资源简介 中小学教育资源及组卷应用平台第五节 函数y=Asin(ωx+φ)的图象及应用课标解读 考向预测1.结合具体实例,了解y=Asin(ωx+φ)的实际意义;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. 2.会用三角函数解决简单的实际问题,体会可以利用三角函数构建刻画事物周期变化的数学模型. 从近几年的高考来看,函数y=Asin(ωx+φ)的图象与性质是高考的热点,预计2025年高考函数y=Asin(ωx+φ)的图象与性质及三角函数的应用,仍然是出题的热点,以中档题为主,可能会与三角函数式的求值、化简相结合.【知识梳理】1.y=Asin(ωx+φ)的有关概念y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0) 振幅 周期 频率 相位 初相A T= f== ωx+φ φ2.用“五点法”画y=Asin(ωx+φ)一个周期内的简图时,要找五个关键点五个关键点如下表所示:x - - -ωx+φ 0 π 2πy=Asin(ωx+φ) 0 A 0 -A 03.函数y=sinx的图象经变换得到y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的图象的两种途径提醒:两种变换的区别:①先相位变换再周期变换(伸缩变换),平移的量是|φ|个单位长度;②先周期变换(伸缩变换)再相位变换,平移的量是(ω>0)个单位长度.【诊断自测】1.概念辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)把y=sinx的图象上各点的横坐标缩短为原来的,纵坐标不变,所得图象对应的函数解析式为y=sinx.( )(2)将y=sin(-2x)的图象向右平移个单位长度,得到y=sin的图象.( )(3)利用图象变换作图时,可以“先平移,后伸缩”,也可以“先伸缩,后平移”,平移的长度一致.( )(4)y=2sin的初相为-.( )答案 (1)× (2)× (3)× (4)√2.小题热身(1)y=2sin的振幅、频率和初相分别为( )A.2,4π, B.2,,C.2,,- D.2,4π,-答案 C解析 由题意知A=2,f===,初相为-.故选C.(2)(人教A必修第一册习题5.6 T1改编)为了得到函数y=2sin的图象,可以将函数y=2sin2x的图象( )A.向右平移个单位长度B.向右平移个单位长度C.向左平移个单位长度D.向左平移个单位长度答案 A解析 y=2sin=2sin.故选A.(3)(人教B必修第三册7.3.2练习B T1改编)为了得到y=3cos的图象,只需把y=3cos图象上的所有点的( )A.纵坐标伸长到原来的3倍,横坐标不变B.横坐标伸长到原来的3倍,纵坐标不变C.纵坐标缩短到原来的,横坐标不变D.横坐标缩短到原来的,纵坐标不变答案 D解析 因为变换前后,两个函数的初相相同,所以只需把y=3cos图象上的所有点的纵坐标不变,横坐标缩短到原来的,即可得到函数y=3cos的图象.故选D.(4)(人教A必修第一册5.7例1改编)如图,某地一天从6~14时的温度变化曲线近似满足函数y=Asin(ωx+φ)+B,A>0,ω>0,0<φ<π,则这段曲线的函数解析式为________.答案 y=5sin+10,x∈[6,14]解析 从题图中可以看出,从6~14时的图象是函数y=Asin(ωx+φ)+B的半个周期,则所以A=×(15-5)=5,B=×(15+5)=10.又×=14-6,所以ω=.又×10+φ=2π+2kπ,k∈Z,0<φ<π,所以φ=,所以y=5sin+10,x∈[6,14].