《创新课堂》5.6第一课时 函数y=A sin (ωx+φ)的图象及变换 课件 高中数学必修一(人教A版)同步讲练测

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名称 《创新课堂》5.6第一课时 函数y=A sin (ωx+φ)的图象及变换 课件 高中数学必修一(人教A版)同步讲练测
格式 pptx
文件大小 5.4MB
资源类型 试卷
版本资源 人教A版(2019)
科目 数学
更新时间 2026-02-07 00:00:00

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文档简介

(共60张PPT)
第一课时 函数y=Asin(ωx+φ)的图象及变换
1. 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(直观想象).
2. 会利用图象的变换解决简单的问题(数学抽象、逻辑推理).
课标要求
情景导入
  游客在游乐场的摩天轮上可以俯瞰整个城市的风光,摩天轮承载着游
客从底部匀速旋转到最高点,游客距离地面的高度y与时间x之间的函数解
析式为y=A sin (ωx+φ)+b;再则,日常生活中家用电器使用的交流
电,它的电流I与时间t的关系一般可以写成I=Im sin (ωt+φ)形式,其
中,Im、ω、φ都是常数.我们本节课就研究此类函数的图象与y= sin x(y
= cos x)图象存在怎样的关系,即研究A,ω,φ对函数图象的影响.
知识点一 φ对函数y= sin (x+φ)的图象的影响
01
知识点二 ω(ω>0)对函数y= sin (ωx+φ)的图象的影响
02
知识点三 A(A>0)对函数y=A sin (ωx+φ)的图象的影响
03
目录
课时作业
05
提能点 图象变换法作图
04
知识点一
φ对函数y= sin (x+φ)的图象的影响
01
PART
问题1 (1)函数y= sin x的图象与函数y= sin (x- )的图象有什么
关系?
提示:把y= sin x的图象向右平移 个单位长度,可得到y= sin (x- )
的图象.
(2)函数y= sin x的图象与函数y= sin (x+ )的图象有什么关系?
提示:把y= sin x的图象向左平移 个单位长度,可得到y= sin (x+ )
的图象.
【知识梳理】
φ对函数y= sin (x+φ)的图象的影响
A. 向左平移 个单位长度
B. 向右平移 个单位长度
C. 向左平移 个单位长度
D. 向右平移 个单位长度
解析: 函数y= sin x的图象上所有的点向左平移 个单位长度得到y=
sin (x+ )的图象,故选A.
【例1】 为了得到函数y= sin (x+ )的图象,只需把函数y= sin x的
图象上所有的点(  )

【规律方法】
φ对函数y= sin (x+φ)图象影响的注意点
(1)y= sin (x+φ)的图象与y= sin x的图象形状相同,是由y= sin x
的图象向左(右)平移得到的,此变换称为平移变换;
(2)左右平移是对x本身而言的.若x前面的系数不是1,应先提取系数,
再向左(右)平移.即从f(ωx)到f(ωx+φ)进行平移时,平移量为|
|个单位长度;
(3)对一般函数y=f(x),若将函数图象沿x轴向左(右)平移|a|
个单位长度后,得到的图象对应的函数为y=f(x+a)(a≠0).
  提醒:研究三角函数的平移变换应首观察平移前后函数名称是否相
同,若不同则先化为同名函数,再进行变换.
训练1 要得到函数y= cos (x- )的图象,只需将y= cos (x+ )
的图象        (平移方向和长度).
向右平移 个单位长度
解析:将函数y= cos (x+ )的图象向右平移 个单位长度得到y= cos
(x+ - )= cos (x- )的图象.
知识点二
ω(ω>0)对函数y= sin (ωx+φ)的图象的影响
02
PART
问题2 (1)函数y= sin (2x+ ),y= sin (x+ ),y= sin ( x
+ ),x∈R的周期分别是多少?
提示:π,2π,4π.
(2)若P(x0,y0)是函数y= sin (x+ )图象上的一点,则点P1(
x0,y0)与P2(2x0,y0)分别在哪个函数图象上?
提示:P1( x0,y0)是y= sin (2x+ )图象上一点,P2(2x0,y0)是
y= sin ( x+ )图象上一点.
【知识梳理】
ω(ω>0)对函数y= sin (ωx+φ)的图象的影响
A. 纵坐标变为原来的 3 倍,横坐标不变
B. 横坐标变为原来的 3 倍,纵坐标不变
C. 横坐标变为原来的 ,纵坐标不变
D. 纵坐标变为原来的 ,横坐标不变
解析: 函数y= sin (x- )的图象横坐标变为原来的 ,纵坐标不
变,即可得到函数y= sin (3x- )的图象,故选C.
【例2】 为了得到函数 y= sin (3x- )的图象,需将函数 y= sin (x
- )的图象(  )

