高中数学苏教版必修四课时训练:1.3 三角函数的图象和性质1.3.3

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名称 高中数学苏教版必修四课时训练:1.3 三角函数的图象和性质1.3.3
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资源类型 教案
版本资源 苏教版
科目 数学
更新时间 2017-05-23 11:17:13

文档简介

1.3.3 函数y=Asin(ωx+φ)的图象(一)
课时目标
1.了解φ、ω、A对函数f(x)=Asin(ωx+φ)的图象的影响.2.掌握y=sinx与f(x)=Asin(ωx+φ)图象间的变换关系.
用“图象变换法”作y=Asin(ωx+φ)
(A>0,ω>0)的图象
1.φ对y=sin(x+φ),x∈R的图象的影响
y=sin(x+φ)
(φ≠0)的图象可以看作是把正弦曲线y=sinx上所有的点________(当φ>0时)或________(当φ<0时)平行移动________个单位长度而得到.
2.ω(ω>0)对y=sin(ωx+φ)的图象的影响
函数y=sin(ωx+φ)的图象,可以看作是把y=sin(x+φ)的图象上所有点的横坐标________(当ω>1时)或________(当0<ω<1时)到原来的________倍(纵坐标________)而得到.
3.A(A>0)对y=Asin(ωx+φ)的图象的影响
函数y=Asin(ωx+φ)的图象,可以看作是把y=sin(ωx+φ)图象上所有点的纵坐标________(当A>1时)或________(当04.函数y=sinx的图象到函数y=Asin(ωx+φ)的图象的变换过程.
一、填空题
1.要得到y=sin的图象,只要将函数y=sin的图象向左平移________个单位.
2.将函数y=sin的图象向左平移个单位,所得函数的解析式为____________.
3.为得到函数y=cosx的图象,可以把y=sinx的图象向右平移φ个单位得到,那么φ的最小正值是__________.
4.函数y=sin在区间上的简图是________.(填正确图象的代码)
5.为得到函数y=cos的图象,只需将函数y=sinx的图象________.
①向左平移个单位长度;
②向右平移个单位长度;
③向左平移个单位长度;
④向右平移个单位长度.
6.将函数y=sinx的图象上所有的点向右平行移动个单位长度,再把所得各点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),所得图象的函数解析式是_______________________.
7.把函数y=sinx
21世纪教育网(x∈R)的图象上所有的点向左平行移动个单位长度,再把所得图象上所有点的横坐标缩短到原来的(纵坐标不变),得到的图象所表示的函数的解析式是________.
8.把函数y=3sin(ωx+φ)
(ω>0,|φ|≤π)的图象向左平移个单位,再将图象的所有点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),所得图象的解析式为y=3sinx,则ω=________,φ=________.
9.某同学给出了以下论断:
①将y=cosx的图象向右平移个单位,得到y=sinx的图象;
②将y=sinx的图象向右平移2个单位,可得到y=sin(x+2)的图象;
③将y=sin(-x)的图象向左平移2个单位,得到y=sin(-x-2)的图象;
④函数y=sin的图象是由y=sin2x的图象向左平移个单位而得到的.
其中正确的结论是______(将所有正确结论的序号都填上).
10.设ω>0,函数y=sin+2的图象向右平移π个单位后与原图象重合,则ω的最小值是__________.
二、解答题
11.请叙述函数y=cosx的图象与y=-2cos+2的图象间的变换关系.
12.已知函数f(x)=sin
(x∈R).
(1)求f(x)的单调减区间;
(2)经过怎样的图象变换使f(x)的图象关于y轴对称?(仅叙述一种方案即可).
能力提升
13.要得到y=cos的图象,只要将y=sin2x的图象________.
①向左平移个单位;
②向右平移个单位;
③向左平移个单位;
④向右平移个单位.
14.使函数y=f(x)图象上每一点的纵坐标保持不变,横坐标缩小到原来的倍,然后再将其图象沿x轴向左平移个单位得到的曲线与y=sin2x的图象相同,则f(x)的表达式为____________________.