【考点探究】考点一 函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换例1 (1)将函数f(x)=cos的图象向左平移个单位长度,得到的图象的函数解析式为( )A.y=-sin B.y=cosC.y=-cos D.y=sin答案 D解析 由题意知,将函数f(x)=cos的图象向左平移个单位长度,得g(x)=cos=cos=cos=-cos=sin,所以函数解析式为y=sin.故选D.(2)已知函数f(x)=sin(ωx+φ)的图象经过点B,且f(x)的相邻两个零点的距离为,为得到y=f(x)的图象,可将y=sinx图象上的所有点( )A.先向右平移个单位长度,再将所得图象上所有点的横坐标缩短为原来的,纵坐标不变B.先向左平移个单位长度,再将所得图象上所有点的横坐标缩短为原来的,纵坐标不变C.先向左平移个单位长度,再将所得图象上所有点的横坐标伸长为原来的2倍,纵坐标不变D.先向右平移个单位长度,再将所得图象上所有点的横坐标伸长为原来的2倍,纵坐标不变答案 B解析 因为相邻两个零点的距离为,所以函数f(x)的最小正周期T=2×=π,则ω==2,又点B在函数图象上,所以sin=0,解得-+φ=kπ,k∈Z,即φ=+kπ,k∈Z,又0<φ<,所以当k=0时,φ=,所以f(x)=sin,则将y=sinx的图象先向左平移个单位长度可得y=sin的图象,再将所得图象上所有点的横坐标缩短为原来的,纵坐标不变,得到y=f(x)的图象.故选B.【通性通法】三角函数图象变换的关键点及解题策略(1)定函数:一定要看准是将哪个函数的图象变换得到哪一个函数的图象.(2)变同名:如果平移前后两个图象对应的函数的名称不一致,那么应先利用诱导公式化为同名函数,ω为负时应先变成正值.(3)选方法:根据变换前后函数的特点,选择先平移后伸缩还是先伸缩后平移.注意:对于函数y=sinωx(ω>0)的图象,向左平移|φ|个单位长度得到的是函数y=sin[ω(x+|φ|)]的图象,而不是函数y=sin(ωx+|φ|)的图象.【巩固迁移】1.(2023·武汉模拟)为了得到y=sin的图象,只需将y=sinx图象上的所有点的纵坐标不变( )A.所有点的横坐标变为原来的,再向右平移个单位长度B.所有点的横坐标变为原来的4倍,再向右平移个单位长度C.先向右平移个单位长度,再将所有点的横坐标变为原来的4倍D.先向右平移个单位长度,再将所有点的横坐标变为原来的答案 C解析 y=sinx图象上所有点的横坐标变为原来的4倍得到y=sin的图象,再向右平移个单位长度得到y=sin的图象,故A,B错误;y=sinx的图象先向右平移个单位长度得到y=sin的图象,再将所有点的横坐标变为原来的4倍得到y=sin的图象,故C正确,D错误.考点二 求函数y=Asin(ωx+φ)的解析式例2 已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)的部分图象如图所示,则f(x)的表达式可以为( )A.f(x)=2cosB.f(x)=2cosC.f(x)=sinD.f(x)=2sin答案 A解析 不妨令A>0,ω>0.由题图可知,A=2,T=-,∴T=π,∴ω==2,f(x)的图象经过最高点,∴2×+φ=+2kπ,k∈Z,故φ=-++2kπ,k∈Z,∴f(x)=2sin=2sin=2cos.故选A.【通性通法】确定y=Asin(ωx+φ)+b(A>0,ω>0)的步骤和方法(1)求A,b,确定函数的最大值M和最小值m,则A=,b=.(2)求ω,确定函数的最小正周期T,则可得ω=.(3)求φ,常用的方法有:①代入法:把图象上的一个已知点代入(此时A,ω,b已知)或代入图象与直线y=b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特殊点法:确定φ值时,往往以寻找“最值点”为突破口.具体如下:“最大值点”(即图象的“峰点”)时,ωx+φ=+2kπ(k∈Z);“最小值点”(即图象的“谷点”)时,ωx+φ=+2kπ(k∈Z).提醒:如果已知图象上有最值点,最好代入最值点求解.若将图象上的非最值点代入解析式求解时,注意点在上升区间还是在下降区间.