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第4课时 函数y=Asin(ωx+φ)的性质(二)
第五章 §5.6 函数y=Asin(ωx+φ)
1.结合三角恒等变换中的有关公式,研究三角函数y=Asin(ωx+φ)的综合性问题.
2.构建三角函数模型,解决实际问题.
学习目标
导语
同学们,大家有没有看过武侠玄幻之类的电影,大家是不是经常被里面武功盖世的男女主人公所吸引,显然,练就一身好武功,需要对每一个动作追求完美,在这个过程中需要付出常人所不能的泪水与汗水,同学们,到目前为止,我们已经把三角函数中的每一个“动作”训练完毕,现在,我们要把这些“动作”组合在一起,去发挥它更大的作用.
一、函数y=Asin(ωx+φ)的综合问题
二、利用函数y=Asin(ωx+φ)解决实际问题
随堂演练
内容索引
函数y=Asin(ωx+φ)的综合问题
一
问题1 如何利用辅助角公式对函数y=asin x+bcos x进行合并?
例1
又因为0<ω<3,所以当k=0时,ω=2.
对于综合性问题,需要掌握之前所学知识,熟悉诱导公式,两角和与差的正弦、余弦公式,二倍角公式等,熟悉三角函数的性质,函数图象的特点.
反思感悟
已知函数f(x)=2 sin xcos x+2cos2x.
(1)求函数f(x)的最小正周期和单调递减区间;
跟踪训练1
利用函数y=Asin(ωx+φ)解决实际问题
二
问题2 结合三角函数周期性的变换规律,你认为生活中哪些现象可以构造三角函数模型?
提示 转动的摩天轮、潮起潮落、每天的气温变化等.
“八月十八潮,壮观天下无.”——苏轼《观浙江涛》,该诗展现了潮水涨落的壮阔画面,某中学数学兴趣小组进行潮水涨落与时间的关系的数学建模活动,通过实地考察某港口水深y(单位:米)与时间0≤t≤24(单位:小时)的关系,经过多次测量筛选,最后得到下表数据:
例2
t(小时) 0 3 6 9 12 15 18 21 24
y(米) 10.0 13.0 9.9 7.0 10.0 13.0 10.1 7.0 10.1
该小组成员通过查阅资料、咨询老师等工作,以及现有知识储备,再依据上述数据描成曲线,经拟合,该曲线可近似地看成函数图象.
(1)试根据数据表和曲线,求出近似函数的表达式;
画出散点图,连线如图所示,
设y=Asin ωt+b,根据最大值13,最小值7,
(2)一般情况下,船舶航行时船底与海底的距离不小于3.5米是安全的,如果某船舶公司的船的吃水度(船底与水面的距离)为8米,请你运用上面兴趣小组所得数据,结合所学知识,给该船舶公司提供安全进此港时间段的建议.
∵0≤t≤24,
解得1≤t≤5或13≤t≤17,
因此,建议该船舶公司在1:00至5:00或13:00至17:00进港是安全的.
解决三角函数的实际应用问题必须按照一般应用题的解题步骤执行
(1)认真审题,理清问题中的已知条件与所求结论.
(2)建立三角函数模型,将实际问题数学化.
(3)利用三角函数的有关知识解决关于三角函数的问题,求得数学模型的解.
(4)根据实际问题的意义,得出实际问题的解.
(5)将所得结论返回、转译成实际问题的答案.
反思感悟
摩天轮是一种大型转轮状的机械建筑设施,游客坐在摩天轮的座舱里慢慢地往上转,可以从高处俯瞰四周景色.如图所示,摩天轮匀速转动一周需要24 min,其中心O距离地面55 m,半径为50 m,开启后按逆时针方向匀速旋转,游客在座舱距离地面最近的位置进舱.
跟踪训练2
(1)游客坐上摩天轮的座舱,开始转动t min后距离地面的高度为H m,求在转动一周的过程中,H关于t的函数解析式;
如图,设座舱距离地面最近的位置为点P,以中心O
为原点,与地面平行的直线为x轴建立直角坐标系.
设t=0 min时,
游客上座舱时位于点P(0,-50),
根据摩天轮转一周大约需要24 min,可知座舱转动的角速度约为
rad/min,由题意可得
(2)当摩天轮座舱不低于地面高度80 m时,游客可以观赏到全景.求游客在摩天轮转动一周过程中有多长的时间可观赏到全景.
当H≥80时,满足题意.
解得24k+8≤t≤24k+16,k∈Z,
又因为0≤t≤24,则8≤t≤16.
所以16-8=8(min),
所以游客在摩天轮转动一周过程中有8 min可观赏到全景.
课堂
小结
1.知识清单:
(1)三角函数的综合应用.
(2)构造三角函数模型解决实际问题.
2.方法归纳:辅助角公式、待定系数法.
3.常见误区:易忽视实际问题中自变量的取值范围.
随堂演练
1
2
3
4
√
因为f(x)为奇函数,
所以φ=kπ,k∈Z,又0<φ<2π,所以φ=π,
A.1 B.2 C.3 D.4
√
1
2
3
4
解得ω=-2+4k,k∈Z,结合选项可知选B.
√
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
4.将函数f(x)=asin x+bcos x(a,b∈R,a≠0)的图象向左平移 个单位长度,得到一个偶函数图象,则 =________.