内容正文:
2025-2026学年高一数学寒假班预修提升讲义
专题7.3 函数y=Asin(ωx+φ)的图象
知识点01 函数y=Asin(ωx+φ)的图象
1.函数y=Asin(ωx+φ)的有关概念
y=Asin(ωx+φ)
振幅
周期
频率
相位
初相
(A>0,ω>0)
A
T=
f==
φ
2.用五点法画y=Asin(ωx+φ)一个周期内的简图
用五点法画y=Asin(ωx+φ)一个周期内的简图时,要找五个关键点,如下表所示:
x
-
-
-
ωx+φ
2π
y=Asin(ωx+φ)
0
A
0
-A
0
3.由函数y=sin x的图象变换得到y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的图象的两种方法
知识点02 函数的性质
函数与函数可看作是由正弦函数,余弦函数复合而成的复合函数,因此它们的性质可由正弦函数,余弦函数类似地得到:
(1)
定义域:;
(2)值域:;
(3)单调区间:求形如与函数的函数的单调区间可以通过解不等式的方法去解答,即把视为一个“整体”,分别与正弦函数,余弦函数的单调递增(减)区间对应解出,即为所求的单调递增(减)区间.比如:由解出的范围所得区间即为增区间,由解出的范围,所得区间即为减区间.
(4)奇偶性:正弦型函数和余弦型函数不一定具备奇偶性.对于函数,当时为奇函数,当时为偶函数;对于函数,当时为偶函数,当时为奇函数.
(5)周期:函数及函数的周期与解析式中自变量的系数有关,其周期为.
(6)对称轴和对称中心
与正弦函数比较可知,当时,函数取得最大值(或最小值),因此函数的对称轴由解出,其对称中心的横坐标,即对称中心为.同理,的对称轴由解出,对称中心的横坐标由解出.
题型01:“五点法”作函数y=Asin(ωx+φ)
【例1】已知函数.
(1)利用“五点法”完成下面表格,并画出在区间上的图象;
0
(2)解不等式.
【答案】(1)答案见解析;(2)
【解析】(1)由题意,列表如下:
0
画出在区间上的图象如图:
(2)不等式,即,所以,
所以,即,
故的解集为.
【跟踪训练】
1.某同学用“五点法”画函数在某一个周期内的图象时,列表并填入了部分数据,如下表:
0
x
0
5
0
根据表格中的数据,函数的解析式可以是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据函数最值,可求得A值,根据周期公式,可求得值,代入特殊点,可求得值,即可得答案.
【解析】由题意得最大值为5,最小值为-5,所以A=5,
,解得,解得,
又,解得,
所以的解析式可以是
故选:A.
2.已知函数,其中,(,)
(1)若,,在用“五点法”作出函数,的大致图象的过程中,第一步需要将五个关键点列表,请完成下表:
0
0
(2)若,,写出函数的最小正周期和单调增区间
(3)若的频率为,且恒成立,求函数的解析式.
【答案】(1)答案见详解
(2);,
(3)
【分析】(1)根据题意,可得,完成五点法列表;
(2)利用解析式结合正弦函数的单调递增区间,即可求出的单调递增区间;
(3)根据题意可得,求得,又恒成立,可得,求得,得解.
【详解】(1)若,,则,,五点法列表如下:
0
0
1
0
0
(2)若,,则,所以最小正周期,
由的单调性可知,,即,
所以的单调增区间为,.
(3)由题意可得的周期,则,
所以,又恒成立,
所以,即,即,
又,所以,
所以.
3.已知函数,.在用“五点法”作函数的图象时,列表如下:
x
完成上述表格,并在坐标系中画出函数在区间上的图象;
【答案】填表见解析;作图见解析
【分析】由五点作图法的步骤:列表(此题找特殊点),描点,连线(用一条光滑的曲线连接).
【解析】由题意列出以下表格:
0
x
0
0
2
0
函数图象如图所示:
题型02:函数y=Asin(ωx+φ)的周期、振幅、频率、初始相位、相位
【例2】1.函数的周期为 ,振幅为 ,初始相位为 .
【答案】 2
【分析】根据函数解析式结合正弦函数的周期,振幅及初始相位的定义即可得解.
【解析】由题意,函数的周期为,振幅为,初始相位为.
故答案为:;;.
2.函数的初始相位是 .
【答案】
【分析】由初始相位的定义可得结论.
【详解】因为,
所以函数的初始相位是,
故答案为:.
【跟踪训练】
1.函数的初始相位为 .
【答案】
【分析】根据给定函数,结合三角函数的初始相位定义可得.
【详解】函数的初始相位为.
故答案为:.
2.已知函数的振幅是2,最小正周期是,初始相位是:
(1)求的值
(2)求函数的表达式.
【答案】(1),,.
(2)
【分析】(1)由振幅、初始相位定义以及最小正周期公式即可得解.
(2)由(1)即可得解.
【详解】(1)由题得,即.
(2)由(1)得函数的表达式为.
3.已知,分别表示下面两个简谐振动:,,求复合振动的振幅、周期和频率和圆频率.
【答案】振幅为2、周期为6、频率为、圆频率.
【分析】利用两角和与差的正弦公式化简可得,再根据的物理意义即可得答案.
【解析】
振幅为2、周期为、频率为、圆频率.
