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第一章 三角函数
1.6.3 探究A对y=Asin(ωx+φ)的图象的影响
1.了解A对y=Asin(ωx+φ)的图象的影响,掌握由y=sin x出发,利用图象变换得到y=Asin(ωx+φ)的方法和步骤.
2.掌握探究y=Asin(ωx+φ)性质的方法和步骤.
回顾:说说ω,φ对函数y=sin(ωx+φ)的影响.
在函数y=sin(ωx+φ)(ω>0)中,ω决定了函数的周期,φ决定了x=0时的函数值,φ为初相,ωx+φ为相位, 是函数的最小正周期.
那么A对y=Asin(ωx+φ)有什么影响?
问题1:研究函数 的周期,并画出其图象.
函数 与函数 有相同的周期,即它的周期为π.
从表达式上容易得到,对于同一个x值,函数 图象上点的纵坐标等于函数 图象上点的纵坐标的2倍.
问题1:研究函数 的周期,并画出其图象.
所以函数 的图象,可以看作图象 上所有点的纵坐标伸长原来的2倍(横坐标不变)而得到的.(如图)
参数 A 对 y=Asin(ωx+φ) 图象的影响:
y=Asin(ωx+φ)(A>0)的图象是将y=sin(ωx+φ)的图象上的每一个点的纵坐标伸长(当A>1时)或缩短(当0<A<1时)到原来的A倍(横坐标不变)得到的.
A决定了函数 y=Asin(ωx+φ)的值域以及函数的最大值和最小值,通常称A为振幅.
y=sin( x+ )
y=sin x
y=sin(x+ )
纵坐标变为原来的A倍
y=Asin( x+ )
向左 >0 (向右 <0)
平移| |个单位
纵坐标不变
横坐标不变
横坐标变为原来的 倍
先平移后伸缩
先伸缩后平移
y=sin x
y=sin x
纵坐标变为原来的A倍
y=Asin( x+ )
向左 >0 (向右 <0)
平移 个单位
纵坐标不变
横坐标不变
横坐标变为原来的 倍
y=sin( x+ )
y=sin x
y=Asin( x+ )
图象如何变换
问题2:讨论函数 的单调区间、最大(小)值和值域.
在区间 ,k∈Z上都单调递增;
在区间 ,k∈Z上都单调递减;
当 ,k∈Z时,ymax=2;当 ,k∈Z时,ymin=-2.
值域为[-2,2].
探究函数y=Asin(ωx+φ)性质的一般方法和步骤:
第1步,确定周期 ;
第2步,在五个关键点的基础上确定该函数的五个关键点;
第3步,用光滑曲线顺次连接五个关键点,即可画出函数y=Asin(ωx+φ)在一个周期上的图象,再利用周期性把图象延拓到R,就可以得到它在R上的图象;
第4步,借助图象讨论性质.
例1 画出函数 的图象,并讨论其基本性质.
分析:(方法1) 直接运用y=Asin(ωx+φ)的结果.
先变形, ,再用一般方法来研究.
(方法2)使用类似y=Asin(ωx+φ)的研究方法.
例1 画出函数 的图象,并讨论其基本性质.
方法2的解答过程:
解:(1)周期:由y=cos x的周期可知:
所以 是周期函数,T=4π,
(2)图象:刻画函数y=cos x在区间[0,2π]上的图象基本形状的五个关键点为
由此刻画函数 在区间[0,4π]上的图象基本形状的五个关键点为(0,1),(π,0),(2π,-1),(3π,0),(4π,1)
画出 在一个周期上的图象,由该函数的周期性,把图象向左、右延拓得到在R上的图象(如图).
(3)其他性质:函数的单调增区间是[4kπ-2π,4kπ],k∈Z;
单调减区间是[4kπ,4kπ+2π],k∈Z.
当x=4kπ,k∈Z时,函数取得最大值1;
当x=4kπ+2π,k∈Z时,函数取得最小值-1.
值域为[-1,1].
思考:如果不根据 的图象,怎么得到其他性质?
解:设 ,则函数y=cos u的单调增区间是[2kπ-π,2kπ],k∈Z,
所以函数 的单调增区间是[4kπ-2π,4kπ],k∈Z.
同理函数 的单调减区间是[4kπ,4kπ+2π],k∈Z.
由2kπ-π≤ ≤2kπ,k∈Z得4kπ-2π≤x≤4kπ,k∈Z,
当u=2kπ,k∈Z时,函数y=cos u取得最大值1,
由 =2kπ,k∈Z得x=4kπ,k∈Z,
所以当x=4kπ,k∈Z时,函数 取得最大值1,
同理当x=4kπ+2π,k∈Z时,函数 取得最小值-1,
函数 的值域为[-1,1].
思考:如果不根据 的图象,怎么得到其他性质?
函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)性质
定义域
值 域
周期性
奇偶性
单调性
最大(小)值
R
[-A,A]
φ=kπ(k∈Z)时,偶函数; (k∈Z)时,奇函数
单调递增区间可由 (k∈Z)得到
单调递减区间可由 (k∈Z)得到
当x=2kπ+ (k∈Z)时,最大值为A
当x=2kπ+ (k∈Z)时,最小值为-A
1.为得到函数y=2sin 3x的图象,只需将函数y=sin x的图象的横坐标
到原来的 倍,再将纵坐标伸长到原来的 倍.
缩短
2
2.若函数f(x)=2sin(ωx+φ),x∈R(其中ω>0, )的最小正周期为π,且 ,则ω= ,φ= ,振幅A= .
2
2
根据今天所学,回顾下列知识点:
(1)参数A对y=Asin(ωx+φ)的图象的影响.
(2)探究函数y=Asin(ωx+φ)性质的一般方法和步骤.