《【創(chuàng)新方案】高考數(shù)學 理一輪突破熱點題型:第3章 第4節(jié) 函數(shù)y=asin(ωx+φ)的圖象及3角函數(shù)模型的簡單應用》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《【創(chuàng)新方案】高考數(shù)學 理一輪突破熱點題型:第3章 第4節(jié) 函數(shù)y=asin(ωx+φ)的圖象及3角函數(shù)模型的簡單應用(7頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、
第四節(jié)函數(shù)y=Asin(ωx+φ)的圖象及三角函數(shù)模型的簡單應用
考點一
五點法作圖及圖象變換
[例1] 已知函數(shù)y=2sin.
(1)求它的振幅、周期、初相;
(2)用“五點法”作出它在一個周期內(nèi)的圖象;
(3)說明y=2sin的圖象可由y=sin x的圖象經(jīng)過怎樣的變換而得到.
[自主解答] (1)y=2sin的振幅A=2,周期T==π,初相φ=.
(2)令X=2x+,則y=2sin=2sin X.
列表:
x
-
X
0
π
2π
y=sin X
0
1
0
-1
0
y=2sin
2、
0
2
0
-2
0
描點畫圖:
(3)法一:把y=sin x的圖象上所有的點向左平移個單位長度,得到y(tǒng)=sin的圖象;再把y=sin的圖象上所有點的橫坐標縮短到原來的倍(縱坐標不變),得到y(tǒng)=sin的圖象;最后把y=sin上所有點的縱坐標伸長到原來的2倍(橫坐標不變),即可得到y(tǒng)=2sin的圖象.
法二:將y=sin x的圖象上所有點的橫坐標縮短為原來的倍(縱坐標不變),得到y(tǒng)=sin 2x的圖象;再將y=sin 2x的圖象向左平移個單位長度,得到y(tǒng)=sin =sin的圖象;再將y=sin的圖象上所有點的縱坐標伸長為原來的2倍(橫坐標不變),即得到y(tǒng)=2sin的圖象.
3、
【互動探究】
若將本例(3)中“y=sin x”改為“y=2cos 2x”,則如何變換?
解:y=2cos 2x=2siny=2sin 2xy=2sin,
故將y=2cos 2x的圖象向右平移個單位長度即可得到y(tǒng)=2sin的圖象.
【方法規(guī)律】
函數(shù)y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的圖象作法
(1)五點法:用“五點法”作y=Asin(ωx+φ)的簡圖,主要是通過變量代換,設z=ωx+φ,由z取0,,π,,2π來求出相應的x,通過列表,計算得出五點坐標,描點后得出圖象.
(2)圖象變換法:由函數(shù)y=sin x的圖象通過變換得到y(tǒng)=Asin(ωx+φ)的圖象
4、,有兩種主要途徑:“先平移后伸縮”與“先伸縮后平移”.
1.為了得到函數(shù)y=sin的圖象,只需把函數(shù)y=sin的圖象( )
A.向左平移個單位長度 B.向右平移個單位長度
C.向左平移個單位長度 D.向右平移個單位長度
解析:選B y=sin=sin,y=sin=sin=sin,所以將y=sin的圖象向右平移個單位長度得到y(tǒng)=sin的圖象.
2.把函數(shù)y=sin(ωx+φ)(ω>0,|φ|<π)的圖象向左平移個單位長度,再將圖象上所有點的橫坐標伸長到原來的2倍(縱坐標不變),所得圖象表示的函數(shù)解析式為y=sin x,則ω=________,φ=___
5、_____.
解析:y=sin x的圖象上所有點的橫坐標縮短為原來的倍(縱坐標不變),所得的圖象表示的函數(shù)解析式為y=sin 2x,再將此函數(shù)圖象向右平移個單位長度可得y=sin 2的圖象,即y=sin,所以ω=2,φ=-.
答案:2?。?