题型03:三角函数间的图象变换
【例3】要得到函数的图象,只要将函数的图象 ( )
A.向左平移个单位 B.向右平移个单位
C.向左平移个单位 D.向右平移个单位
【答案】D
【分析】根据平移前后解析式判断图象平移过程即可.
【详解】将向右平移个单位,则,其它平移过程都不满足.
故选:D
【例4】为了得到函数的图象,可以将函数的图象( )
A.向左平移个单位 B.向左平移个单位
C.向右平移个单位 D.向右平移个单位
【答案】B
【分析】先将两个三角的名字根据诱导公式化为相同,然后再平移即可.
【详解】
将函数向左平移个单位得:
故选:B
【跟踪训练】
1.
要得到的图象,只要把函数的图象( )
A.向左平移 B.向右平移
C.向左平移 D.向右平移
【答案】C
【分析】先将变形为,再结合平移变换的左加右减原则即可得解.
【详解】因为,
所以只要把函数的图象向左移个单位即可得到的图象.
故选:C.
2.
函数是由( )得到的
A.向右平移 B.向右平移
C.向右平移 D.向右平移
【答案】B
【分析】根据题意,由三角函数的平移变换,代入计算,即可得到结果.
【详解】因为,
所以函数是由向右平移得到的.
故选:B
3.
把函数的图像经过变换得到图像,这个变换是( )
A.向左平移个单位 B.向右平移个单位
C.向左平移个单位 D.向右平移个单位
【答案】D
【知识点】描述正(余)弦型函数图象的变换过程、三角恒等变换的化简问题
【分析】根据两角和的正弦函数,将表达式化为一个三角函数的形式,然后根据左加右减的原则,判断平移的方向与单位.
【详解】
,
则,
将向右平移个单位可得到,
故选:D.
4.
为了得到函数的图象,可以将函数的图象( )
A.向左平移个单位 B.向右平移个单位
C.向右平移个单位 D.向左平移个单位
【答案】B
【解析】
【分析】
先通过诱导公式将化为,设平移了个单位,从而得到方程,求出,得到答案.
【详解】
,
设平移了个单位,得到,
则,解得:,
即向右平移了个单位.
故选:B
5.
把函数的图像适当变动就可以得到图像,这种变动可以是( )
A.向右平移 B.向左平移 C.向右平移 D.向左平移
【答案】D
【分析】根据图象变换的规则及三角公式先将变成,再提取系数3,由平移的规则研究即可.
【详解】,,
函数的图象向左平移可以得到的图象.
故选:D
题型04:求图象变化前(后)的解析式
【例5】把函数的图象向右平移个单位,得到的解析式是 .
【答案】
【分析】根据三角函数图象的平移变换规律,可得到答案.
【详解】把函数的图象向右平移个单位,
得到函数的图象,即得到函数解析式为,
故答案为:
【跟踪训练】
1.
将函数图像上各点的横坐标缩小为原来的,纵坐标不变,再将所得图像向左平移个单位长度得到函数的图像,则的解析式为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】由函数图像伸缩变化和平移变化的规律,求函数解析式.
【详解】函数图像上各点的横坐标缩小为原来的,纵坐标不变,得函数的图像,
再将所得图像向左平移个单位长度得到函数的图像,则.
故选:D
2.将函数的图像上所有点的纵坐标不变,横坐标缩短到原来的,所得图像的解析式为 .
【答案】
【分析】横坐标缩短到原来的,将变为即可.
【详解】将函数的图像上所有点的纵坐标不变,横坐标缩短到原来的,所得图像的解析式为.
故答案为:.
题型05:由部分图象求函数解析式
【例6】下图是函数的部分图像,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据图象先求出函数的周期和ω,利用五点法求出函数的φ的值,结合三角函数的诱导公式进行转化求解即可.
【详解】解:由图象知函数的周期 ,
即 即
当 时,,解得,
所以,
,
当 时, ,解得,
所以,
故选: C.
【跟踪训练】
1.函数(其中,,的部分图象如图所示,则的解析式是
A. B.
C. D.
【分析】结合三角函数的图像读出,求出,,代入的值,求出,从而求出的解析式.
【解答】解:结合图像:,,则,,
故,当时,,而,故,
故,
故选:.
【点评】本题考查了三角函数的性质,考查求三角函数的解析式,是中档题.
2.如图所示为的部分图像,点和点之间的距离为5,那么 .
【分析】根据,两点之间的距离为5可得函数的周期,得到的值,再根据图像与轴交于点,可求出,即可求值.
【解答】解:根据图像连接,过点,作轴的垂线和平行线,交于点.
在直角三角形中,,,可得,即函数的周期,
所以,所以,
又图像与轴交于点.即,且,则,
所以,则.
故答案为:.
【点评】本题考查根据三角函数的图像求函数表达式,考查三角函数的图像性质,属于中档题.
3.函数的部分图象如图所示,其中,,.则的解析式为 .
【分析】由函数图象的顶点坐标求出,由周期求出,由五点法作图求出的值,可得的解析式.
【解答】解:由函数的部分图象可知:,
因为的个最小正周期为,所以,则,
根据五点法作图,得,解得,适合,
所以.
故答案为:.
【点评】本题考查由的部分图象确定其解析式,考查运算求解能力,属于中档题.
4.函数的图象如下,求它的解析式 .
【答案】
【分析】根据最高点可确定,利用周期,将代入即可求解.
【详解】由图象最高点可知,由点和可得周期,此时
将代入得,由于
,所以取,故
故答案为:.
