函数y=asin(ωx+φ)的图象2
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1.3.3 函数y =Asin(ωx+φ)的图象(二)[学习目标] 1.会用“五点法”画函数y =A sin(ωx +φ)的图象.2.能根据y =A sin(ωx +φ)的部分图象,确定其解析式.[知识链接]由函数y =sin x 的图象经过怎样的变换得到函数y =sin(ωx +φ)(ω>0)的图象? 答 y =sin x 的图象变换成y =sin(ωx +φ)(ω>0)的图象一般有两个途径: 途径一:先相位变换,再周期变换先将y =sin x 的图象向左(φ>0)或向右(φ<0)平移|φ|个单位长度,再将得到的图象上各点的横坐标变为原来的1ω倍(纵坐标不变),得y =sin(ωx +φ)的图象.途径二:先周期变换,再相位变换先将y =sin x 的图象上各点的横坐标变为原来的1ω倍(纵坐标不变),再将得到的图象向左(φ>0)或向右(φ<0)平移|φ|ω个单位长度,得y =sin(ωx +φ)的图象.[预习导引]函数y =A sin(ωx +φ) (A >0,ω>0)的性质如下:定义域 R 值域 [-A ,A ]周期性T =2πω奇偶性φ=k π (k ∈Z )时是奇函数;φ=π2+k π (k ∈Z )时是偶函数;当φ≠k π2(k ∈Z )时是非奇非偶函数单调性单调增区间可由2k π-π2≤ωx +φ≤2k π+π2(k ∈Z )得到,单调减区间可由2k π+π2≤ωx +φ≤2k π+3π2(k ∈Z )得到要点一 “五点法”作y =A sin(ωx +φ)的简图例1 用“五点法”作出函数y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3的简图,并指出该函数的单调区间. 解 (1)列表如下:2x +π30 π2 π 3π2 2π x -π6π12 π3 7π12 5π6 y2-2(2)描点、连线,如图由图象知,在一个周期内,函数在⎣⎢⎡⎦⎥⎤π12,7π12上单调递减,函数在⎣⎢⎡⎦⎥⎤-512π,π12上单调递增.又因为函数的周期为π,所以函数的单调递减区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤π12+k π,7π12+k π(k ∈Z );单调递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤-5π12+k π,π12+k π(k ∈Z ).规律方法 用“五点法”画函数y =A sin (ωx +φ)(x ∈R )的简图,先作变量代换,令X =ωx +φ,再用方程思想由X 取0,π2,π,32π,2π来确定对应的x 值,最后根据x ,y 的值描点、连线画出函数的图象.跟踪演练1 作出函数y =32sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫13x -π3在长度为一个周期的闭区间上的图象.解 列表:X =13x -π3π2 π3π2 2πxπ 5π24π 11π27πy =32sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫13x -π332-32描点画图(如图所示):要点二 求函数y =A sin(ωx +φ)的解析式例2 函数y =A sin(ωx +φ)⎝ ⎛⎭⎪⎫A >0,ω>0,|φ|<π2的图象的一部分如图所示,求此函数的解析式.解 方法一 (逐一定参法)由图象知A =3,T =5π6-⎝ ⎛⎭⎪⎫-π6=π,∴ω=2πT=2,∴y =3sin(2x +φ).∵点⎝ ⎛⎭⎪⎫-π6,0在函数图象上,且为第一个特值点, ∴0=3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π6×2+φ.∴-π6×2+φ=k π,得φ=π3+k π(k ∈Z ).∵|φ|<π2,∴φ=π3.∴y =3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3.方法二 (待定系数法)由图象知A =3.∵图象过点⎝ ⎛⎭⎪⎫π3,0和⎝ ⎛⎭⎪⎫5π6,0,∴⎩⎪⎨⎪⎧πω3+φ=π,5πω6+φ=2π,解得⎩⎪⎨⎪⎧ω=2,φ=π3.∴y =3sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π3.方法三 (图象变换法)由A =3,T =π,点⎝ ⎛⎭⎪⎫-π6,0在图象上,可知函数图象由y =3sin 2x 向左平移π6个单位长度而得,所以y =3sin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π6,即y =3sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π3.规律方法 给出y =A sin(ωx +φ)的图象的一部分,确定A ,ω,φ的方法:(1)第一零点法:如果从图象可直接确定A 和ω,则选取“第一零点”(即“五点法”作图中的第一个点)的数据代入“ωx +φ=0”(要注意正确判断哪一点是“第一零点”)求得φ. (2)特殊值法:通过若干特殊点代入函数式,可以求得相关待定系数A ,ω,φ.这里需要注意的是,要认清所选择的点属于五个点中的哪一点,并能正确代入列式.(3)图象变换法:运用逆向思维的方法,先确定函数的基本解析式y =A sin ωx ,再根据图象平移规律确定相关的参数.