【巩固迁移】2.(2024·湘潭模拟)已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)的部分图象如图所示,则将y=f(x)的图象向左平移个单位长度后,得到的图象对应的函数解析式为( )A.y=-cos2x B.y=cos2xC.y=sin D.y=sin答案 C解析 观察图象得A=1,令函数f(x)的周期为T,则有=-=,解得T=π,则ω==2,而当x=时,f(x)max=1,则有2×+φ=2kπ+,k∈Z,又|φ|<,则φ=,因此f(x)=sin.将y=f(x)的图象向左平移个单位长度得f=sin,所以将y=f(x)的图象向左平移个单位长度后,得到的图象对应的函数解析式为y=sin.故选C.考点三 函数y=Asin(ωx+φ)的图象与性质(多考向探究)考向1图象与性质的综合应用例3 (1)已知函数f(x)=sin+sinωx(ω>0)的最小正周期为π,将函数y=f(x)的图象向左平移个单位长度后,再将图象上的所有点的纵坐标缩短为原来的,得到函数y=g(x)的图象,则函数y=g(x)-3cosx的最小值为( )A.4 B.-4C. D.-答案 D解析 f(x)=sin+sinωx=sinωx+cosωx+sinωx=sinωx+cosωx=sin,因为f(x)的最小正周期为π,ω>0,所以π=,所以ω=2,所以f(x)=sin,又将函数y=f(x)的图象向左平移个单位长度后,再将图象上的所有点的纵坐标缩短为原来的,得到函数y=g(x)的图象,所以g(x)=×sin=cos2x,所以y=g(x)-3cosx=cos2x-3cosx=2cos2x-3cosx-1,当cosx=时,y=g(x)-3cosx有最小值,为-.故选D.(2)已知函数f(x)=sin(ω>0),若函数f(x)在区间(0,π)上有且只有两个零点,则ω的取值范围为________.答案 解析 由x∈(0,π)可得ωx-∈.若函数f(x)在区间(0,π)上有且只有两个零点,则π<ωπ-≤2π,解得<ω≤.故ω的取值范围为.【通性通法】(1)研究y=Asin(ωx+φ)的性质时可将ωx+φ视为一个整体,利用换元法和数形结合思想进行解题.(2)解决三角函数中的零点(方程根)问题的关键是根据条件作出对应函数的图象,然后利用数形结合思想求解.【巩固迁移】3.(多选)(2023·黑龙江佳木斯一中模拟)已知函数f(x)=sin(2x+φ)+1的图象向左平移个单位长度后关于直线x=0对称,则下列说法正确的是( )A.f(x)在区间上有一个零点B.f(x)的图象关于点对称C.f(x)在区间上单调递增D.f(x)在区间上的最大值为+1答案 AD解析 函数f(x)=sin(2x+φ)+1的图象向左平移个单位长度后的图象对应的解析式为g(x)=sin+1=sin+1,又g(x)的图象关于直线x=0对称,且|φ|<,所以+φ=,φ=-=-,所以f(x)=sin+1,因为f≠0,所以f(x)的图象不关于点对称,故B错误;当≤x≤时,≤2x-≤,令t=2x-,则f(x)在的零点个数可转化为y=sint+1在t∈的零点个数,结合图象可知,当≤t≤时,y=sint+1的图象与x轴只有一个交点,即f(x)在上只有一个零点,故A正确;当≤x≤时,0≤2x-≤,结合图象可知,此时f(x)有增有减,故C错误;当≤x≤时,0≤2x-≤,结合图象可知,此时f(x)单调递增,所以当x=时,函数取最大值,为f=sin+1=+1,故D正确.故选AD.考向2三角函数模型的简单应用例4 如图,点A,B分别是圆心在坐标原点,半径为1和2的圆上的动点.动点A从初始位置A0开始,按逆时针方向以角速度2 rad/s做圆周运动,同时点B从初始位置B0(2,0)开始,按顺时针方向以角速度2 rad/s做圆周运动.记t时刻,点A,B的纵坐标分别为y1,y2.