人教B版高中数学必修第三册第七章三角函数7.3.2正弦型函数的性质与图象课件+学案+作业含答案

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名称 人教B版高中数学必修第三册第七章三角函数7.3.2正弦型函数的性质与图象课件+学案+作业含答案
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资源类型 试卷
版本资源 人教B版(2019)
科目 数学
更新时间 2025-06-24 20:49:52

文档简介

(共92张PPT)
7.3.2 正弦型函数的性质与图象
【课程标准】 1.结合具体实例,了解y=A sin (ωx+φ)的实际意义.2.能借助图象理解参数ω,φ,A的意义,了解参数的变化对函数图象的影响.
教 材 要 点
知识点一 正弦型函数
1.形如y=A sin (ωx+φ)(其中A,ω,φ都是常数且A≠0,ω≠0)的函数,通常称为正弦型函数.
2.函数y=A sin (ωx+φ)(其中A≠0,ω>0,x∈R)的周期T=__________,频率f=__________,初相为__________,值域为________,________也称为振幅,|A|的大小反映了y=A sin (ωx+φ)的波动幅度的大小.


φ
[-|A|,|A|]
|A|
知识点二 A,ω,φ对函数y=A sin (ωx+φ)图象的影响
1.φ对函数y=sin (x+φ)图象的影响:


2.ω对函数y=sin (ωx+φ)图象的影响:
缩短
伸长
3.A对函数y=A sin (ωx+φ)图象的影响:
伸长
缩短


A
【学霸笔记】 由y =sin x的图象,通过怎样的变换可以得到y =A sin (ωx+φ)的图象?
[提示] 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 (ωx+φ)振幅变换,y=A sin (ωx+φ).

R
[-|A|,|A|]


非奇非偶
递增
递减

答案:C
答案:A
10π
3



【解析】 (1)①列表:
②描点连线作出一周期的函数图象.

状元随笔 先确定一个周期内的五个关键点,画出一个周期的图象,左、右扩展可得图象,然后根据图象求性质.
2 022
状元随笔 求出函数的周期,然后根据周期的性质进行求解.

答案:AD

状元随笔 由周期知“横向缩短”,由振幅知“纵向伸长”,并且需要向左、向下移动.
方法归纳
三角函数图象平移变换问题的分类及解题策略
(1)确定函数y=sin x的图象经过平移变换后图象对应的解析式,关键是明确左右平移的方向,按“左加右减”的原则进行;注意平移只对“x”而言.
(2)已知两个函数解析式判断其图象间的平移关系时,首先要将解析式化为同名三角函数形式,然后再确定平移方向和单位长度.


答案:A


状元随笔 解答本题可由最高点、最低点确定A,再由周期确定ω,然后由图象所过的点确定φ.
方法归纳
确定函数y=A sin (ωx+φ)的解析式的关键是φ的确定,常用方法有:
(1)代入法:把图象上的一个已知点代入(此时A,ω已知 )或代入图象与x轴的交点求解(此时要注意交点在上升区间上还是在下降区间上).


方法归纳
1.函数y=A sin (ωx+φ)的性质较为综合,主要围绕着函数单调性、最值、奇偶性、图象的对称性等考查.
2.有关函数y=A sin (ωx+φ)的性质的运用问题,要特别注意整体代换思想的运用.

答案:B
答案:A
答案:AB
x
ωx+φ 0 π 2π
A sin (ωx+φ) 0 2 0 -2 0

(3)A(A>0)对函数y=A sin (ωx+φ)的图象的影响
函数y=A sin (ωx+φ)(A>0,且A≠1)的图象,可以看作是把y=sin (ωx+φ)的图象上所有点的纵坐标伸长(当A>1时)或缩短(当0(4)由y=sin x变换得到y=A sin (ωx+φ)(A>0,ω>0)的方法
①先平移后伸缩
②先伸缩后平移
答案:C

答案:C
答案:B
答案:AC
4(答案不唯一)


表格如下:
画出图象,如图.

7.3.1 正弦函数的性质与图象
【课程标准】 1.掌握y=sin x(x∈R)的周期性、奇偶性、单调性和最值.2.会用正弦函数的性质解决一些简单的三角函数问题.3.会利用五点作图法画出正弦函数的图象.
教 材 要 点
知识点一 正弦函数的图象
1.利用正弦线可以作出y=sin x,x∈[0,2π]的图象,要想得到y=sin x(x∈R)的图象,只需将y=sin x,x∈[0,2π]的图象____________即可,此时的图象叫做正弦曲线.
2.“五点法”作y=sin x,x∈[0,2π]的图象时,所取的五点分别是(0,0),____________,(π,0),____________和(2π,0).
3.作正弦函数图象时,函数自变量要用弧度制,以保证自变量与函数值都为实数;在精确度要求不高的情况下,“五点法”是一种实用、高效的作图方法,需要注意这五个点要用平滑的曲线连接,而不能用线段连接.
知识点二 正弦函数的性质
1.函数的周期性
(1)周期函数:对于函数f(x),如果存在一个________,使得定义域内的________x值,都满足________,那么函数f(x)就叫做周期函数,非零常数T叫做这个函数的周期.
(2)最小正周期:对于一个____________函数f(x),如果在它的________存在一个________,那么这个________就叫做它的最小正周期.
2.正弦函数的性质
函数 y=sin x
定义域 (-∞,+∞)
值域 [-1,1]
续表
奇偶性 奇函数
周期性 最小正周期:________
单调性 在____________________(k∈Z)上递增; 在__________________(k∈Z)上递减
最值 x=__________________时,y最大值=1; x=__________________时,y最小值=-1
【学霸笔记】 观察正弦函数的图象是否具有对称性,它的对称性是怎样的?正弦函数的零点又是怎样的呢?
[提示] 由图(图略)可以看出,正弦函数的图象关于原点成中心对称,除了原点这个对称点外,对于正弦函数图象,点(π,0),点(2π,0),…,点(kπ,0)(k∈Z)也是它的对称中心,由此正弦函数图象有无数个对称中心,且为(kπ,0)(k∈Z),即图象与x轴的交点,正弦函数的图象还具有轴对称性,对称轴是x=kπ+(k∈Z),是过图象的最高或最低点,且与x轴垂直的直线.另外要理解熟记,正弦函数y=sin x的零点是kπ(k∈Z).
基 础 自 测 
1.以下对于正弦函数y=sin x的图象描述不正确的是(  )
A.在x∈[2kπ,2kπ+2π],k∈Z上的图象形状相同,只是位置不同
B.关于x轴对称
C.介于直线y=1和y=-1之间
D.与y轴仅有一个交点
2.下列图象中,符合y=-sin x在[0,2π]上的图象的是(  )
    