5.下图是根据某港一天中记录的潮汐高度y(cm)与相应时间t(h)的有关数据绘制的简图,若选择函数来近似刻画y与t之间的关系,则此函数可以是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】利用周期可求,由图象可求,进而利用图象过点,可求,进而可得解析式.
【详解】由图象可得周期,所以,所以,
所廖以,由图象和各选项可得,
所以,由图象过点,
所以,所以,
所以,所以,
所以.
故选:D.
题型06:由三角函数的性质求函数解析式
【例7】函数的振幅是2,最小正周期是,初始相位是,则它的解析式为 .
【答案】
【分析】根据的物理意义求解.
【解析】由题意,,,,
所以解析式为.
故答案为:.
【跟踪训练】
1.函数的相邻两条对称轴之间的距离为,则 .
【答案】
【分析】利用正弦函数的性质得到周期,代入周期公式计算即可.
【解析】由正弦函数的对称性与周期性知,解得.
故答案为:
2.已知,若函数的图象关于直线对称,则的值为 .
【答案】
【分析】结合正弦型函数图象的性质与的范围即可得.
【解析】因为函数的图象关于直线对称,
所以,,解得,,
又,所以.
故答案为:.
3.已知函数的最大值为4,最小值是0,最小正周期是,直线是其图象的一条对称轴,若,,,则函数解析式为 .
【答案】
【分析】根据函数的最值求出和,根据周期求出,根据对称轴求出,则可得函数解析式.
【解析】依题意可得,,
,所以,
所以,,即,,
因为,所以.
所以函数解析式为.
故答案为:
题型07:由图象及变换分析三角函数的性质
【例8】将函数的图象向右平移个单位长度,在纵坐标不变的情况下,再把平移后的函数图象上每个点的横坐标变为原来的2倍,得到函数的图象,则函数所具有的性质是________
(1)图象关于直线对称
(2)曲线与直线的所有交点中,相邻交点距离的最小值为
(3)的一个单调递增区间为
(4)图象关于点成中心对称
【答案】(2)(3)
【解析】因为,
所以向右移个单位得函数解析式为,
又图象上每个点的横坐标变为原来的2倍,得到函数的图象,
所以,
对于(1),因为,所以直线不是图象的对称轴,故(1)错误;
对于(2),因为,
所以由函数图象性质可知曲线与直线的所有交点中,
相邻交点距离的最小值为,故(2)正确;
对于(3),令,
所以当时的单调递增区间为,故(3)正确;
对于(4),因为,所以直线不是图像的对称中心,故(4)错误.
故选:(2)(3).
【跟踪训练】
1.已知函数,将函数的图象向右平移个单位长度后得到函数的图象,则下列正确的是________
A.函数的周期为
B.函数的图象关于直线对称
C.函数在区间上单调递减
D.函数在区间上的最小值为
【答案】(1)(4)
【解析】,,
故数的周期为,(1)正确,
对于(2). 函数,故不关于直线对称,(2)错误,
对(3). 当则,故函数在区间不是单调递减,(3)错误,
对于(4). 则,故当时,取最小值故(4)正确,
故选:(1)(4)
2.函数的图象为,现有三个论断:
(1)图象关于直线对称;
(2)函数在区间内是增函数;
(3)由函数的图象向右平移个单位长度可以得到图象.
以上三个论断中,正确结论的序号为 .
【答案】(1)
【分析】根据三角函数的对称性、单调性、三角函数图象变换等知识求得正确答案.
【详解】(1),,所以(1)正确.
(2),,
根据正弦函数的单调性可知,在区间内不是增函数.
所以(2)错误.
(3)函数的图象向右平移个单位长度得到,
所以(3)错误.
故答案为:(1)
3.已知函数,将f(x)的图象向右平移个单位长度,得到函数g(x)的图象,则下列说法正确的是( )
A.g(x)在上单调递增
B.g(x)的最小正周期是
C.g(x)的图象关于原点对称
D.g(x)的图象关于直线对称
【解题思路】根据三角函数图像变换的性质,求解函数g(x)的解析式,再根据三角函数的性质分析各选项得出答案.
【解答过程】解:因为f(x)=cos(2x)+sin2xcos2xsin2xsin(2x),
则g(x)=f(x)sin[2(x)]sin(2x),
所以其最小正周期为π,选项B错误;
根据g(x)的解析式知,g(x)的对称中心为(,0),k∈Z,选项C错误;
令2kπ2x2kπ,k∈Z,解得kπx≤kπ,k∈Z,
当k=﹣1时,x,
因为[﹣π,]⊊[,],
所以g(x)在[﹣π,]上单调递增,选项A正确;
令2xkπ,k∈Z,解得x,k∈Z,
因为k∈Z,
所以x,选项D错误.
故选:A.
题型08: 三角函数图象与性质的综合应用
【例9】已知.
(1)化简为形式;
(2)求函数的单调减区间;
(3)求函数在区间上的最大值和最小值.
【答案】(1);
(2);
(3)最大值和最小值分别为2和1.
【知识点】求含sinx(型)函数的值域和最值、辅助角公式、二倍角的余弦公式、求sinx型三角函数的单调性
【分析】(1)利用二倍角公式、辅助角公式化简即得.
(2)利用正弦函数的单调性列出不等式,求出单调递减区间.
(3)求出相位所在区间,再利用正弦函数的性质求出最大值和最小值.
