7.3.3 第2课时 函数y=A sin (ωx+φ)的图象与性质(课件 学案 练习)高中数学苏教版(2019)必修 第一册

文档属性

名称 7.3.3 第2课时 函数y=A sin (ωx+φ)的图象与性质(课件 学案 练习)高中数学苏教版(2019)必修 第一册
格式 zip
文件大小 3.6MB
资源类型 教案
版本资源 苏教版(2019)
科目 数学
更新时间 2025-08-07 06:39:13

文档简介

(共60张PPT)
第2课时 
函数y=Asin(ωx+φ)的图象与性质
目录
典型例题·精研析
01
知能演练·扣课标
02
典型例题·精研析
01
课堂互动 关键能力提升
题型一 “五点法”作函数 y = A sin (ω x +φ)的图象
【例1】 (链接教科书第209页例7)画出函数 f ( x )=2 sin ( 2 x
- )在[0,π]上的简图,并根据简图,写出函数的减区间.
解:列表:
2 x - - 0 π
x 0 π
f ( x ) -1 0 2 0 -2 -1
描点连线得:
由图象可知,函数的减区间是[ , ].
通性通法
1. “五点法”作图的实质
利用“五点法”作函数 y = A sin (ω x +φ)的图象,实质是利用函
数与 x 轴的三个交点、两个最值点画出函数在一个周期内的图象.
2. “五点法”作图的关键
作定区间上图象的关键是列表,列表的方法是:
(1)计算 x 取端点值时的ω x +φ的范围;
(2)取ω x +φ范围内的“五点”,并计算出相应的 x 值;
(3)利用ω x +φ的值计算 y 值;
(4)描点( x , y ),连线得到函数图象.
【跟踪训练】
已知 f ( x )=2 sin ,用“五点法”画出 f ( x )的图象.
解:列表:
x + 0 π 2π
x - π π π π
f ( x ) 0 2 0 -2 0
描点连线,如图所示.
将这个函数在一个周期内的图象向左、右两
边平移即得 f ( x )=2 sin ( x + )的图象.
题型二 已知图象求函数 y = A sin (ω x +φ)的解析式
【例2】 (2024·南京月考)如图是函数 y = A sin (ω x +φ)( A >
0,ω>0,|φ|< )的图象的一部分,求此函数的解析式.
解:法一 由图象知 A =3, T = - =π,∴ω= =2,
∴ y =3 sin (2 x +φ).
∵点 在函数图象上且在上升区间上,∴0=3 sin ( - ×2
+φ).
∴- ×2+φ=2 k π( k ∈Z),得φ= +2 k π( k ∈Z).
∵|φ|< ,∴φ= .∴ y =3 sin .
法二 由图象知 A =3.∵图象过点 和 ,且点( ,
0),( ,0)分别为五点法中的第三、第五个关键点,
∴解得
∴ y =3 sin .
通性通法
  确定 y = A sin (ω x +φ)+ B ( A >0,ω>0)的解析式的步骤
(1)求 A , B ,确定函数的最大值 M 和最小值 m ,则 A = , B =

(2)求ω,确定函数的周期 T ,则ω= ;
(3)求φ,常用方法有以下2种:
①代入法:把图象上的一个已知点代入(此时要注意该点在
上升区间上还是在下降区间上)或把图象的最高点或最低点
代入;
②五点法:确定φ值时,往往以寻找“五点法”中的特殊点作为
突破口.
【跟踪训练】
已知函数 y = A sin (ω x +φ)( A >0,ω>0,0<φ< )的最小值是
-5,图象上相邻两个最高点与最低点的横坐标相差 ,且图象经过点
,则函数的解析式为   y =5 sin  .
y =5 sin  
解析:由题意知 A =5, = ,所以 T = = ,所以ω=4,所以 y
=5 sin (4 x +φ).又因为图象经过点 ,所以 =5 sin φ,即
sin φ= ,所以φ= +2 k π( k ∈Z)或φ= +2 k π( k ∈Z),又因
为0<φ< ,所以φ= ,所以这个函数的解析式为 y =5 sin .
题型三 函数 y = A sin (ω x +φ)的性质
【例3】 已知函数 f ( x )= sin (2 x + )+ .