跟踪演练2 如图,函数y =A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0,|φ|<π)的图象,根据图中条件,写出该函数解析式.解 由图象知A =5.由T 2=5π2-π=3π2,得T =3π, ∴ω=2πT =23.∴y =5sin(23x +φ).下面用两种方法求φ: 方法一 (单调性法)∵点(π,0)在递减的那段曲线上, ∴2π3+φ∈[π2+2k π,32π+2k π](k ∈Z ).由sin(2π3+φ)=0,得2π3+φ=2k π+π(k ∈Z ),∴φ=2k π+π3(k ∈Z ).∵|φ|<π,∴φ=π3.方法二 (最值点法)将最高点坐标(π4,5)代入y =5sin(23x +φ),得5sin(π6+φ)=5,∴π6+φ=2k π+π2(k ∈Z ),∴φ=2k π+π3(k ∈Z ). ∵|φ|<π,∴φ=π3.所以该函数式为y =5sin(23x +π3).1.若函数y =A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0)为偶函数,则φ满足的条件是________. 答案 φ=k π+π2(k ∈Z )2.函数y =sin(ωx +φ)(x ∈R ,ω>0,0≤φ<2π)的部分图象如图,则ω=________,φ=________.答案π4 π4解析 由所给图象可知,T4=2,∴T =8.又∵T =2πω,∴ω=π4.∵图象在x =1处取得最高点,∴π4+φ=π2+2k π(k ∈Z ), ∴φ=2k π+π4(k ∈Z ),∵0≤φ<2π,,∴φ=π4.3.已知函数f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx +π3(ω>0)的最小正周期为π,则该函数的图象说法正确的有________.①关于点⎝ ⎛⎭⎪⎫π3,0对称;②关于直线x =π4对称;③关于点⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,0对称; ④关于直线x =π12对称.答案 ①④4.作出y =3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫12x -π4在一个周期上的图象.解 (1)列表:12x -π40 π2 π 32π 2π xπ2 32π 52π 72π 92π 3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫12x -π43-3描点、连线,如图所示:1.由函数y =A sin(ωx +φ)的部分图象确定解析式关键在于确定参数A ,ω,φ的值. (1)一般可由图象上的最大值、最小值来确定|A |.(2)因为T =2π|ω|,所以往往通过求周期T 来确定ω,可通过已知曲线与x 轴的交点从而确定T ,即相邻的最高点与最低点之间的距离为T2;相邻的两个最高点(或最低点)之间的距离为T .(3)从寻找“五点法”中的第一零点⎝ ⎛⎭⎪⎫-φω,0(也叫初始点)作为突破口.以y =A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0)为例,位于单调递增区间上离y 轴最近的那个零点最适合作为“五点”中的第一个点.2.在研究y =A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0)的性质时,注意采用整体代换的思想.例如,它在ωx +φ=π2+2k π (k ∈Z )时取得最大值,在ωx +φ=3π2+2k π (k ∈Z )时取得最小值.一、基础达标1.已知简谐运动f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫π3x +φ(|φ|<π2)的图象经过点(0,1),则该简谐运动的最小正周期T 和初相φ分别为T =________,φ=________. 答案 6π6解析 T =2πω=2ππ3=6,代入(0,1)点得sin φ=12.∵-π2<φ<π2,∴φ=π6.2.函数图象的一部分如下图所示,则符合题意的解析式是__________________.①y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π6;②y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6;③y =cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫4x -π3;④y =cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6. 答案 ④解析 由图知T =4×⎝ ⎛⎭⎪⎫π12+π6=π,∴ω=2πT =2. 又x =π12时,y =1,经验证只有④符合.3.若函数y =sin(ωx +φ)(ω>0)的部分图象如图,则ω=________.答案 4解析 设函数的最小正周期为T , 由函数图象可知T 2=⎝ ⎛⎭⎪⎫x 0+π4-x 0=π4,所以T =π2.又因为T =2πω,可解得ω=4.4.已知a 是实数,则函数f (x )=1+a sin ax 的图象可能是________.答案 ①②③解析 当a =0时f (x )=1,③符合,当0<|a |<1时T >2π,且最小值为正数,①符合, 当|a |>1时T <2π,②符合.5.