3.函数y=10sin x与函数y=x的图象的交点个数是(  )
A.3 B.6
C.7 D.9
4.(多选)已知函数f(x)=sin x+1,则(  )
A.f(x)的最小正周期为2π
B.f(x)是奇函数
C.f(x)的图象关于直线x=π轴对称
D.f(x)的值域为[0,2]
5.利用“五点法”作出函数y=1-sin x(0≤x≤2π)的简图.
题型1正弦函数的图象
例1作函数y=sin x,x∈[0,2π]与函数y=-1+sin x,x∈[0,2π]的简图,并研究它们之间的关系.
状元随笔 可以用“五点法”原理在同一坐标系中作出两函数的图象,然后比较它们的关系.
方法归纳
1.解答本题的关键是要抓住五个关键点,使函数中x取0,,π,,2π,然后相应求出y值,作出图象.
2.五点法作图是画三角函数的简图的常用方法,这五点主要指函数的零点及最大值、最小值点,连线要保持光滑,注意凸凹方向.
3.y=sin x±b的图象可以由y=sin x的图象上、下平移获得.
跟踪训练1 用五点法作出函数y=2sin (x-)在一个周期内的图象.
题型2正弦函数的单调性及应用
例2(1)比较下列各组数的大小.
①sin 194°和cos 160°;
②sin 和cos ;
③sin (sin )和sin (cos ).
状元随笔 先化为同一单调区间上的同名函数,然后利用单调性来比较函数值的大小.
(2)令a=sin (-),b=sin (-),判断a与b的大小关系是(  )
A.a>b B.aC.a=b D.无法判断
方法归纳
1.求正弦函数的单调区间和最值时要联系正弦函数的图象,同时注意三角函数的周期性.
2.比较三角函数值的大小时,需要把角化为同一单调区间上的同名三角函数,然后用三角函数的单调性即可,如果角不在同一单调区间上,一般用诱导公式进行转化,然后再比较.
跟踪训练2 (1)下列关系式中正确的是(  )
A.sin 11°B.sin 168°C.sin 11°D.sin 168°(2)若a=sin ,b=sin ,c=tan ,则a,b,c的大小关系为(  )
A.bC.a题型3正弦函数的值域与最值问题
【思考探究】 函数y=A sin x+b,x∈R的最大值一定是A+b 吗?
[提示] 不是.因为A>0时最大值为A+b,若A<0时最大值应为-A+b.
例3(1)函数y=3sin x+2(-≤x≤0)的最大值为(  )
A.2 B.5
C.8 D.7
(2)求函数y=3+2sin (2x-)的值域.
(3)求函数y=1-2sin2x+sinx的值域.
状元随笔 (2)用|sin α|≤1构建关于y的不等式,从而求得y的取值范围.
(3)用t代替sin x,然后写出关于t的函数,再利用二次函数的性质及|t |≤1即可求出y的取值范围.
方法归纳
将正弦函数y=sin x当作整体,利用换元法(令t=sin x)将含有正弦函数的表达式简化,结合基本初等函数的单调性求值域.三角函数值域的常见类型有:
(1)形如y=a sin x+b型:可利用正弦函数的有界性,注意对a正负的讨论.
(2)形如y=a sin2x+b sinx+c(a≠0)型:可利用换元思想,设t=sin x,转化为二次函数y=at2+bt+c求最值,t的范围需要根据定义域来确定.
(3)分式型:①分离常数法:通过分离常数法进行变形,再结合三角函数有界性求值域;②判别式法.
跟踪训练3 (1)函数f(x)=的值域为(  )
A.(-∞,-2)
B.(-∞,-2]
C.(-∞,-2)
D.(-∞,-2]
(2)求y=2sin (2x+)(-≤x≤)的最大值和最小值.
(3)已知函数f(x)=2cos2x-1+4sinx,求f(x)的最大值.
题型4正弦函数有关的零点问题
例4函数f(x)=sin x-lg x零点的个数为(  )
A.1 B.2
C.3 D.4
状元随笔 首先要在坐标系中画出两个函数y=sin x和y=lg x的图象,然后根据图象在定义域内交点的个数问题来研究函数f(x)=sin x-lg x的零点问题.
方法归纳
图象法研究正弦函数的零点问题的求解策略
(1)单个函数图象:利用图象交点的个数,画出函数f(x)的图象,函数f(x)的图象与x轴交点的个数就是函数f(x)的零点个数.
(2)两个函数图象问题:将函数f(x)拆成两个函数h(x)和g(x)的差,根据f(x)=0 h(x)=g(x),则函数f(x)的零点个数就是函数y=h(x)和y=g(x)的图象的交点个数.
跟踪训练4 方程sin x=x的实数解的个数为(  )
A.1 B.3
C.5 D.7
教材反思
(1)“几何法”和“五点法”画正弦函数图象的优缺点
①“几何法”就是利用单位圆中正弦线作出正弦函数图象的方法.该方法作图较精确,但较为繁琐.
②“五点法”是画三角函数图象的基本方法,在要求精度不高的情况下常用此法.
(2)正弦函数周期性的释疑
由正弦函数的图象和周期函数的定义可得:正弦函数是周期函数,2kπ(k∈Z且k≠0)都是它的周期,最小正周期为2π.
(3)正弦函数的奇偶性
①正弦函数是奇函数,反映在图象上,正弦曲线关于原点O对称.
②正弦曲线既是中心对称图形又是轴对称图形.
(4)正弦函数单调性的说明
