内容正文:
1.函数f(x)=-12sinxcosx
的最大值是
( )
A.12 B.-
1
2 C.
1
4 D.-
1
4
2.函数y=cos4x-sin4x+2的最小正周期是
( )
A.π B.2π C.π2 D.
π
4
3.化简:
cos32π-α
æ
è
ç
ö
ø
÷-tanα2
(1+cosα)
1-cosα
(0<α
<π)= .
4.函数f(x)=sin2x+sinxcosx+1的最小正周
期是 ,单调递减区间是 .
5.已知函数f(x)=sin(2x-π6
)+2cos2x-1.
(1)求函数f(x)的最大值及其相应的x的
取值集合;
(2)若π4<α<
π
2
且 f(α)=45
,求cos2α
的值.
学习至此,请完成配套训练
5.6 函数y=Asin(ωx+φ)
第1课时 函数y=Asin(ωx+φ)(一)
课程标准 素养解读
1.理解y=Asin(ωx+φ)中ω、φ、A 对图象的影响
2.掌握y=sinx与y=Asin(ωx+φ)图象间的变换
关系,并能正确地指出其变换步骤
3.掌握y=Asin(ωx+φ)的图象画法
1.通过学习y=Asin(ωx+φ)的图象,培
养学生数学抽象和直观想象素养
2.通过对三角函数的图象变换,提升逻
辑推理素养
[情境引入]
筒车是我国古代发明的
一种水利灌溉工具,因其经
济又环保,至今还在农业生
产中得到使用.明朝科学家
徐光启在«农政全书»中用图
画描 绘 了 筒 车 的 工 作 原 理
如图.
假定在水流量稳定的情况下,筒车上的每
一个盛水筒都做匀速圆周运动.
[问题] 你能用一个合适的函数模型来刻画
盛水筒(视为质点)距离水面的相对高度与时
间的关系吗?
222
数学必修第一册
[知识梳理]
[知识点] A,ω,φ对函数y=Asin(ωx+φ)
的图象的影响
1.φ对函数y=sin(x+φ)的图象的影响
y=sinx的图象 →
φ>0时向左
φ<0时向右
→
平移|φ|个
单位长度
y=sin(x+φ)
的图象
→
2.ω(ω>0)对函数y=sin(ωx+φ)的图象的
影响
y=sin(x+φ)的图
象上所有点的横坐标
ω>1时缩短到→
0<ω<1时伸长到→
→
原来的1
ω
倍 y=sin(ωx+φ)的图象→
3.A(A>0)对函数y=Asin(ωx+φ)的图象的
影响
y=sin(ωx+φ)的图
象上所有点的纵坐标
A>1时伸长到→
0<A<1时缩短到→
→
原来的A 倍 y=Asin(ωx+φ)的图象→
4.对“图象变换法”的理解
由y=sinx到y=sin(x+φ)的图象变换称
为相位变换,由y=sinx到y=sinωx图象
的变换称为周期变换;由y=sinx到y=
Asinx图象的变换称为振幅变换.
5.由y=sinx的图象,通过变换得到函数y=
Asin(ωx+φ)的图象,其常用的变化途径:
①y=sinx
相位变换
→y=sin(x+φ)
周期变换
→
y=sin(ωx+φ)
振幅变换
→y=Asin(ωx+φ).
②y=sinx
周期变换
→y=sinωx
相位变换
→
y=sin(ωx+φ)
振幅变换
→y=Asin(ωx+φ)
③两种途径的变换顺序不同,其中变换的量
也有所不同:
ⅰ先相位变换后周期变换,平移|φ|个单位.
ⅱ先周期变换后相位变换,平移 φω
个单
位,这是很容易出错的地方,应特别注意.
(3)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.
1.怎样把函数y=sin(x+φ)的图象变
换为y=sinx的图象?
2.由y=sinωx(ω>0)的图象得到y=sin(ωx
+φ)的图象是如何平移的呢?
3.由y=sinx的图象,得到y=Asin(ωx+φ)
(ω>0)的图象是否还有其他的变换方法?
[预习自测]
1.为了得到函数y=sin(x-π3
)的图象,只需
把函数y=sinx的图象 ( )
A.向左平移π3
个单位长度
B.向右平移π3
个单位长度
C.向上平移π3
个单位长度
D.向下平移π3
个单位长度
2.为了得到函数y=sin(3x-π6
)的图象,需将
函数y=sin(x-π6
)的图象 ( )
A.纵坐标变为原来的3倍,横坐标不变
B.横坐标变为原来的3倍,纵坐标不变
C.横坐标变为原来的13
,纵坐标不变
D.纵坐标变为原来的13
,横坐标不变
3.将y=sin2x 的图象向左平移π3
个单位长
度,得到的曲线对应的解析式为 .