【详解】(1)依题意,.
(2)由(1)知,,解得,
所以函数的单调减区间是.
(3)当时,,则当,即时,,
当,即时,.
【例10】已知函数,且的图象上相邻两条对称轴之间的距离为
(1)求函数的解析式;
(2)求函数的单调递减区间;
(3)当时,方程恰有两个不同的实数解,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】根据函数零点的个数求参数范围、辅助角公式、二倍角的余弦公式、求sinx型三角函数的单调性
【分析】(1)利用二倍角公式及辅助角公式化简函数,再由给定对称性求出即可得到的解析式;
(2)由(1)知,写出函数单调减区间即可;
(3)根据,求出的范围,结合图象,根据与图象有2个交点,即可求解.
【详解】(1)由已知,,
因为的图象上相邻两条对称轴之间的距离为,
则的最小正周期,解得,
所以函数的解析式为.
(2)由(1)知,
令,
解得,
故的单调递减区间为.
(3)由(1)知,
因为时,所以.
令,
则,
方程恰有两个不同的实数解,
即函数的图像与直线恰有两个不同的交点,
如下图:
结合图像可知,即,
综上,实数的取值范围是.
【跟踪训练】
1.已知.
(1)求函数的最小正周期和单调减区间;
(2)若关于x的方程在上有解,求实数m的取值范围.
【答案】(1)函数的最小正周期为,单调减区间为()
(2)
【知识点】求含sinx(型)函数的值域和最值、求正弦(型)函数的最小正周期、求sinx型三角函数的单调性
【分析】(1)利用正弦函数的周期性和单调性,可得结果;
(2)先由关于x的方程在上有解,可得方程在上有解,求出函数在上的值域,即得结果.
【详解】(1),所以函数的最小正周期为,
由,得:,
所以函数的单调减区间为().
(2)由,可得,
即,由,可得,
则,,即.
所以的取值范围为.
2.已知 .
(1)设 ,若对任意的,不等式 成立,求的取值范围;
(2)画出函数 的大致图象,并写出满足 的的集合.
【答案】(1)
(2)函数图象见解析;
【知识点】求含sinx(型)函数的值域和最值、反三角函数、辅助角公式、给值求角型问题
【分析】(1)求函数在上的最值,解不等式问题转化为且,由此可得结果.
(2)利用辅助角公式化简函数解析式即可画出函数图象.利用反三角函数可表示的集合.
【详解】(1)∵,∴,
∴,故.
∵,∴,
∴,
∵对任意的,不等式 成立,
∴,且,
由得,,,
∴,即的取值范围是.
(2)由题意得,
,
令,
∵时,,时,,
∴在上单调递增,在上单调递减,
∵,,,
∴在上的大致图象为:
由得,,故,
∵,∴,
令,则在上单调递增,在上单调递减,
又∵,
∴或,
∴或,
∴满足的的集合为.
3.已知函数的部分图像如图所示.
(1)求的解析式及对称中心;
(2)若,求的值;
(3)若方程在上恰有个不相等的实数根,求的取值范围.
【答案】(1),对称中心:
(2)或
(3).
【知识点】根据函数零点的个数求参数范围、由图象确定正(余)弦型函数解析式、特殊角的三角函数值、求cosx(型)函数的对称轴及对称中心
【分析】(1)由函数的图像得到和周期,然后求得,通过点坐标,得到,即求得函数解析式,由余弦函数的对称中心得到函数的对称中心;
(2)由(1)得到方程,结合题目给到的区间求得对应的的值;
(3)整体题中方程得,由取值范围求得的范围,由题意得到最大值的不等式,解得的取值范围.
【详解】(1)由函数的图像,可得,周期,
则,∴.
将点代入函数解析式可得,
解得,∵,∴,
∴;
令,解得,
的对称中心为
(2)由(1)知:,又,
∴,,
∴或
解得:或
又∵,
∴或.
(3)由(1)知,则,
由函数在上恰有5个零点,
即在上恰有5个解,
即在上恰有5个解,
∵,∴,
即函数与在区间有5个交点,
由图像知,只需即可,解得,
故.
4.已知函数.
(1)求的值;
(2)若,求的最大值和最小值;
(3)将函数的图象向左平移个单位长度,所得函数图象与函数的图象重合,求实数的最小值.
【答案】(1);(2)最小值为,最大值为1;(3)
【解析】(1)利用二倍角公式、差的余弦公式和辅助角公式化简函数可得,代入可求;
(2)由可得,在利用正弦函数的性质即可求解;
(3)求出平移后的解析式,可得,即可解出,得出最小值.
【解析】(1)
,
;
(2)当时,,
则当,取得最小值为,
当,取得最大值为1;
(3)将函数的图象向左平移个单位长度,可得,
则和的图象重合,
,解得,
,则当时,取得最小值为.
【点睛】本题考查利用三角恒等变换化简求三角函数性质,解题的关键是利用二倍角公式、差的余弦公式和辅助角公式化简函数可得.
一、选择题
1.(24-25高一下·上海黄浦·期中)将函数的图象向左平移个单位,平移后的图象如图所示,则平移后的图象所对应函数的解析式是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】依题意可得,,从而可求得,结合平移后的函数图象可确定的取值范围,继而可得的值,最后得函数的解析式.