考點二
由圖象確定y=Asin(ωx+φ)的解析式
[例2] (1)(20xx·四川高考)函數(shù)f(x)=2sin(ωx+φ)的部分圖象如圖所示,則ω,φ的值分別是( )
A.2,- B.2,-
C.4,- D.4,
(2)已知函數(shù)f(x)=Atan(ωx+φ),y=f(x)的
6、部分圖象如圖,則f=( )
A.2+ B. C. D.2-
[自主解答] (1)因為=-,所以T=π.
又T=(ω>0),所以=π,所以ω=2,又因為2×+φ=+2kπ(k∈Z),且-<φ<,所以φ=-.
(2)由圖象可知:T=2=,∴ω=2,∴2×+φ=kπ+.
又|φ|<,∴φ=.又f(0)=1,∴Atan=1,得A=1,
∴f(x)=tan,∴f=tan=tan=.
[答案] (1)A (2)B
【方法規(guī)律】
確定y=Asin(ωx+φ)+b(A>0,ω>0)的解析式的步驟
(1)求A,b,確定函數(shù)的最大值M和最小值m,則A=,b=.
7、(2)求ω,確定函數(shù)的周期T,則ω=.
(3)求φ,常用方法有:①代入法;②五點法.
1.如圖是函數(shù)y=Asin(ωx+φ)+2(A>0,ω>0)的圖象的一部分,它的振幅、周期、初相各是( )
A.A=3,T=,φ=-
B.A=1,T=,φ=
C.A=1,T=,φ=-
D.A=1,T=,φ=-
解析:選C 由圖象知,A==1,=-=,則T=,ω=,
由×+φ=+2kπ,k∈Z,得φ=-+2kπ,k∈Z,令k=0,得φ=-.
2.函數(shù)f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<π)的部分圖象如圖所示,則函數(shù)f(x)的解析式為______________
8、__.
解析:由圖可知A=,=-=,所以T=π,故ω=2,因此f(x)=sin(2x+φ).
又對應五點法作圖中的第三個點,因此2×+φ=π,所以φ=,故f(x)=sin.
答案:f(x)=sin
高頻考點
考點三 函數(shù)y=Asin(ωx+φ)的圖象與性質(zhì)的綜合應用
1.函數(shù)y=Asin(ωx+φ)的圖象與性質(zhì)的綜合問題是每年高考的熱點內(nèi)容,題型既有選擇題、填空題,也有解答題,難度適中,為中檔題.
2.高考對y=Asin(ωx+φ)的圖象與性質(zhì)的綜合應用問題的考查主要有以下幾個命題角度:
(1)圖象變換與函數(shù)的性質(zhì)的綜合問題;
(2)圖象變換與函數(shù)解
9、析式的綜合問題;
(3)函數(shù)圖象與性質(zhì)的綜合問題.
[例3] (1)(20xx·湖北高考)將函數(shù)y=cos x+sin x(x∈R)的圖象向左平移m(m>0)個單位長度后,所得到的圖象關于y軸對稱,則m的最小值是( )
A. B. C. D.
(2)(20xx·福建高考)將函數(shù)f(x)=sin (2x+θ)的圖象向右平移φ(φ>0)個單位長度后得到函數(shù)g(x)的圖象,若f(x),g(x)的圖象都經(jīng)過點P,則φ的值可以是( )
A. B. C. D.
(3)(20xx·重慶高考改編)設函數(shù)f(x)=Asi
10、n(ωx+φ)(其中A>0,ω>0,-π<φ≤π)在x=處取得最大值2,其圖象與x軸的相鄰兩個交點的距離為,求f(x)的解析式.
[自主解答] (1)y= cos x+sin x=2=2sin的圖象向左平移m個單位長度后,得到y(tǒng)=2sin的圖象,此圖象關于y軸對稱,則x=0時,y=±2,即2sin=±2,所以m+=+kπ,k∈Z,由于m>0,所以mmin=.
(2)因為函數(shù)f(x)的圖象過點P,所以θ=,所以f(x)=sin.又函數(shù)f(x)的圖象向右平移φ個單位長度后,得到函數(shù)g(x)=sin,所以sin=,所以φ可以為.
(3)由題設條件知f(x)的周期T=π,即=π,解得ω=2.因f
11、(x)在x=處取得最大值2,所以A=2.從而sin=1,所+φ=+2kπ,k∈Z.