【规律方法】
1. y= sin (x+φ)的图象与y= sin (ωx+φ)的图象形状不同,此变
换称为伸缩变换,函数y= sin (ωx+φ)(ω>0,ω≠1)的图象,若
横向伸长,则周期变大,x的系数变小;若横向缩短,则周期变小,x
的系数变大.
2. 一般地,函数y=f(ωx)(ω>0,ω≠1)的图象,可以看作是把函
数y=f(x)的图象上所有点的横坐标缩短(ω>1)或伸长(0<ω<1)
到原来的 倍(纵坐标不变)而得到的.
训练2 (1)要得到函数y= sin (2x- )的图象,只需将y= sin 2x的
图象( D )
A. 向左平移 个单位长度
B. 向右平移 个单位长度
C. 向左平移 个单位长度
D. 向右平移 个单位长度
解析:由y= sin (2x- )= sin [2(x- )],将y= sin 2x的图象
向右平移 个单位长度即可得到y= sin (2x- )的图象,故选D.
D
(2)将函数y= sin (x- )图象上各点的纵坐标不变,横坐标伸长为原
来的5倍,可得到函数 的图象.
解析:将函数y= sin (x- )图象上各点的纵坐标不变,横坐标伸长为
原来的5倍,可得到函数y= sin ( - )的图象.
y= sin ( - )
03
PART
知识点三
A(A>0)对函数y=A sin (ωx+φ)的图象的影响
问题3 (1)函数y1= sin (x+ ),y= sin (x+ ),y2=2 sin (x
+ ),x∈R图象上的所有点纵坐标有什么变化?
提示:y1= y,y2=2y.
(2)若P(x0,y0)是函数y= sin (x+ )图象上的一点,则点P1
(x0, y0)与P2(x0,2y0)分别在哪个函数图象上?
提示:P1(x0, y0)是y= sin (x+ )图象上一点,P2(x0,2y0)是
y=2 sin (x+ )图象上一点.
【知识梳理】
A(A>0)对函数y=A sin (ωx+φ)的图象的影响
A. y=3 sin x B. y= sin x
C. y= sin 3x D. y= sin x
解析: 由题,将函数y= sin x的图象上各点的纵坐标缩短到原来的 ,
横坐标不变,即得到y= sin x的图象,故选B.
【例3】 将函数y= sin x的图象上各点的纵坐标缩短到原来的 ,横坐标
不变,则所得图象对应的函数为(  )

【规律方法】
1. 此变换也称伸缩变换,若A>0,则函数y=A sin (ωx+φ)的值域为
[-A,A],最大值为A,最小值为-A;若A<0,则函数y=A sin (ωx
+φ)的值域为[A,-A],最大值为-A,最小值为A.
2. 一般地,函数y=Af(x)(A>0,且A≠1)的图象,可以看作是把
函数y=f(x)的图象上所有点的纵坐标伸长(A>1)或缩短(0<A<
1)到原来的A倍(横坐标不变)而得到的.
训练3 为了得到函数y= cos x的图象,只需把余弦曲线y= cos x上所有
点的(  )
A. 横坐标伸长到原来的4倍,纵坐标不变
B. 横坐标缩短到原来的 ,纵坐标不变
C. 纵坐标伸长到原来的4倍,横坐标不变
D. 纵坐标缩短到原来的 ,横坐标不变
解析: 将y= cos x图象上所有点的纵坐标缩短到原来的 ,横坐标不
变,即可得到y= cos x的图象.