【详解】解:函数的图象向左平移个单位,为,
由图象得:①,
解得:,又有图可知,最小正周期满足,即②
结合①②得:
平移后的图象所对应的函数的解析式为:.
故选:C.
2.(24-25高一下闵行·期中)将函数的图象上所有点的横坐标缩短到原来的倍,再向右平移个单位,可以得到函数( )的图象
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】求图象变化前(后)的解析式
【分析】根据三角函数的变换规则计算可得.
【详解】将函数的图象上所有点的横坐标缩短到原来的倍得到,
将向右平移个单位得到.
故选:D
3.(23-24高一下·上海奉贤·阶段练习)函数,,的部分图象如图所示,则函数表达式为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据图象直接求出,再利用图象过点,即可求出,即可解决问题.
【详解】因为一个图象对应的函数具有唯一性,故此处不妨设
由函数的图象可知,,又,得到,
又因为函数的图象经过,所以,得到,
所以,又,所以,
所以函数的解析式为,
故选:C.
4.(2024·上海徐汇·二模)已知函数,其中,实数,下列选项中正确的是( )
A.若,函数关于直线对称
B.若,函数在上是增函数
C.若函数在上最大值为1,则
D.若,则函数的最小正周期是
【答案】C
【分析】求出即可判断选项A;由正弦函数的单调性即可判断B;由正弦函数的性质可得关于的不等式,从而可求出的取值范围,即可判断C;判断,即可判断D.
【详解】对于A,若,则,
,不是最值,
所以不关于直线对称,故A错误;
对于B,若,则,
当时,,因为正弦函数在上不单调,
所以函数在上不是增函数,故B错误;
对于C,,则,
因为函数在上最大值为1,
所以,解得,故C正确;
对于D,若,函数,
因为,
所以函数的最小正周期不是,故D错误.
故选:C.
二、填空题
5. 用五点法画出y=2sin(2x)在[,]内的图象时,应取的五个点为 ;
【解题思路】由题意利用五点法作函数y=Asin(ωx+φ)的图象.
【解答过程】解:在[,]内,2x∈[0,2π],列表如下:
x
2x
0
π
2π
y
0
2
0
﹣2
0
作图:
由列表可得,应取的五个点为 (,0)、(,2)、(,0)、(,﹣2)、(,0),
故答案为:(,0)、(,2)、(,0)、(,﹣2)、(,0).
6.为了得到函数的图象,只需把函数的图象上所有的点向 平移 个单位.
【答案】 左 /
【分析】直接利用函数的关系式的变换和函数的图象的平移变换求解.
【解析】,
所以要得到该函数的图象,只需将函数的图象向左平移个单位即可.
故答案为:左;.
7.将函数的图象向右平移个单位长度后,再将得到的图象上各点的横坐标缩短为原来的,纵坐标不变,得到函数的图象,则 .
【答案】
【分析】因要求变换之前的函数解析式,故应逆向考虑,将函数进行先横向伸长再向左平移即得所求函数解析式.
【解析】把函数的图象上的点的横坐标伸长为原来的2倍,纵坐标不变,得到函数,
再向左平移个单位,得到函数,即的图象.
故答案为:.
8.将函数的图象向左平移半个最小正周期,得到函数的图象,则函数的一个对称中心为 .
【答案】(答案不唯一)
【分析】先求出函数的最小正周期,在根据平移变换及诱导公式求出,最后根据的对称中心列式求解.
【解析】因为函数的最小正周期为,
故,
令,解得,
当时,可得函数的一个对称中心为.
故答案为:(答案不唯一,满足即可).
9.(2024秋•徐汇区期末)设函数f(x)=cos(ωx)(0<ω<2),若将f(x)图像向左平移个单位后,所得函数图像的对称轴与原函数图像的对称轴重合,则ω= .
【解题思路】先求出变换后所得函数图象对应的函数解析式为y=cos(ωxω),再由所得函数图象对称轴与原函数图象对称轴重合,可得ω(k2﹣k1),k1,k2∈Z,结合ω的范围,可得ω 的值.
【解答过程】解:将f(x)图像向左平移个单位后,
所得函数图象对应的函数解析式为y=cos[ω(x)]=cos(ωxω),
其中函数f(x)=cos(ωx)(0<ω<2)的对称轴为x(k1π),k1∈Z,
y=cos(ωxω)的对称轴为x(k2πω),k2∈Z,
再由所得函数图象对称轴与原函数图象对称轴重合,可得k1πk2πω,
∴ω(k2﹣k1),k1,k2∈Z,
∵0<ω<2,
∴ω.
故答案为:.
10.(24-25高一下·上海·期中)如图是函数图象的一部分,则函数的解析式为:
【答案】
【知识点】由图象确定正(余)弦型函数解析式
【分析】先由图像可得,然后将代入解析式可得,即可得到结果.
【详解】由图像可知,,,则,所以,
即,
将代入可得,即,
解得,且,
当时,,
所以.
故答案为:
11.(2024·上海市实验学校高三阶段练习)已知函数(,)的部分图形如图所示,求函数的解析式_________.
【答案】.
【分析】根据函数的图象,得到,求得,再根据和,列出方程求得的值,即可求解.
【解析】由函数的图象,可得,即可,所以,
所以,
又由,可得,
即,且,可得,解得,
又由,即,解得,
所以函数的解析式为.
故答案为:.
