内容正文:
第五章 三角函数
5. 6 函数y=Asin(ωx+φ)
5.6.1 匀速圆周运动的数学模型
5.6.2 函数y=Asin(ωx+φ)的图象
第1课时 函数y=Asin(ωx+φ)的图象
(教师独具内容)
课程标准:1.结合具体实例,了解y=Asin(ωx+φ)的实际意义.2.能借助图象理解参数ω,φ,A的意义,了解参数变化对函数图象的影响.
教学重点:1.能够将y=sinx的图象进行变换得到y=Asin(ωx+φ),x∈R的图象.2.会用“五点法”画函数y=Asin(ωx+φ),x∈R的图象.
教学难点:函数y=Asin(ωx+φ),x∈R的图象的综合变换.
核心素养:通过函数图象的变换,培养直观想象素养.
核心概念掌握
核心素养形成
随堂水平达标
目录
课后课时精练
核心概念掌握
左
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知识点一 参数φ,ω,A对函数y=Asin(ωx+φ)图象的影响
(1)φ对y=sin(x+φ)的图象的影响
核心概念掌握
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伸长
(2)ω(ω>0)对y=sin(ωx+φ)的图象的影响
核心概念掌握
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(3)A(A>0)对y=Asin(ωx+φ)的图象的影响
核心概念掌握
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知识点二 由函数y=sinx的图象得到函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的图象的途径
由函数y=sinx的图象通过变换得到y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的图象有两种主要途径:“_______________”与“_______________”.
先平移后伸缩
先伸缩后平移
y=sin(ωx+φ)
核心概念掌握
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y=sin(ωx+φ)
核心概念掌握
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核心概念掌握
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答案
核心概念掌握
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答案
y=cos4x
核心概念掌握
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核心素养形成
题型一 三角函数图象的平移变换
解析 将函数y=sinx的图象沿x轴向右平移π个单位长度,得到y=sin(x-π)=-sinx的图象.故选B.
(1)将函数y=sinx的图象沿x轴向右平移π个单位长度,得到的函数图象的解析式为( )
A.y=sinx B.y=-sinx
C.y=cosx D.y=-cosx
答案
解析
核心素养形成
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答案
解析
核心素养形成
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核心素养形成
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解析
核心素养形成
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答案
解析
(2)将函数y=5+sin2x的图象向下平移3个单位长度,所得函数图象的解析式的最大值为_____,最小值为_____.
解析:将函数y=5+sin2x的图象向下平移3个单位长度,所得函数图象的解析式为y=2+sin2x,故最大值为3,最小值为1.
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核心素养形成
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题型二 三角函数图象的伸缩变换
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解析
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解析
y=sin2x
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解析
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解析
y=sinx
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题型三 三角函数图象的综合变换与“五点法”作图
核心素养形成
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解
核心素养形成
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解
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【感悟提升】
1.“五点法”作图的实质
利用“五点法”作函数f(x)=Asin(ωx+φ)的图象,实质是利用函数的三个零点,两个最值点画出函数在一个周期内的图象.
2.用“五点法”作函数f(x)=Asin(ωx+φ)图象的步骤
第一步:列表;
第二步:在同一坐标系中描出各点;
第三步:用光滑的曲线连接这些点,形成图象.
核心素养形成
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解
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解
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基础题(占比60%) 中档题(占比30%) 拔高题(占比10%)
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
难度 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★★
对点 由三角函数图象伸缩变换求参数值 三角函数图象的平移变换 由三角函数图象平移、伸缩变换判断函数图象 三角函数图象的平移、伸缩变换求函数值 三角函数图象的平移、伸缩变换求参数值 三角恒等变换与三角函数图象平移变换的综合 由三角函数图象的平移变换求函数解析式 三角函数图象平移变换求参数值
题号 9 10 11 12 13 14 15
难度 ★ ★ ★★ ★★ ★★ ★★ ★★★
对点 三角函数图象的平移、伸缩变换的途径 “五点法”作图与三角函数图象变换的综合 三角函数图象平移变换中的新定义问题 三角函数图象的平移变换与直线交点问题的综合 辅助角公式;三角函数图象的平移、伸缩变换的途径 由三角函数图象平移、伸缩变换求参数最值 “五点法”作图与三角函数图象变换的综合
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解析: 把函数y=cos2x+1的图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),得到函数y=cosx+1的图象,然后把所得函数图象向左平移1个单位长度,再向下平移1个单位长度,得到函数y=cos(x+1)的图象.故选A.
