新课标高中数学人教A版必修4 1.5 函数y=Asin(ωx+φ)的图象(课件2份+作业)

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名称 新课标高中数学人教A版必修4 1.5 函数y=Asin(ωx+φ)的图象(课件2份+作业)
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资源类型 教案
版本资源 人教新课标A版
科目 数学
更新时间 2020-03-22 09:55:56

文档简介

课件29张PPT。同步导练/RJA·必修④ 数学 经典品质/超越梦想 同步
导练01 三角函数§1.5 函数y=Asin(ωx+φ)的图象第一课时 函数y=Asin(ωx+φ)的图象(一)目标导向知识导学重点导析思维导悟方法导拨温示提馨课时作业12 (点击进入)word板块 课件33张PPT。同步导练/RJA·必修④ 数学 经典品质/超越梦想 同步
导练01 三角函数§1.5 函数y=Asin(ωx+φ)的图象第二课时 函数y=Asin(ωx+φ)的图象(二)目标导向知识导学重点导析思维导悟方法导拨图1—5—8温示提馨课时作业13 (点击进入)word板块 课时作业12 函数y=Asin(ωx+φ)的图象(一)
基础要求
1.(2019年山东济南一中期中)要得到函数y=cos2x的图象只需将y=cos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:平移问题遵循“左加右减,只针对x而言”的原则.则y=cos2x只需向左平移个单位即可得y=cos的图象,则y=cos需右移个单位,得到y=cos2x.
答案:B
2.函数y=sinx图象上的点的横坐标缩短到原来的倍(纵坐标不变)所得图象的解析式为(  )
A.y=sinx      B.y=sinx
C.y=sin3x D.y=3sinx
答案:C
3.(2019年江西省赣州市模拟)已知函数f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0,|φ|<)的最小正周期是π,若其图象向右平移个单位后得到的函数为奇函数,则函数y=f(x)的图象(  )
A.关于点(,0)对称
B.关于直线x=对称
C.关于点(,0)对称
D.关于直线x=对称
解析:由题意可得=π,解得ω=2,故函数f(x)=sin(2x+φ),其图象向右平移个单位后得到的图象对应的函数为y=sin[2(x-)+φ]=sin(2x-+φ]是奇函数,又|φ|<,故φ=-,故函数f(x)=sin(2x-),故当x=时,函数f(x)=sin=1,故函数f(x)=sin(2x-) 关于直线x=对称,故选D.
答案:D
4.将函数y=sinx的图象向左平移φ(0≤φ<2π)个单位后,得到函数y=sin(x-)的图象,则φ=________.
解析:平移后函数的解析式为y=sin(x+φ),依题意可得φ=2kπ-,k∈Z,又0≤φ<2π,所以φ=.
答案:
5.函数y=-5sin(x+)(x∈[0,])的值域为__________.
解析:∵0≤x≤,∴≤x+≤,
∴≤sin(x+)≤1,∴-5≤y≤-为所求.
答案:[-5,-]
能力要求
1.(2019年黑龙江省双鸭山市模拟)函数y=cos(2x+φ)(-π≤φ<π)的图象向右平移个单位后,与函数y=sin(2x+)的图象重合,则φ的值为(  )
A. B.-
C. D.-
解析:∵f(x)=cos(2x+φ)=sin[+(2x+φ)]
=sin(2x++φ),
∴f(x-)=sin[2(x-)++φ)]
=sin(2x-+φ),
又f(x-)=sin(2x+),