1.由y=sinx的图象,通过变换可得到函数y=Asin(ωx+φ)的图象,其变化途径有两条:
(1)y=sinxy=sin(x+φ)y=sin(ωx+φ)y=Asin(ωx+φ).
(2)y=sinxy=sinωxy=sin[ω(x+)]=sin(ωx+φ)y=Asin(ωx+φ).
注意:两种途径的变换顺序不同,其中变换的量也有所不同:(1)是先相位变换后周期变换,平移|φ|个单位.(2)是先周期变换后相位变换,平移个单位,这是很容易出错的地方,应特别注意.
2.类似地y=Acos(ωx+φ)
(A>0,ω>0)的图象也可由y=cosx的图象变换得到.
1.3.3 函数y=Asin(ωx+φ)的图象(一)
知识梳理
1.向左 向右 |φ|
2.缩短 伸长  不变
3.伸长 缩短 A [-A,A] A -A
4.y=sin(x+φ) y=sin(ωx+φ) y=Asin(ωx+φ)
作业设计
1.π 2.y=cos2x
3.π
解析 y=sinx=cos=cos向右平移φ个单位后得y=cos,
∴φ+=2kπ,k∈Z,
∴φ=2kπ-,k∈Z.
∴φ的最小正值是π.
4.①
解析 由各图象特点,知可选用-和这两个特殊值来断定.
当x=-时,y=sin=;
当x=时,y=sin0=0.
符合这两个特点的只有①.
5.③
解析 ∵y=sinx=cos,
又x-+=+x,
∴只需将y=sinx的图象向左平移个单位长度,便可得到y=cos的图象.
6.y=sin
解析 
y=sin
y=sin.
7.y=sin
解析 将y=sinx图象上的所有的点向左平移个单位长度得到y=sin.再将图象上所有点的横坐标缩短到原来的,得y=sin.
8.2 -
解析 
y=3sin2=3sin,
∴ω=2,φ=-.
9.①③
10.
解析 向右平移π得
y=sin+2
=sin+2.
因为与原函数图象相同,故-ω=2nπ(n∈Z),
∴ω=-n(n∈Z),∵ω>0,∴ωmin=.
11.解 ∵y=-2cos+2
=2cos+2
=2cos2+2
先将y=cosx的图象上各点的横坐标缩短为原来的,纵坐标不变,则得到y=cos2x的图象.
再将y=cos2x的图象向左平移个单位,
则得到y=cos,即y=cos的图象,再将y=cos的图象上各点的纵坐标伸长到原来的2倍,横坐标不变,即得函数y=2cos的图象.
最后,沿y轴向上平移2个单位所得图象即是
y=2cos+2的图象.
即得到函数y=-2cos+2的图象.
12.解 (1)由已知函数化为y=-sin.欲求函数的单调递减区间,只需求y=sin的单调递增区间.
由2kπ-≤2x-≤2kπ+
(k∈Z),
解得kπ-≤x≤kπ+π
(k∈Z),
∴原函数的单调减区间为
(k∈Z).
(2)f(x)=sin=cos
=cos=cos2.
∵y=cos2x是偶函数,图象关于y轴对称,
∴只需把y=f(x)的图象向右平移个单位即可.
13.①
解析 y=sin2x=cos=cos
=cos=cos
y=cos[2(x-+)-]=cos(2x-).
14.y=sin
解析 方法一 正向变换
y=f(x)
y=f,
即y=f,
所以f=sin2x.
令2x+=t,则2x=t-,
∴f(t)=sin,即f(x)=sin.
方法二 逆向变换
据题意,
y=sin2=sin
y=sin.1.3.3 函数y=Asin(ωx+φ)的图象(二)
课时目标
1.会用“五点法”画函数f(x)=Asin(ωx+φ)的图象.2.明确函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A、ω、φ为常数,A>0,ω>0)中常数A、ω、φ的物理意义.理解振幅、频率、相位、初相的概念.3.了解函数f(x)=Asin(ωx+φ)图象的对称性(如对称轴,对称中心).