解析
3.把函数y=cos2x+1的图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),然后向左平移1个单位长度,再向下平移1个单位长度,得到的图象是( )
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R
(1)先平移后伸缩
y=sinx的图象eq \o(――――――――――→,\s\up17(向左(φ>0)或向右(φ<0)),\s\do15(平移|φ|个单位长度))y=sin(x+φ)的图象
_____________的图象eq \o(――――――――→,\s\up17(纵坐标变为原来的A倍),\s\do15(横坐标不变))y=Asin(ωx+φ)的图象.
(2)先伸缩后平移
y=sinx的图象________________的图象eq \o(―――――――――――――――→,\s\up17(向左(φ>0)或向右(φ<0)),\s\do15(平移_____个单位长度))
y=sin(ωx+φ)的图象eq \o(――――――――――→,\s\up17(纵坐标变为原来的A倍),\s\do15(横坐标不变))y=Asin(ωx+φ)的图象.
[提醒] (1)两种变换中平移的长度不同,分别是|φ|和eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(φ,ω))),但平移方向是一致的.
(2)平移的长度是对于自变量“x”而言的.
eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(φ,ω)))
1.(平移变换求解析式)将函数y=cosx的图象向右平移eq \f(π,6)个单位长度,所得图象的解析式是( )
A.y=coseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(π,6)))
B.y=coseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,6)))
C.y=cosx-eq \f(π,6)
D.y=cosx+eq \f(π,6)
2.(伸缩变换的过程)为了得到函数y=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)x-\f(π,6))),x∈R的图象,只需将函数y=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(π,6))),x∈R的图象上的所有点( )
A.横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变
B.横坐标缩短到原来的eq \f(1,2),纵坐标不变
C.纵坐标伸长到原来的2倍,横坐标不变
D.纵坐标缩短到原来的eq \f(1,2),横坐标不变
3.(伸缩变换求解析式)将函数y=cosx图象上各点的横坐标缩短为原来的eq \f(1,4)(纵坐标不变),所得图象的解析式为________.
4.(平移变换求平移长度)将函数y=sinx的图象向左平移φ(0≤φ<2π)个单位长度后,得到函数y=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(π,6)))的图象,则φ=________.
eq \f(11π,6)
(2)为了得到函数y=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,6)))的图象,可以将函数y=cos2x的图象( )
A.向右平移eq \f(π,6)个单位长度
B.向右平移eq \f(π,3)个单位长度
C.向左平移eq \f(π,6)个单位长度
D.向左平移eq \f(π,3)个单位长度
解析 函数y=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,6)))=coseq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(π,2)-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,6)))))=coseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,3)-2x))=coseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(2π,3)))=coseq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(π,3))))),所以只需将函数y=cos2x的图象向右平移eq \f(π,3)个单位长度,可得函数y=coseq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(π,3)))))的图象.故选B.
【感悟提升】三角函数图象的平移变换
(1)左右平移
①观察函数名是否相同,若函数名不同,则先化为同名函数;
②观察x的系数,当x的系数不为1时,应提取系数确定平移的方向和长度;
③方向遵循“左加右减”的规律,且从ωx→ωx+φ的平移量为eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(φ,ω)))个单位长度.
(2)上下平移
平移规律为“上加下减”,即:若将函数y=sinx的图象沿y轴向上(下)平移k(k>0)个单位长度,则得到的函数图象的解析式为y=sinx+k(y=sinx-k).
【跟踪训练】
1.(1)要得到函数y=sinx的图象,只需将函数y=coseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,4)-x))的图象( )
A.向右平移eq \f(π,4)个单位长度
B.向左平移eq \f(π,4)个单位长度
C.向右平移eq \f(π,2)个单位长度
D.向左平移eq \f(π,2)个单位长度
解析:因为y=coseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,4)-x))=coseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(π,4)))=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(π,4)+\f(π,2)))=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,4))),所以要得到函数y=sinx的图象,只需将函数y=coseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,4)-x))=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,4)))的图象向右平移eq \f(π,4)个单位长度.