322
第五章 三角函数
三角函数图象的平移变换
[例1](1)将函数y=2sin(2x+π6
)的图象向
右平移1
4
个周期后,所得图象对应的函数为
( )
A.y=2sin2x+π4
æ
è
ç
ö
ø
÷
B.y=2sin2x+π3
æ
è
ç
ö
ø
÷
C.y=2sin2x-π4
æ
è
ç
ö
ø
÷
D.y=2sin2x-π3
æ
è
ç
ö
ø
÷
(2)要得到y=cos2x-π4
æ
è
ç
ö
ø
÷的图象,只要将
y=sin2x的图象 ( )
A.向左平移π8
个单位长度
B.向右平移π8
个单位长度
C.向左平移π4
个单位长度
D.向右平移π4
个单位长度
[思路点拨] 根据“相位变换”规则实现左
右平移.
三角函数图象平移变换问题的分类及策略
(1)确定函数y=sinx的图象经过变换后
图象对应的解析式,关键是明确左右平
移的方向,按“左加右减”的原则进行.
(2)已知两个函数解析式判断其图象间的
平移关系时,首先要将解析式化为同名
三角函数形式,然后再确定平移方向和
平移距离.
[变式训练]
1.(1)要得到函数y=sin(2x+π3
)的图象,只
要将函数y=sin2x的图象 ( )
A.向左平移π3
个单位长度
B.向右平移π3
个单位长度
C.向左平移π6
个单位长度
D.向右平移π6
个单位长度
(2)为了得到函数y=sin(2x-π6
)的图象,
可以将函数y=cos2x的图象 ( )
A.向右平移π6
个单位长度
B.向左平移π6
个单位长度
C.向右平移π3
个单位长度
D.向左平移π3
个单位长度
三角函数的伸缩变换
[例2]如何由y=sinx的图象得到函数y=
3sin2x-π3
æ
è
ç
ö
ø
÷的图象?
[思路点拨] 常采用的变换方法有两种:
一种是先进行相位变换,后进行周期变换;
另一种是先进行周期变换,后进行相位
变换.
422
数学必修第一册
由函数y=sinx到函数y=Asin(ωx+φ)的
变换涉及到三个变换:相位变换、周期变换、
振幅变换,三者的变换先后顺序没有特殊要
求.但要注意,若先相位变换,后周期变换,
需平移|φ|个单位,若先周期变换,后相位变
换,则需平移 φ
ω
个单位.
由函数y=sinx的图象通过变换得到函数
y=Asin(ωx+φ)的图象的步骤
先平移后伸缩 先伸缩后平移
画出y=sinx的图象
向左(右)平移 |φ|个单位长度
↓
得到y=sin(x+φ)的图象
横坐标变为 原来的 1
ω
↓
得到y=sin(ωx+φ)的图象
纵坐标变为 原来的 A 倍
↓
得到y=Asin(ωx+φ)的图象
步
骤
1
← 画出y=sinx的图象→
横坐标变为 原来的 1
ω
↓
得到y=sinωx 的图象→
步
骤
2
←
向左(右)平移 | φω |
个单位长度
↓
得到y=sin(ωx+φ)的图象→
步
骤
3
←
纵坐标变为 原来的 A 倍
↓
得到y=Asin(ωx+φ)的图象→
步
骤
4
←
[变式训练]
2.已知曲线C1:y=cosx,C2:y=sin(2x+
2π
3
),则下面结论正确的是 ( )
A.把C1 上各点的横坐标伸长到原来的2
倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向右平
移π
6
个单位长度,得到曲线C2
B.把C1 上各点的横坐标伸长到原来的2
倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向左平
移π
12
个单位长度,得到曲线C2
C.把C1 上各点的横坐标缩短到原来的
1
2
倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向右平
移π
6
个单位长度,得到曲线C2
D.把C1 上各点的横坐标缩短到原来的
1
2
倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向左平
移π
12
个单位长度,得到曲线C2
“五点法”作函数y=Asin(ωx+φ)的图象
[例3]作出y=2.5sin2x+π4
æ
è
ç
ö
ø
÷的图象.
[思路点拨] 利用“五点法”作出一个周期
内的图象,然后按周期扩展.
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.“五点法”
作定区间上图象的关键是列表,列表的
方法是:
①计算x取端点值时的ωx+φ的范围;
②取出ωx+φ范围内的“五点”,并计算
出相应的x值;
③利用ωx+φ的值计算y 值;
④描点(x,y),连线得到函数图象.
