2018-2019学年高中数学新第一章三角函数第15课时1.3.4三角函数的应用1教案苏教版必修
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§1.5 函数y =A sin(ωx +φ)的图象(一)学习目标 1.理解y =A sin(ωx +φ)中ω,φ,A 对图象的影响.2.掌握y =sin x 与y =A sin(ωx +φ)图象间的变换关系,并能正确地指出其变换步骤.知识点一 φ(φ≠0)对函数y =sin(x +φ),x ∈R 的图象的影响 思考1 如何由y =f (x )的图象变换得到y =f (x +a )的图象? 答案 向左(a >0)或向右(a <0)平移|a |个单位长度.思考2 如何由y =sin x 的图象变换得到y =sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +π6的图象?答案 向左平移π6个单位长度.梳理 如图所示,对于函数y =sin(x +φ)(φ≠0)的图象,可以看作是把y =sin x 的图象上所有的点向左(当φ>0时)或向右(当φ<0时)平行移动|φ|个单位长度而得到的.知识点二 ω(ω>0)对函数y =sin(ωx +φ)的图象的影响思考1 函数y =sin x ,y =sin 2x 和y =sin 12x 的周期分别是什么?答案 2π,π,4π.思考2 当三个函数的函数值相同时,它们x 的取值有什么关系?答案 当三个函数的函数值相同时,y =sin 2x 中x 的取值是y =sin x 中x 取值的12,y =sin12x 中x 的取值是y =sin x 中x 取值的2倍. 思考3 函数y =sin ωx 的图象是否可以通过y =sin x 的图象得到? 答案 可以,只要“伸”或“缩”y =sin x 的图象即可.梳理 如图所示,函数y =sin(ωx +φ)(ω>0)的图象,可以看作是把y =sin(x +φ)的图象上所有点的横坐标缩短(当ω>1时)或伸长(当0<ω<1时)到原来的1ω倍(纵坐标不变)而得到.知识点三 A (A >0)对y =A sin(ωx +φ)的图象的影响思考 对于同一个x ,函数y =2sin x ,y =sin x 和y =12sin x 的函数值有何关系?答案 对于同一个x ,y =2sin x 的函数值是y =sin x 的函数值的2倍,而y =12sin x 的函数值是y =sin x 的函数值的12.梳理 如图所示,函数y =A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0)的图象,可以看作是把y =sin(ωx +φ)图象上所有点的纵坐标伸长(当A >1时)或缩短(当0<A <1时)到原来的A 倍(横坐标不变)而得到.知识点四 函数y =sin x 的图象与y =A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0)的图象关系 正弦曲线y =sin x 到函数y =A sin(ωx +φ)的图象的变换过程:y =sin x 的图象――――――――――――→向左(φ>0)或向右(φ<0)平移|φ|个单位长度y =sin(x +φ)的图象―――――――――――――→所有点的横坐标变为原来的1ω倍 纵坐标不变y =sin(ωx +φ)的图象――――――――――――――→所有点的纵坐标变为原来的A 倍横坐标不变y =A sin(ωx +φ)的图象.1.把函数y =sin 2x 的图象向左平移π4个单位长度,得到函数y =sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π4的图象.( × )提示 得到y =sin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4=sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π2的图象.2.要得到函数y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫-x +π3的图象,可把函数y =sin(-x )的图象向左平移π3个单位长度得到.( × )提示 y =sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤-⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π3,故要得到y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫-x +π3的图象,可把函数y =sin(-x )的图象向右平移π3个单位长度.3.把函数y =sin x 的图象上所有点的横坐标变为原来的2倍,得到y =sin 2x 的图象.( × )提示 应得到y =sin 12x 的图象.4.函数y =cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π3的图象是由函数y =cos x 的图象向右平移π3个单位长度得到的.( √ )提示 由平移的规律可知其正确.类型一 平移变换例1 函数y =sin ⎝⎛⎭⎪⎫x -π6的图象可以看作是由y =sin x 的图象经过怎样的变换而得到的? 考点 三角函数图象的平移变换和伸缩变换 题点 三角函数图象的平移变换解 函数y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π6的图象,可以看作是把曲线y =sin x 上所有的点向右平移π6个单位长度而得到的. 引申探究1.若将本例中y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π6改为y =cos ⎝⎛⎭⎪⎫x -π6,其它不变,又该怎样变换?解 y =cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π6=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π6+π2=sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +π3,可以看作是把y =sin x 上所有的点向左平移π3个单位长度得到.2.若将本例改为:函数y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6的图象可由y =sin 2x 的图象经过怎样变换得到? 