(1)求 f ( x )的最小正周期及单调递增区间;
解:函数 f ( x )的最小正周期 T = =π;
由2 k π- ≤2 x + ≤2 k π+ ( k ∈Z),
得 k π- ≤ x ≤ k π+ ( k ∈Z),
所以 f ( x )的单调递增区间为[ k π- , k π+ ]( k ∈Z).
(2)求 f ( x )的图象的对称轴方程和对称中心;
解:令2 x + = k π+ ( k ∈Z),则 x = + ( k ∈Z),所
以对称轴方程为 x = + ( k ∈Z);
令2 x + = k π( k ∈Z),则 x = - ( k ∈Z),
所以对称中心为( - , )( k ∈Z).
(3)求 f ( x )的最小值及取得最小值时 x 的取值集合.
解:当 sin (2 x + )=-1,即2 x + =- +2 k π( k
∈Z), x =- + k π( k ∈Z)时, f ( x )取得最小值为 ,
此时 x 的取值集合是{ x | x =- + k π, k ∈Z}.
通性通法
  函数 y = A sin (ω x +φ)(或 y = A cos (ω x +φ))( A ≠0,
ω≠0)的性质
(1)定义域:R;
(2)值域:[-| A |,| A |];
(3)奇偶性:函数 y = A sin (ω x +φ)(或 y = A cos (ω x +φ))
不一定具备奇偶性,要由φ的值确定;
(4)周期性: T = ;
(5)单调区间:可把ω x +φ看作一个整体,令 z =ω x +φ,通过 y =
A sin z ( y = A cos z )的单调区间解不等式求得;
(6)对称性:仍然以 y = A sin z ( y = A cos z )的对称轴、对称中心
列方程求解,即ω x0+φ= k π+ 或ω x0+φ= k π( k ∈Z).
提醒 注意ω<0时首先将其化为ω>0再求单调区间.
【跟踪训练】
已知函数 f ( x )= sin (ω x +φ)(ω>0,0≤φ<π)是R上的偶函
数,其图象关于点 M ( ,0)对称,且在区间[0, )上具有单调
性,求φ和ω的值.
解:∵ f ( x )= sin (ω x +φ)(ω>0,0≤φ<π)是R上的偶函
数,∴φ= + k π( k ∈Z),
又∵0≤φ<π,∴φ= .
由 f ( x )的图象关于点 M 对称,可知 sin ( ω+ )=0,
即 ω+ = k π, k ∈Z,解得ω= - , k ∈Z.
又 f ( x )在[0, )上具有单调性,
∴ T ≥π,即 ≥π.
∴ω≤2,又ω>0,∴ k =1时,ω= ; k =2时,ω=2.
故φ= ,ω=2或 .
1. 若函数 f ( x )=2 sin (ω x +φ), x ∈R(其中ω>0,|φ|<
)的最小正周期是π,且 f (0)= ,则(  )
A. ω= ,φ= B. ω= ,φ=
C. ω=2,φ= D. ω=2,φ=
解析:  ∵ =π,∴ω=2.∵ f (0)= ,∴2 sin φ= .
∴ sin φ= .∵|φ|< ,∴φ= .
2. 函数 y = A sin (ω x +φ)+ k ( A >0)的部分图象如图,则 A 与最
小正周期 T 分别是(  )
A. A =3, T = B. A =3, T =
C. A = , T = D. A = , T =
解析:  由题图可知 A = (3-0)= ,设周期为 T ,则 T =
- = ,得 T = .故选D.
3. 在函数 y =2 sin (ω x +φ)(ω>0)的一个周期上,当 x = 时,
有最大值2,当 x = 时,有最小值-2,则ω= .
解析:由题意得 = - = ,所以 T =π,又 T = =π,解得ω
=2.
2 
4. 如图所示的曲线是函数 y = A sin (ω x +φ)( A >0,ω>0,|φ|
< )的图象的一部分,则这个函数的解析式是   y =2 sin .
y =2 sin
解析:由函数图象可知 A =2, T = × =π,即 =π,
∴ω=2.又 是五点作图法中的第五个点,即2× +φ=
2π,∴φ= .∴所求函数的解析式为 y =2 sin .
