内容正文:
作课人:廉文杰
北师大版(2019)高中数学
必修第二册
作课人:廉文杰
焦作市外国语中学
第一章 三角函数
第6节 函数y=Asin(ωx+φ)的性质与图像
第3课时(共3课时)
1
学 习 目 标
目 标
重 点
难 点
1、掌握y=Asin(ωx+φ)
(A>0,ω>0)的性质.
2、掌握y=Acos(ωx+φ)
(A>0,ω>0)的性质.
3、会把ωx+φ当做整体来解决y=Asin(ωx+φ)
y=Acos(ωx+φ)问题.
1、掌握y=Asin(ωx+φ)
(A>0,ω>0)的性质.
2、掌握y=Acos(ωx+φ)
(A>0,ω>0)的性质.
1、会把ωx+φ当做整体来解决y=Asin(ωx+φ)
y=Acos(ωx+φ)问题.
2
新 知 引 入
ωx+φ 0 π 2π
x
y=sin(ωx+φ) 0 1 0 -1 0
y=Asin(ωx+φ)
-
0
A
0
-A
0
1、用五点法做出函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的图像。
x
y
- A
A
学 习 新 知
x
y
- A
A
1、定义域:__________.
2、值 域:__________.
3、周期性:__________.
5、奇偶性:
4、对称性:对称轴可由________________________;
对称中心的纵坐标是____,横坐标可由_______________________解得.
R
[-A,A]
T=
ωx+φ= +kπ ,k∈Z
ωx+φ=kπ ,k∈Z
当φ=______________时为奇函数;
当φ=______________时为偶函数;
当φ≠______________时为非奇非偶函数.
kπ,k∈Z
kπ+,k∈Z
,k∈Z
y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的性质:
0
学 习 新 知
x
y
- A
A
6、单调性:单调递增区间可由______________________________________解得;
单调递减区间可由______________________________________解得。
2kπ- ≤ωx+φ≤2kπ+ ,k∈Z
2kπ+ ≤ωx+φ≤2kπ+ ,k∈Z
7、最值性:当ωx+φ=__________________时,函数取最大值A;
当ωx+φ=_________________时,函数取最小值-A.
2kπ+,k∈Z
2kπ - ,k∈Z
y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的性质:
学 习 新 知
x
y
- A
A
y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的性质:
两个相邻的对称中心、两条相邻的对称轴之间的距离并不是函数的一个周期,而是半个周期.
注意:1、
一般情况下,ω的值是唯一确定的,但φ的值是不确定的,它有无数个.如果求出的φ值不在指定范围内,可以通过加减 的整数倍达到目的.
研究函数y=Asin(ωx+φ)的性质,主要通过整体换元的思想,将(ωx+φ)视为一个整体来研究,但首先要掌握和熟记y=sin x的性质.
形如y=|Asin(ωx+φ)|的函数周期为T= .
2、
3、
4、
新 知 引 入
ωx+φ 0 π 2π
x
y=cos(ωx+φ) 1 0 -1 0 1
y=Acos(ωx+φ)
-
A
0
-A
0
A
2、用五点法做出函数y=Acos(ωx+φ)(A>0,ω>0)的图像。
x
y
- A
A
学 习 新 知
y=Acos(ωx+φ)(A>0,ω>0)的性质:
1、定义域:__________.
2、值 域:__________.
3、周期性:__________.
5、奇偶性:
4、对称性:对称轴可由________________________;
对称中心的纵坐标是____,横坐标可由__________________________解得.
R
[-A,A]
T=
ωx+φ= kπ ,k∈Z
ωx+φ=kπ+ ,k∈Z
当φ=______________时为偶函数;
当φ=______________时为奇函数;
当φ≠______________时为非奇非偶函数.
kπ,k∈Z
kπ+,k∈Z
,k∈Z
0
x
y
- A
A
学 习 新 知
y=Acos(ωx+φ)(A>0,ω>0)的性质:
x
y
- A
A
6、单调性:单调递增区间可由_________________________________解得;
单调递减区间可由_________________________________解得。
2kπ- π≤ωx+φ≤2kπ ,k∈Z
2kπ≤ωx+φ≤2kπ+π ,k∈Z
7、最值性:当ωx+φ=__________________时,函数取最大值A;
当ωx+φ=_________________时,函数取最小值-A.