函数y =12sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6与y 轴最近的对称轴方程是__________. 答案 x =-π6解析 令2x -π6=k π+π2(k ∈Z ),∴x =k π2+π3(k ∈Z ). 由k =0,得x =π3;由k =-1,得x =-π6.6.函数y =cos(2x +φ)(-π≤φ<π)的图象向右平移π2个单位后,与函数y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3的图象重合,则φ=________. 答案5π6解析 函数y =cos(2x +φ)向右平移π2个单位,得到y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3,即y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3向左平移π2个单位得到函数y =cos(2x +φ),y =sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π3向左平移π2个单位,得y =sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π2+π3=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π+π3=-sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+2x +π3=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +5π6,即φ=5π6.7.已知曲线y =A sin(ωx +φ) (A >0,ω>0)上的一个最高点的坐标为⎝⎛⎭⎪⎫π8,2,此点到相邻最低点间的曲线与x 轴交于点⎝ ⎛⎭⎪⎫38π,0,若φ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,π2.(1)试求这条曲线的函数表达式;(2)用“五点法”画出(1)中函数在[0,π]上的图象. 解 (1)由题意知A =2,T =4×⎝ ⎛⎭⎪⎫38π-π8=π,ω=2πT=2,∴y =2sin(2x +φ).又∵sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π8×2+φ=1,∴π4+φ=2k π+π2,k ∈Z , ∴φ=2k π+π4,k ∈Z ,又∵φ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,π2,∴φ=π4,∴y =2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π4.(2)列出x 、y 的对应值表:x-π8 π8 38π 58π 78π 2x +π40 π2 π 32π 2π y2-2描点、连线,如图所示:二、能力提升8.如果函数y =sin 2x +a cos 2x 的图象关于直线x =-π8对称,那么a =________.答案 -1解析 方法一 ∵函数y =sin 2x +a cos 2x 的图象关于x =-π8对称,设f (x )=sin 2x +a cos 2x ,则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π4=f (0), ∴sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2+a cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2=sin 0+a cos 0. ∴a =-1.方法二 由题意得f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π8-x =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π8+x ,令x =π8,有f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π4=f (0),即a =-1.9.函数f (x )=2sin(ωx +φ),⎝ ⎛⎭⎪⎫ω>0,-π2<φ<π2的部分图象如图所示,则ω,φ的值分别是________.答案 2,-π3解析 由图象知34T =5π12-⎝ ⎛⎭⎪⎫-π3=3π4,解得T =π. 由T =2πω=π,解得ω=2, 得函数表达式为f (x )=2sin(2x +φ)又因为当x =5π12时取得最大值2, 所以2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2×5π12+φ=2, 可得5π6+φ=π2+2k π(k ∈Z ) 因为-π2<φ<π2,所以取k =0,得φ=-π3. 10.关于f (x )=4sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3 (x ∈R ),有下列命题: ①由f (x 1)=f (x 2)=0可得x 1-x 2是π的整数倍;②y =f (x )的表达式可改写成y =4cos ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π6; ③y =f (x )图象关于⎝ ⎛⎭⎪⎫-π6,0对称; ④y =f (x )图象关于x =-π6对称. 