知能演练·扣课标
02
课后巩固 核心素养落地
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1. 函数 y = sin (2 x - )在区间[- ,π]上的简图是(  )
解析:  当 x =0时, y = sin (- )=- <0,故排除
B、D;当 x = 时, y = sin (2× - )= sin 0=0,排除
C,故选A.
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2. 下列各点中,可以作为函数 f ( x )=2 cos ( x + )+1图象的对
称中心的是(  )
A. ( ,1) B. ( ,1)
C. ( ,0) D. ( ,0)
解析:  由 x + = k π+ , k ∈Z得 x = k π+ , k ∈Z. 取 k =
0,得 x = , f ( )=1.故对称中心是( ,1).故选B.
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3. 已知函数 f ( x )= A sin (ω x +φ)( A >0,ω>0,|φ|< )
的部分图象如图所示,则φ=(  )
A. B.
C. D.
解析:  由 = - = 得 T =2,∴ω= =π;由π× +φ=
得φ= - = .故选C.
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4. 已知ω>0,函数 f ( x )= cos 图象的一条对称轴方程为 x
= ,一个对称中心为 ,则ω有(  )
A. 最小值2 B. 最大值2
C. 最小值1 D. 最大值1
解析:  由题意知 - ≥ ,故 T = ≤π,ω≥2.故选A.
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5. 已知函数 f ( x )=2 sin ( ω x - )(ω>0)的最小正周期为π,
则函数 y = f ( x )在区间[0, ]上的最大值和最小值分别是
(  )
A. 2和-2 B. 2和0
C. 2和-1 D. 和-
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解析:  由题知 =π,得ω=2,所以函数 f ( x )=2 sin
.又因为 x ∈ ,所以2 x - ∈ ,所以 sin
∈ ,所以2 sin ∈[-1,2],故函数 f ( x )的
最大值为2,最小值为-1,故选C.
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6. (多选)(2024·南通海安期末)将函数 y = cos 2 x 的图象沿 x 轴向
右平移 个单位长度,再向上平移 个单位长度,得到函数 g ( x )
的图象,则(  )
A. 函数 y = g ( x )的最小正周期为π
B. g ( x )在( 0, )上单调递增
C. g ( x )的图象关于直线 x = 对称
D. g ( x )的图象关于点( 0, )中心对称
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解析:  由题意可得 g ( x )= cos 2( x - )+ = cos ( 2
x - )+ = sin 2 x + ,则函数 y = g ( x )的最小正周期为 =
π,A正确;当 x ∈( 0, )时,2 x ∈(0,π),由于 y = sin x 在
( 0, )上单调递增,在( ,π)上单调递减,即 y = sin x 在
(0,π)上不单调,故 g ( x )在( 0, )上不单调,B错误;当
x = 时, g ( )= sin + =- ,即函数 g ( x )取到最小
值,故 g ( x )的图象关于直线 x = 对称,C正确;
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将 x =0代入 y = sin 2 x 中 sin 0=0,即 y = sin 2 x 的图象关于点(0,0)
中心对称,将 y = sin 2 x 的图象向上平移 个单位长度,即得到 g ( x )
的图象,故 g ( x )的图象关于点( 0, )中心对称,D正确.故选A、
C、D.
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7. 若 f ( x )= cos (2 x + +φ)(|φ|< )是奇函数,则φ
= .
解析:由题意可知 +φ= + k π, k ∈Z,即φ= + k π, k ∈Z.
又|φ|< ,故当 k =0时,得φ= .
 
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8. 如图所示为函数 f ( x )=2 sin (ω x +φ)(ω>0, ≤φ≤π)的
部分图象,其中 A , B 两点之间的距离为5,则 f (1)= .
-1 
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解析:由 AB =5得 =5,解得 T =6.由 T = ,ω>
0得ω= .又当 x =0时, f ( x )=1,即2 sin =1,
∴ sin φ= ,又∵ ≤φ≤π,∴φ= ,∴ f ( x )=2 sin
,因此, f (1)=2 sin =2 sin =2× =-1.
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9. 若函数 f ( x )= sin (ω>0)图象的两条相邻的对称轴之
间的距离为 ,且该函数的图象关于点( x0,0)成中心对称, x0∈
,则 x0=    .