2kπ,k∈Z
2kπ+π ,k∈Z
学 习 新 知
y=Acos(ωx+φ)(A>0,ω>0)的性质:
x
y
- A
A
两个相邻的对称中心、两条相邻的对称轴之间的距离并不是函数的一个周期,而是半个周期.
注意:1、
一般情况下,ω的值是唯一确定的,但φ的值是不确定的,它有无数个.如果求出的φ值不在指定范围内,可以通过加减 的整数倍达到目的.
研究函数y=Acos(ωx+φ)的性质,主要通过整体换元的思想,将(ωx+φ)视为一个整体来研究,但首先要掌握和熟记y=cosx的性质.
形如y=|Acos(ωx+φ)|的函数周期为T= .
2、
3、
4、
典 例 引 路
定义域
例1、函数y= 的定义域是( )
A. R B. {x|x≠kπ,k∈Z} C. [-1,0)∪(0,1] D.{x|x≠0}
解:要使函数有意义,应有sinx≠0,
因此,x≠kπ(k∈Z).
故定义域为{x|x≠kπ,k∈Z}.
B
同 步 练 习
练1、求下列函数的定义域:
(1)y=
(2)y=lg(2sinx-1)
解:依题意得:sinx≥0
∴ 2kπ≤x≤2kπ+π,k∈Z
解:依题意得2sinx-1>0
∴ sinx>
∴ 2kπ+<x<2kπ+,k∈Z
典 例 引 路
例2、函数y=2sin(2x+)(- ≤x≤)的值域是_______.
解:∵ - ≤x≤
∴ - ≤2x≤
∴ 0≤2x+ ≤
∴ 0≤sin(2x+ )≤1
∴ 0≤2sin(2x+ )≤2
∴ y∈[0,2]
值域
同 步 练 习
练2、求函数y=sin(2x+),x∈[0,]的值域.
解:∵ 0≤x≤
∴ 0≤2x≤π
∴ ≤2x + ≤
∴ - ≤sin(2x + )≤1
∴ -1≤sin(2x + )≤
∴ y∈[-1,]
典 例 引 路
周期性
例3、已知函数f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0)的图象如图所示,则ω= .
解:由题意设函数周期为 T,
则 = - =
∴ T =
∴ ω= =
同 步 练 习
练3、设φ∈R,函数y=sin(3x+φ)的图象与x轴的交点中,任意两个交点之
间距离的最小值为________.
解:∵ 由函数的解析式可知,由正弦函数的图象进行了左右平移
及伸缩变换,得到该函数。
∴ 图象与x轴的交点中距离最小为周期的一半,
∵ 函数的周期为 ,
∴ 最小距离为 × =
典 例 引 路
对称轴
例4、函数y=sin(2x- )与y轴最近的对称轴方程是___________.
解:令 2x - = kπ+ (k∈Z)
∴ x = + (k∈Z)
由k=0,得x = ,由k = -1,得 x = -
∵ |- |<||
∴ x= -
同 步 练 习
练4、将函数f(x)=sin(4x+)的图象向左平移φ(φ>0)个单位后,得到的图象关
于直线x=,对称,则φ的最小值为________.
解:把函数f(x)=sin(4x+ )的图象向左平移φ(φ>0)个单位后可得
g(x) = sin[4(x+φ)+ ] = sin(4x+4φ+ )的图像
∵ g(x)的图象关于直线x= 对称
∴ 4× + 4φ + = kπ+ ,k∈Z
∴ φ= - .k∈Z
∵ φ>0
∴ φ的最小值为
典 例 引 路
对称中心
例5、函数y=3sin(x+)的图像的一个对称中心是( )
A. (0,0) B. (,0) C. (- ,0) D. (3,0)
解:由x+ = kπ,得 x= kπ- ,
令k=0,则x= - ,
故(- ,0)是函数y=3sin(x + )的图像的一个对称中心。
C
同 步 练 习
练5、将函数f(x)=sin(2x+φ)(0<φ<π)的图像向左平移 个单位长度后,
得到的图像关于点(,0)对称,则φ=____________.