①正弦函数在定义域R上不是单调函数,但存在单调区间.
②求解(或判断)正弦函数的单调区间(或单调性)是求值域(或最值)的关键一步.
③确定含有正弦函数的较复杂的函数单调性时,要注意使用复合函数的判断方法来判断.
(5)正弦函数最值的释疑
①明确正弦函数的有界性,即|sin x|≤1.
②对有些正弦函数,其最值不一定是1或-1,要根据函数定义域来决定.
易错点 忽略自变量的范围而出错
例 设|x|≤,求函数f(x)=cos2x+sinx的最小值.
【错解】 f(x)=cos2x+sinx
=1-sin2x+sinx
=+.
令sin x=t,则-1≤t≤1,
∴当sin x=-1时取得最小值-1.
【正解】 f(x)=cos2x+sinx
=1-sin2x+sinx=+.
∵|x|≤,
∴-≤sin x≤,
∴当sin x=-时取得最小值为.
【易错警示】
错误原因 纠错心得
忽略了自变量的范围. 要注意不要一见sin x就有-1≤sin x≤1,要根据x的范围确定.
能 力 提 升 练
1.已知函数f(x)=sin x·log2(+x)(a>0)为偶函数,则a=________.
2.已知关于x的方程cos2x-sinx+2a=0在(0,]内有解,那么实数a的取值范围为__________.
7.3.1 正弦函数的性质与图象
新知初探·自主学习
[教材要点]
知识点一
1.沿x轴平移±2π,±4π,…
2.(,1) (,-1)
知识点二
1.(1)非零常数T 每一个 f(x+T)=f(x) 
(2)周期 所有周期中 最小的正数 最小的正数
2.2π [2kπ-,2kπ+] [2kπ+,2kπ+] 2kπ+(k∈Z) 2kπ-(k∈Z)
[基础自测]
1.解析:观察y=sin x图象可知A,C,D项正确,且关于原点中心对称,故选B.
答案:B
2.解析:由y=sin x,x∈[0,2π]上的图象作关于x轴对称的图象,即可得到y=-sin x,x∈[0,2π]上的图象,故选D.
答案:D
3.解析:y=10sin x的最小正周期是2π,y=10sin x∈[-10,10],y=x∈[-10,10]时,x∈[-10,10],作出函数y=10sin x和y=x的图象如图,只要观察x∈[-10,10]的图象,由图象知它们有7个交点,故选C.
答案:C
4.解析:对于A,由正弦型函数的性质,可得f(x)的最小正周期为T==2π,所以A正确;对于B,由f(-x)=-sin x+1≠-f(x),所以f(x)不是奇函数,所以B错误;对于C,由f(π)=sin π+1=1不是函数f(x)的最值,所以f(x)的图象不关于x=π轴对称,所以C错误;对于D,由-1≤sin x≤1,可得0≤sin x+1≤2,所以函数f(x)的值域为[0,2],所以D正确.故选AD.
答案:AD
5.解析:取值列表:
描点连线,如图所示.
课堂探究·素养提升
例1 【解析】 按五个关键点列表:
利用正弦函数的性质描点作图,如图,
由图象可以发现,把y=sin x,x∈[0,2π]的图象向下平移1个单位长度即可得y=-1+sin x,x∈[0,2π]的图象.
跟踪训练1 解析:列表如下:
描点连线,可得函数图象如下:
例2 【解析】因为函数y=sin x在(-,0)上单调递增,且-<-<-<0,所以a=sin (-)【答案】B
跟踪训练2 解析:(2)因为y=sin x在(0,)上单调递增,所以sin sin ,所以b答案:C
 (2)
例3 【解析】(3)y=1-2sin2x+sinx,
令sin x=t,则-1≤t≤1,
y=-2t2+t+1=-2(t-)2+.
由二次函数y=-2t2+t+1的图象可知-2≤y≤,
即函数y=1-2sin2x+sinx的值域为[-2,].
【答案】 A
 (2)(3)见解析
跟踪训练3 解析:(3)函数f(x)=2cos2x-1+4sinx
=2(1-sin2x)-1+4sinx
=-2sin2x+4sinx+1
=-2(sin x-1)2+3,
当sin x=1时,f(x)有最大值3.
答案:B
 (2)(3)见解析
例4 【解析】 画出函数y=sin x和y=lg x的图象,其中x>0,如图,
由图可知,
当00,lg x<0,两函数图象没有交点;
当1≤x≤10时,两函数图象有3个交点;
当x>10时,lg x>1≥sin x,两函数图象没有交点.
综上,函数y=sin x和y=lg x的图象有3个交点,
所以函数f(x)=sin x-lg x零点的个数为3.故选C.
【答案】 C
跟踪训练4 解析:方程sin x=x的实数解的个数为函数y=sin x与y=x的图象的交点个数,
如图所示,
由图可知函数y=sin x与y=x的图象只有一个交点,
且此时x=0,即方程sin x=x的实数解为x=0,
故方程sin x=x的实数解的个数为1,故选A.
答案:A
能力提升练
1.解析:因为函数f(x)=sin x·log2(+x)(a>0)为偶函数,y=sin x为奇函数,所以g(x)=log2(+x)(a>0)为奇函数,
由g(-x)+g(x)=0得log2(-x)+log2(+x)=log2a=0,所以a=1.
答案:1
