内容正文:
第二课时 函数 的图象与性质
1.会用“五点法”画函数 的图象.
2.掌握函数 的图象与性质,并能解决有关问题.(重点)
3.能够利用函数 解决实际问题.(重点、难点)
利用“五点法”作出函数 (A>0,ω>0)在一个周期上的图象,要经过“取值、列表、描点、连线”这四个步骤.请完成下面的填空.
ωx+φ 0 π 2π
x
y
0
A
0
-A
0
“五点法”作 的图象
例1.用“五点法”画函数 在一个周期内的图象.
0 π 2π
x 2π 5π
y 0 2 0 -2 0
解:先列表,将 看成一个整体,令 分别等于0, ,π, ,2π.
描点连线(如图所示):
2
-2
“五点法”作 y = Asin(ωx+φ)的图象
“五点法”作图时,五点的确定,应先令 分别为0、 、π、
、2π、解出 x,从而确定这五点
1.用五点法作函数 的图象时,首先应描出的五点的横坐标可以是( )
A. B.
C. D.
这里我们先只讨论 , 时的情形:
三角函数对称性、单调性的求法
函数 对称轴 对称中心
令 , ,求对称轴
令 , ,求对称轴
无
令 , ,求对称中心横坐标
令 , ,求对称中心横坐标
令 , ,求对称中心横坐标
函数 递增区间 递减区间
令 ,
,解 x 的范围
令 ,
,解 x 的范围
令 ,
,解 x 的范围
令 ,
,解 x 的范围
令 ,
,解 x 的范围
无
函数 最大值 最小值
令 , ,解得最大值点横坐标
令 , ,
解得最大值点横坐标
令 , ,解得最小值点横坐标
令 , ,解得最小值点横坐标
无
无
函数 递增区间 递减区间
令 ,
,解 x 的范围
令 ,
,解 x 的范围
令 ,
,解 x 的范围
令 ,
,解 x 的范围
令 ,
,解 x 的范围
无
注:(1)采用换元法整体代换,将 看作一个整体,代入 的单调区间;
(2)若 ,则可利用诱导公式先将 x 的系数转变为正数,再进行对称性、单调性求解.
例2 已知函数 .
(1)求 的最小正周期及单调递增区间;
(2)求 的对称轴方程和对称中心;
(3)求 的最小值及取得最小值时 x 的取值集合.
函数y=Asin(ωx+φ)的图象与有关性质
确定函数 的有关性质,一定要采用整体法,即:将
看作一个整体,然后类比 的性质求解即可.所以我们必须熟记正弦曲线、余弦曲线的图象及性质.
2.把函数 的图象向左平移 个单位长度,再把所有的点的横坐标缩小到原来的 ,纵坐标不变,得到 的图象.
(1)求 的解析式;
(2)求 的对称中心和单调递减区间.
已知函数的性质求参数
已知函数的性质求参数是逆向问题,正向求解(整体法)颇具难度,这里可以采用代入法,要注意知识点之间的联动:
(1)对称轴过最值点;
(2)对称中心过零点.
函数 为奇函数 为偶函数
⇔ ⇔
⇔ ⇔
不存在
⇔ ⇔
⇔ 或
⇔
⇔ 或
⇔
函数 关于(x0,0)对称 关于x=x0对称
⇔
⇔
⇔
⇔
不存在
⇔
⇔
⇔ 或
⇔
⇔ 或
⇔
函数 或 的奇偶性.
①函数 是奇函数⇔ 的图象关于原点对称
⇔ ⇔ .
②函数 是偶函数⇔ 的图象关于 y 轴对称
⇔ 或 ⇔ .
③函数 是奇函数⇔ 的图象关于原点对称
⇔ ⇔ .
④函数 是偶函数⇔ 的图象关于 y 轴对称
⇔ 或 ⇔ .
函数f(x)=Asin(ωx+φ)图象的对称性.
①函数f(x)=Asin(ωx+φ)的图象关于点(x0,0)中心对称当且仅当f(x0)=0.
②函数f(x)=Asin(ωx+φ)的图象关于直线x=x0轴对称当且仅当f(x0)=A或f(x0)=-A.
上述结论若换成函数f(x)=Acos(ωx+φ)同样成立.
例3 将函数 的图象沿 x 轴向左平移 个单位长度后,得到一个偶函数的图象,则 φ 的一个可能取值为( )
A. B. C. 0 D.
已知函数性质求参数
正弦函数和余弦函数不一定具备奇偶性,要由 φ 的值决定.
对于函数 ,当 , 时为奇函数;
当 , 时为偶函数.
对于函数 ,当 , 时为奇函数;
当 , 时为偶函数.
3.函数 的图象向左平移 个单位长度后,得到的图象恰好关于直线 对称,则 φ 的最小值为_______.
函数 的图象与周期
函数的对称轴、对称中心、最值、零点与周期有很强的联系:
(1)函数在图象的对称轴处取得最大值或最小值,相邻的最大值和最小值点的横坐标距离为 ,如果没有明确相邻,那么最值点横坐标的间距为 , ;
(2)函数图象与 x 轴的交点为对称中心,相邻的两对称中心的距离为 ,如果没有明确相邻,那么对称中心的间距为 , ;
(3)函数图象的最值点与相邻的对称中心的横坐标间距为 ,如果没有明确相邻,那么最值点与对称中心的横坐标间距为 , .
例4 函数 ( , )的图象如图,试确定其一个函数解析式.
解:方法一:特殊点代入法
由图象知振幅 ,
由 ,则 ,
又图象过点 ,得 ,取 ,
故 .
注意:这里选择特殊点代入,选取的是最高点,因为一个周期内只有一个最大值,但是零点却不止一个,选择零点有可能产生多解.
方法二:五点法
由图象知振幅 ,
又图象过点 和 ,
根据五点作图法,有 ,解得 , ,
故 .
方法三:图象变换法
由图象知 , ,则 ,
又图象过点 ,则所求图象由 的图象向左平移 个单位长度得到,
故 ,即 .
(1)由最大值、最小值确定振幅 A.
(2)由图象上五个关键点的横坐标及其差值确定周期,进而求ω的值.
(3)由特殊点的坐标求初相 φ.特殊点可以是五个关键点,也可以是图象上的其他点.
注:A,ω的值是唯一的,初相 φ 的值不唯一,一般取绝对值较小的 φ 值.
确定 y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的解析式的步骤
确定函数 的解析式的关键是 φ 的确定,常用方法有:
(1)代入法:把图象上的一个已知点代入(此时,A、ω已知)或代入图象与 x 轴的交点求解.(利用零点确定 φ 的值,需要将已知函数的图象形状与函数 在相应的一个周期内的图象相比较,认清该零点为三个零点中的第几个零点.第一个零点为图象上升时与 x 轴的交点,即 ;第二个零点为图象下降时与 x 轴的交点,即
;第三个零点为 .但是最高点与最低点都只有一个,因此将最值点代入,一般不易出错.)
三角函数式中确定 φ 的方法
三角函数式中确定 φ 的方法
(2)五点法:确定 φ 值时,往往以寻找“五点法”中的第一个零点作为突破口.“五点”的 的值具体如下:
“第一点”(即图象上升时与 x 轴的交点)为 ;
“第二点”(即图象的“峰点”)为 ;
“第三点”(即图象下降时与 x 轴的交点)为 ;
“第四点”(即图象的“谷点”)为 ;
“第五点”为 .
4.如图,函数 ( , , )的图象,根据图中条件,写出该函数解析式.
-
-+
-+
-+
-+
π
$