解 y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6=sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π12,可由y =sin 2x 的图象向右平移π12个单位长度得到.反思与感悟 对平移变换应先观察函数名是否相同,若函数名不同则先化为同名函数.再观察x 前系数,当x 前系数不为1时,应提取系数确定平移的单位和方向,方向遵循左加右减,且从ωx →ωx +φ的平移量为⎪⎪⎪⎪⎪⎪φω个单位长度. 跟踪训练1 将函数y =sin 2x 的图象向左平移π8个单位长度,所得图象的函数解析式为( )A .y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π4B .y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π4C .y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π8D .y =sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π8 考点 三角函数图象的平移变换和伸缩变换 题点 三角函数图象的平移变换 答案 A解析 依题意将函数y =sin 2x 的图象向左平移π8个单位长度得到y =sin 2⎝⎛⎭⎪⎫x +π8=sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π4.类型二 伸缩变换例2 将函数y =sin ⎝⎛⎭⎪⎫x -π3图象上各点的纵坐标不变,横坐标伸长为原来的5倍,可得到函数__________的图象.考点 三角函数图象的平移变换和伸缩变换 题点 三角函数图象的伸缩变换答案 y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫15x -π3 引申探究若将本例中“横坐标伸长为原来的5倍”改为“纵坐标伸长为原来的5倍”,其它条件不变,则可得到函数解析式为________.答案 y =5sin ⎝⎛⎭⎪⎫x -π3 反思与感悟 对于函数y =sin x ,若横坐标伸长为原来的ω(ω>1)倍,则得到函数y =sinxω.若纵坐标伸长为原来的A (A >1)倍,则得到函数y =A sin x ,两者可理解为横向伸缩是反比例伸缩变换,纵向伸缩是正比例伸缩变换.跟踪训练2 (2017·合肥高一检测)把y =sin 12x 的图象上各点的横坐标缩短到原来的14倍(纵坐标不变)得到的解析式是________. 考点 三角函数图象的平移变换和伸缩变换 题点 三角函数图象的伸缩变换 答案 y =sin 2x类型三 图象变换的综合应用例3 把函数y =f (x )的图象上的各点向右平移π6个单位长度,然后把横坐标伸长到原来的2倍,再把纵坐标缩短到原来的23倍,所得图象的解析式是y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫12x +π3,求f (x )的解析式.考点 三角函数图象的综合应用 题点 三角函数图象的综合应用解 y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫12x +π3――――――――――→纵坐标伸长到原来的32倍 y =3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫12x +π3――――――――――→横坐标缩短到原来的12倍 y =3sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +π3―――――――――→向左平移π6个单位长度 y =3sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +π6+π3=3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π2=3cos x .所以f (x )=3cos x .反思与感悟 (1)已知变换途径及变换后的函数解析式,求变换前函数图象的解析式,宜采用逆变换的方法.(2)已知函数f (x )图象的伸缩变换情况,求变换前后图象的解析式.要明确伸缩的方向及量,然后确定出A 或ω即可.跟踪训练3 将函数y =2sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +π3的图象向左平移m (m >0)个单位长度后,所得图象对应的函数为偶函数,则m 的最小值为( ) A.π12 B.π6 C.π3 D.5π6 考点 三角函数图象的综合应用 题点 三角函数图象的综合应用 答案 B解析 因为函数y =2sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +π3的图象向左平移m 个单位长度,所得图象对应的函数为y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π3+m ,所以π3+m =k π+π2,k ∈Z ,即m =k π+π6,k ∈Z .又m >0,所以m 的最小值为π6,故选B.1.将函数y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6的图象向右平移14个周期后,所得图象对应的函数为( ) A .y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π4B .y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3C .y =2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π4 D .y =2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π3 考点 三角函数图象的平移变换和伸缩变换 题点 三角函数图象的平移变换 答案 D解析 函数y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6的周期为T =2π2=π,向右平移14个周期,即向右平移π4个单位长度后,得到图象对应的函数为y =2sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝⎛⎭⎪⎫x -π4+π6=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3,故选D.2.