1.简谐振动
简谐振动y=Asin(ωx+φ)中,________叫做振幅,周期T=________,频率f=________,相位是________,初相是________.
2.函数y=Asin(ωx+φ)
(A>0,ω>0)的性质如下:
定义域
R
值域
周期性
T=____________
奇偶性
φ=____________时是奇函数;__________时是偶函数;当φ≠(k∈Z)时是__________函数
单调性
单调增区间可由______________________得到,单调减区间可由________________________得到
一、填空题1.若函数y=Asin(ωx+φ)
(A>0,ω>0)为偶函数,则φ满足的条件是________.
2.函数y=-3sin
(x≥0)的初相是______.
3.函数y=sin与y轴最近的对称轴方程是__________.
4.
函数y=sin(ωx+φ)
(x∈R,ω>0,0≤φ<2π)的部分图象如图所示,则该函数的解析式为______________.
5.把函数y=cos的图象向右平移φ(φ>0)个单位,正好关于y轴对称,则φ的最小值为__________.
6.已知函数y=sin(ωx+φ)(ω>0,|φ|<)的部分图象如图所示,则ω=________,φ=________.
7.函数y=sin2x21世纪教育网的图象向右平移φ个单位(φ>0)得到的图象恰好关于x=对称,则φ的最小值为______.
8.如
图是函数y=Asin(ωx+φ)(x∈R)在区间[-,]上的图象.为了得到这个函数的图象,只要将y=sinx(x∈R)的图象上所有的点向____平移______个单位长度,再把所得各点的横坐标缩短到原来的______倍,纵坐标不变.
9.设函数f(x)=2sin,若对于任意x∈R,都有f(x1)≤f(x)≤f(x2)成立,则|x1-x2|的最小值为____.
10.关于f(x)=4sin
(x∈R),有下列命题
①由f(x1)=f(x2)=0可得x1-x2是π的整数倍;
②y=f(x)的表达式可改写成y=4cos;
③y=f(x)图像关于对称;
④y=f(x)图像关于x=-对称.
其中正确命题的序号为________(将你认为正确的都填上).
二、解答题
11.如图为函数y1=Asin(ωx+φ)
(A>0,ω>0,|φ|<)的一个周期的图象.
(1)写出y1的解析式;
(2)若y2与y1的图象关于直线x=2对称,写出y2的解析式;
(3)指出y2的周期、频率、振幅、初相.
12.已知曲线y=Asin(ωx+φ)
(A>0,ω>0)上的一个最高点的坐标为,此点到相邻最低点间的曲线与x轴交于点,若φ∈.
(1)试求这条曲线的函数表达式;
(2)用“五点法”画出(1)中函数在[0,π]上的图象.
能力提升
13.如果函数y=sin2x+acos2x的图象关于直线x=-对称,那么a=________.
14.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对称,且在区间上是单调函数,求φ和ω的值.
1.由函数y=Asin(ωx+φ)的部分图象确定解析式关键在于确定参数A,ω,φ的值.
(1)一般可由图象上的最大值、最小值来确定|A|.
(2)因为T=,所以往往通过求周期T来确定ω,可通过已知曲线与x轴的交点从而确定T,即相邻的最高点与最低点之间的距离为;相邻的两个最高点(或最低点)之间的距离为T.
(3)从寻找“五点法”中的第一零点(也叫初始点)作为突破口.以y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)为例,位于单调递增区间上离y轴最近的那个零点最适合作为“五点”中的第一个点.
2.在研究y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的性质时,注意采用整体代换的思想.如,它在ωx+φ=+2kπ(k∈Z)时取得最大值,在ωx+φ=+2kπ(k∈Z)时取得最小值.
1.3.3 函数y=Asin(ωx+φ)的图象(二)
知识梳理
1.A   ωx+φ φ
2.[-A,A]  kπ
(k∈Z) φ=+kπ
(k∈Z) 非奇非偶 2kπ-≤ωx+φ≤2kπ+
(k∈Z) 2kπ+≤ωx+φ≤2kπ+(k∈Z)
作业设计1.φ=+kπ
(k∈Z)
2.-
解析 由诱导公式可知y=-3sin
=3sin,故初相为-.