04
PART
提能点
图象变换法作图
【例4】 函数y=5 sin (2x+ )+1的图象可由y= sin x的图象经过怎
样的变换得到?
解:法一 ①把函数y= sin x的图象向左平移 个单位长度,得到函数y=
sin (x+ )的图象;
②把所得曲线上各点的横坐标变为原来的 (纵坐标不变),得到函数y=
sin (2x+ )的图象;
③把所得曲线上各点的纵坐标变为原来的5倍(横坐标不变),得到函数y
=5 sin (2x+ )的图象;
④把所得曲线向上平移1个单位长度,得到函数y=5 sin (2x+ )+1的
图象.
法二 ①把函数y= sin x的图象上各点的横坐标变为原来的 (纵坐标不
变),得到函数y= sin 2x的图象;
②把所得曲线向左平移 个单位长度,得到函数y= sin (2x+ )的图
象;
③把所得曲线上各点的纵坐标变为原来的5倍(横坐标不变),得到函数y
=5 sin (2x+ )的图象;
④把所得曲线向上平移1个单位长度,得到函数y=5 sin (2x+ )+1的
图象.
【规律方法】
图象变换法作图的两个路径
训练4 已知函数y= sin (2x+ ),x∈R. 该函数的图象可由y= sin x
(x∈R)的图象经过怎样的平移和伸缩变换得到?
解:将函数y= sin x的图象先向左平移 个单位长度,得到函数y= sin
(x+ )的图象,
再保持纵坐标不变,把横坐标缩短为原来的 ,得到函数y= sin (2x+
)的图象,
再保持横坐标不变,把纵坐标缩短为原来的 ,得到函数y= sin (2x+
)的图象.
1. 要得到函数y=3 sin (3x- )的图象,只需将函数y=3 sin 3x的图象
(  )
A. 向左平移 个单位长度
B. 向右平移 个单位长度
C. 向左平移 个单位长度
D. 向右平移 个单位长度
解析: y=3 sin (3x- )=3 sin [3(x- )],故只需将函数y
=3 sin 3x的图象向右平移 个单位长度即可.故选D.

2. 将函数y= sin x的图象上所有点的横坐标扩大到原来的2倍,纵坐标不
变,再把所得的图象上的所有点向右平移2个单位长度,得到的图象所对
应的函数解析式为(  )
A. y= sin (2x-2) B. y= sin (2x+2)
C. y= sin ( x+1) D. y= sin ( x-1)

解析: 将函数y= sin x的图象上所有点的横坐标扩大到原来的2倍,纵
坐标不变,得到y= sin x的图象,再把所得的图象上的所有点向右平移2
个单位长度,得到的图象所对应的函数解析式为y= sin = sin
( x-1),故选D.
3. 已知a是实数,则函数f(x)=1+a sin ax的部分图象不可能是(  )

解析: 当a=0时,f(x)=1,C符合;当0<|a|<1时,T>2π,
且最小值为正数,A符合;当|a|>1时,T<2π,且最小值为负数,B
符合;D项,由图象知T>2π,则0<|a|<1;最小值为负数,则|a|
>1,矛盾,故D不符合.
4. 将函数f(x)= cos 2x的图象纵坐标伸长到原来的2倍(横坐标不
变),再向左平移 个单位长度后得到函数g(x)的图象,则g( )
= .
解析:将函数f(x)= cos 2x的图象纵坐标伸长到原来的2倍(横坐标
不变),所得图象对应的解析式为y=2 cos 2x,则g(x)=2 cos
[2(x+ )]=2 cos (2x+ ),故g( )=2 cos (2× +
)=-2 .
-2
课堂小结
1.理清单
(1)平移变换;
(2)伸缩变换;
(3)“图象变换法”作图.
2.应体会
图象变换法作函数图象、数形结合法.
3.避易错
(1)左右平移变换时,忽视x的系数及对应的符号;(2)先平移后伸缩
与先伸缩后平移的平移量的区别.
课时作业
05
PART
1. 把函数y= sin x的图象向左平移 个单位长度后所得图象的函数解析式
为(  )
A. y= sin x- B. y= sin x+
C. y= sin D. y= sin
解析:根据图象变换的方法,y= sin x的图象向左平移 个单位长度后
得到y= sin 的图象.
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2. (2025·泰安期末)为了得到函数y=3 sin (2x+ )的图象,只需要将
函数y=3 sin 2x的图象(  )
A. 向左平移 个单位长度
B. 向左平移 个单位长度
C. 向右平移 个单位长度
D. 向右平移 个单位长度
解析: 将函数y=3 sin 2x的图象向左平移 个单位长度得y=3 sin [2
(x+ )]=3 sin (2x+ )的图象.故选B.