(1)求t=时,A,B两点间的距离;(2)若y=y1+y2,求y关于时间t(t>0)的函数关系式,并求当t∈时,y的取值范围.解 (1)连接AB,OA,OB(图略),当t=时,∠xOA=+=,∠xOB=,所以∠AOB=.又OA=1,OB=2,所以AB2=12+22-2×1×2cos=7,即A,B两点间的距离为.(2)依题意,y1=sin,y2=-2sin2t,所以y=sin-2sin2t=cos2t-sin2t=cos,即函数关系式为y=cos(t>0),当t∈时,2t+∈,所以cos∈,故当t∈时,y∈.【通性通法】利用三角函数模型解决实际问题的步骤(1)寻找与角有关的信息,确定选用正弦、余弦还是正切型函数模型.(2)寻找数据,建立函数解析式并解题;最后将所得结果“翻译”成实际答案,要注意根据实际作答.解题思路如下:【巩固迁移】4.(多选)(2024·西南大学附中模拟)水车在古代是进行灌溉引水的工具,亦称“水转筒车”,是一种以水流作动力,取水灌田的工具.据史料记载,水车发明于隋而盛于唐,距今已有1000多年的历史,是人类的一项古老的发明,也是人类利用自然和改造自然的象征,如图是一个半径为R的水车,一个水斗从点A(3,-3)出发,沿圆周按逆时针方向匀速旋转,且旋转一周用时120秒.经过t秒后,水斗旋转到点P,设点P的坐标为(x,y),其纵坐标满足y=f(t)=Rsin(ωt+φ),则下列叙述正确的是( )A.水斗做周期运动的初相为-B.在水斗开始旋转的60秒(含)中,其高度不断增加C.在水斗开始旋转的60秒(含)中,其最高点离平衡位置的纵向距离是3D.当水斗旋转100秒时,其和初始点A的距离为6答案 AD解析 对于A,由A(3,-3),知R==6,T=120,所以ω==.当t=0时,点P在点A位置,有-3=6sinφ,解得sinφ=-,又|φ|<,所以φ=-,故A正确;对于B,由A项可知f(t)=6sin,当t∈(0,60]时,t-∈,所以函数f(t)先增后减,故B错误;对于C,当t∈(0,60]时,t-∈,sin∈,所以点P到x轴的距离的最大值为6,故C错误;对于D,当t=100时,t-=,点P的纵坐标为y=-3,横坐标为x=-3,所以|PA|=|-3-3|=6,故D正确.综上可得,实数m的取值范围是[-1,0)∪.21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台第五节 函数y=Asin(ωx+φ)的图象及应用课标解读 考向预测1.结合具体实例,了解y=Asin(ωx+φ)的实际意义;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. 2.会用三角函数解决简单的实际问题,体会可以利用三角函数构建刻画事物周期变化的数学模型. 从近几年的高考来看,函数y=Asin(ωx+φ)的图象与性质是高考的热点,预计2025年高考函数y=Asin(ωx+φ)的图象与性质及三角函数的应用,仍然是出题的热点,以中档题为主,可能会与三角函数式的求值、化简相结合.【知识梳理】1.y=Asin(ωx+φ)的有关概念y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0) 振幅 周期 频率 相位 初相A T= f== ωx+φ φ2.用“五点法”画y=Asin(ωx+φ)一个周期内的简图时,要找五个关键点五个关键点如下表所示:x - - -ωx+φ 0 π 2πy=Asin(ωx+φ) 0 A 0 -A 03.函数y=sinx的图象经变换得到y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的图象的两种途径提醒:两种变换的区别:①先相位变换再周期变换(伸缩变换),平移的量是|φ|个单位长度;②先周期变换(伸缩变换)再相位变换,平移的量是(ω>0)个单位长度.【诊断自测】1.