 
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解析:由 f ( x )= sin (ω>0)图象的两条相邻的对称轴
之间的距离为 = ,知 T = =π,得ω=2,又图象关于点( x0,
0)成中心对称,得 sin =0,2 x0+ = k π( k ∈Z),而
x0∈ ,则 x0= .
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10. 已知函数 f ( x )= A sin (ω x +φ)+ b ( A >0,ω>0,|φ|<
)的图象如图所示.
(1)求出函数 f ( x )的解析式;
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解: 由图象得解得
又 =2π,∴ T =4π,∴ω= = ,
由 f ( )=6,得 +φ=2 k π+ , k
∈Z,
即φ= +2 k π, k ∈Z. 又|φ|< ,∴φ
= ,
综上, f ( x )=4 sin ( x + )+2.
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(2)若将函数 f ( x )的图象向右平移 个单位长度,再把所有点
的横坐标变为原来的 (纵坐标不变),得到函数 y = g
( x )的图象,求出函数 y = g ( x )的单调递增区间及对称
中心.
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解: 根据题意可得 g ( x )=4 sin
(2 x + )+2,
由2 k π- ≤2 x + ≤2 k π+ , k ∈Z,得
函数 g ( x )的单调递增区间为[ k π- , k π+ ], k ∈Z.
令2 x + = k π, k ∈Z,得 x = - , k ∈Z,
∴对称中心为( - ,2), k ∈Z.
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11. 设函数 f ( x )= sin (ω x +φ),ω>0.若 f ( x )在区间[ ,
]上单调,且 f ( )= f ( )=- f ( ),则 f ( x )的最小
正周期为(  )
A. B. 2π
C. 4π D. π
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解析:  因为 f ( x )= sin (ω x +φ)在区间[ , ]上单
调,ω>0,所以 - ≤ = · = ,解得0<ω≤3.又因为 f
( )= f ( )=- f ( ),所以直线 x = = 为 f ( x )
= sin (ω x +φ)的图象的一条对称轴,又 = ,所以点
( ,0)为 f ( x )= sin (ω x +φ)的图象的一个对称中心.因
为0<ω≤3,所以直线 x = 与点( ,0)为同一周期内相邻的
对称轴和对称中心,所以 T =4( - )=π.
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12. 设偶函数 f ( x )= A sin (ω x +φ)( A >0,ω>0,0<φ<π)
的部分图象如图所示,△ KLM 为等腰直角三角形,∠ KML =
90°, KL =1,则 f ( )=    .
 
解析:取 KL 的中点 N ,则 MN = ,∴ A = .由 T =2,得ω=
π.∵函数为偶函数,0<φ<π,∴φ= ,∴ f ( x )= cos π x ,
∴ f ( )= cos = .
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13. 已知函数 f ( x )= sin (ω x + )(ω>0), f ( )= f
( ),且 f ( x )在区间( , )上有最小值,无最大值,则ω
= .
解析:依题意知 f ( x )图象关于直线 x = 对称,即关于直线
x = 对称,且 - ≤ T = ,∴ ·ω+ = +2 k π, k ∈Z,且
0<ω≤12,∴ω= .
 
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14. (2024·盐城射阳高级中学期末)函数 f ( x )= A sin (ω x +α)
( A >0,ω>0,- <α< )的最小正周期是π,且当 x =
时, f ( x )取得最大值 .
(1)求函数 f ( x )的解析式及单调递增区间;
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解: f ( x )的最小正周期为π,所以ω= =2,
当 x = 时, f ( x )取得最大值 ,所以 A = ,
且 sin ( 2× +α)=1,- <α< , <α+ <

所以α+ = ,α=- ,所以 f ( x )= sin ( 2 x -
).
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由2 k π- ≤2 x - ≤2 k π+ , k ∈Z,解得- + k π≤ x ≤
+ k π, k ∈Z,
所以函数 f ( x )的单调递增区间为[- + k π, + k
π], k ∈Z.
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(2)存在 x ∈[- , ],使得 f ( x )- m <0成立,求实数 m
的取值范围.
解: 若 x ∈[- , ],则2 x - ∈[- , ],
所以在区间[- , ]上,当2 x - =- ,即 x =-
时, f ( x )取得最小值为- ,
依题意,存在 x ∈[- , ],使得 f ( x )< m 成立,所
以 m >- .
故实数 m 的取值范围为(- ,+∞).
