高一数学y=asin(ωx+φ)的图象变换
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高一数学函数y=Asin (ωx+φ)的图像北师大版 知识精讲【本讲教育信息】一、教学内容:函数y=Asin (ωx+φ)的图像 ①五点作图法; ②平移变换作图法; ③伸缩变换作图法; ④对称变换作图法;⑤y =Asin (ωx +φ)的图像与性质二、学习目标1、了解五点法作y =Asin (ωx +φ)图像的特点及一般步骤;2、理解函数式y =Asin (ωx +φ)中各个字母A 、φ、ω、ωx +φ的意义;3、了解图像变换(平移、伸缩、对称)作图的一般步骤,能够在函数y =Asin (ωx +φ)和函数y=sinx 之间进行图像变换。
三、知识要点1、五点作图法作y =Asin (ωx +φ)图像的一般步骤及特征 将y =Asin (ωx +φ)与函数y=sinx 进行对照。
两个步骤:①作出一个周期内的草图; 三个零点:令ωx +φ=0,π,2π 两个最值点:令ωx +φ=2π,23π ②利用函数周期性拓展到定义域上。
2、平移变换作图(ϕ>0)——加负减正(即在未知数上加ϕ,则向对应坐标轴的负方向平移;在原坐标上减ϕ,则向对应坐标轴的正方向平移),具体操作如下:ϕ+→x x :将原图像向左平移ϕ个单位;ϕ-→x x :将原图像向右平移ϕ个单位; ϕ+→y y :将原图像向下平移ϕ个单位; ϕ-→y y :将原图像向上平移ϕ个单位。
【说明】注意上述变换的逆向变换3、伸缩变换作图(0>ω)——乘缩除伸(即在未知数前乘以ω,则将相应坐标变为原来的ω1倍;在未知数前除以ω,则将相应坐标变为原来的ω倍) x x ω→:保持纵坐标不变,每一点的横坐标变为原来的ω1倍;x x ω1→:保持纵坐标不变,每一点的横坐标变为原来的ω倍;y y ω→:保持横坐标不变,每一点的纵坐标变为原来的ω1倍; y y ω1→:保持横坐标不变,每一点的纵坐标变为原来的ω倍;【说明】注意上述变换的逆向变换4、对称变换作图——所有对称变换均转化为点与点对称 ①关于直线a x =对称:),2(),(y x a y x -- ②关于直线a y =对称:)2,(),(y a x y x -- ③关于点),(n m 对称:)y n 2,x m 2()y ,x (--- ④关于直线x y =对称:),(),(x y y x - ⑤关于直线x y -=对称:),(),(x y y x ---⑥关于直线b ax y +=对称:垂直(121-=k k )平分(中点坐标满足直线方程b ax y +=)5、由y=sinx 作y =Asin (ωx +φ)(A>0,ω>0,φ>0)的图像——先平移再伸缩6、函数y =Asin (ωx +φ)(A>0,ω>0,φ>0)的性质——与函数y=sinx 类比 ①A ——振幅;ωx +φ——相位;φ——初相;Tf 1=——频率 ②周期性:ωπ2T =③单调性:⎪⎭⎫⎝⎛++-∈+ππππϕωk k x 22,22可解得其单调增区间;⎪⎭⎫⎝⎛++∈+ππππϕωk k x 223,22可解得其单调减区间;④对称性:由πϕωk x =+可解得其对称中心的横坐标(纵坐标为0);由ππϕωk x +=+2可解得其对称轴方程。
辅导讲义――函数y =Asin(ωx +φ)的图象及性质教学内容1.y =A sin(ωx +φ)的有关概念y =A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0),x ∈[0,+∞)振幅 周期 频率 相位 初相 AT =2πωf =1T =ω2πωx +φφ2.用五点法画y =A sin(ωx +φ)一个周期内的简图 五个特征点的取法:设X =ωx +φ,由X 取0,2π,π,23π,π2来求出相应的x 的值,及对应的y 值,再描点作图.如下表所示.x0-φω π2-φω π-φω 3π2-φω 2π-φω ωx +φ 0 π2 π 3π2 2π y =A sin(ωx +φ)A-A3.