3、 解答题
12.某同学用“五点法”画函数 在某一周期,内的图象时,列表并填入了部分数据,如下表:
ωx+φ
0
x
0
0
0
(1)请将上表数据补充完整,填写在答题卡上相应位置,并直接写出函数的解析式和单调递减区间;
(2)若函数 求函数在上的最小值.
【答案】(1)见解析;;;(2)
【分析】(1)根据五点法完成表格,根据五点法即可求和单调减区间;
(2)由三角恒等变换得,由得,进而求得.
【解析】(1)由题意有:
ωx+φ
0
x
0
0
0
由五点法得:,单调减区间为;
(2),
由有:,
所以当时,,
所以在上的最小值为.
13.(24-25高一下·上海·期中)已知(,,),函数的部分图象如图所示.
(1)求,,,的值;
(2)求函数的值域.
【答案】(1),,,
(2)
【知识点】由图象确定正(余)弦型函数解析式、求含sinx(型)的二次式的最值、二倍角的余弦公式
【分析】(1)根据函数图象可知函数的最大值和最小值,代入解析式,解方程组可得和的值,根据图象代入点和,结合图中周期的范围及题中,的范围即可求解;
(2)由(1)可得函数的解析式,代入,利用诱导公式和二倍角公式化简可得,利用换元法,令,则,,根据二次函数性质即可求解.
【详解】(1)由图可知:,解得,
.
又,∴.
∵,∴,∴.
∵,∴,
∴,解得.
由图可知函数周期,∴.
∵,∴,∴,.
综上,,,,.
(2)由(1)知,
∴.
令,则,.
由二次函数性质可知函数的图象开口向上,对称轴为,
故函数在上单调递减,在上单调递增,
∴当时,函数取得最小值,最小值为;
当时,函数取得最大值,最大值为.
综上,函数的值域为.
【点睛】本题第(1)问的解题关键是根据函数图象可知周期求解的值;
本题第(2)问的解题关键是与的关系,利用诱导公式和二倍角公式化简可得后,利用换元法和二次函数的性质即可求解,注意新元的范围.
14.(23-24高一下·上海·期末)已知函数的部分图象如图所示.
(1)求的解析式与单调增区间;
(2)若将的图象向右平移个单位,再向上平移1个单位得到的图象,写出图象的对称中心的坐标,并求当时,的最值.
【答案】(1),
(2)对称中心坐标为,,
【分析】(1)利用函数图象列出,解得,,结合函数的周期,求解,利用函数的最大值求解,然后得到函数的解析式,利用正弦函数的单调性求解函数的单调增区间即可;
(2)根据三角函数的变换规则求出解析式,根据正弦函数的性质求出对称中心坐标,通过的范围,求出的范围,结合正弦函数性质计算可得.
【详解】(1)由图象可知,解得,
又由于,可得,又,所以,
由图象知,,又因为,则,
所以,则,所以.
由,,解得,.
函数的单调递增区间是,.
(2)将的图象向右平移个单位,再向上平移1个单位得到:
,
令,解得,
所以的对称中心坐标为,
因为,所以,
所以当,即时;
当,即时.
15.已知函数,,
(1)求的单调递减区间;
(2)求在闭区间上的最大值和最小值;
(3)将函数的图象向左平移个单位得到函数的图象,求函数在上所有零点之和.
【答案】(1)
(2)最小值为,最大值为
(3)
【知识点】求sinx型三角函数的单调性、求零点的和、求含sinx(型)函数的值域和最值、求图象变化前(后)的解析式
【分析】(1)通过整体代换法求解即可;
(2)先由求出整体角的取值范围,再求得的最大值和最小值;
(3)先根据图形变换求出,在求其零点得出结果.
【详解】(1)函数.
令
解得,
所以函数的单调递减区间为,
(2)由(1)得,
由于,所以,
所以,故,
当时,函数的取最小值,最小值为,
当时,函数的取最大值,最大值为.
(3)将函数的图象向左平移个单位得到函数的图象,
令,,即,
整理得,即或,
当时,或,即,;
当时,,;
当时,;
故所有零点之和为.
16.已知函数为奇函数,且图象的相邻两对称轴间的距离为.
(1)求的最小值.
(2)将函数的图象向右平移个单位长度,再把纵坐标缩小为原来的倍(横坐标不变),得到函数的图象,若方程在区间内的解为,求
【答案】(1)
(2)
【知识点】已知正(余)弦求余(正)弦、求含sinx(型)的二次式的最值、由正(余)弦函数的性质确定图象(解析式)、求图象变化前(后)的解析式
【分析】(1)利用三角恒等变换化简,利用正弦函数的周期性,奇偶性求得函数解析式,令,利用换元法转化为二次函数,求最小值即可.
(2)利用三角函数的图象变换规律,求得的解析式,利用方程的解及正弦函数的性质求得,进而求出,讨论的取值范围,利用平方关系即可求解.
【详解】(1)由题意得
因为图象的相邻两对称轴间的距离为,
所以,可得,
又因为为奇函数,可得,
所以,,
因为,所以,所以函数,
所以,
令,
则,,
其对称轴为,在上单调递增,在单调递减,
因为当时,,
当时,,
所以当时,取到最小值,
即的最小值为.
(2)因为,
将函数的图象向右平移个单位长度可得,
再把纵坐标缩小为原来的倍(横坐标不变),得到函数,
因为,故,
由题意得,得,
所以,所以,
所以,
因为,,
所以,即,
所以.
