内容正文:
∴f(-x)=-2sin(-3x)=2sin 3x=-f(x).
∴y=-2sin 3x是奇函数.]
求y=Asin(ωx+φ)(ω>0)的周期
求下列函数的最小正周期.
(1)y=2sin
(2)y=3sin
(3)y=3sin
[思路点拨] 利用周期T=求解.
[解] (1)最小正周期T==2π.
(2)最小正周期T==π.
(3)最小正周期T==8π.
正弦函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的周期T=,确定ω的值,代入求解.
[变式训练]
1.函数y=sin(ω>0)的最小正周期为2,则ω的值为 ________ .
解析:∵T==2,∴ω=π.
答案:π
求函数y=2sin的周期,并指出当角x取何值时函数取得最大值和最小值.
[思路点拨] 结合正弦函数的图象和性质可得取得最大、最小值时x的范围.
[解] 函数的周期为T==π.
设z=2x+,则x=-.
当z=2kπ+,即x=kπ+(k∈Z)时,函数y=2sin z有最大值,最大值为2;当z=2kπ+,即x=kπ+(k∈Z)时,函数y=2sin z有最小值,最小值为-2.所以,当x=kπ+(k∈Z)时,函数y=2sin取得最大值2;当x=kπ+(k∈Z)时,函数y=2sin取得最小值-2.
正弦型函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的值域为[-A,A],当ωx+φ=-+2kπ,k∈Z时,y取得最小值为ymin=-A,当ωx+φ=+2kπ,k∈Z时,y取得最大值为ymax=A.
[变式训练]
2.已知函数y=4sin,则该函数
(1)周期是 ________ ;
(2)最大值是 ________ ,此时x的取值集合是 ________ ;
(3)最小值是 ________ ,此时x的取值集合是 ________ .
解析:(1)∵T=,∴周期为π,
(2)当sin=1时,ymax=4,此时2x-=+2kπ,k∈Z,则x的取值集合是;
(3)当sin=-1时,ymin=-4,此时2x-=-+2kπ,k∈Z,则x的取值集合是
答案:(1)π (2)4 (3)-4 由图象求正弦型函数的解析式
如图是函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<)的图象的一部分,求此函数的解析式.
[思路点拨] 由最高点或最低点确定A的值,由周期确定ω的值,由特殊点确定φ的值.
[解] 方法一 逐一定参法
由图象知A=3,
T=-=π,
∴ω==2,∴y=3sin(2x+φ).
∵点在函数图象上,
∴0=3sin.
∴-×2+φ=kπ,k∈Z,得φ=+kπ(k∈Z).
∵|φ|<,∴φ=.
∴y=3sin.
方法二 待定系数法
由图象知A=3.∵图象过点和,
∴,解得
∴y=3sin.
给出y=Asin(ωx+φ)的图象的一部分,确定A,ω,φ的方法
(1)逐一定参法:如果从图象可直接确定A和ω,则选取“五点法”中的“第一零点”的数据代入“ωx+φ=0”(要注意正确判断哪一点是“第一零点”)求得φ或选取最值点代入公式ωx+φ=kπ+,k∈Z,求φ.
(2)待定系数法:通过若干特殊点代入函数式,可以求得相关待定系数A,ω,φ.这里需要注意的是,要认清所选择的点属于五个点中的哪一点,并能正确代入列式.
[变式训练]
3.已知函数y=Asin(ωx+φ)的一段图象,如图所示,则它的解析式为( )
A.y=2sin B.y=2sin
C.y=2sin D.y=2sin
解析:C [易知A=2,=,T=π,则ω=2,于是函数解析式初步判定为:y=2sin(2x+φ).将点代入解析式,得2=2sin,即-+φ=+2kπ,k∈Z,于是φ=+2kπ,k∈Z.然后选择恰当的k值,使|φ|最小,显然k=0时,φ=.因此,函数的解析式为:y=2sin.]
1.函数y=3sin的最小正周期是( )
A. B.π
C.2π D.5π
解析:B [周期T==π.]
2.函数y=4sin的最大值为( )
A.-4 B.4
C. D.-
解析:B [y=4sin的最大值为4.]
3.函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<)的部分图象如图所示,则下列说法正确的是( )
A.该函数为偶函数
B.该函数的最大值为1
C.该函数的最小正周期是4π
D.φ的值是-
解析:C [由图象可知,该函数不关于原点、y轴对称,为非奇非偶函数,最大值为2.=-=π,所以最小正周期是4π.因为=4π,所以ω=.令×+φ=0,得φ=-.]