A.y=3sin2x
B.y=2sin3x
C.y=3sineq \f(1,2)x
D.y=eq \f(1,3)sineq \f(1,2)x
解析 将函数y=sinx图象上各点的横坐标伸长为原来的2倍,得到y=sineq \f(1,2)x的图象,纵坐标伸长为原来的3倍,得到y=3sineq \f(1,2)x的图象.故选C.
(2)将函数y=sinx图象上所有点的纵坐标保持不变,横坐标变为原来的eq \f(1,2),所得到的函数图象的解析式为________.
解析 将函数y=sinx图象上所有点的纵坐标保持不变,横坐标变为原来的eq \f(1,2),所得到的函数图象的解析式为y=sin2x.
【感悟提升】三角函数图象的伸缩变换
(1)横向伸缩
已知ω>0,横向伸缩规律为“伸缩倍数乘倒数”:将函数y=sinx图象上各点的横坐标伸长(当0<ω<1时)或缩短(当ω>1时)到原来的eq \f(1,ω)倍(纵坐标不变),得到的函数图象的解析式为y=sinωx.
(2)纵向伸缩
已知A>0,纵向伸缩规律为“伸缩倍数乘倍数”:将函数y=sinx图象上各点的纵坐标伸长(当A>1时)或缩短(当0<A<1时)到原来的A倍(横坐标不变),得到的函数图象的解析式为y=Asinx.
【跟踪训练】
2.(1)将函数y=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,4)))图象上各点的横坐标缩短到原来的一半,纵坐标不变,得到的函数图象的解析式为( )
A.y=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,4)))
B.y=cos2x
C.y=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)x+\f(π,4)))
D.y=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)x+\f(π,8)))
解析:将函数y=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,4)))图象上各点的横坐标缩短到原来的一半,纵坐标不变,得到的函数图象的解析式为y=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,4))).
(2)将函数y=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,6)))图象上各点的横坐标伸长到原来的2倍,再沿x轴向右平移eq \f(π,6)个单位长度,所得函数图象的解析式为________.
解析:将函数y=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,6)))图象上各点的横坐标伸长到原来的2倍,得到函数y=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,6)))的图象,再沿x轴向右平移eq \f(π,6)个单位长度,得到函数y=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,6)-\f(π,6)))=sinx的图象.
(π,3)INCLUDEPICTURE"例3灰.TIF"
INCLUDEPICTURE "E:\\杨楠\\课件\\535数学(必修第一册导学案(A版\\例3灰.TIF" \* MERGEFORMATINET
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INCLUDEPICTURE "E:\\杨楠\\课件\\535数学(必修第一册导学案(A版\\例3灰.TIF" \* MERGEFORMATINET
INCLUDEPICTURE "E:\\赵娜\\535数学(必修第一册导学案(A版\\例3灰.TIF" \* MERGEFORMATINET
将函数y=sinx+1图象上各点的纵坐标伸长到原来的3倍,横坐标伸长到原来的2倍,再沿x轴向左平移个单位长度得到函数y=f(x)的图象.
(1)求函数y=f(x)的解析式;
(2)用“五点法”画出函数y=f(x)在一个周期内的图象.
解 (1)将函数y=sinx+1图象上各点的纵坐标伸长到原来的3倍,得到y=3sinx+3的图象,再将横坐标伸长到原来的2倍,得到y=3sineq \f(x,2)+3的图象,最后沿x轴向左平移eq \f(π,3)个单位长度得到函数y=3sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(x,2)+\f(π,6)))+3的图象,即函数y=f(x)的解析式为y=f(x)=3sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(x,2)+\f(π,6)))+3.
(2)列表:
eq \f(x,2)+eq \f(π,6)
0
eq \f(π,2)
π
eq \f(3π,2)
2π
x
-eq \f(π,3)
eq \f(2π,3)
eq \f(5π,3)
eq \f(8π,3)
eq \f(11π,3)
y=f(x)
3
6
3
0
3
描点,画出图象如图.