522
第五章 三角函数
3.用“五点法”作函数y=Asin(ωx+φ)图
象的步骤
第一步:列表.
ωx+φ 0
π
2 π
3π
2 2π
x -φω
π
2ω-
φ
ω
π
ω-
φ
ω
3π
2ω-
φ
ω
2π
ω-
φ
ω
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,形 成
图象.
[变式训练]
3.作函数f(x)=2sin2x-π6
æ
è
ç
ö
ø
÷ 在[0,π]上的
图象.
1.将函数y=sin(x+π6
)(x∈R)的图象上所
有的点向左平移π
4
个单位长度,再把图象上
各点的横坐标扩大到原来的2倍,则所得的
图象的解析式为 ( )
A.y=sin(2x+5π12
)(x∈R)
B.y=sin(x2+
5π
12
)(x∈R)
C.y=sin(x2-
π
12
)(x∈R)
D.y=sin(x2+
5π
24
)(x∈R)
2.将函数y=sin2x的图象向右平移π4
个单位
长度后,所得图象对应的函数解析式是
( )
A.y=cos2x B.y=sin2x-π4
æ
è
ç
ö
ø
÷
C.y=-cos2x D.y=sin2x+π4
æ
è
ç
ö
ø
÷
3.为了得到函数y=2sin(x3+
π
6
)(x∈R)的图
象,只需把函数y=2sinx(x∈R)的图象上
所有的点 ( )
A.向左平移π6
个单位长度,再把所得各点
的横坐标缩短到原来的1
3
(纵坐标不变)
B.向右平移π6
个单位长度,再把所得各点的
横坐标缩短到原来的1
3
(纵坐标不变)
C.向左平移π6
个单位长度,再把所得各点的
横坐标伸长到原来的3倍(纵坐标不变)
D.向右平移π6
个单位长度,再把所得各点的
横坐标伸长到原来的3倍(纵坐标不变)
4.函数f(x)=cos(2x+φ)(0<φ<π)的图象
向左平移π
6
个单位后与函数y=-cos2x的
图象重合,则φ= .
5.利用“五点法”作出函数y= 2sin(2x-π4
)
在一个周期(闭区间)上简图.
学习至此,请完成配套训练
622
数学必修第一册
cosαcos2αcos4α=sinαcosαcos2αcos4αsinα
=
1
2sin2αcos2αcos4α
sinα =
1
8sin8α
sinα
,
将α=80°代入可得
1
8sin8α
sinα =
1
8×
sin640°
sin80°
=18×
sin(720°-80°)
sin80° =-
1
8
,
即cosαcos2αcos4α=-18.
答案:-18
随堂步步夯实
1.C 2.A 3.-2 2cosα2
4.π 3π8+kπ
,7π
8+kπ[ ] ,k∈Z
5.解:(1)f(x)=sin(2x-π6
)+2cos2x-1=
sin2xcosπ6-cos2x
sinπ6+cos2x=
3
2
sin2x+
1
2cos2x=sin
(2x+ π6
),故f(x)=sin(2x+ π6
),所以
当2x+π6 =2kπ+
π
2
,k∈Z,即x=kπ+ π6
,k∈Z时,
f(x)max=1.
其相应的x的取值集合为{x|x=kπ+π6
,k∈Z}.
(2)由题意得f(α)=sin(2α+π6
)=45.
由 π
4<α<
π
2
,得2π
3<2α+
π
6<
7π
6
,
所以cos 2α+π6( )=-
3
5.
因此cos2α=cos 2α+π6( )-
π
6[ ]
=cos(2α+π6
)cos π6+sin
(2α+π6
)sin π6
= -35( )×
3
2+
4
5×
1
2=
-3 3+4
10 .
5.6 函数y=Asin(ωx+φ)
第1课时 函数y=Asin(ωx+φ)(一)
课前预习学案
情境引入
提示:因筒车上盛水筒的运动具有周期性,可以考虑利
用三角函数模型刻画它的运动规律.
[思考]
1.提示:只需把y=sin(x+φ)向右(φ>0)或向左(φ<0)平
移|φ|个单位长度即可得y=sinx的图象.
2.提示:∵y=sin(ωx+φ)=sinω(x+φω
),
∴由y=sinωx的图象向左(右)平移|φω|
个单位长度.