要得到y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2+π3的图象,只要将函数y =sin x 2的图象( )A .向左平移π3个单位长度B .向右平移π3个单位长度C .向左平移2π3个单位长度D .向右平移2π3个单位长度考点 三角函数图象的平移变换和伸缩变换 题点 三角函数图象的平移变换 答案 C3.要得到函数y =cos ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π3的图象,只需将函数y =sin 2x 的图象( )A .向左平移5π12个单位长度B .向右平移5π12个单位长度C .向左平移5π6个单位长度D .向右平移5π6个单位长度考点 三角函数图象的平移变换和伸缩变换 题点 三角函数图象的平移变换 答案 A解析 y =cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3=sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2+⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3 =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +5π6=sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫x +5π12.由题意知,要得到y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +5π6的图象,只要将y =sin 2x 的图象向左平移5π12个单位长度.4.将函数y =sin(-2x )的图象向左平移π4个单位长度,所得函数图象的解析式为__________________.考点 三角函数图象的平移变换和伸缩变换 题点 三角函数图象的平移变换 答案 y =-cos 2x解析 y =sin(-2x )――――――――――→左移π4个单位长度y =sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤-2⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4,即y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫-2x -π2=-sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π2=-cos 2x .5.将函数f (x )=3cos 2x 的图象纵坐标伸长到原来的2倍(横坐标不变),再向左平移π6个单位长度后得到函数g (x )的图象,则g ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3=________. 考点 三角函数图象的综合应用 题点 三角函数图象的综合应用 答案 -2 3解析 将函数f (x )=3cos 2x 的图象纵坐标伸长到原来的2倍,所得图象对应的解析式为y =23cos 2x ,则g (x )=23cos 2⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π6=23cos ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π3,故g ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3=23cos ⎝⎛⎭⎪⎫2×π3+π3=-2 3.1.由y =sin x 的图象,通过变换可得到函数y =A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0)的图象,其变化途径有两条(1)y =sin x ――→相位变换y =sin(x +φ)――→周期变换y =sin(ωx +φ)――→振幅变换y =A sin(ωx +φ). (2)y =sin x ――→周期变换y =sin ωx ――→相位变换y =sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤ω⎝ ⎛⎭⎪⎫x +φω=sin(ωx +φ)――→振幅变换y =A sin(ωx +φ).注意:两种途径的变换顺序不同,其中变换的量也有所不同:(1)是先相位变换后周期变换,平移|φ|个单位长度.(2)是先周期变换后相位变换,平移|φ|ω个单位长度,这是很易出错的地方,应特别注意.2.类似地,y =A cos(ωx +φ) (A >0,ω>0)的图象也可由y =cos x 的图象变换得到.一、选择题1.(2017·湖州期末)要得到函数y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3的图象,只需将函数y =sin 2x 的图象( )A .向右平移π6个单位长度B .向左平移π6个单位长度C .向右平移π3个单位长度D .向左平移π3个单位长度考点 三角函数图象的平移变换和伸缩变换 题点 三角函数图象的平移变换 答案 A解析 因为函数y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3=sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝⎛⎭⎪⎫x -π6, 所以只需将函数y =sin 2x 的图象向右平移π6个单位长度即可.2.若把函数y =sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +π3的图象向右平移m (m >0)个单位长度后,得到y =sin x 的图象,则m 的最小值为( ) A.π6 B.5π6 C.π3 D.2π3考点 三角函数图象的平移变换和伸缩变换 题点 三角函数图象的平移变换 答案 C解析 依题意,y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -m +π3=sin x ,∴m -π3=2k π(k ∈Z ),∴m =π3+2k π(k ∈Z ),又m >0,∴m 的最小值为π3.3.