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3. (2025·厦门期末)函数y= sin (4x+ )图象上所有点的纵坐标不
变,横坐标变为原来的2倍,得到函数f(x)的图象;再将f(x)图象上
所有点向左平移 个单位长度,得到函数g(x)的图象,则g(x)=
(  )
A. - sin 2x B. sin 2x
C. sin (2x- ) D. sin (2x+ )

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解析: 函数y= sin (4x+ )图象上所有点的纵坐标不变,横坐标变
为原来的2倍,得到函数f(x)= sin (2x+ )的图象;将f(x)图象
上所有点向左平移 个单位长度,得到函数g(x)= sin [2(x+ )+
]= sin (2x+π)=- sin 2x的图象,故选A.
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4. (2025·成都期末)函数y= sin (2x- )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.
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5. 〔多选〕(2025·潍坊期末)函数y=3 sin (2x- )的图象,可由y=
cos (x+ )的图象经过下列哪项变换而得(  )
A. 向右平移 个单位长度,横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标伸长到原来的 3倍
B. 向右平移 个单位长度,横坐标缩短到原来的 ,纵坐标伸长到原来的3倍
C. 横坐标缩短到原来的 ,向右平移 个单位长度,纵坐标伸长到原来的3倍
D. 横坐标缩短到原来的 ,向右平移 个单位长度,纵坐标伸长到原来的3倍


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解析:由诱导公式可得y= cos (x+ )= sin x,所以为了得到函数y=3 sin (2x- )=3 sin [2(x- )]的图象,可由y= cos (x+ )的图象向右平移 个单位长度,横坐标缩短到原来的 ,纵坐标伸长到原来的3倍,B选项满足条件,也可由y= cos (x+ )的图象横坐标缩短到原来的 ,向右平移 个单位长度,纵坐标伸长到原来的3倍,C选项满足条件,故选B、C.
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6. 〔多选〕已知函数f(x)=2 sin (2ωx+ )(ω>0)图象上两相邻
最高点的距离为π,把f(x)的图象沿x轴向左平移 个单位长度得到函
数g(x)的图象,则(  )
A. g(x)在[ , ]上单调递增
B. ( ,0)是g(x)的一个对称中心
C. g(x)是奇函数
D. g(x)在[ , ]上的值域为[-2,0]



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解析: 由题意可得:f(x)的最小正周期T= =π,则ω=1,∴f(x)=2 sin (2x+ ),则g(x)=f(x+ )=2 sin [2(x+
)+ ]=2 sin (2x+π)=-2 sin 2x,对A:∵x∈[ , ],则
2x∈[ ,π],则g(x)在[ , ]上单调递增,A正确;对B:∵g
( )=-2 sin (2× )=-2 sin =-2为最小值,则( ,0)不是g
(x)的一个对称中心,B错误;对C:∵g(-x)=-2 sin 2(-x)=2
sin 2x=-g(x),则g(x)是奇函数,C正确;对D:∵x∈[ , ],则2x∈[ ,π],∴ sin 2x∈[0,1],则g(x)在[ , ]上的值域为[-2,0],D正确.故选A、C、D.
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7. 函数y= sin 的图象上各点的横坐标不变,纵坐标缩短为原来的
,可得到函数      的图象.
y= sin (x- )
解析:把y= sin 的图象上各点的横坐标不变,纵坐标缩短为原来
的 ,得到y= sin (x- )的图象.
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8. 将函数y= sin 4x的图象向左平移 个单位长度,得到函数y= sin
(4x+φ)(0<φ<π)的图象,则φ的值为 .
解析:将函数y= sin 4x的图象向左平移 个单位长度,所得图象的函数
解析式为y= sin = sin (4x+ ),所以φ的值为 .

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9. 已知曲线C1:y= cos x,C2:y= sin (2x+ ),则为了得到曲线
C1,首先要把C2上各点的横坐标变为原来的 倍,纵坐标不变,再把
得到的曲线向右至少平移 个单位长度.(本题所填数字要求为正数)
解析:∵曲线C1:y= cos x= sin (x+ )= sin (2· x+ - ),
∴先将曲线C2上各点的横坐标变为原来的2倍,纵坐标不变,再把得到的
曲线y= sin (2· x+ )向右至少平移 个单位长度.
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10. 已知函数y=f(x)的图象上的每一点的纵坐标伸长到原来的4倍,横
坐标伸长到原来的2倍,然后把所得的图象沿x轴向左平移 个单位长度,
这样得到的曲线和y=2 sin x的图象相同,求函数y=f(x)的解析式.
解:y=2 sin x的图象 y=2 sin 的图象
y=2 sin (2x- )的
图象 y= sin (2x- )的图象,即f(x)=- cos 2x.
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11. (2025·广元期末)若将f(x)= sin 2x+ cos 2x的图象向右平移φ个
单位长度,所得函数为偶函数,则φ的最小正值是(  )
A. B.
解析: 函数f(x)= sin 2x+ cos 2x= sin (2x+ )的图象向右
平移φ个单位长度,所得函数为y= sin (2x+ -2φ),图象是偶函
数,即关于y轴对称,可得 -2φ=kπ+ ,k∈Z,即φ=- - ,
k∈Z,当k=-1时,φ的最小正值是 .故选B.
C. D.