ωx+φ
0
eq \f(π,2)
π
eq \f(3π,2)
2π
x
-eq \f(φ,ω)
eq \f(π,2ω)-eq \f(φ,ω)
eq \f(π,ω)-eq \f(φ,ω)
eq \f(3π,2ω)-eq \f(φ,ω)
eq \f(2π,ω)-eq \f(φ,ω)
f(x)
0
A
0
-A
0
【跟踪训练】
3.作出函数y=3sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,3)))在一个周期内的图象,并说明它与y=sinx的图象之间的关系.
解:列表:
2x+eq \f(π,3)
0
eq \f(π,2)
π
eq \f(3π,2)
2π
x
-eq \f(π,6)
eq \f(π,12)
eq \f(π,3)
eq \f(7π,12)
eq \f(5π,6)
3sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,3)))
0
3
0
-3
0
描点、画图,如图:
从图可以看出,y=3sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,3)))的图象是用下面方法得到的.
解法一eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x→x+\f(π,3)→2x+\f(π,3))):
y=sinx的图象y=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,3)))的图象
y=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,3)))的图象eq \o(――――――――→,\s\up17(横坐标不变),\s\do15(纵坐标伸长到原来的3倍))y=3sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,3)))的图象.
解法二eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x→2x→2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,6)))=2x+\f(π,3))):
y=sinx的图象y=sin2x的图象y=sineq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,6)))))=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,3)))的图象eq \o(―――――――――→,\s\up17(横坐标不变),\s\do15(纵坐标伸长为原来的3倍))y=3sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,3)))的图象.
1.要得到函数y=3sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,4)))的图象,只需将函数y=3sin2x的图象( )
A.向左平移eq \f(π,4)个单位长度
B.向右平移eq \f(π,4)个单位长度
C.向左平移eq \f(π,8)个单位长度
D.向右平移eq \f(π,8)个单位长度
解析:由y=3sin[2(x+φ)]=3sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,4))),得2φ=eq \f(π,4),φ=eq \f(π,8).故向左平移eq \f(π,8)个单位长度.
2.将函数y=sinx图象上所有的点向右平移eq \f(π,10)个单位长度,再把所得图象上各点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),所得函数图象的解析式为( )
A.y=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,10)))
B.y=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,5)))
C.y=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)x-\f(π,10)))
D.y=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)x-\f(π,20)))
解析:将函数y=sinx图象上所有的点向右平移eq \f(π,10)个单位长度,所得函数图象的解析式为y=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(π,10))),再把所得图象上各点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),所得函数图象的解析式为y=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)x-\f(π,10))).故选C.
3.已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)的图象的一部分如图1所示,则图2的图象对应的函数解析式为( )
A.y=feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(1,2)))
B.y=f(2x+1)
C.y=feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(x,2)+\f(1,2)))
D.y=feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(x,2)+1))
解析:观察图象可知,题图2的图象是由题图1的图象向左平移1个单位长度后得y=f(x+1)的图象,再把y=f(x+1)的图象上所有点的横坐标缩短为原来的eq \f(1,2)(纵坐标不变)得到的,所以题图2的图象对应的函数解析式为y=f(2x+1).故选B.
4.将函数y=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,6)))图象上所有点的纵坐标_______(填“伸长”或“缩短”)为原来的_____倍,横坐标保持不变,得到函数y=3sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,6)))的图象.
解析:由三角函数图象的伸缩规律可知,将函数y=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,6)))图象上所有点的纵坐标伸长为原来的3倍,横坐标保持不变,得到函数y=3sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,6)))的图象.
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,15),0)),eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(7π,30),2)),eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,5),0)),eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(17π,30),-2)),eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(11π,15),0))
5.利用“五点法”作函数y=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(3x-\f(π,5)))的图象时,所取的五个点的坐标为
________________________________________________.
解析:令3x-eq \f(π,5)=0,eq \f(π,2),π,eq \f(3π,2),2π得x=eq \f(π,15),eq \f(7π,30),eq \f(2π,5),eq \f(17π,30),eq \f(11π,15),故五个点的坐标是eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,15),0)),eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(7π,30),2)),eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,5),0)),eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(17π,30),-2)),eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(11π,15),0)).