4.已知函数y=sin(ωx+φ)(ω>0,-π≤φ<π)的图象如图所示,则φ= ________ .
解析:由图象知函数y=sin(ωx+φ)的周期为2=,∴=,∴ω=.∵当x=时,y有最小值-1,∴×+φ=2kπ-(k∈Z).∵-π≤φ<π,∴φ=.
答案:
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$$
对应学生课时P205
[基础过关]
1.下列周期函数中,最小正周期为2π的是( )
A.y=sin B.y=cos x
C.y=2cos2x D.y=sin xcos x
解析:B [对于A,周期T==4π.对于B,周期T==2π,对于C,y=2cos2x=cos 2x+1,周期T==π.对于D,y=sin xcos x=sin 2x,周期T==π.]
2.函数y=3sin的最小正周期是,则ω=( )
A.3 B.6
C.4 D.
解析:C [由已知T==, 解得ω=4.]
3.函数f(x)=2sin,当f(x)取得最小值时相应的x取值集合为( )
A.
B.
C.
D.
解析:D [令2x+=-+2kπ,k∈Z,解得x=-+kπ,k∈Z.]
4.函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<)的部分图象如图所示,则( )
A.y=2sin B.y=2sin
C.y=2sin D.y=2sin
解析:A [由图可知,A=2,=-=,所以T=π,ω=2.由五点作图法可知2×+φ=,所以φ=-,所以函数的解析式为y=2sin.]
5.若函数f(x)=2sin(ωx+φ),x∈R(其中ω>0,|φ|<)的最小正周期是π,且f(0)=,则( )
A.ω=,φ= B.ω=,φ=
C.ω=2,φ= D.ω=2,φ=
解析:D [∵=π,∴ω=2.∵f(0)=,∴2sin φ=.∴sin φ=.∵|φ|<,∴φ=.]
6.已知函数f(x)=sin x-cos x,x∈,则f(x)的最小正周期是 ________ ,最大值是 ________ ,最小值是 ________ .
解析:因为f(x)=sin x-cos x=2sin,所以f(x)的最小正周期T=2π.因为-≤x≤,所以-≤x-≤, 故当x-=,即x=时,f(x)max=1,当x-=-,x=-时,f(x)min=-2.
答案:2π 1 -2
7.已知函数f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0)的图象如图所示,则ω= ________ .
解析:由题意设函数周期为T,则=-=,∴T=.
∴ω==.
答案:
8.函数y=2sin的对称轴方程是 ________ .
解析:对于函数y=2sin,令2x-=kπ+(k∈Z)时,x=+(k∈Z).
答案:x=+(k∈Z)
9.已知函数y=2sin(ω>0)的最小正周期为π.求:
(1)ω的值;
(2)函数的最大值及取得最大值时相应的x的值.
解析:(1)由T==π且ω>0,得ω=2.
(2)当2x-=+2kπ,即x=kπ+π(k∈Z)时函数取得最大值,最大值为2.
[能力提升]
10.函数y=sin xcos x的最小正周期是( )
A.2π B.π
C. D.
解析:B [y=sin xcos x=sin 2x,所以周期T==π.]
11.已知函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<)的部分图象如图所示,则该函数的解析式是( )
A.y=2sin B.y=2sin
C.y=2sin D.y=2sin
解析:A [如题图所示,可得A=2,又-=,T=,可得ω=2,故原函数解析式为y=2sin(2x+φ).又
2sin=2,得+φ=2kπ+(k∈Z),又|φ|<,故φ=,故所求的解析式为y=2sin.
12.函数f(x)=sin(ωx+φ)(x∈R,ω>0,0≤φ<2π)的部分图象如图所示,则( )
A.ω=,φ= B.ω=,φ=
C.ω=,φ= D.ω=,φ=
解析:C [由图象可知T=(3-1)×4=8,∴ω==.∴×1+φ=,∴φ=.]
13.y=sin x+1的减区间为 ________ .
解析:y=sin x+1的减区间为
,k∈Z.
答案:,k∈Z
14.函数y=sin在区间上的简图是 ________ .(填正确图象的序号)
解析:由题中各图象特点,知可选用-和这两个特殊值来断定.当x=-时,y=sin=,当x=时,y=sin 0=0.符合的只有①.
答案:①
15.小明同学用“五点法”作某个正弦型函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<)在一个周期内的图象时,列表如下:
x
-
ωx+φ
0
Π
2π
Asin(ωx+φ)
0
3
0
-3
0
根据表中数据,求:
(1)实数A,ω,φ的值;
(2)该函数在区间上的最大值和最小值.