2.解析:因为关于x的方程cos2x-sinx+2a=0在(0,]内有解,
所以2a=sin x-cos2x在(0,]内有解,
令f(x)=sinx-cos2x,x∈(0,],
f(x)=sin2x+sinx-1=(sin x+)2-,
因为x∈(0,],所以0所以f(0)所以-1所以-1<2a≤1,得-即实数a的取值范围为(-].
答案:(-]
21世纪教育网(www.21cnjy.com)课时作业(九) 正弦型函数的性质与图象
(分值:80分)
一、选择题(单选每小题5分,多选每小题6分,共21分)
1.把函数y=sin x图象上所有点的横坐标变为原来的纵坐标不变,再把所得图象向右平移个单位长度,得到函数y=f(x)的图象,则f(x)=(  )
A.sin () B.sin ()
C.sin (2x-) D.sin (2x-)
解析:把函数y=sin x图象上所有点的横坐标变为原来的纵坐标不变,可得到函数y=sin 2x的图象,再把所得图象向右平移个单位长度,可得到y=sin 2(x-)=sin (2x-).故选C.
答案:C
2.函数y=sin (2x+)在区间[-π]上的简图是(  )
解析:因为y=f(x)=sin (2x+),所以f(0)=-所以排除B,D;由2kπ-≤2x+≤2kπ+k∈Z,得kπ-≤x≤kπ-k∈Z,由2kπ+≤2x+≤2kπ+k∈Z,得kπ-≤x≤kπ+k∈Z,所以可知函数f(x)在[]上单调递增,在[0]上单调递减,所以排除A.故选C.
答案:C
3.若φ是三角形的一个内角,且函数y=2sin (3x+φ)在区间(-)上单调,则φ的取值范围为(  )
A.[0] B.[]
C.[] D.[]
解析:当x∈(-)时,3x+φ∈(-+φ,+φ),由于φ是三角形的一个内角,所以0<φ<π,则-<-+φ<<+φ<由于函数y=2sin (3x+φ)在区间(-)上单调,所以解得≤φ≤即φ的取值范围为[].故选B.
答案:B
4.(多选)关于函数f(x)=4sin (2x+)(x∈R)有如下命题,其中正确的有(  )
A.y=f的表达式可改写为f(x)=4cos (2x-)(x∈R)
B.y=f是以2π为最小正周期的周期函数
C.y=f的图象关于点对称
D.y=f的图象关于直线x=对称
解析:f(x)=4sin =4cos []=4cos (x∈R),A正确;f的最小正周期T==π,B错误;f=4sin =0,则f(x)的图象关于点对称,C正确;f=4sin =0,不是最值,D错误.
答案:AC
二、填空题(每小题5分,共15分)
5.设函数f(x)=sin (ωx+),若f(x)的图象关于点(0)对称,则ω的值可以是________.(写出一个满足条件的值即可)
解析:因为函数f(x)=sin (ωx+),且f(x)的图象关于点(0)对称,
所以ω·=kπ,k∈Z,
解得ω=6k-2,k∈Z,
所以ω的值可以是…,-8,-2,4,10,….(写出一个即可)
答案:4(答案不唯一)
6.函数f(x)=sin (2x+),x∈(-)的值域为________.
解析:因为x∈(-),所以2x+∈(-),
则由正弦函数图象可知sin (2x+)∈(-1],
所以f(x)∈(-1].
答案:(-1]
7.已知函数f(x)=2sin 若对任意x∈R都有f(x1)≤f(x)≤f(x2)(x1,x2∈R)成立,则|x1-x2|的最小值为________.
解析:因为对任意x∈R都有f(x1)≤f(x)≤f(x2),
所以f(x1)是最小值,f(x2)是最大值,
所以|x1-x2|的最小值为函数的半个周期,
因为f(x)=2sin 的周期T=8π,
所以|x1-x2|的最小值为4π.
答案:4π
三、解答题(共27分)
8.(10分)某同学用“五点法”画函数f(x)=2sin (x-)的图象,先列表,并填写了一些数据,如表.
(1)请将表格填写完整,并画出函数f(x)在一个周期内的简图;
(2)写出如何由f(x)=sin x的图象变换得到f(x)=2sin 的图象,要求用箭头的形式写出变换的三个步骤.
解析:(1)f(x)=2sin
当x-=0时,可得x=f=0,
当x-=时,可得x=2π,f=2,
当x-=π 时,可得x=f=0,
当x-=时,可得x=5π,f=-2,
当x-=2π时,可得x=f=0,
表格如下:
画出图象,如图.
(2)第一步:
y=sin x可得y=sin ;
第二步:
y=sin 可得y=sin ;
第三步:
y=sin y=2sin .
9.(17分)已知函数f(x)=sin (2x+φ)(|φ|<)的图象上所有点向右平移个单位长度,所得函数图象关于原点对称.
(1)求φ的值;
(2)设g(x)=f(x)-2cos2x+若g(x)在区间(0,m)上有且只有一个零点,求m的取值范围.
解析:(1)将函数f(x)=sin(2x+φ)(|φ|<)的图象上所有点向右平移个单位长度,
可得到函数y=sin [2(x-)+φ]=sin (2x+φ-),
由题意可知,函数y=sin (2x+φ-)为奇函数,则φ-=kπ(k∈Z),
可得φ=+kπ(k∈Z),又因为|φ|<则φ=.
(2)由(1)可知,f(x)=sin (2x+)=sin 2x+cos 2x,
