会用什么函数模型刻画盛水筒距离水面的相对高度H与时间t的关系?
因筒车上盛水筒的运动具有周期性,可考虑用三角函数模型刻画其运动规律.
抽象问题
设经过t s,盛水筒M(视为质点)从点P0逆时针运动到点P.
P0
P
O
实际问题
追问1:如何用刻画动点P的位置?
形
数
点
坐标
建系
x
y
以O为原点,以与水平面平行的直线为x轴,建立平面直角坐标系,设点P(x, y).
追问2:点P的纵坐标y与哪些量有关系?
wt
P0
P
O
r
w
φ
x
y
筒车半径r
以初始位置OP0为终边的角φ
筒车转动的角速度w
追问2:点P到水面的距离H与点P的纵坐标y有关系?
筒轮中心O到水面的距离h
y=r·sin(wt+φ)
追问3:点P的距离水面的高度H与y, h有什么关系?
H=y+h
=r·sin(wt+φ)+h
y>0时,H=y+h
y<0时,H=h-|y|=h+y
P
练习:假设水流稳定,筒车的每个盛水筒都做逆时针匀速圆周运动.现将筒车抽象为一个几何图形,圆的半径为4米,圆心到水面的距离为2,盛水筒M从点P0处开始逆时针转动,OP0与水平面的所成角为30°,且每2分钟恰好转动1圈,则盛水筒M距离水面的高度H(单位:米)与时间t(单位:秒)之间的函数关系式是________________.
x
y
追问1:求筒车转动1分钟时盛水筒M距离水面的高度.
追问2:求盛水筒M第一次到达最高点所用的时间.
追问3:求盛水筒M进入水面后至少经过多久转出水面.
习题演练
思考:从解析式看,函数就是函数在,时的特殊情形.
(1)能否借助我们熟悉的函数的图象研究参数对函数的影响?
(2)函数含有四个参数,你认为应按怎样的思路进行研究?
新知探究
思考:的图象与的图象有何关系?
1、参数对的图象的影响
x 0 π 2π
y 0 1 0 -1 0
x+ 0 π 2π
x
y 0 1 0 -1 0
五点法作图
x 0 π 2π
x
y 0 1 0 -1 0
思考:如何的图象?
1、参数对的图象的影响
1、参数对的图象的影响
x+ 0 π 2π
x -
y 0 1 0 -1 0
2x+ 0 π 2π
x
y 0 1 0 -1 0
思考:如何由的图象得到)的图象?
2.参数对的图象的影响
2.参数对的图象的影响
3.参数对图象的影响(>0)
(2)横坐标缩短到原来的倍
纵坐标不变
(1)向左平移个单位
变换路径一:
的图象
的图象
的图象
(3)纵坐标伸长到原来的倍
横坐标不变
的图象
1
-1
2
-2
o
x
y
3
-3
2
y=sin(2x + )②
y=sinx
y=sin(x+ )①
y=3sin(2x+ )③
路径一演示:
(1)横坐标缩短到原来的倍
纵坐标不变
(2)向左平移个单位
变换路径二:
的图象
的图象
的图象
(3)纵坐标伸长到原来的倍
横坐标不变
的图象
1
-1
2
-2
o
x
y
3
-3
2
y=sin(2x+ )②
y=sinx
y=3sin(2x+ )③
y=sin2x①
路径二演示:
(法1:先平移后伸缩)
(法2:先伸缩后平移)
方法梳理:(>0)的图象
方法梳理:y=Asin(ωx+φ)(ω>0)的性质
4.参数b对y=Asin(ωx+φ)+b图象的影响(A>0)
y=Asin(ωx+φ)+b
y=Asin(ωx+φ)
4.对称中心:令,解出,则对称中心为(…,),
例1.画出函数的简图.
解:先画出函数的图象;
再把正弦曲线向右平移个单位长度,得到的图象;
然后使曲线上各点的横坐标变为原来的得到的图象;
最后把曲线上各点的纵坐标变为原来的2倍,得到的图象,
如图所示:
例1.画出函