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2025-2026学年高一数学寒假班预修提升讲义
专题7.3 函数y=Asin(ωx+φ)的图象
知识点01 函数y=Asin(ωx+φ)的图象
1.函数y=Asin(ωx+φ)的有关概念
y=Asin(ωx+φ)
振幅
周期
频率
相位
初相
(A>0,ω>0)
A
T=
f==
φ
2.用五点法画y=Asin(ωx+φ)一个周期内的简图
用五点法画y=Asin(ωx+φ)一个周期内的简图时,要找五个关键点,如下表所示:
x
-
-
-
ωx+φ
2π
y=Asin(ωx+φ)
0
A
0
-A
0
3.由函数y=sin x的图象变换得到y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的图象的两种方法
知识点02 函数的性质
函数与函数可看作是由正弦函数,余弦函数复合而成的复合函数,因此它们的性质可由正弦函数,余弦函数类似地得到:
(1)
定义域:;
(2)值域:;
(3)单调区间:求形如与函数的函数的单调区间可以通过解不等式的方法去解答,即把视为一个“整体”,分别与正弦函数,余弦函数的单调递增(减)区间对应解出,即为所求的单调递增(减)区间.比如:由解出的范围所得区间即为增区间,由解出的范围,所得区间即为减区间.
(4)奇偶性:正弦型函数和余弦型函数不一定具备奇偶性.对于函数,当时为奇函数,当时为偶函数;对于函数,当时为偶函数,当时为奇函数.
(5)周期:函数及函数的周期与解析式中自变量的系数有关,其周期为.
(6)对称轴和对称中心
与正弦函数比较可知,当时,函数取得最大值(或最小值),因此函数的对称轴由解出,其对称中心的横坐标,即对称中心为.同理,的对称轴由解出,对称中心的横坐标由解出.
题型01:“五点法”作函数y=Asin(ωx+φ)
【例1】已知函数.
(1)利用“五点法”完成下面表格,并画出在区间上的图象;
0
(2)解不等式.
【跟踪训练】
1.某同学用“五点法”画函数在某一个周期内的图象时,列表并填入了部分数据,如下表:
0
x
0
5
0
根据表格中的数据,函数的解析式可以是( )
A. B.
C. D.
2.已知函数,其中,(,)
(1)若,,在用“五点法”作出函数,的大致图象的过程中,第一步需要将五个关键点列表,请完成下表:
0
0
(2)若,,写出函数的最小正周期和单调增区间
(3)若的频率为,且恒成立,求函数的解析式.
3.已知函数,.在用“五点法”作函数的图象时,列表如下:
x
完成上述表格,并在坐标系中画出函数在区间上的图象;
题型02:函数y=Asin(ωx+φ)的周期、振幅、频率、初始相位、相位
【例2】1.函数的周期为 ,振幅为 ,初始相位为 .
2.函数的初始相位是 .
【跟踪训练】
1.函数的初始相位为 .
2.已知函数的振幅是2,最小正周期是,初始相位是:
(1)求的值
(2)求函数的表达式.
3.已知,分别表示下面两个简谐振动:,,求复合振动的振幅、周期和频率和圆频率.
题型03:三角函数间的图象变换
【例3】要得到函数的图象,只要将函数的图象 ( )
A.向左平移个单位 B.向右平移个单位
C.向左平移个单位 D.向右平移个单位
【例4】为了得到函数的图象,可以将函数的图象( )
A.向左平移个单位 B.向左平移个单位
C.向右平移个单位 D.向右平移个单位
【跟踪训练】
1.
要得到的图象,只要把函数的图象( )
A.向左平移 B.向右平移
C.向左平移 D.向右平移
2.
函数是由( )得到的
A.向右平移 B.向右平移
C.向右平移 D.向右平移
3.
把函数的图像经过变换得到图像,这个变换是( )
A.向左平移个单位 B.向右平移个单位
C.向左平移个单位 D.向右平移个单位
4.
为了得到函数的图象,可以将函数的图象( )
A.向左平移个单位 B.向右平移个单位
C.向右平移个单位 D.向左平移个单位
5.
把函数的图像适当变动就可以得到图像,这种变动可以是( )
A.向右平移 B.向左平移 C.向右平移 D.向左平移
题型04:求图象变化前(后)的解析式
【例5】把函数的图象向右平移个单位,得到的解析式是 .
【跟踪训练】
1.
将函数图像上各点的横坐标缩小为原来的,纵坐标不变,再将所得图像向左平移个单位长度得到函数的图像,则的解析式为( )
A. B.
C. D.
2.将函数的图像上所有点的纵坐标不变,横坐标缩短到原来的,所得图像的解析式为 .
题型05:由部分图象求函数解析式
【例6】下图是函数的部分图像,则( )
A. B.
C. D.
【跟踪训练】
1.函数(其中,,的部分图象如图所示,则的解析式是
A. B.
C. D.
2.如图所示为的部分图像,点和点之间的距离为5,那么 .
3.函数的部分图象如图所示,其中,,.则的解析式为 .
4.函数的图象如下,求它的解析式 .
5.下图是根据某港一天中记录的潮汐高度y(cm)与相应时间t(h)的有关数据绘制的简图,若选择函数来近似刻画y与t之间的关系,则此函数可以是( )
A. B.
C. D.
题型06:由三角函数的性质求函数解析式
【例7】函数的振幅是2,最小正周期是,初始相位是,则它的解析式为 .