1.函数y=cosx图象上各点的纵坐标不变,把横坐标变为原来的2倍,得到图象的解析式为y=cosωx,则ω的值为( )
A.2
B.eq \f(1,2)
C.4
D.eq \f(1,4)
解析:由题意可知得到图象的解析式为y=coseq \f(1,2)x,所以ω=eq \f(1,2).
2.要得到函数y=coseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,4)))的图象,可将函数y=sin2x的图象( )
A.向左平移eq \f(π,8)个单位长度
B.向右平移eq \f(π,8)个单位长度
C.向左平移eq \f(π,4)个单位长度
D.向右平移eq \f(π,4)个单位长度
解析:y=coseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,4)))=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,4)+\f(π,2)))=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,4)))=sineq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,8))))),所以要得到函数y=coseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,4)))的图象,可将函数y=sin2x的图象向左平移eq \f(π,8)个单位长度.
4.(2024·湖南岳阳高一上期末教学质量监测)将函数y=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(6x+\f(π,4)))的图象上各点的横坐标伸长为原来的3倍,纵坐标保持不变,再将所得图象向右平移eq \f(π,8)个单位长度,得到函数y=f(x)的图象,则feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)))=( )
A.eq \f(1,2) B.0 C.eq \f(\r(3),2) D.1
解析:函数y=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(6x+\f(π,4)))的图象上各点的横坐标伸长到原来的3倍得到图象的解析式为y=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,4))),再向右平移eq \f(π,8)个单位长度得到图象的解析式为y=sineq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(π,8)))+\f(π,4)))=sin2x,即f(x)=sin2x,则feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)))=sinπ=0.故选B.
5.把函数y=sin(ωx+φ)(ω>0,|φ|<π)的图象向左平移eq \f(π,6)个单位长度,再将图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),所得图象的函数解析式为y=sinx,则( )
A.ω=2,φ=eq \f(π,6)
B.ω=2,φ=-eq \f(π,3)
C.ω=eq \f(1,2),φ=eq \f(π,6)
D.ω=eq \f(1,2),φ=-eq \f(π,3)
解析:将y=sinx的图象上所有点的横坐标缩短到原来的eq \f(1,2)(纵坐标不变),所得图象的函数解析式为y=sin2x,再将此函数图象向右平移eq \f(π,6)个单位长度可得y=sineq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(π,6)))))的图象,即y=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,3)))的图象,所以ω=2,φ=-eq \f(π,3).
6.(多选)为了得到函数y=2sin2x的图象,下列变换正确的是( )
A.将函数y=(sinx+cosx)2的图象向右平移eq \f(π,4)个单位长度
B.将函数y=1-cos2x的图象向左平移eq \f(π,4)个单位长度
C.将函数y=2sin2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,6)))的图象向右平移eq \f(π,6)个单位长度
D.将函数y=2sin2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,6)))的图象向左平移eq \f(π,6)个单位长度
解析:将函数y=(sinx+cosx)2=1+sin2x的图象向右平移eq \f(π,4)个单位长度,得到函数y=1+sineq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(π,4)))))=1+sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,2)))=1-cos2x=2sin2x的图象,故A正确;将函数y=1-cos2x的图象向左平移eq \f(π,4)个单位长度,得到函数y=1-coseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,2)))=1+sin2x的图象,故B错误;将函数y=2sin2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,6)))=1-coseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,3)))的图象向右平移eq \f(π,6)个单位长度,得到函数y=1-coseq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(π,6)))+\f(π,3)))=1-cos2x=2sin2x的图象,故C正确,D错误.故选AC.
y=-eq \r(2)cos2x-3
7.将函数y=eq \r(2)coseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,3)))的图象向左平移eq \f(π,3)个单位长度,再向下平移3个单位长度,则所得图象的解析式为__________________.
解析:将y=eq \r(2)coseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,3)))的图象向左平移eq \f(π,3)个单位长度,得到y=
eq \r(2)coseq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,3)))+\f(π,3)))=eq \r(2)cos(2x+π)=-eq \r(2)cos2x的图象,再向下平移3个单位长度得到y=-eq \r(2)cos2x-3的图象.