解:依题意得平移后的函数解析式为
g(x) = sin[2( x + )+ φ] = sin(2x + + φ)
∴ 0 = g(0) = sin(2×0 + + φ) = sin( + φ)
∴ +φ = kπ,k∈Z
∴ φ = kπ- ,k∈Z
∵ 0<φ<π
∴令k=1,得φ =
典 例 引 路
奇偶性
例6、(1)若将函数f(x)=sin(2x+)的图象沿x轴向右平移φ(φ>0)个单位后
所得的图象关于y轴对称,则φ的最小值为______.
解:f(x)=sin(2x+ )的图象沿x轴向右平移φ(φ>0)个单位后可得g(x)=sin(2x-2φ+ )
∵g(x)关于y轴对称, ∴ -2φ + = + kπ,(k∈Z),即φ=- π- ,(k∈Z)
∵φ>0, ∴当k=-1时有φ的最小值为
(2)若将函数f(x)=sin(2x+)的图象沿x轴向右平移φ(φ>0)个单位后
得到函数g(x)的图象,若g(x)为奇函数,则φ的最小正值是______.
解:依题意得 g(x)=sin(2x-2φ+ )
∵g(x)为奇函数, ∴ -2φ+ = kπ,(k∈Z),即φ=- π+ ,(k∈Z)
∵φ>0, ∴当k=0时有φ的最小值为 .
同 步 练 习
练6、(1)把y=cos(x+)图象向左平移φ(φ>0)个单位,所得函数为偶函数,
则φ的最小值是_____.
解:把y=cos(x+)图象向左平移φ(φ>0)个单位所得函数为y=cos(x+φ+ )
∵y=cos(x+φ+ )为偶函数 ∴φ+ =kπ,k∈Z ∴φ=kπ- ,k∈Z
∵φ>0, ∴φ的最小值为
(2)将函数y=3cos(2x+)的图象向右平移φ(0<φ<)个单位长度后,
所得函数为奇函数,则φ=__________.
解:函数y=3cos(2x+ )的图象向右平移φ个单位长度可得
y=3cos[2(x-φ)+]=3cos(2x-2φ+)的图像
∵所得函数为奇函数, ∴-2φ+ =kπ+ (k∈Z)即φ= - - (k∈Z)
∵0<φ< ∴ φ =
典 例 引 路
单调性
例7、把函数f(x)=sin(2x - )的图象向左平移 个单位得到函数f1(x)的
图象,则函数f1(x)在[0,π]上的单调减区间是________.
解:依题意得f1(x)=sin[2(x+) - ]= sin(2x + )
∴ 2kπ+ ≤2x+ ≤2kπ+ ,k∈Z
∴ 2kπ+ ≤ 2x ≤2kπ+ ,k∈Z
∴ kπ+ ≤ x ≤kπ+ ,k∈Z
∵ x∈[0,π]
∴ 令 k = 0,则 ≤ x ≤
∴f1(x)在[0,π]上的单调减区间是[,]
同 步 练 习
练7、已知函数f(x)=2cos(2x+),函数g(x)的图象由函数f(x)的图象向右平移 个
单位而得到,则当x∈[- , ]时,g(x)的单调递增区间是_____________.
解:依题意得g(x)=2cos[2(x - )+ ]= 2cos(2x - )
∵ 2kπ-π≤ 2x - ≤ 2kπ,k∈Z
∴ 2kπ - ≤ 2x ≤ 2kπ+ ,k∈Z
∴ kπ- ≤ x ≤ kπ+ ,k∈Z
∵ x∈[- , ]
∴ 令k=0,则 - ≤ x ≤
∴ g(x)的单调递增区间是[- ,]
典 例 引 路
最值性
例8、(1)函数y=2sin(2x+)+1的最大值是( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
解:当 2x + = 2kπ+ 时,即x=kπ+ (k∈Z)时,最大值为3.