【跟踪训练】
1.函数的相邻两条对称轴之间的距离为,则 .
2.已知,若函数的图象关于直线对称,则的值为 .
3.已知函数的最大值为4,最小值是0,最小正周期是,直线是其图象的一条对称轴,若,,,则函数解析式为 .
题型07:由图象及变换分析三角函数的性质
【例8】将函数的图象向右平移个单位长度,在纵坐标不变的情况下,再把平移后的函数图象上每个点的横坐标变为原来的2倍,得到函数的图象,则函数所具有的性质是________
(1)图象关于直线对称
(2)曲线与直线的所有交点中,相邻交点距离的最小值为
(3)的一个单调递增区间为
(4)图象关于点成中心对称
【跟踪训练】
1.已知函数,将函数的图象向右平移个单位长度后得到函数的图象,则下列正确的是________
A.函数的周期为
B.函数的图象关于直线对称
C.函数在区间上单调递减
D.函数在区间上的最小值为
2.函数的图象为,现有三个论断:
(1)图象关于直线对称;
(2)函数在区间内是增函数;
(3)由函数的图象向右平移个单位长度可以得到图象.
以上三个论断中,正确结论的序号为 .
3.已知函数,将f(x)的图象向右平移个单位长度,得到函数g(x)的图象,则下列说法正确的是( )
A.g(x)在上单调递增
B.g(x)的最小正周期是
C.g(x)的图象关于原点对称
D.g(x)的图象关于直线对称
题型08: 三角函数图象与性质的综合应用
【例9】已知.
(1)化简为形式;
(2)求函数的单调减区间;
(3)求函数在区间上的最大值和最小值.
【例10】已知函数,且的图象上相邻两条对称轴之间的距离为
(1)求函数的解析式;
(2)求函数的单调递减区间;
(3)当时,方程恰有两个不同的实数解,求实数的取值范围.
【跟踪训练】
1.已知.
(1)求函数的最小正周期和单调减区间;
(2)若关于x的方程在上有解,求实数m的取值范围.
2.已知 .
(1)设 ,若对任意的,不等式 成立,求的取值范围;
(2)画出函数 的大致图象,并写出满足 的的集合.
3.已知函数的部分图像如图所示.
(1)求的解析式及对称中心;
(2)若,求的值;
(3)若方程在上恰有个不相等的实数根,求的取值范围.
4.已知函数.
(1)求的值;
(2)若,求的最大值和最小值;
(3)将函数的图象向左平移个单位长度,所得函数图象与函数的图象重合,求实数的最小值.
一、选择题
1.(24-25高一下·上海黄浦·期中)将函数的图象向左平移个单位,平移后的图象如图所示,则平移后的图象所对应函数的解析式是( )
A. B.
C. D.
2.(24-25高一下闵行·期中)将函数的图象上所有点的横坐标缩短到原来的倍,再向右平移个单位,可以得到函数( )的图象
A. B.
C. D.
3.(23-24高一下·上海奉贤·阶段练习)函数,,的部分图象如图所示,则函数表达式为( )
A. B.
C. D.
4.(2024·上海徐汇·二模)已知函数,其中,实数,下列选项中正确的是( )
A.若,函数关于直线对称
B.若,函数在上是增函数
C.若函数在上最大值为1,则
D.若,则函数的最小正周期是
二、填空题
5. 用五点法画出y=2sin(2x)在[,]内的图象时,应取的五个点为 ;
6.为了得到函数的图象,只需把函数的图象上所有的点向 平移 个单位.
7.将函数的图象向右平移个单位长度后,再将得到的图象上各点的横坐标缩短为原来的,纵坐标不变,得到函数的图象,则 .
8.将函数的图象向左平移半个最小正周期,得到函数的图象,则函数的一个对称中心为 .
9.(2024秋•徐汇区期末)设函数f(x)=cos(ωx)(0<ω<2),若将f(x)图像向左平移个单位后,所得函数图像的对称轴与原函数图像的对称轴重合,则ω= .
10.(24-25高一下·上海·期中)如图是函数图象的一部分,则函数的解析式为:
11.(2024·上海市实验学校高三阶段练习)已知函数(,)的部分图形如图所示,求函数的解析式_________.
3、 解答题
12.某同学用“五点法”画函数 在某一周期,内的图象时,列表并填入了部分数据,如下表:
ωx+φ
0
x
0
0
0
(1)请将上表数据补充完整,填写在答题卡上相应位置,并直接写出函数的解析式和单调递减区间;
(2)若函数 求函数在上的最小值.
13.(24-25高一下·上海·期中)已知(,,),函数的部分图象如图所示.
(1)求,,,的值;
(2)求函数的值域.
14.(23-24高一下·上海·期末)已知函数的部分图象如图所示.
(1)求的解析式与单调增区间;
(2)若将的图象向右平移个单位,再向上平移1个单位得到的图象,写出图象的对称中心的坐标,并求当时,的最值.
15.已知函数,,
(1)求的单调递减区间;
(2)求在闭区间上的最大值和最小值;
(3)将函数的图象向左平移个单位得到函数的图象,求函数在上所有零点之和.
16.已知函数为奇函数,且图象的相邻两对称轴间的距离为.
(1)求的最小值.
(2)将函数的图象向右平移个单位长度,再把纵坐标缩小为原来的倍(横坐标不变),得到函数的图象,若方程在区间内的解为,求
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