则g(x)=f(x)-2cos2x+=sin2x+cos 2x-(1+cos 2x)+=sin 2x-
因为0由g(x)=0,可得sin 2x=
因为g(x)在区间(0,m)上有且只有一个零点,则<2m≤解得因此,实数m的取值范围是(].
[尖子生题库]
10.(17分)已知函数y=A sin (ωx+φ),(A>0,ω>0,|φ|<)的图象过点P,图象与P点最近的一个最高点坐标为.
(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.
解析:(1)∵图象的一个最高点坐标为
∴A=5.
∵==∴T=π,
∴ω==2,
∴y=5sin (2x+φ).
代入点得sin =1,
∴+φ=2kπ+(k∈Z).
令k=0,则φ=-
∴y=5sin .
(2)∵函数的增区间满足2kπ-≤2x-≤2kπ+(k∈Z),
∴2kπ-≤2x≤2kπ+(k∈Z),
∴kπ-≤x≤kπ+(k∈Z),
∴增区间为[kπ-kπ+](k∈Z).
(3)∵5sin ≤0,
∴2kπ-π≤2x-≤2kπ(k∈Z),
∴kπ-≤x≤kπ+(k∈Z).
21世纪教育网(www.21cnjy.com)7.3.2 正弦型函数的性质与图象
【课程标准】 1.结合具体实例,了解y=A sin (ωx+φ)的实际意义.2.能借助图象理解参数ω,φ,A的意义,了解参数的变化对函数图象的影响.
教 材 要 点
知识点一 正弦型函数
1.形如y=A sin (ωx+φ)(其中A,ω,φ都是常数且A≠0,ω≠0)的函数,通常称为正弦型函数.
2.函数y=A sin (ωx+φ)(其中A≠0,ω>0,x∈R)的周期T=__________,频率f=__________,初相为__________,值域为________,________也称为振幅,|A|的大小反映了y=A sin (ωx+φ)的波动幅度的大小.
【学霸笔记】 当φ为何值时,正弦型函数为奇函数?当φ为何值时,正弦型函数是偶函数?
[提示] 当φ=kπ,k∈Z时,正弦型函数是奇函数;
当φ=+kπ,k∈Z时,正弦型函数是偶函数.
知识点二 A,ω,φ对函数y=A sin (ωx+φ)图象的影响
1.φ对函数y=sin (x+φ)图象的影响:
2.ω对函数y=sin (ωx+φ)图象的影响:
3.A对函数y=A sin (ωx+φ)图象的影响:
4.用“变换法”作图:
y=sin x的图象向____(φ>0)或向____(φ<0),平移|φ|个单位长度y=sin (x+φ)的图象横坐标变为原来的倍,纵坐标不变y=sin (ωx+φ)的图象纵坐标变为原来的____倍,横坐标不变y=A sin (ωx+φ)的图象.
【学霸笔记】 由y =sin x的图象,通过怎样的变换可以得到y =A sin (ωx+φ)的图象?
[提示] 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 (ωx+φ)振幅变换,y=A sin (ωx+φ).
知识点三 正弦型函数的性质
1.定义域与值域:定义域为________,值域为________.
2.周期:T=.
3.奇偶性:“定义域关于原点对称”,是函数具有奇偶性的前提,在满足这一前提的条件下,
对于y=A sin (ωx+φ)(A≠0,ω≠0).
当φ=kπ(k∈Z)时,函数y=A sin (ωx+φ)(A≠0,ω≠0)是________函数;
当φ=kπ+(k∈Z)时,函数y=A sin (ωx+φ)(A≠0,ω≠0)是________函数;
当φ≠(k∈Z)时,函数y=A sin (ωx+φ)(A≠0,ω≠0)是________函数.
4.单调性:确定函数y=A sin (ωx+φ)(A>0,ω>0)的单调区间的思想是把ωx+φ看作一个整体.
由2kπ-≤ωx+φ≤2kπ+(k∈Z)解出x的范围,可得单调________区间;
由2kπ+≤ωx+φ≤2kπ+(k∈Z)解出x的范围,可得单调________区间.
基 础 自 测
1.下列函数,最小正周期为2π的是(  )
A.y=sin B.y=sin 2x
C.y=|sin | D.y=|sin 2x|
2.要得到函数y=2sin (x+)的图象,只需将函数y=2sin x的图象(  )
A.向左平移个单位 B.向右平移个单位
C.向左平移个单位 D.向右平移个单位
3.已知函数y=3sin (x+),则该函数的最小正周期、振幅、初相分别是________,________,________.
4.函数y=3sin (2x+φ)图象的一个对称中心为(,0),图象的对称轴为________________.
5.函数f(x)=sin (2x+φ)图象的一条对称轴是直线x=,则φ可以为________.(写出一个符合题意的值即可)
题型1正弦型函数的图象与性质
例1(1)用五点法作函数y=2sin (x-)+3的图象,并写出函数的定义域、值域、周期、频率、初相、最值、单调区间、对称轴方程.
状元随笔 先确定一个周期内的五个关键点,画出一个周期的图象,左、右扩展可得图象,然后根据图象求性质.