为得到函数y =cos ⎝⎛⎭⎪⎫x +π3的图象,只需将函数y =sin x 的图象( )A .向左平移π6个单位长度B .向右平移π6个单位长度C .向左平移5π6个单位长度D .向右平移5π6个单位长度考点 三角函数图象的平移变换和伸缩变换 题点 三角函数图象的平移变换 答案 C解析 y =cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π3=sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π3+π2=sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +5π6,所以只需将函数y =sin x 的图象向左平移5π6个单位长度.4.把函数y =sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π4的图象向右平移π8个单位长度,所得图象对应的函数是( )A .非奇非偶函数B .既是奇函数又是偶函数C .奇函数D .偶函数考点 三角函数图象的综合应用 题点 三角函数图象的综合应用 答案 D解析 y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π4的图象向右平移π8个单位得到y =sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π8-π4=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π2=-cos 2x 的图象,y =-cos 2x 是偶函数.5.(2017·荆州高一检测)把函数y =cos 2x +1的图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),然后向右平移1个单位长度,再向下平移1个单位长度,得到的图象是( )考点 三角函数图象的综合应用 题点 三角函数图象的综合应用 答案 B解析 把函数y =cos 2x +1的图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),得y 1=cos x +1,向右平移1个单位长度,得y 2=cos(x -1)+1,再向下平移1个单位长度,得y 3=cos(x -1).令x =0,得y 3>0,令x =π2+1,得y 3=0,观察即得答案.6.函数f (x )=sin(ωx +φ)的图象上所有的点向左平移π2个单位长度.若所得图象与原图象重合,则ω的值不可能等于( ) A .4 B .6 C .8 D .12考点 三角函数图象的平移变换和伸缩变换 题点 三角函数图象的平移变换 答案 B解析 对于B 选项,f (x )=sin(6x +φ)的图象向左平移π2个单位长度,得y =sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤6⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π2+φ=sin(6x +φ+π)=-sin(6x +φ)的图象. 7.为了得到函数y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 3+π6,x ∈R 的图象,只需把函数y =2sin x ,x ∈R 的图象上所有的点( )A .向左平移π6个单位长度,再把所得各点的横坐标缩短到原来的13(纵坐标不变) B .向右平移π6个单位长度,再把所得各点的横坐标缩短到原来的13(纵坐标不变) C .向左平移π6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π6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) 考点 三角函数图象的综合应用题点 三角函数图象的综合应用答案 C解析 先将y =2sin x ,x ∈R 的图象向左平移π6个单位长度,得到函数y =2sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +π6,x ∈R 的图象,再把所得图象上各点的横坐标伸长到原来的3倍(纵坐标不变),得到函数y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 3+π6,x ∈R 的图象. 二、填空题8.函数y =12sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π4的图象可以看作把函数y =12sin 2x 的图象向________平移________个单位长度得到的.考点 三角函数图象的平移变换和伸缩变换题点 三角函数图象的平移变换答案 右 π89.将函数y =cos 2x 的图象向右平移π3个单位长度,所得图象对应的解析式为________. 考点 三角函数图象的平移变换和伸缩变换题点 三角函数图象的平移变换答案 y =cos ⎝⎛⎭⎪⎫2x -2π3 解析 由题意得所得图象对应的解析式为y =cos 2⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π3=cos ⎝⎛⎭⎪⎫2x -2π3.10.将函数f (x )=sin(ωx +φ)⎝⎛⎭⎪⎫ω>0,-π2≤φ<π2的图象上每一点的横坐标缩短为原来的一半,纵坐标不变,再向右平移π6个单位长度得到y =sin x 的图象,则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6=________. 考点 三角函数图象的综合应用题点 三角函数图象的综合应用答案 22解析 y =sin x 的图象向左平移π6个单位长度,得到y =sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +π6的图象,再对每一点的横坐标伸长为原来的2倍,得到y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫12x +π6的图象,即为f (x )=sin(ωx +φ)的图象,所以f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫12x +π6,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6=22. 