8.若将函数f(x)=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(ωx+\f(π,6)))(0<ω<7)的图象向右平移eq \f(π,3)个单位长度后恰与f(x)的图象重合,则ω的值是______.
解析:函数f(x)=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(ωx+\f(π,6)))(0<ω<7)的图象向右平移eq \f(π,3)个单位长度后,得到g(x)=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(ωx-\f(ωπ,3)+\f(π,6)))的图象恰与f(x)的图象重合,故eq \f(ωπ,3)=2kπ(k∈Z),解得ω=6k(k∈Z),由于0<ω<7,所以ω=6.
9.将y=sinx的图象怎样变换可得到函数y=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,4)))+1的图象?
解:解法一(先伸缩法):①将y=sinx的图象上所有点的纵坐标伸长到原来的2倍,横坐标不变,得到y=2sinx的图象;②将所得图象上所有点的横坐标缩短到原来的eq \f(1,2),纵坐标不变,得到y=2sin2x的图象;③将所得图象沿x轴向左平移eq \f(π,8)个单位长度,得到y=2sineq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,8)))))=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,4)))的图象;④将所得图象沿y轴向上平移1个单位长度,得到y=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,4)))+1的图象.
解法二(先平移法):①将y=sinx的图象沿x轴向左平移eq \f(π,4)个单位长度,得到y=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,4)))的图象;②将所得图象上所有点的横坐标缩短到原来的eq \f(1,2),纵坐标不变,得到y=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,4)))的图象;③将所得图象上所有点的纵坐标伸长到原来的2倍,横坐标不变,得到y=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,4)))的图象;④将所得图象沿y轴向上平移1个单位长度,得到y=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,4)))+1的图象.
10.已知f(x)=eq \r(2)sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,4))),画出f(x)在区间eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(π,2),\f(π,2)))上的图象.
解:∵x∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(π,2),\f(π,2))),∴2x-eq \f(π,4)∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(5π,4),\f(3π,4))).
列表如下:
2x-eq \f(π,4)
-eq \f(5π,4)
-π
-eq \f(π,2)
0
eq \f(π,2)
eq \f(3π,4)
x
-eq \f(π,2)
-eq \f(3π,8)
-eq \f(π,8)
eq \f(π,8)
eq \f(3π,8)
eq \f(π,2)
f(x)
1
0
-eq \r(2)
0
eq \r(2)
1
描点、连线,得f(x)在区间eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(π,2),\f(π,2)))上的图象如图所示.
11.如果两个函数的图象经过平移后能够重合,则称这两个函数为“互为生成”函数,给出下列函数:
①f(x)=sinx;②f(x)=sinx-cosx;③f(x)=2coseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,12)));④f(x)=eq \r(3)sinx-2cos2eq \f(x,2).
其中是“互为生成”函数的是( )
A.①②
B.①④
C.②③
D.③④
解析:∵①f(x)=sinx;②f(x)=sinx-cosx=eq \r(2)sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(π,4)));③f(x)=2coseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,12)))=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,12)+\f(π,2)))=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(7π,12)));④f(x)=eq \r(3)sinx-2cos2eq \f(x,2)=eq \r(3)sinx-2×eq \f(1+cosx,2)=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(π,6)))-1,故把③中的函数f(x)=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(7π,12)))的图象向右平移eq \f(3π,4)个单位长度,再向下平移1个单位长度,可得④中的函数f(x)=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(π,6)))-1的图象,故③④为“互为生成”函数.
12.(2023·全国甲卷)函数y=f(x)的图象由函数y=coseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,6)))的图象向左平移eq \f(π,6)个单位长度得到,则y=f(x)的图象与直线y=eq \f(1,2)x-eq \f(1,2)的交点个数为( )
A.1
B.2
C.3
D.4
解析:因为函数y=coseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,6)))的图象向左平移eq \f(π,6)个单位长度得到函数y=coseq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,6)))+\f(π,6)))=coseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,2)))=-sin2x的图象,所以f(x)=-sin2x,而直线y=eq \f(1,2)x-eq \f(1,2)显然过eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,-\f(1,2)))与(1,0)两点,作出y=f(x)与直线y=eq \f(1,2)x-eq \f(1,2)的部分图象如图,所以由图可知,y=f(x)的图象与直线y=eq \f(1,2)x-eq \f(1,2)的交点个数为3.故选C.