(2)已知函数f(x)=1-sin (x+),则f(1)+f(2)+f(3)+…+f(2 023)=________.
状元随笔 求出函数的周期,然后根据周期的性质进行求解.
方法归纳
1.用五点法作y=A sin (ωx+φ)的图象,应先令ωx+φ分别为0,,π,,2π,然后解出自变量x的对应值,作出一周期内的图象.
2.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)(A,ω,φ是常数,A≠0,ω≠0)的函数,T=;
(3)图象法,即通过画出函数图象,通过图象观察即可.
3.对于函数y=A sin (ωx+φ)(ω>0)的图象:
(1)对称中心:由ωx+φ=kπ,k∈Z,得对称中心为(,0),k∈Z,即函数值为0的点;
(2)对称轴:由ωx+φ=kπ+,k∈Z,得对称轴x=,k∈Z,即函数取得最值时对应的与x轴垂直的直线.
注意:相邻两条对称轴之间的距离为,相邻的对称轴与对称中心的距离为,可以此求周期T.
跟踪训练1 (1)(多选)已知函数f(x)=sin (2x+),则(  )
A.f(x)的最小正周期为π
B.f(x)的图象关于直线x=对称
C.f(x+)是偶函数
D.f(x)的单调递减区间为[kπ-,kπ+](k∈Z)
(2)已知f(x)=2sin ().
①求函数f(x)的最小正周期和最大值,并求出x为何值时,f(x)取得最大值;
②求函数f(x)在上的单调递增区间;
③若x∈,求f(x)的值域.
题型2三角函数的图象变换
例2函数y=2sin (2x+)-2的图象是由函数y=sin x的图象通过怎样的变换得到的?
状元随笔 由周期知“横向缩短”,由振幅知“纵向伸长”,并且需要向左、向下移动.
方法归纳
三角函数图象平移变换问题的分类及解题策略
(1)确定函数y=sin x的图象经过平移变换后图象对应的解析式,关键是明确左右平移的方向,按“左加右减”的原则进行;注意平移只对“x”而言.
(2)已知两个函数解析式判断其图象间的平移关系时,首先要将解析式化为同名三角函数形式,然后再确定平移方向和单位长度.
跟踪训练2 (1)为了得到函数y=sin (),x∈R的图象,只需把函数y=sin x,x∈R的图象上所有的点:
①向左平移个单位,再把所得各点的横坐标缩短到原来的倍(纵坐标不变);
②向右平移个单位,再把所得各点的横坐标缩短到原来的倍(纵坐标不变);
③向左平移个单位,再把所得各点的横坐标伸长到原来的3倍(纵坐标不变);
④向右平移个单位,再把所得各点的横坐标伸长到原来的3倍(纵坐标不变).
其中正确的是________.
(2)将函数y=sin (2x+)的图象平移后所得的图象对应的函数为y=cos 2x,则进行的平移是(  )
A.向左平移个单位
B.向右平移个单位
C.向右平移个单位
D.向左平移个单位
题型3求y=A sin (ωx+φ)的解析式
例3如图所示的是函数y=A sin (ωx+φ)(|φ|<)的图象,确定其中一个函数解析式.
状元随笔 解答本题可由最高点、最低点确定A,再由周期确定ω,然后由图象所过的点确定φ.
方法归纳
确定函数y=A sin (ωx+φ)的解析式的关键是φ的确定,常用方法有:
(1)代入法:把图象上的一个已知点代入(此时A,ω已知
)或代入图象与x轴的交点求解(此时要注意交点在上升区间上还是在下降区间上).
(2)五点法:确定φ值时,往往以寻找“五点法”中的第一个零点(-,0)作为突破口.“五点”的ωx+φ的值具体如下:
“第一点”(即图象上升时与x轴的交点)为ωx+φ=0;
“第二点”(即图象的“峰点”)为ωx+φ=;
“第三点”(即图象下降时与x轴的交点)为ωx+φ=π;
“第四点”(即图象的“谷点”)为ωx+φ=;
“第五点”为ωx+φ=2π.
跟踪训练3已知函数y=A sin (ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<)在一个周期内的部分函数图象如图所示,求此函数的解析式.
题型4函数y=A sin (ωx+φ)的对称性
【思考探究】 1.如何求函数y=A sin (ωx+φ)的对称轴方程?
[提示] 与正弦曲线一样,函数y=A sin (ωx+φ)的图象的对称轴通过函数图象的最值点且垂直于x轴.
函数y=A sin (ωx+φ)对称轴方程的求法:令sin (ωx+φ)=±1,得ωx+φ=kπ+(k∈Z),则x=(k∈Z),所以函数y=A sin (ωx+φ)的图象的对称轴方程为x=(k∈Z).
2.如何求函数y=A sin (ωx+φ)的对称中心?
[提示] 与正弦曲线一样,函数y=A sin (ωx+φ)图象的对称中心即函数图象与x轴的交点.
函数y=A sin (ωx+φ)对称中心的求法:令sin (ωx+φ)=0,得ωx+φ=kπ(k∈Z),则x=(k∈Z),所以函数y=A sin (ωx+φ)的图象关于点(,0)(k∈Z)成中心对称.
例4已知函数f(x)=sin (2x+φ)(0<φ<π).
(1)若函数f(x)=sin (2x+φ)为偶函数,求φ的值;
(2)若函数f(x)=sin (2x+φ)关于x=对称,求出φ的值及f(x)的所有的对称轴方程及对称中心的坐标.