11.要得到y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2+π3的图象,需将函数y =cos x 2的图象上所有的点至少向左平移________个单位长度.考点 三角函数图象的平移变换和伸缩变换题点 三角函数图象的平移变换答案 11π3解析 cos x 2=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2+π2,将y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2+π2的图象上所有的点向左平移φ(φ>0)个单位长度得y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2+φ2+π2的图象. 令φ2+π2=2k π+π3,k ∈Z .∴φ=4k π-π3,k ∈Z . ∴当k =1时,φ=11π3是φ的最小正值. 12.某同学给出了以下判断:①将y =cos x 的图象向右平移π2个单位长度,得到y =sin x 的图象; ②将y =sin x 的图象向右平移2个单位长度,可得到y =sin(x +2)的图象;③将y =sin(-x )的图象向左平移2个单位长度,得到y =sin(-x -2)的图象;④函数y =sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π3的图象是由y =sin 2x 的图象向左平移π3个单位长度而得到的. 其中正确的结论是______.(将所有正确结论的序号都填上)考点 三角函数图象的平移变换和伸缩变换题点 三角函数图象的平移变换答案 ①③三、解答题13.使函数y =f (x )的图象上的每一点的纵坐标保持不变,横坐标缩短到原来的12倍,然后再将其图象沿x 轴向左平移π6个单位长度得到的曲线与y =sin 2x 的图象相同,求f (x )的表达式.考点 三角函数图象的综合应用题点 三角函数图象的综合应用解 方法一 (正向变换)y =f (x )―――――→横坐标缩短到原来的12倍y =f (2x )――――――→沿x 轴向左平移π6个单位长度 y =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫2⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π6,即y =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3, ∴f ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π3=sin 2x . 令2x +π3=t ,则2x =t -π3, ∴f (t )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫t -π3,即f (x )=sin ⎝⎛⎭⎪⎫x -π3. 方法二 (逆向变换)根据题意,y =sin 2x ―――――→沿x 轴向右平移π6个单位长度 y =sin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π6=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3――――――→横坐标伸长到原来的2倍纵坐标不变 y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π3. 四、探究与拓展14.(2017·绍兴柯桥区期末)将函数f (x )=12sin(2x +φ)的图象向左平移π6个单位长度,再将图象上各点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),所得图象关于直线x =π3对称,则|φ|的最小值为________.考点 三角函数图象的平移变换和伸缩变换题点 三角函数图象的平移变换答案 π6解析 f (x )=12sin(2x +φ)向左平移π6个单位长度后得到12sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3+φ,再将图象上各点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),得到12sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π3+φ,此函数图象关于x =π3对称,所以令x =π3得sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3+π3+φ=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3+φ=±1, 所以2π3+φ=π2+k π,k ∈Z ,得φ=-π6+k π,k ∈Z ,则|φ|的最小值为π6. 15.已知函数f (x )=2sin ωx ,其中常数ω>0.(1)若y =f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π4,2π3上单调递增,求ω的取值范围; (2)令ω=2,将函数y =f (x )的图象向左平移π6个单位长度,再向上平移1个单位长度,得到函数y =g (x )的图象,区间[a ,b ](a ,b ∈R 且a <b )满足:y =g (x )在[a ,b ]上至少含有30个零点,在所有满足上述条件的[a ,b ]中,求b -a 的最小值.考点 三角函数图象的综合应用题点 三角函数图象的综合应用解 (1)因为ω>0,根据题意有⎩⎪⎨⎪⎧ -π4ω≥-π2,2π3ω≤π2,解得0<ω≤34. 所以ω的取值范围为⎝ ⎛⎦⎥⎤0,34. (2)由题意知f (x )=2sin 2x ,g (x )=2sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π6+1=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π3+1, 由g (x )=0得,sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π3=-12, 解得x =k π-π4或x =k π-712π,k ∈Z , 即g (x )的零点相离间隔依次为π3和2π3,故若y =g (x )在[a ,b ]上至少含有30个零点,则b -a 的最小值为14×2π3+15×π3=43π3.。