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15. 已知函数 f ( x )= A sin (ω x +φ)( A >0,ω>0,|φ|< )
的最小值为-3,且 f ( x )图象相邻的最高点与最低点的横坐标
之差为2π,又 f ( x )的图象经过点( 0, ).
(1)求函数 f ( x )的解析式;
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解: 由题意得 A =3, =2π,则 T =4π,即ω= =
,所以 f ( x )=3 sin ( x +φ).
又 f ( x )的图象经过点( 0, ),则 =3 sin φ.
由|φ|< 得φ= ,所以 f ( x )=3 sin ( x + ).
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(2)若方程 f ( x )- k =0在 x ∈[0, ]有且仅有两个不同
根,求 k 的取值范围.
解: 由题意得 f ( x )- k =0在 x ∈[0, ]有且仅
有两个解 x1, x2,即函数 y = f ( x )的图象与直线 y = k 在 x
∈[0, ]有且仅有两个交点.
由 x ∈[0, ]得 x + ∈[ ,2π],
则 f ( x )=3 sin ( x + )∈[-3,3].
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设 t = x + ,则函数为 y =3 sin t ,且 t ∈[ ,2π],即函
数 y =3 sin t 的图象与直线 y = k 在 t ∈[ ,2π]有且仅有两
个交点,
画出函数 y =3 sin t 在 t ∈[ ,2π]上的图象,由图可知, k
的取值范围为(-3,0]∪[ ,3).
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谢 谢 观 看!第2课时 函数y=Asin(ωx+φ)的图象与性质
1.函数y=sin(2x-)在区间[-,π]上的简图是(  )
2.下列各点中,可以作为函数f(x)=2cos( x+)+1图象的对称中心的是(  )
A.( ,1)       B.( ,1)
C.( ,0) D.( ,0)
3.已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<)的部分图象如图所示,则φ=(  )
A. B.
C. D.
4.已知ω>0,函数f(x)=cos图象的一条对称轴方程为x=,一个对称中心为,则ω有(  )
A.最小值2      B.最大值2
C.最小值1 D.最大值1
5.已知函数f(x)=2sin( ωx-)(ω>0)的最小正周期为π,则函数y=f(x)在区间[0,]上的最大值和最小值分别是(  )
A.2和-2      B.2和0
C.2和-1 D.和-
6.(多选)(2024·南通海安期末)将函数y=cos 2x的图象沿x轴向右平移个单位长度,再向上平移个单位长度,得到函数g(x)的图象,则(  )
A.函数y=g(x)的最小正周期为π
B.g(x)在( 0,)上单调递增
C.g(x)的图象关于直线x=对称
D.g(x)的图象关于点( 0,)中心对称
7.若f(x)=cos(2x++φ)(|φ|<)是奇函数,则φ=    .
8.如图所示为函数f(x)=2sin(ωx+φ)(ω>0,≤φ≤π)的部分图象,其中A,B两点之间的距离为5,则f(1)=    .
9.若函数f(x)=sin(ω>0)图象的两条相邻的对称轴之间的距离为,且该函数的图象关于点(x0,0)成中心对称,x0∈,则x0=    .
10.已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)+b(A>0,ω>0,|φ|<)的图象如图所示.
(1)求出函数f(x)的解析式;
(2)若将函数f(x)的图象向右平移个单位长度,再把所有点的横坐标变为原来的(纵坐标不变),得到函数y=g(x)的图象,求出函数y=g(x)的单调递增区间及对称中心.
11.设函数f(x)=sin(ωx+φ),ω>0.若f(x)在区间[,]上单调,且f()=f()=-f(),则f(x)的最小正周期为(  )
A.   B.2π C.4π   D.π
12.设偶函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,0<φ<π)的部分图象如图所示,△KLM为等腰直角三角形,∠KML=90°,KL=1,则f()=    .
13.已知函数f(x)=sin(ωx+)(ω>0),f()=f(),且f(x)在区间(,)上有最小值,无最大值,则ω=    .
14.(2024·盐城射阳高级中学期末)函数f(x)=Asin(ωx+α)( A>0,ω>0,-<α<)的最小正周期是π,且当x=时,f(x)取得最大值.