3.提示:y=sinx
各点横坐标变为原来的 1
ω
纵坐标不变
→
y=sin(ωx)
左(右)平移 φ|ω|
个单位长度
↓
y=sin(ωx+φ)
各点的横坐标不变
,纵
坐标变为原来的A 倍↓
y=Asin(ωx+φ)
预习自测
1.B 2.C 3.y=sin(2x+2π3
)
课堂互动学案
[例1] [解析] (1)由y=2sin(2x+ π6
)可知,周期T=
π,所以T4=
1
4π
,
y=2sin 2x+π6( )
向右平移
1
4
个周期
→
y=2sin 2 x-π4( )+
π
6[ ]
=2sin 2x-π3( ).
(2)y=sin2x=cos(π2-2x
)=cos(2x-π2
)
=cos 2 x-π4( )[ ]=cos 2 x-
π
8( )-
π
4[ ].
若设f(x)=sin2x=cos 2 x-π8( )-
π
4[ ] ,
则f x+π8( )=cos 2x-
π
4( ) ,
∴向左平移 π8
个单位长度.
[答案] (1)D (2)A
[例2] [解] 方法一:y=sinx
向右平移 π
3
个单位长度
纵坐标不变
→
y=
sin x-π3( )
将各点的横坐标缩短为原来的 1
2
倍
纵坐标不变
→y=
sin 2x-π3( )
将各点的纵坐标伸长为原来的3倍
横坐标不变
→y=
3sin 2x-π3( ).
方法二:y=sinx
将各点的横坐标缩短为原来的 1
2
倍
纵坐标不变
→y
=sin2x
向右平移 π
6
个单位长度
纵坐标不变
→y
=sin 2(x-π6
)[ ]=sin(2x-π3)
将各点的纵坐标伸长为原来的3倍
横坐标不变
→y=3sin 2x-π3( ).
634
数学必修第一册
[例3] [解] 令X=2x+π4
,则x=12 X-
π
4( ).
列表:
X 0 π2 π
3π
2 2π
x -π8
π
8
3π
8
5π
8
7π
8
y 0 2.5 0 -2.5 0
描点连线,如图所示.
变式训练
1.(1)C [因为y=sin(2x+ π3
)=sin2(x+ π6
),所以将
函数y=sin2x的图象向左平移 π6
个单位长度,就可得
到函数y=sin2(x+π6
)=sin(2x+π3
)的图象.]
(2)C [y=sin(2x-π6
)=cos π2- 2x-
π
6( )[ ]
=cos 2π3-2x( ))=cos 2x-
2π
3( )
=cos 2 x-π3( )[ ].故选 C.]
2.D [C1:y=cosx=sin x+
π
2( ).
即y=sin x+π2( )
C1 上各点横坐标缩短为原来的
1
2
倍
→
y=sin 2x+π2( )=sin2 x+
π
4( )
向左平移 π
12
个单位长度
→y=sin2 x+π4+
π
12( )
=sin2 x+π3( )=sin 2x+
2π
3( ).]
3.解:列表:
2x-π6 -
π
6 0
π
2 π
3π
2
11π
6
x 0 π12
π
3
7π
12
5π
6 π
f(x) -1 0 2 0 -2 -1
描点连线得:
随堂步步夯实
1.B 2.C 3.C 4.2π3
5.解析:第一步:列表.
x π8
3π
8
5π
8
7π
8
9π
8
2x-π4 0
π
2 π
3π
2 2π
sin 2x-π4( ) 0 1 0 -1 0
y 0 2 0 - 2 0
第二步:描点.
第三步:连线画出图象如图所示:
第2课时 函数y=Asin(ωx+φ)(二)
课前预习学案
情境引入
(1)提示:因为y=Asin(ωx+φ)是奇函数,所以f(0)=0,
因此sinφ=0,所以φ=kπ,k∈Z.
(2)提示:因为y=Asin(ωx+φ)为偶函数,所以f(0)=A
或f(0)=-A,即Asinφ=A 或Asinφ=-A,所以有φ
=kπ+π2
,k∈Z.
[思考]
提示:对于y=Asin(ωx+φ)的单调性而言,A 与ω 的正
负影响单调性,如果ω<0,可以利用诱导公式sin(-α)=
-sinα将负号转化到函数符号外,再求相应单调区间.
预习自测
1.A 2.A 3.x=kπ2+
π
3
(k∈Z)
课堂互动学案
[例 1] [解] 方 法 一:由 图 象 可 知 A =3,T =
4
3 4π-
π
4( )=5π,∴ω=
2π
T =
2π
5π=
2
5
,此 时 f(x)=
3sin 25x+φ( ).由 于 图 象 过 点
π
4
,0( ) ,得sin π10+φ( )
=0,∴π10+φ=kπ
,k∈Z,φ=kπ-
π
10
,k∈Z.
734
参考答案