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1.4.2 正弦函数、余弦函数的性质(一)学习目标1。
了解周期函数、周期、最小正周期的定义(重点)。
2.会求函数y=A sin(ωx +φ)及y=A cos(ωx+φ)的周期(重点)。
3。
掌握函数y=sin x、y=cos x的奇偶性,会判断简单三角函数的奇偶性(重点).知识点1 周期函数1.周期函数条件①对于函数f(x),存在一个非零常数T②当x取定义域内的每一个值时,都有f(x+T)=f(x)结论函数f(x)叫做周期函数,非零常数T叫做这个函数的周期2.最小正周期条件周期函数f(x)的所有周期中存在一个最小的正数结论这个最小正数叫做f(x)的最小正周期【预习评价】(正确的打“√",错误的打“×")(1)周期函数y=f(x)的定义域可以为[a,b](a,b∈R).()(2)任何周期函数都有最小正周期.()(3)若存在正数T,使f(x+T)=-f(x),则函数f(x)的周期为2T。
( )提示(1)×,周期函数的定义域一定为无限集,且无上下界.(2)×,常数函数f(x)=c,任意一个正实数都是其周期,因而不存在最小正周期.(3)√,f(x+2T)=f[(x+T)+T]=-f(x+T)=-[-f(x)]=f(x),所以f(x)的周期为2T.知识点2 正弦函数、余弦函数的周期性和奇偶性函数y=sin x y=cos x周期2kπ(k∈Z且k≠0)2kπ(k∈Z且k≠0)最小正周期2π2π奇偶性奇函数偶函数【预习评价】函数y=sin(x+π2)是( )A.周期为π的奇函数B.周期为π的偶函数C.周期为2π的奇函数D.周期为2π的偶函数解析因为y=sin(x+错误!)=cos x,所以该函数是周期为2π的偶函数.答案D题型一求三角函数的周期【例1】求下列函数的周期:(1)y=2sin(错误!x+错误!),x∈R;(2)y=1-2cos(错误!x),x∈R;(3)y=|sin x|,x∈R.解(1)∵2sin错误!=2sin错误!=2sin错误!,∴自变量x只要并且至少要增加到x+4π,函数y=2sin错误!,x∈R的值才能重复出现,∴函数y=2sin错误!,x∈R的周期是4π.(2)∵1-2cos[错误!(x+4)]=1-2cos(错误!x+2π)=1-2cos(错误!x),∴自变量x只需并且至少要增加到x+4,函数y=1-2cos(错误!x),x∈R的值才能重复出现,∴函数y=1-2cos(错误!x),x∈R的周期是4.(3)作图如下:观察图象可知最小正周期为π.规律方法求三角函数周期的方法(1)定义法,即利用周期函数的定义求解.(2)公式法,对形如y=A sin(ωx+φ)或y=A cos(ωx+φ)(A,ω,φ是常数,A≠0,ω≠0)的函数,T=错误!.(3)观察法,即通过观察函数图象求其周期.三种方法各有所长,要根据函数式的结构特征,选择适当的方法求解.【训练1】(1)下列是定义在R上的四个函数图象的一部分,其中不是周期函数的是( )解析对于D,x∈(-1,1)时的图象与其他区间图象不同,不是周期函数.答案D(2)下列函数中,周期为π2的是( )A.y=sin错误!B.y=sin 2xC.y=cos错误!D.y=cos 4x解析选项A,周期T=错误!=4π;选项B,周期T=错误!=π;选项C,周期T=错误!=8π;选项D,周期T=2π4=错误!.答案D题型二三角函数的奇偶性【例2】判断下列函数的奇偶性:(1)f(x)=sin错误!;(2)f(x)=lg(1-sin x)-lg(1+sin x);(3)f(x)=错误!.解(1)显然x∈R,f(x)=cos 12 x,f(-x)=cos错误!=cos 错误!x=f(x),∴f(x)是偶函数.(2)由{1-sin x>0,得-1〈sin x<1.1+sin x>0,解得定义域为错误!.∴f(x)的定义域关于原点对称.又∵f(x)=lg(1-sin x)-lg(1+sin x)∴f(-x)=lg[1-sin(-x)]-lg[1+sin(-x)]=lg(1+sin x)-lg(1-sin x)=-f(x).∴f(x)为奇函数.(3)∵1+sin x≠0,∴sin x≠-1,∴x∈R且x≠2kπ-错误!,k∈Z.∵定义域不关于原点对称,∴该函数是非奇非偶函数.规律方法判断函数奇偶性的两个关键点关键点一:看函数的定义域是否关于原点对称;关键点二:看f(-x)与f(x)的关系.对于三角函数奇偶性的判断,有时可根据诱导公式先将函数式化简后再判断.【训练2】判断下列函数的奇偶性:(1)f(x)=|sin x|+cos x;(2)f(x)=错误!+错误!.解(1)函数的定义域为R,又f(-x)=|sin(-x)|+cos(-x)=|sin x|+cos x=f(x),所以f(x)是偶函数.(2)由1-cos x≥0且cos x-1≥0,得cos x=1,从而x=2kπ,k∈Z,此时f(x)=0,故该函数既是奇函数又是偶函数。
1 第十五课时 §1.3.4 三角函数的应用(1)
【教学目标】
一、知识与技能:
会用三角函数的图象与性质解决一些简单的实际问题;体会三角函数是描述周期现象的重要数学模型
二、过程与方法
从实际的应用中体会数学与生活是相关的,不是完全脱离现实的,同时理解三角函数在描述周期性现象时的重要作用
三、情感态度价值观:
培养学生应用数学的能力,让学生体会到数学在实际生活中的应用,意识到只要认真观察思考,会发现数学来源于生活
教学重点难点:建立三角函数的模型
【教学过程】
一.复习回顾
1、 回顾课本 “三角函数的周期性”
2、 求函数sin()y A x k ωϕ=++的解析式
3、查阅物理中“单摆运动”
二.新课讲解:
一定条件下,单摆运动是一种周期性的运动,从而引出对具有周期性现象的问题的研究,可用具有周期性规律的三角函数来描述。
实际上,三角函数能够描述、模拟许多周期现象,因此在解决实际问题中有着广泛的应用。
三、例题分析:
例1、 (教材P42例1)
点评:本题是简谐运动的问题,在利用三角函数描述问题时,首先分析此现象具有周期性,其次结合题意作出函数草图,然后根据图象用“待定系数法”求出sin()y A x k ωϕ=++。
例2、 (教材P43例2)
点评:①本题是圆周运动的问题;②寻找变量间的关系是关键,结合图形建立恰当的直角坐。