函数y =sin x 的图象经变换得到y =A sin(ωx +φ)的图象的步骤如下:[例1] 函数)421sin(2π+=x y 的周期,振幅,初相分别是______________.[巩固1] 函数)20,0,)(sin(πϕωϕω<≤>∈+=R x x y 的部分图象如图,则ω=______;ϕ=______知识模块1 y =A sin(ωx +φ)精典例题透析[巩固] 若关于x 的方程01sin sin 2=+-+m x x 有解,则实数m 的取值范围为_____________.[例5] 要得到)21sin(x y -=的图象,只需将)621sin(π--=x y 的图象_______________.[巩固1] 为得到函数)3cos(π+=x y 的图象,只需将函数x y sin =的图象_____________________.[巩固2] 为得到函数)62sin(π-=x y 的图象,只需将函数x y 2cos =的图象_____________________.[例6] 已知函数x x f πsin )(=的图象的一部分如左图,则右图的函数图象所对的函数解析式为_____________.[巩固1] 函数)0,0,0)(sin()(πϕωϕω<<>>+=A x A x f 的部分图象如图所示,则)(x f 的解析式为____________.[巩固2] 已知函数),0,)(sin()(πϕπωϕω<<->∈+=R x x A x f 的部分图象如图所示,则函数)(x f 的解析式 是_______________.[例7] 设函数f (x )=3sin(ωx +φ)(ω>0,-π2<φ<π2)的图象关于直线x =2π3对称,它的周期是π,则下列说法正确的是________.(填序号)[例](1)已知函数f (x )=2sin(ωx +φ)(其中ω>0,|φ|<π2)的最小正周期是π,且f (0)=3,则ω=_____,φ=_______.(2)已知函数f (x )=A sin(ωx +φ) (A >0,|φ|<π2,ω>0)的图象的一部分如图所示,则该函数的解析式为____________.[巩固] 如图为y =A sin(ωx +φ)的图象的一段.(1)求其解析式;(2)若将y =A sin(ωx +φ)的图象向左平移π6个单位长度后得y =f (x ),求f (x )的对称轴方程.题型三:函数y =A sin(ωx +φ)的性质[例] (2014·重庆改编)已知函数f (x )=3sin(ωx +φ)(ω>0,-π2≤φ<π2)的图象关于直线x =π3对称,且图象上相邻两个最高点的距离为π.(1)求ω和φ的值;(2)当x ∈[0,π2]时,求函数y =f (x )的最大值和最小值.[巩固] 已知函数f (x )=A sin(ωx +φ)(x ∈R ,ω,A >0,0<φ<π2)的最大值为2,最小正周期为π,直线x =π6是其图象的一条对称轴.(1)求函数f (x )的解析式;(2)求函数g (x )=f (x -π12)-f (x +π12)的单调递增区间.1.(2013·山东)将函数y =sin(2x +φ)的图象沿x 轴向左平移π8个单位后,得到一个偶函数的图象,则φ的一个可能取值为( )A .3π4B .π4C .0D .-π42.(2013·浙江)函数f (x )=sin x cos x +32cos 2x 的最小正周期和振幅分别是__________.3.已知函数f (x )=2sin(ωx +φ)(ω>0,且|φ|<π2)的部分图象如图所示,则函数f (x )的一个单调递增区间是______________.4.电流强度I (安)随时间t (秒)变化的函数I =A sin(ωt +φ)(A >0,ω>0,0<φ<π2)的图象如右图所示,则当t =1100秒时,电流强度是_____________.5.已知函数f (x )=2sin ωx 在区间[-π3,π4]上的最小值为-2,则ω的取值范围是_________________.6.