方法归纳
1.函数y=A sin (ωx+φ)的性质较为综合,主要围绕着函数单调性、最值、奇偶性、图象的对称性等考查.
2.有关函数y=A sin (ωx+φ)的性质的运用问题,要特别注意整体代换思想的运用.
跟踪训练4 (1)函数y=sin (2x+)的图象(  )
A.关于直线x=对称
B.关于直线x=-对称
C.关于点(,0)对称
D.关于点(,0)对称
(2)已知函数f(x)=sin 2x-a cos 2x(a>0)的一个对称中心为(,0),则函数g(x)=a sin 2x+cos 2x的对称轴为(  )
A.x=,k∈Z
B.x=-,k∈Z
C.x=,k∈Z
D.x=-,k∈Z
能 力 提 升 练
1.(多选)已知函数f(x)=2sin (2x+),把f(x)的图象向左平移个单位长度得到函数g(x)的图象,则(  )
A.g(x)是奇函数
B.g(x)的图象关于直线x=-对称
C.g(x)在[0,]上单调递增
D.不等式g(x)≤0的解集为[kπ+,kπ+π],k∈Z
2.某同学用“五点法”画函数f(x)=A sin (ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<)在某一个周期内的图象时,列表并填入了部分数据,如下表:
(1)请将上表数据补充完整,并求出函数f(x)的解析式;
(2)先将y=f(x)图象上的所有点,向左平移m(m>0)个单位,再把图象上所有点,纵坐标不变,横坐标变为原来的,得到y=g(x)的图象,若y=g(x)的图象关于直线x=对称,求当m取得最小值时,函数y=g(x)的单调递增区间.
教材反思
(1)φ对函数y=sin (x+φ)的图象的影响
函数y=sin (x+φ),x∈R(其中φ≠0)的图象,可以看作是把正弦曲线上所有的点向左(当φ>0时)或向右(当φ<0时)平行移动|φ|个单位长度而得到.
(2)ω(ω>0)对函数y=sin (ωx+φ)的图象的影响
函数y=sin (ωx+φ),x∈R(其中ω>0,且ω≠1)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)到原来的倍(纵坐标不变)而得到的.
(3)A(A>0)对函数y=A sin (ωx+φ)的图象的影响
函数y=A sin (ωx+φ)(A>0,且A≠1)的图象,可以看作是把y=sin (ωx+φ)的图象上所有点的纵坐标伸长(当A>1时)或缩短(当0(4)由y=sin x变换得到y=A sin (ωx+φ)(A>0,ω>0)的方法
①先平移后伸缩
②先伸缩后平移
7.3.2 正弦型函数的性质与图象
新知初探·自主学习
[教材要点]
知识点一
2.  φ [-|A|,|A|] |A|
知识点二
1.左 右
2.缩短 伸长
3.伸长 缩短
4.左 右 A
知识点三
1.R [-|A|,|A|]
3.奇 偶 非奇非偶
4.递增 递减
[基础自测]
1.解析:函数y=sin 的最小正周期为T==4π,故A不符合;函数y=sin 2x,其最小正周期为T==π,故B不符合;因为函数y=sin 的最小正周期为T=4π,所以函数y=的最小正周期为2π,故C符合;因为函数y=sin 2x的最小正周期为T==π,所以函数y=,故D不符合.故选C.
答案:C
2.解析:根据相位变换的左加右减有y=2sin x向左移动个单位得到y=2sin .
答案:A
3.解析:由函数y=3sin 的解析式知,振幅为3,最小正周期为T==10π,初相为.
答案:10π 3 
4.解析:函数y=3sin (2x+φ)的图象对称中心为,
可知2×+φ=kπ,可得φ=kπ-π(k∈Z),
y=3sin (k∈Z),
令2x-π=kπ+,
得x=(k∈Z).
答案:x=(k∈Z)
5.解析:因为函数f(x)=sin (2x+φ)图象的一条对称轴是直线x=,
所以2×+kπ(k∈Z),
所以φ=+kπ(k∈Z),
所以当k=0时,φ可以为.
答案:(答案不唯一)
课堂探究·素养提升
例1 【解析】 (1)①列表:
②描点连线作出一周期的函数图象.
③把此图象左、右扩展,即得y=2sin +3的图象如图所示.
由图象可知函数的定义域为R,值域为[1,5],
周期为T==2π,频率为f=,初相为φ=-,最大值为5,最小值为1.
令2kπ-≤2kπ+(k∈Z)得原函数的增区间为[,2kπ+](k∈Z);
令2kπ+≤2kπ+(k∈Z)得原函数的减区间为[,2kπ+](k∈Z).
令x-=kπ+(k∈Z)得原函数的对称轴方程为x=kπ+(k∈Z).
(2)易知函数f(x)=1-sin 的最小正周期T==6,
而f(1)+f(2)+f(3)+f(4)+f(5)+f(6)
=(1-1)+++[1-(-1)]++=6,
由周期性知,这样连续六项的和均为6,
而f(1)+f(2)+f(3)+…+f(2 023)共有2 023项,2 023=6×337+1,
所以f(1)+f(2)+f(3)+…+f(2 023)=337×6+f(1)=2 022+(1-1)=2 022.
【答案】 (1)见解析 (2)2 022
跟踪训练1 解析:(1)对于A,由三角函数的性质,可得f(x)的最小正周期为T==π,所以A正确;