概念辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)把y=sinx的图象上各点的横坐标缩短为原来的,纵坐标不变,所得图象对应的函数解析式为y=sinx.( )(2)将y=sin(-2x)的图象向右平移个单位长度,得到y=sin的图象.( )(3)利用图象变换作图时,可以“先平移,后伸缩”,也可以“先伸缩,后平移”,平移的长度一致.( )(4)y=2sin的初相为-.( )2.小题热身(1)y=2sin的振幅、频率和初相分别为( )A.2,4π, B.2,,C.2,,- D.2,4π,-(2)(人教A必修第一册习题5.6 T1改编)为了得到函数y=2sin的图象,可以将函数y=2sin2x的图象( )A.向右平移个单位长度B.向右平移个单位长度C.向左平移个单位长度D.向左平移个单位长度(3)(人教B必修第三册7.3.2练习B T1改编)为了得到y=3cos的图象,只需把y=3cos图象上的所有点的( )A.纵坐标伸长到原来的3倍,横坐标不变B.横坐标伸长到原来的3倍,纵坐标不变C.纵坐标缩短到原来的,横坐标不变D.横坐标缩短到原来的,纵坐标不变(4)(人教A必修第一册5.7例1改编)如图,某地一天从6~14时的温度变化曲线近似满足函数y=Asin(ωx+φ)+B,A>0,ω>0,0<φ<π,则这段曲线的函数解析式为________.【考点探究】考点一 函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换例1 (1)将函数f(x)=cos的图象向左平移个单位长度,得到的图象的函数解析式为( )A.y=-sin B.y=cosC.y=-cos D.y=sin(2)已知函数f(x)=sin(ωx+φ)的图象经过点B,且f(x)的相邻两个零点的距离为,为得到y=f(x)的图象,可将y=sinx图象上的所有点( )A.先向右平移个单位长度,再将所得图象上所有点的横坐标缩短为原来的,纵坐标不变B.先向左平移个单位长度,再将所得图象上所有点的横坐标缩短为原来的,纵坐标不变C.先向左平移个单位长度,再将所得图象上所有点的横坐标伸长为原来的2倍,纵坐标不变D.先向右平移个单位长度,再将所得图象上所有点的横坐标伸长为原来的2倍,纵坐标不变【通性通法】三角函数图象变换的关键点及解题策略(1)定函数:一定要看准是将哪个函数的图象变换得到哪一个函数的图象.(2)变同名:如果平移前后两个图象对应的函数的名称不一致,那么应先利用诱导公式化为同名函数,ω为负时应先变成正值.(3)选方法:根据变换前后函数的特点,选择先平移后伸缩还是先伸缩后平移.注意:对于函数y=sinωx(ω>0)的图象,向左平移|φ|个单位长度得到的是函数y=sin[ω(x+|φ|)]的图象,而不是函数y=sin(ωx+|φ|)的图象.【巩固迁移】1.(2023·武汉模拟)为了得到y=sin的图象,只需将y=sinx图象上的所有点的纵坐标不变( )A.所有点的横坐标变为原来的,再向右平移个单位长度B.所有点的横坐标变为原来的4倍,再向右平移个单位长度C.先向右平移个单位长度,再将所有点的横坐标变为原来的4倍D.先向右平移个单位长度,再将所有点的横坐标变为原来的考点二 求函数y=Asin(ωx+φ)的解析式例2 已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)的部分图象如图所示,则f(x)的表达式可以为( )A.f(x)=2cosB.f(x)=2cosC.f(x)=sinD.f(x)=2sin【通性通法】确定y=Asin(ωx+φ)+b(A>0,ω>0)的步骤和方法(1)求A,b,确定函数的最大值M和最小值m,则A=,b=.(2)求ω,确定函数的最小正周期T,则可得ω=.(3)求φ,常用的方法有:①代入法:把图象上的一个已知点代入(此时A,ω,b已知)或代入图象与直线y=b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特殊点法:确定φ值时,往往以寻找“最值点”为突破口.