解:(1)由表可知A=3,T=-=π,因为T=,故=π,解得ω=2,所以y=3sin(2x+φ).因为函数图象过点,则3=3sin,即sin=1,所以+φ=2kπ+,k∈Z,解得φ=2kπ+,k∈Z,又因为|φ|<,所以φ=.
(2)由(1)可知y=3sin.因为≤x≤,所以≤2x+≤,因此,当2x+=时,即x=时,y=-,当2x+=时,即x=时,y=,当2x+=时,即x=时,y=3,所以该函数在区间上的最大值是3,最小值是-.
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$$1.3 正弦型函数
第2课时 正弦型函数(二)
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第一章 三角计算
课程标准
素养解读
1.理解正弦型函数的图象和性质.
2.能根据y=Asin(ωx+φ)的部分图象求其解析式.
通过学习,逐步提升直观想象和逻辑推理等核心素养.
在物理学,电工和工程技术中,经常会遇到形如y=Asin(ωx+φ)(其中A,ω,φ都是常数)的函数,它与和角公式、二倍角公式以及正弦函数y=sin x等三角知识有着密切的联系.下面来研究这类函数的性质.
[知识点] 正弦型函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)主要有以下性质:
1.定义域为 R ;
2.最小正周期为T= eq \f(2π,ω) ;
3.值域为 [-A,A] ,即最大值为 A ,最小值为 -A.
1.函数y=sin(2x+eq \f(π,3))的最小正周期为( )
A.eq \f(π,2)
B.π
C.2π
D.eq \f(π,3)
解析:B [最小正周期T=eq \f(2π,2)=π.]
2.已知函数f(x)=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(ωx+\f(π,3)))(ω>0)的最小正周期是eq \f(π,3),则ω=( )
A.eq \f(π,3)
B.6
C.3
D.2
解析:B [最小正周期T=eq \f(2π,ω)=eq \f(π,3),解得ω=6.]
3.函数y=-2sin 3x是( )
A.奇函数
B.偶函数
C.即奇又偶函数
D.非奇非偶函数
解析:A [∵x∈R,令f(x)=-2sin 3x
∴f(-x)=-2sin(-3x)=2sin 3x=-f(x).
∴y=-2sin 3x是奇函数.]
求下列函数的最小正周期.
(1)y=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,3)))
(2)y=3sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,4)))
(3)y=3sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)x+\f(π,5)))
[思路点拨] 利用周期T=eq \f(2π,ω)求解.
求y=Asin(ωx+φ)(ω>0)的周期
[解] (1)最小正周期T=eq \f(2π,1)=2π.
(2)最小正周期T=eq \f(2π,2)=π.
(3)最小正周期T=eq \f(2π,\f(1,4))=8π.
正弦函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的周期T=eq \f(2π,ω),确定ω的值,代入求解.
[变式训练]
1.函数y=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(ωx+\f(π,4)))(ω>0)的最小正周期为2,则ω的值为 ________ .
解析:∵T=eq \f(2π,ω)=2,∴ω=π.
答案:π
eq \a\vs4\al(求正弦型函数y=Asinωx+φ,A>0,ω>0的最值)
求函数y=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,6)))的周期,并指出当角x取何值时函数取得最大值和最小值.
[思路点拨] 结合正弦函数的图象和性质可得取得最大、最小值时x的范围.
[解] 函数的周期为T=eq \f(2π,2)=π.
设z=2x+eq \f(π,6),则x=eq \f(z,2)-eq \f(π,12).
当z=2kπ+eq \f(π,2),即x=kπ+eq \f(π,6)(k∈Z)时,函数y=2sin z有最大值,最大值为2;当z=2kπ+eq \f(3π,2),即x=kπ+eq \f(2π,3)(k∈Z)时,函数y=2sin z有最小值,最小值为-2.所以,当x=kπ+eq \f(π,6)(k∈Z)时,函数y=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,6)))取得最大值2;当x=kπ+eq \f(2π,3)(k∈Z)时,函数y=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,6)))取得最小值-2.
正弦型函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的值域为[-A,A],当ωx+φ=-eq \f(π,2)+2kπ,k∈Z时,y取得最小值为ymin=-A,当ωx+φ=eq \f(π,2)+2kπ,k∈Z时,y取得最大值为ymax=A.
[变式训练]
2.已知函数y=4sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,6))),则该函数
(1)周期是 ________ ;
(2)最大值是 ________ ,此时x的取值集合是 ________ ;
(3)最小值是 ________ ,此时x的取值集合是 ________ .