对于B,当x=时,可得f=sin =≠±1,
所以f(x)的图象不关于直线x=对称,所以B错误;
对于C,由f=sin [+]=sin ,
此时函数f为非奇非偶函数,所以C错误;
对于D,令+2kπ≤2x++2kπ,k∈Z,解得kπ-≤x≤kπ+,k∈Z,即函数的单调递减区间为[,kπ+],k∈Z,所以D正确.故选AD.
(2)①T==4π,当+2kπ(k∈Z),
即x=+4kπ,k∈Z时,f(x)的最大值为2.
②令-+2kπ≤+2kπ,k∈Z,
得-+4kπ≤x≤+4kπ,k∈Z,
设A=[-2π,2π],B=[+4kπ,],k∈Z,
所以A∩B=,即函数f(x)在[-2π,2π]上的单调递增区间为.
③由x∈[0,2π]得∈,
根据正弦函数图象可知sin ∈,
所以f(x)∈.
答案:(1)AD (2)见解析
例2 【解析】 方法一 
y=sin x
y=sin 2x
y=sin
y=2sin
y=2sin -2.
方法二 y=sin x
y=sin
y=sin
y=2sin
y=2sin -2.
跟踪训练2 解析:(1)y=sin xy=sin
y=sin .故③正确.
(2)对于A,y=sin 向左平移个单位,
可得到y=sin [+]=sin =cos 2x,符合;
对于B,y=sin 向右平移个单位,
可得到y=sin [+]=sin 2x≠cos 2x,不符合;
对于C,y=sin 向右平移个单位,
可得到y=sin [+]=sin ≠cos 2x,不符合;
对于D,y=sin 向左平移个单位,
可得到y=sin [+]=sin ≠cos 2x,不符合.故选A.
答案:(1)③ (2)A
例3 【解析】 由图象,知A=3,T=-=π,
∴ω==2,
又图象过点,则sin =0,
解得φ=,∴y=3sin .
跟踪训练3 解析:由图象可知A=2,
=1,
∴T=2,
∴T==2,∴ω=π,
∴y=2sin (πx+φ),
代入得2sin =2,
∴sin =1,解得φ=+2kπ(k∈Z),
∵,∴φ=,∴y=2sin .
例4 【解析】 (1)∵f(x)为偶函数,∴φ=kπ+(k∈Z),
又φ∈(0,π),∴φ=.
(2)∵f(x)=sin (2x+φ)关于x=对称,
∴f(0)=f,即sin φ=sin =cos φ,
∴tan φ=1,φ=kπ+(k∈Z).
又φ∈(0,π),∴φ=,
∴f(x)=sin .
由2x+=kπ+(k∈Z),得x=(k∈Z),
由2x+=kπ,得x=(k∈Z),
∴f(x)的对称轴方程为x=(k∈Z),
对称中心为(k∈Z).
跟踪训练4 解析:(1)f=sin =sin ≠±1,所以函数不关于直线x=对称,故A错误;
f=sin [+]=sin =-1,所以函数关于直线x=-对称,故B正确;
f=sin =sin =1≠0,所以函数不关于点对称,故C错误;
f=sin =sin ≠0,所以函数不关于点对称,故D错误.故选B.
(2)因为f(x)=sin 2x-a cos 2x=sin (2x+φ),其中tan φ=-a,
因为函数的对称中心为,
令2x+φ=kπ,k∈Z,
代入x=,得φ=-+kπ,k∈Z,
所以tan φ=tan =-,k∈Z,
所以a=,则g(x)=sin 2x+cos 2x=2sin ,
令2x++kπ,k∈Z,
解得x=,k∈Z,即函数g(x)=a sin 2x+cos 2x的对称轴方程为x=,k∈Z.故选A.
答案:(1)B (2)A
能力提升练
1.解析:A选项,g(x)=2sin =2sin (2x+π)=-2sin 2x,由于g(x)的定义域为R,且g(-x)=-2sin (-2x)=2sin 2x=-g(x),故g(x)为奇函数,故A正确;B选项,=-2sin =2,故g(x)的图象关于直线x=-对称,故B正确;C选项,x∈时,2x∈[0,π],其中y=-sin 2x在2x∈[0,π]上不单调,故g(x)=-2sin 2x在x∈上不单调,故C错误;D选项,g(x)≤0,则sin 2x≥0,则2x∈[2kπ,2kπ+π],k∈Z,故x∈,k∈Z,故D错误.故选AB.
答案:AB
2.解析:(1)根据表中已知数据,得A=2,T=4×()=π,可得ω=2,
当x=时,2×+φ=π,解得φ=-,
所以f(x)=2sin (2x-).
数据补全如下表.
x
ωx+φ 0 π 2π
A sin (ωx+φ) 0 2 0 -2 0
(2)将f(x)图象上所有的点向左平移m(m>0)个单位长度,
得到y=2sin (2x+2m-)的图象,
再把所有点纵坐标不变,横坐标变为原来的,得到y=g(x)的图象,
所以g(x)=2sin (4x+2m-),
因为y=g(x)的图象关于直线x=对称,
所以4×+2m-=kπ+,k∈Z,
解得m=,k∈Z,
因为m>0,所以mmin=,
此时g(x)=2sin (4x+),
由2kπ-≤4x+≤2kπ+,k∈Z,
可得≤x≤,k∈Z,
所以函数y=g(x)的单调递增区间为[],k∈Z.
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