设偶函数f (x )=A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0,0<φ<π)的部分图象如图所示,△KLM 为等腰直角三角形,∠KML =90°, KL =1,则f (16)的值为________.,7.某城市一年中12个月的平均气温与月份的关系可近似地用三角函数y =a +A cos ⎣⎡⎦⎤π6(x -6) (x =1,2,3,…,12,A >0)来表示,已知6月份的月平均气温最高,为28℃,12月份的月平均气温最低,为18℃,则10月份的平均气温值 为________℃.夯实基础训练。
6.3 (2)函数图像与性质上海市零陵中学胡化平的问题一:函数y=Asinx, xeR(A>0且A H1)的图像与函数y=sinx, xwR的图像关系?函数y=Asinx, xeR(A>0且A#l)的图像可以看作把函数y=sinx, xeR的图像上的所有点的纵坐标伸长(A>1)或缩短(O<A<1) 到原来的A倍得到的它的值域[・A, A]最大值是A,最小值是・A.若AvO可宪作y=- Asinx的图象,再以x轴为对称轴翻咖。
问题二函数y=sinu)x, XG R (u)>0且co^1)的图像与函数y=sinx, xwR的图像关系?函数y=sin(DXj xeR(3>0且oo^l)的图像,可看作把函数y=sinx, xwR的图像上所有点的横坐标缩短(CD>1)或伸长(0<0)<1) 到原来的3倍(纵坐标不变).若CDV O则可用诱导公式将符号“提岀”再作图e决定了函数的周期问题探讨:函数y= sin(x+ )的图像与函数y=sinx的图像又是怎样的关系呢?引例1:画岀函数的图像通过比较,发现:y=smx严加4)(1)函数y=sin(x+ )的图像可看作把y=sinx图像上所有的点向左平行移动个单位长度而得到(2)函数y=si n(x—)的图像可看作把y=sinx图像上所有点由右平行移动个单位长度而得到)的图像引例2:画出函数y=3sin(2x+一般地,函数y =4sin(wx+ ), XG R (其中4>0, u)>0)的图像,可以看作用下面的方法得到:>0时)先把正弦曲线或向右(当V0时)平行移动丨丨个单位长度,再把所得各点的横坐标缩短(当时)或伸长(当0VWV1时倒原来的倍(纵坐标不变) ,再把所得各点的纵坐标伸长(当时)或缩短(当0V4V1时)到原来的4倍(横坐标不变一些物理量的概念: A :称为振幅;7=:称为周期;f=:称为频率;a)x+:称为相位,x=0时的相位称为初相[说明]:由y =sinx的图像变换岀y=sin(wx+ )的图像一般有两个途径,只有区别开这两个途径,才能灵活进行图像变换途径一:先平移变换再周期变换(伸缩变换) 先将y =sinx的图像向左(>0)或向右(<o)¥移丨丨个单位,再将图像上各点的横坐标变为原来的倍(e>0),便得sin(cux+ )的图像途径二:先周期变换(伸缩变换)再平移雲换先将y= sinx的图像上各点的横坐标变为原来的倍(3>0),再沿x轴向左(>0)或向右(V0)平移个单位,便得y= sin(wx+ )的图像例题分析:例仁已知如图是函数y =2sin(3x+ )其中I I <的图像,那么()Ae= > = B UJ=,a Cu)=2, = Da)=2.=-例2已知函数y=/4sin(ex+ )在同一周期内,当乂= 时函数取得最大值2,当乂= 时函数取得最小值一2,则该函数的解析式为() A.y=2引n(3x— ) B.y=2sin(3x+ ) C.y=2sin( + ) D.y=2sin(—)上海市零陵中学胡化平上海市零陵中学胡化平[说明]:由y=/4sin(o)x+ )的图像求其函数忑一般来说,在这类由图像求函数式的问题中,如对所求函数式中的Ae、不加限制(如力、①的正负,角的范围等) ,那么所求的函数式应有无数多个不同的形式(这是由于所求函数是周期函数所致) ,因此这类问题多以选择题的形式岀现,我们解这类题的方法往往因题而异,但逆用“五点法”作图的思想却渗透在各不同解法之中。