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12. 〔多选〕已知函数f(x)= sin 3x+ cos 3x,则下列结论正确的是
(  )
A. f(x)的图象可由函数y=2 sin 3x的图象向左平移 个单位长度得到
B. f(x)的图象可由函数y=2 cos 3x的图象向右平移 个单位长度得到
C. f(x)的图象关于直线x= 对称
D. f(x)的图象关于点( ,0)中心对称


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解析: f(x)= sin 3x+ cos 3x=2 sin (3x+ )=2 cos (3x
- ).对于A、B选项:将函数y=2 sin 3x的图象向左平移 个单位长度
得到y=2 sin =2 sin (3x+ ),即f(x)的图象,将y=2
cos 3x的图象向右平移 个单位长度得到y=2 cos =2 cos
(3x- )=2 sin 3x,不是f(x)的图象,所以A正确,B错误;C选
项:因为f( )=2 sin (3× + )=2,所以函数f(x)的图象关于
直线x= 对称,所以C正确;D选项:因为f( )=2 sin = ≠0,所以函数f(x)的图象不关于点( ,0)中心对称,所以D错误.故选A、C.
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13. (2025·长沙期末)下列函数中:①y=- sin 2x;②y= cos 2x;③y
=3 sin (2x+ ),其图象仅通过向左(或向右)平移就能与函数f(x)
= sin 2x的图象重合的是 .(填上符合要求的函数对应的序号)
解析:y=- sin 2x的图象向左平移 个单位长度,可得到y=- sin
= sin 2x的图象,故①符合要求;y= cos 2x= sin (2x+
)的图象向右平移 个单位长度,可得到y= sin [2(x- )+ ]=
sin 2x的图象,故②符合要求;对于③,y=3 sin (2x+ ),无论向左
还是向右,纵坐标不变,故不符合条件.
①②
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14. 已知函数f(x)=2 sin x cos x+2 sin 2x.
(1)若f(x)=0,x∈(- ,0),求x的值;
解:f(x)=2 sin x cos x+2 sin 2x= sin 2x+1- cos 2x=2 sin
(2x- )+1,
由f(x)=0,得2 sin (2x- )+1=0,即 sin (2x- )=- ,
故2x- =- +2kπ或2x- =- +2kπ,k∈Z,
即x=kπ或x=- +kπ,k∈Z,
又∵x∈(- ,0),
∴x=- .
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(2)将函数f(x)的图象向左平移 个单位长度,得到函数g(x)的图
象,求函数g(x)在[ , ]上的值域.
解:将函数f(x)的图象向左平移 个单位长度,可得函数图象的
解析式为y=2 sin [2(x+ )- ]+1=2 cos 2x+1,
∴g(x)=2 cos 2x+1,
∵ ≤x≤ ,∴ ≤2x≤ ,
∴-1≤ cos 2x≤ ,
∴函数g(x)在[ , ]上的值域为[-1, +1].
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15. (2025·临泉期末)已知函数f(x)=2 sin ωx,其中常数ω>0.
(1)若y=f(x)在[- , ]上单调递增,求ω的取值范围;
解:因为ω>0,根据题意有
解得0<ω≤ .
所以ω的取值范围是(0, ].
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(2)令ω=2,将函数y=f(x)的图象向左平移 个单位长度,再向上平
移1个单位长度,得到函数y=g(x)的图象,区间[a,b](a,b∈R且
a<b)满足:y=g(x)在[a,b]上至少含有30个零点,在所有满足上
述条件的[a,b]中,求b-a的最小值.
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解:由f(x)=2 sin 2x可得,
g(x)=2 sin +1=2 sin (2x+ )+1,
g(x)=0 sin (2x+ )=- x=kπ- 或x=kπ- ,k∈Z,
即g(x)的零点相邻间隔依次为 和 ,
故若y=g(x)在[a,b]上至少含有30个零点,
则b-a的最小值为14× +15× = .
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