3.x=-
解析 令2x-=kπ+(k∈Z),
∴x=+(k∈Z).
由k=0,得x=;
由k=-1,得x=-.
4.y=sin
解析 由,解得.
5.
解析 函数向右平移φ个单位得y=cos=cos,关于y轴对称.∴π-φ=kπ,k∈Z.φ=π-kπ,k∈Z,
∴k=1时,φmin=.
6.2 -
解析 由图象知=-=,
∴T=π,ω=2.
且2×+φ=kπ+π(k∈Z),φ=kπ-(k∈Z).
又|φ|<,∴φ=-.
7.
解析 y=sin2x向右平移φ个单位得
f(x)=sin2(x-φ)=sin(2x-2φ).
由f=sin=±1,
∴-2φ=kπ+(k∈Z),
∴2φ=-kπ-,令k=-1,得2φ=π,
∴φ=π或作出y=sin2x的图象观察易知
φ=-=π.
8.左  
解析 由图象可知A=1,T=-(-)=π,
∴ω==2.
∵图象过点(,0),∴sin(+φ)=0,
∴+φ=π+2kπ,k∈Z,
∴φ=+2kπ,k∈Z.
∴y=sin(2x++2kπ)=sin(2x+).
故将函数y=sinx先向左平移个单位长度后,再把所得各点的横坐标缩短到原来的倍,纵坐标不变,可得原函数的图象.
9.2
解析 ∵对任意x∈R,f(x1)≤f(x)≤f(x2)成立.
∴f(x1)=f(x)min=-2,f(x2)=f(x)max=2.
∴|x1-x2|min==×=2.
10.②③
解析 对于①,由f(x)=0,可得2x+=kπ
(k∈Z).
∴x=π-,∴x1-x2是的整数倍,∴①错;
对于②,f(x)=4sin利用公式得:
f(x)=4cos=4cos.
∴②对;
对于③,f(x)=4sin的对称中心满足2x+=kπ,∴x=π-,∴是函数y=f(x)的一个对称中心.∴③对;
对于④,函数y=f(x)的对称轴满足2x+=+kπ,
∴x=+.∴④错.
11.解 (1)由图知,A=2,T=7-(-1)=8,
ω===.∴y1=2sin.
将点(-1,0)代入得0=2sin.
∴φ=.∴y1=2sin.
(2)设P(x,y)为函数y2图象上任意一点,则P(x,y)关于直线x=2的对称点P′为(4-x,y).
∵y1与y2关于直线x=2对称.
∴点P′(4-x,y)落在y1=2sin上.
∴y=2sin=2sin,
即y2=2sin.
(3)由(2)知y2=2sin.
∴周期T==8;频率f==;
振幅A=2;初相φ=-.
12.解 (1)由题意知A=,T=4×=π,
ω==2,∴y=sin(2x+φ).
又∵sin=1,∴+φ=2kπ+,k∈Z,
∴φ=2kπ+,k∈Z,
又∵φ∈,∴φ=.
∴y=sin
(2)列出x、y的对应值表:
x

π
π
π
2x+
0
π
π

y
0
0

0
描点,连线,如图所示:
13.-1
解析 方法一 ∵函数y=sin2x+acos2x的图象关于x=-对称,
设f(x)=sin2x+acos2x,则f=f(0),
∴sin+acos=sin0+acos0.
∴a=-1.
方法二 由题意得f=f,
令x=,有f=f(0),即-1=a.
14.解 ∵f(x)在R上是偶函数,
∴当x=0时,f(x)取得最大值或最小值.
即sinφ=±1,得φ=kπ+,k∈Z,
又0≤φ≤π,∴φ=.
由图象关于M对称可知,
sin=0,解得ω=k-,k∈Z.
又f(x)在上单调函数,所以T≥π,即≥π,
∴ω≤2,又ω>0,
∴当k=1时,ω=;当k=2时,ω=2.