∴sin(2x-+φ)=sin(2x+),
∴φ-=2kπ+,
∴φ=2kπ+,又-π≤φ<π,
∴φ=.故选A.
答案:A
2.(2019年唐山高一检测)为得到函数y=cos的图象,只需将y=sin2x的图象(  )
A.向左平移π个长度单位
B.向右平移π个长度单位
C.向左平移π个长度单位
D.向右平移π个长度单位
解析:先将函数化为同名函数,y=cos=sin=sin=sin2.故只需将y=sin2x的图象向左平移π个长度单位,即可得到y=cos的图象.
答案:A
3.函数y=sin(2x-)在区间[-,π]的简图是(  )
解析:解法1:由2kπ-≤2x-≤2kπ+得函数的增区间:[kπ-,kπ+](k∈ Z),取k=0得[-,],只有A符合.
解法2:y=sin(2x-)=sin[2(x-)],其图象是由y=sin2x的图象向右平移而得,A对.
解法3:令x=0,得y<0,知B、D错;
令x=,得y=0,故选A.
答案:A
4.如图1,某港口一天6时到18时的水深变化曲线近似满足函数y=3sin+k,据此函数可知,这段时间水深(单位:m)的最大值为 (  )
图1
A.5 B.6
C.8 D.10
解析:由图象知2=-3+k,解得k=5,所以这段时间水深的最大值为3+k=8.
答案:C
5.函数y=-sin的图象与x轴各个交点中离原点最近的一点是(  )
A. B.
C. D.
解析:由4x+=kπ得,x=-,k=0时,
得点,k=1时得点,故选A.
答案:A
6.(2019年吉林省模拟)设函数f(x)=sin(2x+)(x∈[0, ]),若方程f(x)=a恰好有三个根,分别为x1,x2,x3(x1<x2<x3),则x1+2x2+x3的值为(  )
A.π B.
C. D.
解析:由题意x∈[0,],则2x+∈[,],
画出函数的大致图象:
图2
由图得,当≤a<1时,方程f(x)=a恰好有三个根,
由2x+=得x=,
由2x+=得x=,
由图知,点(x1,0)与点(x2,0)关于直线x=对称,
点(x2,0)与点(x3,0)关于直线x=对称,
∴x1+x2=,x2+x3=,
即x1+2x2+x3=+=,故选C.
答案:C
7.(2019年河北省石家庄模拟)函数y=sin2x图象上的某点P(,m)可以由函数y=cos(2x-)上的某点Q向左平移n(n>0)个单位长度得到,则mn的最小值为(  )
A. B.
C. D.
解析:函数y=sin2x图象上的某点P(,m)可以由函数y=cos(2x-)上的某点Q向左平移n(n>0)个单位长度得到,
∴m=sin(2·)=.
故把函数y=sin2x图象上的点P(,),向右平移n个单位,可得Q(+n,),
根据Q在函数y=cos(2x-)的图象上,
∴m=cos[2(+n)-]
=cos(2n-)=,
∴应有2n-=,
∴n=,则mn的最小值为,
答案:B
8.已知函数y=acosx+b的最大值为1,最小值为-3,试确定f(x)=bsin的单调减区间.
解:∵-1≤cosx≤1,∴
解之得即
当a>0时,f(x)=-sin(2x+)
=sin[π+(2x+)]=sin(2x+).
令+2kπ≤2x+≤+2kπ,k∈Z,
得-+kπ≤x≤+kπ,k∈Z.
当a<0时,f(x)=-sin(-2x+)=sin(2x-)
令+2kπ≤2x-≤+2kπ,k∈Z,
得+kπ≤x≤+kπ,k∈Z
∴当a>0时,f(x)的减区间为
[-+kπ,+kπ](k∈Z);
当a<0时,f(x)的减区间为[+kπ,+kπ](k∈Z).
9.某同学用“五点法”画函数f(x)=Asin(ωx+φ)(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:
ωx+φ
0
π