13.(多选)如果由函数y=sinx+eq \r(3)cosx的图象变换得到函数y=eq \r(3)cos2x-sin2x的图象,那么下列变换正确的是( )
A.纵坐标不变,横坐标伸长到原来的2倍
B.纵坐标不变,横坐标缩短到原来的一半
C.向左平移eq \f(π,3)个单位长度,再将横坐标缩短到原来的一半,纵坐标不变
D.将横坐标缩短到原来的一半,纵坐标不变,再向左平移eq \f(π,6)个单位长度
解析:函数y=sinx+eq \r(3)cosx=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,3))),函数y=eq \r(3)cos2x-sin2x=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(2π,3))).将函数y=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,3)))图象上所有点的纵坐标不变,横坐标伸长到原来的2倍,得到y=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)x+\f(π,3)))的图象,故A错误;将函数y=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,3)))图象上所有点的纵坐标不变,横坐标缩短到原来的一半,得到y=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,3)))的图象,故B错误;将函数y=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,3)))的图象向左平移eq \f(π,3)个单位长度,得到函数y=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(2π,3)))的图象,再将所有点的横坐标缩短到原来的一半,纵坐标不变,得到函数y=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(2π,3)))的图象,故C正确;将函数y=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,3)))图象上所有点的横坐标缩短到原来的一半,纵坐标不变,得到函数y=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,3)))的图象,再向左平移eq \f(π,6)个单位长度,得到函数y=2sineq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,6)))+\f(π,3)))=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(2π,3)))的图象,故D正确.故选CD.
14.(2024·重庆南开中学高一上月考)把函数f(x)=2coseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,4)))的图象向左平移m(m>0)个单位长度,得到函数g(x)=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,3)))的图象,则m的最小值是________.
eq \f(17π,24)
解析:把函数f(x)=2coseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,4)))的图象向左平移m(m>0)个单位长度,得到g(x)=2coseq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(2(x+m)-\f(π,4)))=2coseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+2m-\f(π,4)))的图象,又g(x)=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,3)))=2coseq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(π,2)-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,3)))))=2coseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(5π,6)-2x))=2coseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(5π,6))),所以2m-eq \f(π,4)=-eq \f(5π,6)+2kπ,k∈Z,得m=-eq \f(7π,24)+kπ,k∈Z,因为m>0,所以当k=1时,m最小,此时m=π-eq \f(7π,24)=eq \f(17π,24).
15.已知函数f(x)=3sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)x-\f(π,4))),x∈R.
(1)利用“五点法”画出函数f(x)在一个周期eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(π,2),\f(9π,2)))上的简图;
(2)先把f(x)的图象向左平移eq \f(π,2)个单位长度,得到f1(x)的图象;然后把f1(x)的图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),得到f2(x)的图象;再把f2(x)的图象上所有点的纵坐标缩短到原来的eq \f(1,3)(横坐标不变),得到g(x)的图象,求g(x)的解析式.
解:(1)列表取值:描出五个关键点并用光滑曲线连接,得到一个周期的简图.
eq \f(1,2)x-eq \f(π,4)
0
eq \f(π,2)
π
eq \f(3π,2)
2π
x
eq \f(π,2)
eq \f(3π,2)
eq \f(5π,2)
eq \f(7π,2)
eq \f(9π,2)
f(x)
0
3
0
-3
0
(2)把f(x)=3sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)x-\f(π,4)))的图象向左平移eq \f(π,2)个单位长度得到f1(x)=3sineq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(1,2)\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,2)))-\f(π,4)))=3sineq \f(1,2)x的图象.把f1(x)=3sineq \f(1,2)x的图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变)得到f2(x)=3sineq \f(1,4)x的图象.把f2(x)=3sineq \f(1,4)x的图象上所有点的纵坐标缩短到原来的eq \f(1,3)(横坐标不变)得到g(x)=sineq \f(1,4)x的图象.所以g(x)=sineq \f(1,4)x.
$$