C
(2)求函数y=cos2x+cosx+1的最大值、最小值及取最值的x的集合。
解:令t=cosx,则t∈[-1,1]
∴y=t2+t+1,对称轴为t=-
当t= - ,即x∈{x|x=±+2kπ,k∈Z}时,ymin=
当t=1,即x{x|x=2kπ,k∈Z}时,ymax=3
同 步 练 习
练8、已知函数f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0,|φ|<)的部分图象如图所示,
则y=f(x+)取得最小值时x的集合为________.
解:根据所给图象,可知 = - ,
∴ T=π ∴π= ∴ω=2 ∴f(x)=sin(2x+φ)
∵ 图象经过点( ,0),∴ 2× + φ = kπ,k∈Z
∴ φ= kπ- ,
∵ |φ|< ∴ φ= -
∴ f(x)=sin(2x- ) ∴y=f(x+ )=sin(2x+ )
∴ 当2x+ = - +2kπ(k∈Z)即x=kπ- 时,y=f(x+ )取得最小值。
∴ y=f(x+ )取得最小值时x的集合为{x|x= kπ- ,k∈Z}
典 例 引 路
例9、 画出函数y=cosx的图象,并讨论其基本性质.
x
y
0
π
2π
4π
3π
- 1
1
解:(1)定义域:R (2)值域:[-1,1 ] (3)周期T = = 4π
(4)单调性:单调递增区间是[4kπ-2π,4kπ],k∈Z.
单调递减区间是[4kπ,4kπ+2π],k∈Z.
(5)最值性:当x∈{x|x=4kπ,k∈Z}时,函数取得最大值1.
当x∈{x|x=4kπ+2π,k∈Z}时,函数取得最小值-1.
(6)对称性:对称轴为x=2kπ(k∈Z);对称中心为(kπ,0)(k∈Z).
同 步 练 习
练9、作出函数y=2sin(x- )+3的图像,并写出函数的定义域、值域、周期、
频率、初相、最值、单调区间。
x
y
0
1
5
3
解:定义域为R;值域为[1,5];周期为2π;频率为;初相为 -
最大值为5,最小值为1
单调递增区间:[2kπ - ,2kπ+ ](k∈Z)
单调递减区间:[2kπ+ ,2kπ+ ](k∈Z)
同 步 练 习
全 课 总 结
A>0,ω>0 y=Asin(ωx+φ) y=Acos(ωx+φ)
定义域 R R
值域 [-A,A] [-A,A]
周期
对称轴 由ωx+φ=kπ+ (k∈Z)求得 由ωx+φ=kπ(k∈Z)求得
对称中心 (x0,0) ωx0+φ=kπ (k∈Z) (x0,0) ωx0+φ=kπ+ (k∈Z)
单调递增区间 由2kπ-≤ωx+φ≤2kπ+(k∈Z)求得 由2kπ-π≤ωx+φ≤2kπ(k∈Z)求得
单调递减区间 由2kπ+≤ωx+φ≤2kπ+(k∈Z)求得 由2kπ≤ωx+φ≤2kπ+π(k∈Z)求得
最大值 当ωx+φ=2kπ+ (k∈Z)时,ymax=A 当ωx+φ=2kπ (k∈Z)时,ymax=A
最小值 当ωx+φ=2kπ- (k∈Z)时,ymin=-A 当ωx+φ=2kπ- π (k∈Z)时,ymin=-A
奇偶性 当φ=kπ (k∈Z)时为奇函数;
当φ=kπ+(k∈Z)时为偶函数. 当φ=kπ (k∈Z)时为偶函数;
当φ=kπ+(k∈Z)时为奇函数.
THANK YOU
谢谢!
作课人:廉文杰
焦作市外国语中学
30
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