内容正文:
5.6 函数y=Asin(ωx+φ)(一)
【学习目标】
1.结合具体实例,了解y=Asin(ωx+φ)的实际意义.(数学抽象、直观想象)
2.能借助图象理解参数的意义,了解参数ω,φ,A的变化对函数图象的影响.(数学抽象、数学运算)
一、φ对y=sin (x+φ),x∈R图象的影响
二、ω(ω>0)对y=sin (ωx+φ)图象的影响
三、A(A>0)对y=A sin (ωx+φ)图象的影响
四、三角函数图象变换
[点睛]
1.函数y=Asin(ωx+φ)图象平移变换的注意点
(1)y=sin(x+φ)与y=sin x的图象形状是完全一样的,y=sin(x+φ)的图象可以由y=sin x的图象向左或向右平移得到.
(2)左右平移是对x本身而言的,如果x前面的系数不是1,应提取系数,然后进行左右平移.
2.ω对函数y=Asin(ωx+φ)图象影响的注意点
(1)ω(ω>0)影响函数y=sin(ωx+φ)的周期.
(2)y=sin(ωx+φ)(ω≠1)与y=sin(x+φ)的图象形状不同,此变换称为横向伸缩变换.
3.A对函数y=Asin(ωx+φ)图象影响的注意点
(1)|A|的大小反映了曲线y=Asin(ωx+φ)波动幅度的大小.
(2)y=Asin(ωx+φ)与y=sin(ωx+φ)的图象形状不同,此变换称为纵向伸缩变换.
【明辨是非】(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)由函数y=sin (x+)的图象得到y=sin x的图象,必须向左平移个单位长
度.( )
提示:由函数y=sin (x+)的图象得到y=sin x的图象,可以向右平移个单位长
度.
×
(2)把函数y=sin x的图象上所有点的横坐标伸长到原来的3倍就得到函数
y=sin 3x的图象.( )
提示:把函数y=sin x的图象上所有点的横坐标伸长到原来的3倍就得到函数
y=sin x的图象.
(3)利用图象变换作图时,“先平移,后伸缩”与“先伸缩,后平移”中平移的长度
是一致的.( )
提示:利用图象变换作图时,“先平移,后伸缩”与“先伸缩,后平移”中平移的长
度不一定是一致的.当ω=1时,是一致的,当ω≠1时,是不一致的.
×
×
类型1 平移变换(数学抽象)
【典例1】(1)将函数y=sin x的图象向右平移个单位长度,所得图象对应的函数解析式是( )
A.y=sin(x+) B.y=sin(x-)
C.y=cos x D.y=-cos x
【解析】选D.y=sin x的图象向右平移个单位长度得到函数y=sin(x-)
=-cos x.
√
(2)(多选)为了得到函数f(x)=2cos(3x+)的图象,只需( )
A.将函数y=2cos 3x的图象向左平移个单位长度
B.将函数y=2cos 3x的图象向左平移个单位长度
C.将函数y=2sin 3x的图象向左平移个单位长度
D.将函数y=2sin 3x的图象向右平移个单位长度
√
√
√
【解析】选ACD.对于选项A,y=2cos 3x的图象向左平移个单位长度,
可得y=2cos 3(x+)=2cos(3x+)的图象,故A正确;
对于选项B,y=2cos 3x的图象向左平移个单位长度,
可得y=2cos 3(x+)=2cos(3x+π)=-2cos 3x的图象,故B错误;
对于选项C,y=2sin 3x的图象向左平移个单位长度,
可得y=2sin 3(x+)=2sin(3x+)=2cos(3x+)的图象,故C正确;
对于选项D,y=2sin 3x的图象向右平移个单位长度,
可得y=2sin 3(x-)=2sin(3x-)=2sin(-3x)=2cos(3x+)的图象,故D正确.
【解题有招】
图象平移变换的关注点
(1)解题关键:确定平移方向和平移的量.
(2)平移方法:
①当x的系数是1时,若φ>0,则左移φ个单位长度;若φ<0,则右移|φ|个单位长度.
②当x的系数是ω(ω>0)时,若φ>0,则左移个单位长度;若φ<0,则右移个单位长度.
【即学即练】
将函数y=cos(2x+)的图象 可得到函数y=cos 2x的图象.( )
A.向左平移个单位长度 B.向右平移个单位长度
C.向左平移个单位长度 D.向右平移个单位长度
【解析】选D.因为y=cos(2x+)=cos2(x+),所以y=cos(2x+)的图象向右平移个单位长度可得到函数y=cos 2x的图象.
√
类型2 伸缩变换(数学抽象)
【典例2】(1)(2026·咸阳高一检测)为了得到函数y=cos 2x的图象,只需把余弦曲线y=cos x上所有点的( )
A.横坐标缩短到原来的,纵坐标不变
B.横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变
C.纵坐标缩短到原来的,横坐标不变
D.纵坐标伸长到原来的2倍,横坐标不变
【解析】选A.只需把余弦曲线y=cos x上所有点的横坐标缩短到原来的,纵坐标不变,即可得到函数y=cos 2x的图象.