又由-π<φ≤π,得φ=.故f(x)的解析式為f(x)=2sin.
[答案] (1)B (2)B
函數(shù)y=Asin(ωx+φ)的圖象與性質(zhì)的綜合
應用問題的常見類型及解題策略
(1)圖象變換與函數(shù)性質(zhì)的綜合問題.可根據(jù)兩種圖象變換的規(guī)則,也可先通過圖象變換求得變換后的函數(shù)解析式,再研究函數(shù)性質(zhì).
(2)圖象變換與函數(shù)解析式的綜合問題.要特別注意兩種變換過程的區(qū)別.
(3)函數(shù)圖象與性質(zhì)的綜合問題.此類問題常先通過三角恒等變換化簡函數(shù)解析式,再來研究其性質(zhì).
1.已知ω>0,0<φ<π,直
12、線x=和x=是函數(shù)f(x)=sin(ωx+φ)圖象的兩條相鄰的對稱軸,則φ=( )
A. B.
C. D.
解析:選A 由題意得周期T=2=2π,∴2π=,即ω=1,∴f(x)=sin(x+φ),
∴f=sin=±1.∵0<φ<π,∴<φ+<,∴φ+=,∴φ=.
2.已知函數(shù)f(x)=Asin(ωx+φ)A>0,ω>0,|φ|<的圖象與y軸的交點為(0,1),它在y軸右側(cè)的第一個最高點和第一個最低點的坐標分別為(x0,2)和(x0+2π,-2).
(1)求f(x)的解析式及x0的值;
(2)求f
13、(x)的增區(qū)間;
(3)若x∈[-π,π],求f(x)的值域.
解:(1)由題意作出f(x)的簡圖如圖.
由圖象知A=2,由=2π,得T=4π,∴4π=,即ω=,∴f(x)=2sin,
∴f(0)=2sin φ=1,又∵|φ|<,∴φ=,∴f(x)=2sin,
∵f(x0)=2sin=2,∴x0+=+2kπ,k∈Z,x0=4kπ+,k∈Z,
又(x0,2)是y軸右側(cè)的第一個最高點,∴x0=.
(2)由-+2kπ≤x+≤+2kπ,k∈Z,得-+4kπ≤x≤+4kπ,k∈Z,
∴f(x)的增區(qū)間為(k∈Z).
(3)∵-π≤x≤π,∴-≤x+≤,∴-≤sin≤1,
∴-≤f
14、(x)≤2,故f(x)的值域為[-,2].
———————————[課堂歸納——通法領悟]————————————————
1個區(qū)別——兩種圖象變換的區(qū)別
由y=sin x的圖象變換到y(tǒng)=Asin(ωx+φ)的圖象,兩種變換的區(qū)別:先相位變換再周期變換(伸縮變換),平移的量是|φ|個單位長度;而先周期變換(伸縮變換)再相位變換,平移的量是(ω>0)個單位長度.原因在于相位變換和周期變換都是針對x而言,即x本身加減多少值,而不是依賴于ωx加減多少值.
2個注意點——作函數(shù)y=Asin(ωx+φ)的圖象應注意的 問題
(1)首先要確定函數(shù)的定義域;
(2)對于具有周期性的函數(shù),應先求出周期,作圖象時只要作出一個周期的圖象,就可根據(jù)周期性作出整個函數(shù)的圖象.
3種方法——由函數(shù)圖象求解析式的方法
(1)如果從圖象可確定振幅和周期,則可直接確定函數(shù)表達式y(tǒng)=Asin (ωx+φ)中的參數(shù)A和ω,再選取“第一零點”(即五點作圖法中的第一個點)的數(shù)據(jù)代入“ωx+φ=0”(要注意正確判斷哪一點是“第一零點”)求得φ.
(2)通過若干特殊點代入函數(shù)式,可以求得相關待定系數(shù)A,ω,φ.依據(jù)是五點法.
(3)運用逆向思維的方法,根據(jù)圖象變換可以確定相關的參數(shù).