其中正确命题的序号为________.答案 ②③解析 对于①,由f (x )=0,可得2x +π3=k π (k ∈Z ). ∴x =k 2π-π6,∴x 1-x 2是π2的整数倍,∴①错;对于②,f (x )=4sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π3利用公式得: f (x )=4cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2-⎝⎛⎭⎪⎫2x +π3=4cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6. ∴②对;对于③,f (x )=4sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π3的对称中心满足2x +π3=k π,k ∈Z ,∴x =k 2π-π6,k ∈Z . ∴⎝ ⎛⎭⎪⎫-π6,0是函数y =f (x )的一个对称中心,∴③对; 对于④,函数y =f (x )的对称轴满足2x +π3=π2+k π,k ∈Z .∴x =π12+k π2,k ∈Z ,∴④错. 11.函数y =A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0,|φ|<π2)的最小值为-2,其图象相邻的最高点与最低点横坐标差是3π,又图象过点(0,1),求函数的解析式.解 由于最小值为-2,所以A =2.又相邻的最高点与最低点横坐标之差为3π.故T =2×3π=6π,从而ω=2πT =2π6π=13, y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫13x +φ. 又图象过点(0,1),所以sin φ=12, 因为|φ|<π2,所以φ=π6. 故所求解析式为y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫13x +π6. 12.已知函数y =A sin(ωx +φ),(A >0,ω>0,|φ|<π2)的图象过点P (π12,0),图象与P 点最近的一个最高点坐标为(π3,5). (1)求函数解析式;(2)指出函数的增区间;(3)求使y ≤0的x 的取值范围.解 (1)∵图象最高点坐标为(π3,5),∴A =5.∵T 4=π3-π12=π4,∴T =π. ∴ω=2πT=2. ∴y =5sin(2x +φ).代入点(π3,5), 得sin(23π+φ)=1. ∴23π+φ=2k π+π2(k ∈Z ). 由|φ|<π2,得φ=-π6, ∴y =5sin(2x -π6). (2)∵函数的增区间满足2k π-π2≤2x -π6≤2k π+π2(k ∈Z ),∴2k π-π3≤2x ≤2k π+2π3(k ∈Z ).∴k π-π6≤x ≤k π+π3(k ∈Z ). ∴增区间为[k π-π6,k π+π3](k ∈Z ). (3)∵5sin(2x -π6)≤0, ∴2k π-π≤2x -π6≤2k π(k ∈Z ), ∴k π-512π≤x ≤k π+π12(k ∈Z ). 三、探究与创新13.已知函数f (x )=sin(ωx +φ) (ω>0,0≤φ≤π)是R 上的偶函数,其图象关于点M ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π4,0对称,且在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2上是单调函数,求φ和ω的值. 解 ∵f (x )在R 上是偶函数,∴当x =0时,f (x )取得最大值或最小值.即sin φ=±1,得φ=k π+π2,k ∈Z ,又0≤φ≤π,∴φ=π2. 由图象关于M ⎝⎛⎭⎪⎫3π4,0对称可知, sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π4ω+π2=0,解得ω=43k -23,k ∈Z . 又f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2上是单调函数, ∴T ≥π,即2πω≥π,∴ω≤2,又ω>0,∴当k =1时,ω=23;当k =2时,ω=2. 综上,φ=π2,ω=23或2.。
函数sin()y A x ωϕ=+的图象与性质(2)1.了解函数sin()y A x ωϕ=+图象的特征2.能由三角函数的图象(或图象特征)求函数的表达式例1如下图,它是函数sin()3y A x πω=+(0,0,||A ωϕπ>><)的图象,根据图中的数据,写出该函数解析式例2.已知函数sin()y A x b ωϕ=++在同一个周期内有最高点(,3)12π,最低点7(,5)12π-,求它的解析式.例3.已知函数sin()y A x ωϕ=+(0,0,A ωπϕπ>>-≤≤)图象的最高点为,由这个最高点到相邻最低点间的曲线与x 轴交于点(6,0)。