√
(2)函数y=sin(2x-)图象上所有点的横坐标保持不变,将纵坐标 (填“伸长”或“缩短”)为原来的 ,将会得到函数y=3sin(2x-)的图象.
【解析】A=3>1,故函数y=sin(2x-)图象上所有点的横坐标保持不变,将纵坐标伸长为原来的3倍即可得到函数y=3sin(2x-)的图象.
答案:伸长 3倍
【解题有招】
图象伸缩变换的关注点
(1)两个弄清:弄清是横向还是纵向,要弄清是伸还是缩;
(2)两个规律:ω>0时,横向伸缩规律为“ω乘伸缩倍数的倒数”,A>0时,纵向伸缩规律为“A乘伸缩的倍数”.
【即学即练】
1.函数y=cos x图象上各点的纵坐标不变,把横坐标变为原来的2倍,得到图象的解析式为y=cos ωx,则ω的值为 .
【解析】函数y=cos x y=cos x,所以ω=.
答案:
2.(2025·黔江高一检测)将函数f(x)=sin(x+)图象上的所有点的横坐标变为原来的,纵坐标不变,得到函数y=g(x)的图象,则g()= .
【解析】由题意得g(x)=sin(2x+),则g()=sin(2×+)=.
答案:
类型3 变换的综合应用(逻辑推理)
角度1 同名三角函数变换
【典例3】(多选)若曲线C1:y=sin x,C2:y=sin(2x+),则下列说法正确的是( )
A.把C1向左平移个单位长度,再将所有点的横坐标变为原来的2倍,得到C2
B.把C1向左平移个单位长度,再将所有点的横坐标变为原来的,得到C2
C.把C1上所有点的横坐标变为原来的,再向左平移个单位长度,得到C2
D.把C1上所有点的横坐标变为原来的,再向左平移个单位长度,得到C2
√
√
【解析】选BD.变换方式一:把函数y=sin x的图象向左平移个单位长度,得到y=sin(x+)的图象,再将所有点的横坐标变为原来的,得到y=sin(2x+)的图象;
变换方式二:把函数y=sin x的图象上所有点的横坐标变为原来的,得到y=sin 2x的图象,再向左平移个单位长度,得到y=sin2(x+)=sin(2x+)的图象.
【解题有招】
同名三角函数图象变换主要有两个过程:先平移后伸缩和先伸缩后平移,两种情况下平移的单位长度不一定相同.
【即学即练】
已知曲线C1:y=sin (x+),把C1上各点的横坐标缩短到原来的,纵坐标不变,再把得到的曲线向左平移个单位长度,得到曲线C2,则曲线C2为( )
A.y=sin (x+π) B.y=sin (3x+π)
C.y=sin (x+π) D.y=sin (3x+π)
√
【解析】选D.把C1:y=sin (x+)上各点的横坐标缩短到原来的得到曲线的函数解析式为y=sin (3x+),纵坐标不变,再把得到的曲线向左平移个单位长度得到曲线C2:y=sin (3x+π).
角度2 异名三角函数变换
【典例4】(2026·潍坊高一检测)要得到函数y=4cos (x+)的图象,只需将函数y=4sin (x-)的图象( )
A.向左平移2个单位长度 B.向右平移个单位长度
C.向右平移2个单位长度 D.向左平移个单位长度
【解析】选A.因为y=4cos (x+)=4sin (x++)=4sin [(x+2)-],
所以要得到函数y=4cos (x+)的图象,只需将函数y=4sin (x-)的图象向左平移2个单位长度.
√
【解题有招】
异名三角函数图象变换的关注点
(1)步骤:先用诱导公式将不同名三角函数化为同名三角函数,再根据平移、伸缩变换,得出最终结果.
(2)注意:由y=sin x的图象能经过图象变换得到y=Asin(ωx+φ)的图象,若先左右平移,则左(右)平移|φ|个单位长度,若先在x轴方向上伸缩再平移,则左(右)平移||个单位长度.
【即学即练】
已知函数f(x)=8cos(-),将函数f(x)的图象上每一点横坐标变为原来的一半,再向左平移个单位长度,得到函数g(x)的图象,则g(x)+g(x+π)的最大值为 .
【解析】将函数f(x)=8cos(-)的图象上每一点横坐标变为原来的一半,
此时函数解析式为y=8cos(-),再向左平移个单位长度,得g(x)=8cos[(x+)-]=8cos(+),
则g(x)+g(x+π)=8cos(+)+8cos(+)
=8cos(+)-8sin(+)=-8sin ,
所以g(x)+g(x+π)的最大值为8.
答案:8
$