具体如下:“最大值点”(即图象的“峰点”)时,ωx+φ=+2kπ(k∈Z);“最小值点”(即图象的“谷点”)时,ωx+φ=+2kπ(k∈Z).提醒:如果已知图象上有最值点,最好代入最值点求解.若将图象上的非最值点代入解析式求解时,注意点在上升区间还是在下降区间.【巩固迁移】2.(2024·湘潭模拟)已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)的部分图象如图所示,则将y=f(x)的图象向左平移个单位长度后,得到的图象对应的函数解析式为( )A.y=-cos2x B.y=cos2xC.y=sin D.y=sin考点三 函数y=Asin(ωx+φ)的图象与性质(多考向探究)考向1图象与性质的综合应用例3 (1)已知函数f(x)=sin+sinωx(ω>0)的最小正周期为π,将函数y=f(x)的图象向左平移个单位长度后,再将图象上的所有点的纵坐标缩短为原来的,得到函数y=g(x)的图象,则函数y=g(x)-3cosx的最小值为( )A.4 B.-4C. D.-(2)已知函数f(x)=sin(ω>0),若函数f(x)在区间(0,π)上有且只有两个零点,则ω的取值范围为________.【通性通法】(1)研究y=Asin(ωx+φ)的性质时可将ωx+φ视为一个整体,利用换元法和数形结合思想进行解题.(2)解决三角函数中的零点(方程根)问题的关键是根据条件作出对应函数的图象,然后利用数形结合思想求解.【巩固迁移】3.(多选)(2023·黑龙江佳木斯一中模拟)已知函数f(x)=sin(2x+φ)+1的图象向左平移个单位长度后关于直线x=0对称,则下列说法正确的是( )A.f(x)在区间上有一个零点B.f(x)的图象关于点对称C.f(x)在区间上单调递增D.f(x)在区间上的最大值为+1考向2三角函数模型的简单应用例4 如图,点A,B分别是圆心在坐标原点,半径为1和2的圆上的动点.动点A从初始位置A0开始,按逆时针方向以角速度2 rad/s做圆周运动,同时点B从初始位置B0(2,0)开始,按顺时针方向以角速度2 rad/s做圆周运动.记t时刻,点A,B的纵坐标分别为y1,y2.(1)求t=时,A,B两点间的距离;(2)若y=y1+y2,求y关于时间t(t>0)的函数关系式,并求当t∈时,y的取值范围.【通性通法】利用三角函数模型解决实际问题的步骤(1)寻找与角有关的信息,确定选用正弦、余弦还是正切型函数模型.(2)寻找数据,建立函数解析式并解题;最后将所得结果“翻译”成实际,要注意根据实际作答.解题思路如下:【巩固迁移】4.(多选)(2024·西南大学附中模拟)水车在古代是进行灌溉引水的工具,亦称“水转筒车”,是一种以水流作动力,取水灌田的工具.据史料记载,水车发明于隋而盛于唐,距今已有1000多年的历史,是人类的一项古老的发明,也是人类利用自然和改造自然的象征,如图是一个半径为R的水车,一个水斗从点A(3,-3)出发,沿圆周按逆时针方向匀速旋转,且旋转一周用时120秒.经过t秒后,水斗旋转到点P,设点P的坐标为(x,y),其纵坐标满足y=f(t)=Rsin(ωt+φ),则下列叙述正确的是( )A.水斗做周期运动的初相为-B.在水斗开始旋转的60秒(含)中,其高度不断增加C.在水斗开始旋转的60秒(含)中,其最高点离平衡位置的纵向距离是3D.当水斗旋转100秒时,其和初始点A的距离为621世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)21世纪教育网(www.21cnjy.com) 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第5节 函数y=Asin(ωx+φ)的图象及应用(原卷版).docx 第5节 函数y=Asin(ωx+φ)的图象及应用(解析版).doc