x
Asin(ωx+φ)
0
5
-5
0
(1)请将上表数据补充完整,并直接写出函数f(x)的解析式;
(2)将y=f(x)图象上所有点向左平行移动θ(θ>0)个单位长度,得到y=g(x)的图象.若y=g(x)图象的一个对称中心为,求θ的最小值.
解:(1)根据表中已知数据,解得A=5,ω=2,φ=-. 数据补全如下表:
ωx+φ
0
π

x
π
Asin(ωx+φ)
0
5
0
-5
0
且函数表达式为f(x)=5sin.
(2)由(1)知f(x)=5sin,
得g(x)=5sin.
因为y=sinx的对称中心为(kπ,0),k∈Z.
令2x+2θ-=kπ,解得x=+-θ,k∈Z.
由于函数y=g(x)的图象关于点成中心对称,
令+-θ=,
解得θ=-,k∈Z.由θ>0可知,
当k=1时,θ取得最小值.

课时作业13 函数y=Asin(ωx+φ)的图象(二)
基础要求
1.若函数y=sin(ωx+φ)(ω>0)的部分图象如图1,则ω=(  )
图1
A.5           B.4
C.3 D.2
解析:由图可知=,故T==,∴ω=4.
答案:B
2.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(  )
A.y=sin(2x-) B.y=sin(2x-)
C.y=sin(x-) D.y=sin(x-)
解析:函数y=sinx的图象上所有的点向右平行移动个单位得到y=sin(x-),再把所得各点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),得到y=sin(x-),故选C.
答案:C
3.(2019年广东省揭阳市期末)已知函数f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0,|φ|<),其图象相邻两条对称轴之间的距离为,且函数f(x+)是偶函数,下列判断正确的是(  )
A.函数f(x)的最小正周期为2π
B.函数f(x)的图象关于点(,0)对称
C.函数f(x)的图象关于直线x=-对称
D.函数f(x)在[,π]上单调递增
解析:函数f(x)=sin(ωx+φ)图象的相邻两条对称轴之间的距离等于,
∴函数f(x)的周期T=π,故A错误;
∵ω>0,∴ω=2,
∴函数f(x+)的解析式为
f(x)=sin[2(x+)+φ]=sin(2x++φ),
∵函数f(x+)是偶函数,
∴+φ=kπ+,k∈Z,又|φ|<,解得φ=.
∴f(x)=sin(2x+).
∴由2x+=kπ,k∈Z,解得对称中心为
(-,0),k∈Z,故B错误;
由2x+=kπ+,k∈Z,解得对称轴是
x=+,k∈Z,故C错误;
由2kπ-≤2x+≤2kπ+,k∈Z,
解得单调递增区间为[kπ-,kπ+],k∈Z,
故D正确.
答案:D
4.图2是周期为2π的三角函数y=f(x)的图象,则f(x)可以写成(  )
图2
A.sin(1+x) B.sin(-1-x)
C.sin(x-1) D.sin(1-x)
解析:由图象过点(1,0)知A、B不满足,排除A、B.
由图象交y轴于正半轴,有f(0)>0,
而C项f(0)=sin(-1)<0,排除C,选D.
答案:D
5.若y=3sin(-2x+)表示一个振动量,则它的振幅为__________,初相为__________.
解析:y=3sin[π-(-2x+)]=3sin(2x+),
∴振幅A=3,初相为.
答案:3 
6.给出下列两种变换:①图象上所有点的横坐标缩短到原来的倍;②向左平移个单位,现对函数y=sinx的图象进行以上两种变换,先①后②得到图象的解析式是________;先②后①得到图象的解析式是________.
解析:y=sinxy=sin2x
y=sin[2(x+)]=sin(2x+).
y=sinxy=sin(x+)y=sin(2x+).
答案:y=sin(2x+) y=sin(2x+)
能力要求
1.将函数f(x)=sin2x的图象向右平移φ个单位后得到函数g(x)的图象,若对满足|f(x1)-g(x2)|=2的x1,x2,有|x1-x2|min=,则φ=(  )
A. B.
C. D.
解析:向右平移φ个单位后,得到g(x)=sin(2x-2φ),
又∵|f(x1)-g(x2)|=2,
∴不妨2x1=+2kπ,2x2-2φ=-+2kπ,
∴x1-x2=-φ,又∵|x1-x2|min=,
∴-φ=?φ=,故选D.
答案:D
2.(2019年四川省资阳市模拟)已知函数f(x)=sin(ωx+),其中ω>0.若 f(x)≤f()对x∈R恒成立,则ω的最小值为(  )
A.2 B.4
C.10 D.16
解析:∵函数f(x)=sin(ωx+),其中ω>0.
若f(x)≤f()对x∈R恒成立,
∴ω·+=2kπ+,k∈Z,即ω=24k+4,
故ω的最小值为4,故选B.
答案:B
3.(2019年广东汕头模拟)已知函数f(x)的部分图象如图3所示,则f(x)的解析式可能是(  )
图3
A.f(x)=2sin(-)
B.f(x)=cos(4x+)
C.f(x)=2cos(-)
D.f(x)=2sin(4x+)
解析:由图知=π,∵T==4π.∴ω=.排除B、D;又∵f(0)=1,而由选项A求知f(0)=-1不合要求,又排除A.故选C.
答案:C
4.(2019年湖北省襄阳四中模拟)将函数f(x)=2sin(2x+)的图象向左平移个单位,再向上平移1个单位,得到g(x)的图象.若g(x1)g(x2)=9,且x1,x2∈[-2π,2π],则2x1-x2的最大值为(  )
A. B.
C. D.
解析:函数f(x)=2sin(2x+)的图象向左平移个单位,可得y=2sin(2x+)的图象,再向上平移1个单位,得到g(x)=2sin(2x+)+1的图象.
若g(x1)g(x2)=9,且x1,x2∈[-2π,2π],
则g(x1)=g(x2)=3,
则2x+=+2kπ,k∈Z,
即x=+kπ,k∈Z,
由x1,x2∈[-2π,2π],得:
x1,x2∈{- ,-,,},
当x1=,x2=-时,2x1-x2取最大值,