(1)求这个函数的表达式,并指出该函数的周期、频率、初相;(2)求该函数的单调递减区间.【反思升华】1.振幅A 与最值有关;ω与周期T 有关;初相ϕ用待定系数法求;2.待定系数法过程中选择的点要慎重;3.要善于观察图象,抓住图象的特征.【学习评价】1.为了得到函数R x x y ∈+=),63sin(2π的图像,只需把函数R x x y ∈=,sin 2的图像上所有点 ( ) A .向左平移6π个单位长度,再把所得各点的横坐标缩短到原来的31倍(纵坐标不变) B .向右平移6π个单位长度,再把所得各点的横坐标缩短到原来的31倍(纵坐标不变) C .向左平移6π个单位长度,再把所得各点的横坐标伸长到原来的3倍(纵坐标不变) D .向右平移6π个单位长度,再把所得各点的横坐标伸长到原来的3倍(纵坐标不变)2.函数3sin(2)6y x π=+图象的一条对称轴是直线 ( ) A . 0x = B. 6x π= C. 6x π=- D. 3x π= 3.函数sin(3)4y x π=+图象的一个对称中心的横坐标是 ( ) A. 43π B. 56π- C. 43π- D. 712π4.下列函数中,图象的一部分如右图所示的是 ( ) A. sin 6y x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭ B. sin 26y x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭ C.cos 43y x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭ D. cos 26y x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭5.函数5sin(2)y x α=+是偶函数,则α的值为 ( )A. ,()k k Z π∈B. (21),()k k Z π+∈C. 2,()2k k Z ππ+∈ D. ,()2k k Z ππ+∈ 6.函数()3sin 2f x x π⎛⎫=-⎪3⎝⎭的图象为C , ①图象C 关于直线1112x =π对称; ②函数()f x 在区间5ππ⎛⎫- ⎪1212⎝⎭,内是增函数;③由3sin 2y x =的图象向右平移π3个单位长度可以得到图象C .以上三个论断中,正确论断的个数是 ( )A .0B .1C .2D .37.若函数sin()y A x B ωϕ=++的最大值是7,最小值是-3,则它的振幅是 .8.若函数sin()(0)y A x ωϕω=+>与x 轴的两个相邻交点的坐标分别为(4,0),(10,0),则ω=9.若关于x 的方程4sin()213x m π-=+有解,则m 的取值范围为 .10.函数s i n ()(0,0,||)2y A x A πωϕωϕ=+>><在一个周期的图象如下图,则它的表达式为 ,方程()lg f x x =的实根的个数是.第4题第10题11.若函数)sin()(ϕω+=x x f (0,||2πωϕ><)的图象(部分)如图所示,求它的表达式.12.设函数sin(2)6y x m π=++ (1)写出函数()f x 的最小正周期及单调区间;(2)若[,]63x ππ∈-时,函数()f x 的最小值为2,求函数()f x 的最大值,并指出x 取何值时,()f x 取最大值.13.已知函数sin()(0,0,||)2y A t A πωϕωϕ=+>><的图象在y 轴上的截距为1,它在y 轴右侧的第一个最大值点和最小值点分别为0(,2)x 和0(3,2)x π+-(1)求f (x )的解析式;(2)将f (x )的图象上所有点的横坐标缩短为原来的13(纵坐标不变),然后再将所得图象向x 轴正方向平移3π个单位,得到函数()y g x =的图象,写出函数()y g x =的解析式,并画出()y g x =长度为一个周期的闭区间上的图象.第11题。
2023函数y=asinωxφ的图象pptcontents •函数y=asinωxφ的简介•函数y=asinωxφ的图象•函数y=asinωxφ的应用•其他类型的三角函数图象•对于学习函数的建议目录01函数y=asinωxφ的简介1asinωxφ的定义与性质23asinωxφ是正弦型函数,其中ω和φ是常数。
asinωxφ的定义域为x ∈ (-∞,+∞),值域为y ∈ [-1,1]。
函数y=asinωxφ的周期为2π/ω。
数学表达式为y=asin(ωx+φ),其中a为振幅,ω为角频率,φ为初相。
表达式中的ωx+φ表示将自变量x乘以角频率ω,再加上初相φ。
函数y=asinωxφ的数学表达式当a>1时,函数y=asinωxφ的图象呈现振幅较大的正弦型曲线。
当a<1时,函数y=asinωxφ的图象呈现振幅较小的正弦型曲线。
当a=1时,函数y=asinωxφ的图象呈现标准的正弦型曲线。
当ω>1时,函数y=asinωxφ的图象呈现周期较小的正弦型曲线。
当0<ω<1时,函数y=asinωxφ的图象呈现周期较大的正弦型曲线。
函数y=asinωxφ的图象及性质02函数y=asinωxφ的图象图形描述函数$y=asin\omega x\varphi$的图象是一个正弦曲线,随着$\omega$的增大,曲线的振幅逐渐增大,周期逐渐减小。
变化趋势当$x$逐渐增大时,$y$的值先逐渐增大,到达最大值后逐渐减小,当$y$达到最小值时,$x$的值也达到最大值。
函数y=asinωxφ的图象及变化趋势周期性定义函数$y=asin\omega x\varphi$的图象呈现周期性变化,周期是$\frac{2\pi}{\omega}$。
周期性变化每个周期内的图形完全相同,只是相位相差$\frac{\pi}{\omega}$,随着$x$增大,相位逐渐增大,新的周期逐渐开始。
函数y=asinωxφ的周期性变化函数$y=asin\omega x\varphi$的最大值是$1$,最小值是$-1$。