内容正文:
第1课时 函数y=Asin(ωx+φ)的图像及变换
课时目标
(1)通过“五点法”作函数y=Asin(ωx+φ)+b的图象,研究其性质及图象间的关系;
(2)掌握A,ω,φ,b对图象形状的影响.
知识点1 A,ω,φ的物理意义
当y=Asin(ωx+φ),x∈[0,+∞)(其中A>0,ω>0)表示一个振动量时,A表示这个量振动时离开平衡位置的最大距离,通常称为这个振动的振幅,往复振动一次需要的时间T=eq \f(2π,ω)称为这个振动的周期,单位时间内往复振动的次数f=eq \f(1,T)=eq \f(ω,2π),称为振动的频率.ωx+φ称为相位,x=0时的相位φ称为初相.
知识点2 周期变换
一般地,函数y=sinωx,x∈R(ω>0,ω≠1)的图象可以看作把正弦曲线上所有点的横坐标缩短(ω>1时)或伸长(0<ω<1时)到原来的eq \f(1,ω)倍(纵坐标不变的情况下)而得到的.
知识点3 振幅变换
一般地,函数y=Asinx,x∈R(A>0,A≠1)的图象可看作把正弦曲线上所有点的纵坐标伸长(A>1)或缩短(A<1时)到原来的A倍(横坐标不变的情况下)而得到,因此,y=Asinx,x∈R的值域是[-A,A],最大值为A,最小值为-A.
知识点4 平移变换(相位变换)
一般地,函数y=sin(x+φ)(φ≠0),x∈R的图象,可看作把正弦曲线上所有点向左(φ>0时)或向右(φ<0时)平行移动|φ|个单位而得到.
知识点5 图象变换
函数y=sinx的图象到函数y=Asin(ωx+φ)的图象的变换过程.
讲重点 五点法作函数y=Asin(ωx+φ)的图象
步骤是:第一步:列表:
由ωx+φ=0,eq \f(π,2),π,eq \f(3π,2),2π先求出x,再由ωx+φ的值求出y的值:
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)
ωx+φ
0
eq \f(π,2)
π
eq \f(3,2)π
2π
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,而成图象.
释疑点 解读函数图象的三种变换1.准确理解“图象变换法”
(1)由y=sinx的图象,通过变换可得到函数y=Asin(ωx+φ)的图象,其变化途径有两条:
①y=sinxeq \o(――→,\s\up7(相应变换),\s\do5( ))y=sin(x+φ)eq \o(――→,\s\up7(周期变换),\s\do5( ))y=sin(ωx+φ)eq \o(――→,\s\up7(振幅变换),\s\do5( ))y=Asin(ωx+φ).
②y=sinxeq \o(――→,\s\up7(周期变换),\s\do5( ))y=sinωxeq \o(――→,\s\up7(相位变换),\s\do5( ))y=sin(ωx+φ)eq \o(――→,\s\up7(振幅变换),\s\do5( ))y=Asin(ωx+φ).
注意:两种途径的变换顺序不同,其中变换的量也有所不同:①是先相位变换后周期变换,平移|φ|个单位.②是先周期变换后相位变换,平移eq \f(|φ|,ω)个单位,这是很易出错的地方,应特别注意.
(2)类似地y=Acos(ωx+φ)(A>0,ω>0)的图象也可由y=cosx的图象变换得到.
(3)上述规律可以推广到一般函数中,即函数y=f(x+φ),y=f(ωx),y=Af(x)的图象分别与函数y=f(x)的图象之间也有类似的规律.
2.函数图象的上、下平移变换
一般地,函数y=sinx+k(k≠0)的图象,可以看作是y=sinx的图象上所有点向上(k>0)或向下(k<0)平移|k|个单位而得到的.
类型一 “五点法”画函数y=Asin(ωx+φ)的简图
【例1】 用五点法作出函数y=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(π,3)))+3的图象,并指出它的周期、频率、相位、初相、最值及单调区间.
思维启迪:五点法作图,要抓住关键五点,令函数式中的ωx+φ取0,eq \f(π,2),π,eq \f(3,2)π,2π,然后求出相应的x,y值,作出图象,由图象回答问题.
解析:(1)列表如下:
x
eq \f(π,3)
eq \f(5,6)π
eq \f(4,3)π
eq \f(11,6)π
eq \f(7,3)π
x-eq \f(π,3)
0
eq \f(π,2)
π
eq \f(3,2)π
2π
y
3
5
3
1
3
(2)描点.