故选A.
答案:A
5.关于函数f(x)=4sin(x∈R),有下列命题:①由f(x1)=f(x2)=0可得x1-x2必是π的整数倍;②y=f(x)的表达式可改写为y=4cos;
③y=f(x)的图象关于点对称;
④y=f(x)的图象关于直线x=-对称.其中正确的命题的序号是________(把所有正确的命题序号都填上).
解析:由图象知x1-x2是的整数倍,而T=π,
∴x1-x2=k·,k∈Z,①错;由诱导公式五得
f(x)=4·cos[-(2x+)]=4cos(-2x)
=4cos(2x-),②正确;
∵点(-,0)的坐标满足函数解析式,
∴③正确,④错误.
答案:②③
6.(2019年上海市高三上学期期中)已知f(x)=2sin(ωx)(ω>0)在[-,]上单调递增,则ω的取值范围是________.
解析:f(x)=2sin(ωx)(ω>0)在[-,]上单调递增,则ω·≤,∴ω≤.
答案:(0,]
7.(2019年上海市六校联考)已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A,ω,φ是常数,A>0,ω>0).若f(x)在区间[,]上具有单调性,且f()=f()=-f().则f(x)的最小正周期为________.
解析:由f()=f()可知函数f(x)的一条对称轴为x==,
又f()=-f(),则f(x)有对称中心(,0),
由于f(x)在区间[,]上具有单调性,
则-≤T,所以T≥π,
从而T=4(-)=.
答案:
8.(2019年四川省资阳市期末)已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)+B(A>0,ω>0,|φ|<)的部分图象如图4所示:
图4
(1)求f(x)的解析式;
(2)求f(x)的单调区间和对称中心坐标;
(3)将f(x)的图象向左平移个单位,再将横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,最后将图象向上平移1个单位,得到函数g(x)的图象,求函数y=g(x)在x∈[0,]上的最大值和最小值.
解:(1)由图象可知解得,
又由于=-,∴T=π,
所以ω==2,
由图象及五点法作图可知2×+φ=,
所以φ=,所以f(x)=2sin(2x+)-1.
(2)由(1)知,f(x)=2sin(2x+)-1,
令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,
由图知f(x)的单调递减区间为[kπ+,kπ+π],k∈Z,
令2x+=kπ,k∈Z得x=-,k∈Z,
所以f(x)的对称中心的坐标为(-,-1),k∈Z.
(3)由已知的图象变换过程可得g(x)=2sin(x+),
因为0≤x≤,
所以≤x+≤,
所以当x+=,即x=时,
g(x)取得最小值g()=-2,
当x+=,即x=0时,
g(x)取得最大值g(0)=.
9.(2019年湖北省黄冈期中)将函数f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0,-<φ<)图象上每一点的横坐标缩短为原来的一半,纵坐标不变,再向右平移个单位长度得到y=sinx的图象.
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)当x∈[0,3π]时,方程f(x)=m有唯一实数根,求m的取值范围.
解:(1)将y=sinx的图象向左平移个单位长度得到y=sin(x+)的图象,保持纵坐标不变,横坐标变为原来的2倍,可得y=f(x)=sin(x+)的图象.
图5
(2)∵x∈[0,3π],∴x+∈[,],
sin(x+)∈[-1,1],
∵当x∈[0,3π]时,方程f(x)=m有唯一实数根,
∴函数f(x)的图象和直线y=m只有一个交点,
如图5所示:故方程f(x)=m有唯一实数根的m的取值范围为(-,)∪{1,-1}.
10.已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<)的图象与y轴交于点,它在y轴右侧的第一个最高点和最低点分别为(x0,3)、(x0+2π,-3).
(1)求函数y=f(x)的解析式;
(2)用“五点法”作出此函数在一个周期内的图象,并说明它是由函数y=sinx的图象依次经过哪些变换得到的.
解:(1)由题设知A=3,
且T==2[(x0+2π)-x0]=4π,得ω=,
∴此时函数解析式为y=3sin(x+φ).
将点代入上式,得=3sinφ,
∵|φ|<,∴φ=.
故所求函数解析式为f(x)=3sin.
拓展要求
1.设三角函数f(x)=sin(x+)(k≠0).
(1)写出f(x)的最大值M、最小值m与最小正周期T;
(2)试求最小的正整数k,使得当自变量x在任意两个整数间(包括整数本身)变化时,函数f(x)至少有一个最大值是M与一个最小值是m.
解:(1)∵f(x)=sin(x+),(k≠0),且x∈R,
∴M=1,m=-1,T=.
(2)设x∈[n,n+1],n∈Z,按题意,当自变量x在任意两个整数间变化时,函数f(x)至少有一个最大值,又有一个最小值,则函数的周期应不大于区间的长度,即
|(+)-[+]|≥2π,解得|k|≥10π.
所以最小的整数k=32.
2.心脏跳动时,血压在增加或减少,血压的最大值、最小值分别称为收缩压和舒张压,血压计上的读数就是收缩压和舒张压,读数120/80 mmHg称为标准值.设某人在某一时刻的血压满足函数式p(t)=125+25sin(170πt),其中p(t)为血压(mmHg),t为时间(min),试解答下列问题:
,图6)
(1)求函数p(t)的周期;
(2)求此人每分钟心跳的次数;
(3)用“五点法”在给定的坐标系中作出p(t)在一个周期上的简图.
解:(1)函数p(t)的周期T==.
(2)此人每分钟心跳的次数为85.
(3)列表:
t
0
170πt
0
π

p(t)
125
150
125
100
125
描点连线即得p(t)在一个周期内的简图(图略).