(1)求函数f(x)的解析式及单调递增区间;
(2)存在x∈[-,],使得f(x)-m<0成立,求实数m的取值范围.
15.已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)( A>0,ω>0,|φ|<)的最小值为-3,且f(x)图象相邻的最高点与最低点的横坐标之差为2π,又f(x)的图象经过点( 0,).
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)若方程f(x)-k=0在x∈[0,]有且仅有两个不同根,求k的取值范围.
第2课时 函数y=Asin(ωx+φ)的图象与性质
1.A 当x=0时,y=sin(-)=-<0,故排除B、D;当x=时,y=sin(2×-)=sin 0=0,排除C,故选A.
2.B 由x+=kπ+,k∈Z得x=kπ+,k∈Z.取k=0,得x=,f( )=1.故对称中心是( ,1).故选B.
3.C 由=-=得T=2,∴ω==π;由π×+φ=得φ=-=.故选C.
4.A 由题意知-≥,故T=≤π,ω≥2.故选A.
5.C 由题知=π,得ω=2,所以函数f(x)=2sin.又因为x∈,所以2x-∈,所以sin∈,所以2sin∈[-1,2],故函数f(x)的最大值为2,最小值为-1,故选C.
6.ACD 由题意可得g(x)=cos 2( x-)+=cos( 2x-)+=sin 2x+,则函数y=g(x)的最小正周期为=π,A正确;当x∈( 0,)时,2x∈(0,π),由于y=sin x在( 0,)上单调递增,在( ,π)上单调递减,即y=sin x在(0,π)上不单调,故g(x)在( 0,)上不单调,B错误;当x=时,g( )=sin +=-,即函数g(x)取到最小值,故g(x)的图象关于直线x=对称,C正确;将x=0代入y=sin 2x中sin 0=0,即y=sin 2x的图象关于点(0,0)中心对称,将y=sin 2x的图象向上平移个单位长度,即得到g(x)的图象,故g(x)的图象关于点( 0,)中心对称,D正确.故选A、C、D.
7. 解析:由题意可知+φ=+kπ,k∈Z,即φ=+kπ,k∈Z.又|φ|<,故当k=0时,得φ=.
8.-1 解析:由AB=5得=5,解得T=6.由T=,ω>0得ω=.又当x=0时,f(x)=1,即2sin=1,∴sin φ=,又∵≤φ≤π,∴φ=,∴f(x)=2sin,因此,f(1)=2sin=2sin=2×=-1.
9. 解析:由f(x)=sin(ωx+)(ω>0)图象的两条相邻的对称轴之间的距离为=,知T==π,得ω=2,又图象关于点(x0,0)成中心对称,得sin=0,2x0+=kπ(k∈Z),而x0∈,则x0=.
10.解:(1)由图象得解得
又=2π,∴T=4π,∴ω==,
由f()=6,得+φ=2kπ+,k∈Z,
即φ=+2kπ,k∈Z.又|φ|<,∴φ=,
综上,f(x)=4sin(x+)+2.
(2)根据题意可得g(x)=4sin(2x+)+2,
由2kπ-≤2x+≤2kπ+,k∈Z,得函数g(x)的单调递增区间为[kπ-,kπ+],k∈Z.
令2x+=kπ,k∈Z,得x=-,k∈Z,
∴对称中心为(-,2),k∈Z.
11.D 因为f(x)=sin(ωx+φ)在区间[,]上单调,ω>0,所以-≤=·=,解得0<ω≤3.又因为f()=f()=-f(),所以直线x==为f(x)=sin(ωx+φ)的图象的一条对称轴,又=,所以点(,0)为f(x)=sin(ωx+φ)的图象的一个对称中心.因为0<ω≤3,所以直线x=与点(,0)为同一周期内相邻的对称轴和对称中心,所以T=4(-)=π.
12. 解析:取KL的中点N,则MN=,∴A=.由T=2,得ω=π.∵函数为偶函数,0<φ<π,∴φ=,∴f(x)=cos πx,∴f()=cos =.
13. 解析:依题意知f(x)图象关于直线x=对称,即关于直线x=对称,且-≤T=,∴·ω+=+2kπ,k∈Z,且0<ω≤12,∴ω=.