解析:(1)∵T=eq \f(2π,ω),∴周期为π,
(2)当sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,6)))=1时,ymax=4,此时2x-eq \f(π,6)=eq \f(π,2)+2kπ,k∈Z,则x的取值集合是eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x|x=\f(π,3)+kπ,k∈Z));
(3)当sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,6)))=-1时,ymin=-4,此时2x-eq \f(π,6)=-eq \f(π,2)+2kπ,k∈Z,则x的取值集合是eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x|x=-\f(π,6)+kπ,k∈Z))
答案:(1)π (2)4 eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x|x=\f(π,3)+kπ,k∈Z)) (3)-4 eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x|x=-\f(π,6)+kπ,k∈Z))
由图象求正弦型函数的解析式
如图是函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<eq \f(π,2))
的图象的一部分,求此函数的解析式.
[思路点拨] 由最高点或最低点确定A的值,由周期确定ω的值,由特殊点确定φ的值.
[解] 方法一 逐一定参法
由图象知A=3,T=eq \f(5π,6)-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,6)))=π,
∴ω=eq \f(2π,T)=2,∴y=3sin(2x+φ).
∵点eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,6),0))在函数图象上,∴0=3sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,6)×2+φ)).
∴-eq \f(π,6)×2+φ=kπ,k∈Z,得φ=eq \f(π,3)+kπ(k∈Z).
∵|φ|<eq \f(π,2),∴φ=eq \f(π,3).∴y=3sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,3))).
方法二 待定系数法
给出y=Asin(ωx+φ)的图象的一部分,确定A,ω,φ的方法
(1)逐一定参法:如果从图象可直接确定A和ω,则选取“五点法”中的“第一零点”的数据代入“ωx+φ=0”(要注意正确判断哪一点是“第一零点”)求得φ或选取最值点代入公式ωx+φ=kπ+eq \f(π,2),k∈Z,求φ.
(2)待定系数法:通过若干特殊点代入函数式,可以求得相关待定系数A,ω,φ.这里需要注意的是,要认清所选择的点属于五个点中的哪一点,并能正确代入列式.
[变式训练]
3.已知函数y=Asin(ωx+φ)的一段图象,如图所示,则它的解析式为( )
A.y=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,3)))
B.y=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(3x+\f(π,4)))
C.y=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(2π,3)))
D.y=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(π,12)))
解析:C [易知A=2,eq \f(T,2)=eq \f(π,2),T=π,则ω=2,于是函数解析式初步判定为:y=2sin(2x+φ).将点eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,12),2))代入解析式,得2=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,6)+φ)),即-eq \f(π,6)+φ=eq \f(π,2)+2kπ,k∈Z,于是φ=eq \f(2π,3)+2kπ,k∈Z.然后选择恰当的k值,使|φ|最小,显然k=0时,φ=eq \f(2π,3).因此,函数的解析式为:y=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(2π,3))).]
1.函数y=3sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,2)))的最小正周期是( )
A.eq \f(π,2)
B.π
C.2π
D.5π
解析:B [周期T=eq \f(2π,2)=π.]
2.函数y=4sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)x+\f(π,3)))的最大值为( )
A.-4
B.4
C.eq \f(1,2)
D.-eq \f(1,2)
解析:B [y=4sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)x+\f(π,3)))的最大值为4.]
3.函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<eq \f(π,2))的部分图象如
图所示,则下列说法正确的是( )
A.该函数为偶函数 B.该函数的最大值为1
C.该函数的最小正周期是4π D.φ的值是-eq \f(π,3)
解析:C [由图象可知,该函数不关于原点、y轴对称,为非奇非偶函数,最大值为2.eq \f(T,4)=eq \f(π,3)-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(2π,3)))=π,所以最小正周期是4π.因为eq \f(2π,ω)=4π,所以ω=eq \f(1,2).令eq \f(1,2)×eq \f(π,3)+φ=0,得φ=-eq \f(π,6).]
4.已知函数y=sin(ωx+φ)(ω>0,-π≤φ<π)的图象如图所示,则φ= ________ .
解析:由图象知函数y=sin(ωx+φ)的周期为2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2π-\f(3π,4)))=eq \f(5π,2),∴eq \f(2π,ω)=eq \f(5π,2),∴ω=eq \f(4,5).∵当x=eq \f(3π,4)时,y有最小值-1,∴eq \f(4,5)×eq \f(3π,4)+φ=2kπ-eq \f(π,2)(k∈Z).∵-π≤φ<π,∴φ=eq \f(9π,10).
答案:eq \f(9π,10)
$$