14.解:(1)f(x)的最小正周期为π,所以ω==2,
当x=时,f(x)取得最大值,所以A=,
且sin( 2×+α)=1,-<α<,<α+<,
所以α+=,α=-,所以f(x)=sin( 2x-).
由2kπ-≤2x-≤2kπ+,k∈Z,解得-+kπ≤x≤+kπ,k∈Z,
所以函数f(x)的单调递增区间为[-+kπ,+kπ],k∈Z.
(2)若x∈[-,],则2x-∈[-,],
所以在区间[-,]上,当2x-=-,即x=-时,f(x)取得最小值为-,
依题意,存在x∈[-,],使得f(x)<m成立,所以m>-.
故实数m的取值范围为(-,+∞).
15.解:(1)由题意得A=3,=2π,则T=4π,即ω==,所以f(x)=3sin( x+φ).
又f(x)的图象经过点( 0,),则=3sin φ.
由|φ|<得φ=,所以f(x)=3sin( x+).
(2)由题意得f(x)-k=0在x∈[0,]有且仅有两个解x1,x2,即函数y=f(x)的图象与直线y=k在x∈[0,]有且仅有两个交点.
由x∈[0,]得x+∈[,2π],
则f(x)=3sin( x+)∈[-3,3].
设t=x+,则函数为y=3sin t,且t∈[,2π],即函数y=3sin t的图象与直线y=k在t∈[,2π]有且仅有两个交点,
画出函数y=3sin t在t∈[,2π]上的图象,由图可知,k的取值范围为(-3,0]∪[,3).
3 / 3第2课时 函数y=Asin(ωx+φ)的图象与性质
题型一 “五点法”作函数y=Asin(ωx+φ)的图象
【例1】 (链接教科书第209页例7)画出函数f(x)=2sin( 2x-)在[0,π]上的简图,并根据简图,写出函数的减区间.
通性通法
1.“五点法”作图的实质
利用“五点法”作函数y=Asin(ωx+φ)的图象,实质是利用函数与x轴的三个交点、两个最值点画出函数在一个周期内的图象.
2.“五点法”作图的关键
作定区间上图象的关键是列表,列表的方法是:
(1)计算x取端点值时的ωx+φ的范围;
(2)取ωx+φ范围内的“五点”,并计算出相应的x值;
(3)利用ωx+φ的值计算y值;
(4)描点(x,y),连线得到函数图象.
【跟踪训练】
已知f(x)=2sin,用“五点法”画出f(x)的图象.
题型二 已知图象求函数y=Asin(ωx+φ)的解析式
【例2】 (2024·南京月考)如图是函数y=Asin(ωx+φ)( A>0,ω>0,|φ|<)的图象的一部分,求此函数的解析式.
通性通法
  确定y=Asin(ωx+φ)+B(A>0,ω>0)的解析式的步骤
(1)求A,B,确定函数的最大值M和最小值m,则A=,B=;
(2)求ω,确定函数的周期T,则ω=;
(3)求φ,常用方法有以下2种:
①代入法:把图象上的一个已知点代入(此时要注意该点在上升区间上还是在下降区间上)或把图象的最高点或最低点代入;
②五点法:确定φ值时,往往以寻找“五点法”中的特殊点作为突破口.
【跟踪训练】
已知函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,0<φ<)的最小值是-5,图象上相邻两个最高点与最低点的横坐标相差,且图象经过点,则函数的解析式为    .
题型三 函数y=Asin(ωx+φ)的性质
【例3】 已知函数f(x)=sin(2x+)+.
(1)求f(x)的最小正周期及单调递增区间;
(2)求f(x)的图象的对称轴方程和对称中心;
(3)求f(x)的最小值及取得最小值时x的取值集合.
通性通法
  函数y=Asin(ωx+φ)(或y=Acos(ωx+φ))(A≠0,ω≠0)的性质
(1)定义域:R;
(2)值域:[-|A|,|A|];
(3)奇偶性:函数y=Asin(ωx+φ)(或y=Acos(ωx+φ))不一定具备奇偶性,要由φ的值确定;
(4)周期性:T=;
(5)单调区间:可把ωx+φ看作一个整体,令z=ωx+φ,通过y=Asin z(y=Acos z)的单调区间解不等式求得;
(6)对称性:仍然以y=Asin z(y=Acos z)的对称轴、对称中心列方程求解,即ωx0+φ=kπ+或ωx0+φ=kπ(k∈Z).
提醒 注意ω<0时首先将其化为ω>0再求单调区间.
【跟踪训练】
 已知函数f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0,0≤φ<π)是R上的偶函数,其图象关于点M(,0)对称,且在区间[0,)上具有单调性,求φ和ω的值.
1.若函数f(x)=2sin(ωx+φ),x∈R(其中ω>0,|φ|<)的最小正周期是π,且f(0)=,则(  )
A.ω=,φ= B.ω=,φ=
C.ω=2,φ= D.ω=2,φ=
2.函数y=Asin(ωx+φ)+k(A>0)的部分图象如图,则A与最小正周期T分别是(  )
A.A=3,T= B.A=3,T=
C.A=,T= D.A=,T=
3.在函数y=2sin(ωx+φ)(ω>0)的一个周期上,当x=时,有最大值2,当x=时,有最小值-2,则ω=    .
4.如图所示的曲线是函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<)的图象的一部分,则这个函数的解析式是      .
第2课时 函数y=Asin(ωx+φ)的图象与性质
【典型例题·精研析】
【例1】 解:列表:
2x- - 0 π
x 0 π
f(x) -1 0 2 0 -2 -1
描点连线得:
由图象可知,函数的减区间是[,].
跟踪训练
 解:列表:
x+ 0 π 2π
x - π π π π
f(x) 0 2 0 -2 0
描点连线,如图所示.
将这个函数在一个周期内的图象向左、右两边平移即得f(x)=2sin(x+)的图象.
【例2】 解:法一 由图象知A=3,T=-=π,∴ω==2,
∴y=3sin(2x+φ).
∵点在函数图象上且在上升区间上,∴0=3sin( -×2+φ).
∴-×2+φ=2kπ(k∈Z),得φ=+2kπ(k∈Z).
∵|φ|<,∴φ=.∴y=3sin.
法二 由图象知A=3.∵图象过点和,且点(,0),(,0)分别为五点法中的第三、第五个关键点,
∴解得
∴y=3sin.
跟踪训练
 y=5sin 解析:由题意知A=5,=,所以T==,所以ω=4,所以y=5sin(4x+φ).又因为图象经过点,所以=5sin φ,即sin φ=,所以φ=+2kπ(k∈Z)或φ=+2kπ(k∈Z),又因为0<φ<,所以φ=,所以这个函数的解析式为y=5sin.
【例3】 解:(1)函数f(x)的最小正周期T==π;
由2kπ-≤2x+≤2kπ+(k∈Z),
得kπ-≤x≤kπ+(k∈Z),
所以f(x)的单调递增区间为[kπ-,kπ+](k∈Z).
(2)令2x+=kπ+(k∈Z),则x=+(k∈Z),所以对称轴方程为x=+(k∈Z);
令2x+=kπ(k∈Z),则x=-(k∈Z),
所以对称中心为(-,)(k∈Z).
(3)当sin(2x+)=-1,即2x+=-+2kπ(k∈Z),x=-+kπ(k∈Z)时,f(x)取得最小值为,
此时x的取值集合是{x|x=-+kπ,k∈Z}.
跟踪训练
 解:∵f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0,0≤φ<π)是R上的偶函数,∴φ=+kπ(k∈Z),
又∵0≤φ<π,∴φ=.
由f(x)的图象关于点M对称,可知sin(ω+)=0,
即ω+=kπ,k∈Z,解得ω=-,k∈Z.
又f(x)在[0,)上具有单调性,
∴T≥π,即≥π.
∴ω≤2,又ω>0,∴k=1时,ω=;k=2时,ω=2.
故φ=,ω=2或.
随堂检测
1.D ∵=π,∴ω=2.∵f(0)=,∴2sin φ=.∴sin φ=.∵|φ|<,∴φ=.
2.D 由题图可知A=(3-0)=,设周期为T,则T=-=,得T=.故选D.
3.2 解析:由题意得=-=,所以T=π,又T==π,解得ω=2.
4.y=2sin 解析:由函数图象可知A=2,T=×=π,即=π,∴ω=2.又是五点作图法中的第五个点,即2×+φ=2π,∴φ=.∴所求函数的解析式为y=2sin.
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