5.6 第1课时 函数y=Asin(ωx+φ)的图象(课件(共86张PPT))-高中数学人教A版(2019)必修第一册

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5.6 第1课时 函数y=Asin(ωx+φ)的图象(课件(共86张PPT))-高中数学人教A版(2019)必修第一册

资源简介

(共86张PPT)
第1课时
函数y=Asin(ωx+φ)的图象
第五章 §5.6 函数y=Asin(ωx+φ)
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1.理解y=Asin(ωx+φ)中φ,ω,A对图象的影响.
2.掌握y=sin x与y=Asin(ωx+φ)图象间的变换关系,并能正确地指出其变换步骤.(重点)
3.会用“五点法”画函数y=Asin(ωx+φ)的图象.(难点)
学习目标
如图是观光缆车的示意图,设缆车转轮半径长为A,角速度为ω rad/s.点P0表示座椅的初始位置.此时∠xOP0=φ.当转轮转动t s后,点P0到达点P的位置,于是,以Ox为始边,OP为终边的角为ωt+φ,由正弦函数的定义,得点P的纵坐标y与时间t的函数关系为y=Asin(ωt+φ).
导 语
这种函数我们称为正弦型函数,那么正弦型函数的图象与正弦曲线有何关系呢?
一、φ对y=sin(x+φ)图象的影响
二、ω(ω>0)对y=sin(ωx+φ)图象的影响
课时对点练
三、A(A>0)对y=Asin(ωx+φ)图象的影响
随堂演练
内容索引
四、y=sin x与y=Asin(ωx+φ)图象间的变换关系
五、“五点法”作函数y=Asin(ωx+φ)的图象
φ对y=sin(x+φ)图象的影响

提示 y=sin的图象可以看作是把正弦函数y=sin x的图象上所有的点向右平移个单位长度而得到的.
观察y=sin x和y=sin的函数图象,你有什么发现?
问题1
φ对函数y=sin(x+φ),x∈R图象的影响


 函数y=sin的图象可以看作是由y=sin x的图象经过怎样的变换而得到的?
例 1
函数y=sin的图象可以看作是把曲线y=sin x上的所有点向右平移个单位长度而得到的.

函数y=sin x的图象可以看作是由y=sin的图象经过怎样的变换而得到的?
函数y=sin x的图象可以看作是由y=sin上的所有点向左平移个单位长度而得到的.

延伸探究1
函数y=sin的图象可以看作是由y=sin(-x)的图象经过怎样的变换而得到的?
因为y=sin=sin故是由y=sin(-x)的图象向右平移个单位长度得到的.

延伸探究2
求函数y=sin 2x向右平移个单位长度后的函数解析式.
函数y=sin 2x向右平移个单位长度可得
y=sin 2即y=sin.

延伸探究3
由函数y=sin的图象经过怎么样的变换,可以得到y=
cos x的图象?
因为y=sin=cos=cos=cos故只需将函数y=sin的图象向左平移个单位长度即可得到y=cos x的图象.

延伸探究4
对于平移变换应先观察函数名是否相同,若函数名不同,则先化为同名函数,再观察x的系数,当x的系数不为1时,应提取系数确定平移的单位和方向,方向遵循左加右减,且从
ωx→ωx+φ的平移量为个单位长度.





ω(ω>0)对y=sin(ωx+φ)图象的影响
提示 由图象我们可以看到,从y=sin x到y=sinx,函数周期从2π变成了4π,即函数的图象拉长了,y=sinx的图象可以看作是把正弦曲线y=sin x
上所有点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变)而得到的.
作出函数y=sin x与y=sinx的图象并说明两者之间有什么关系?
问题2
提示 y=sin的图象可以看作是把y=sin的图象上所有点的横坐标缩短到原来的纵坐标不变)而得到的.
借助多媒体,在同一坐标系下画出y=sin和y=sin
的函数图象如图所示,结合问题2,你能得到什么?
问题3
ω(ω>0)对函数y=sin(ωx+φ)图象的影响
缩短
伸长
 为了得到y=sinx∈R的图象,只需把y=sin的图象上所有点的
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
例 2

ω=4>1,因此只需把y=sin的图象上所有点的横坐标缩短到原来的纵坐标不变.
解析
在研究 ω(ω>0)对y=sin(ωx+φ)图象的影响时,由y=sin(x+φ)图象上所有点的横坐标变为原来的倍(纵坐标不变),即可得到y=sin(ωx+φ)的图象.




为了得到y=cos x,x∈R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
跟踪训练1

把y=cos x图象上所有点的横坐标伸长到原来的4倍,纵坐标不变,即可得到y=cos x,x∈R的图象.
解析

A(A>0)对y=Asin(ωx+φ)图象的影响
提示 可以发现对于同一x值,y=3sin的图象上的点的纵坐标总是等于y=sin的图象上对应点的纵坐标的3倍.
借助多媒体,在同一坐标系下画出
y=sin和y=3sin的
图象,如图所示,你能发现什么?
问题4
A(A>0)对函数y=Asin(ωx+φ)图象的影响
缩短
伸长
 函数y=sin图象上所有点的横坐标保持不变,将纵坐标
   (填“伸长”或“缩短”)为原来的  倍,将会得到函数y= 3sin的图象.
例 3
A=3>1,故函数y=sin图象上所有点的横坐标保持不变,将纵坐标伸长为原来的3倍即可得到函数y=3sin的图象.
解析
伸长
3
在研究A(A>0)对y=Asin(ωx+φ)图象的影响时,由y=sin(ωx
+φ)图象上所有点的纵坐标变成原来的A倍(横坐标不变)即可得到y=Asin(ωx+φ)的图象.




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
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.

跟踪训练2


y=sin x与y=Asin(ωx+φ)图象间的变换关系
提示 有两种变换方式:
(1)y=sin x y=sin
y=sin
y=2sin;
函数y=sin x可以通过怎样的图象变换过程得到函数y=2sin的图象呢?
问题5
(2)y=sin x y=sin 2x
y=sin
y=2sin.
平移变换与伸缩变换没有先后顺序,但是两种变换下的平移的单位长度不一致.
由函数y=sin x的图象得到y=sin(ωx+φ)(ω>0)的图象的两种途径可以通过图形表示,如图.
(1)两种变换仅影响平移的单位长度,其余参数不受影响.
(2)若相应变换的函数名称不同,要先用诱导公式转化为同名的三角函数,再进行平移或伸缩.
注 意 点
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 由y=3sin x的图象变换得到y=3sin的图象主要有两种方式:先平移后伸缩和先伸缩后平移,前者需向左平移  个单位长度,后者
需向左平移     个单位长度.(答案不唯一,写出一个符合条
件的即可)
例 4
 
(答案不唯一)
y=3sin x的图象 y=3sin的图象
y=3sin的图象.
y=3sin x的图象 y=3sinx的图象
y=3sin=3sin的图象.
解析
先平移后伸缩和先伸缩后平移,平移的量是不同的,在应用中一定要区分清楚,以免混淆而导致错误.弄清平移对象是减少错误的关键.




(多选)下列四种变换方式中能将函数y=cos x的图象变为函数y= cos的图象的是
A.向右平移个单位长度,再将每个点的横坐标缩短为原来的纵坐标不变
B.向左平移个单位长度,再将每个点的横坐标伸长为原来的2倍,纵坐标不变
C.将每个点的横坐标缩短为原来的纵坐标不变),再向右平移个单位长度
D.将每个点的横坐标伸长为原来的2倍(纵坐标不变),再向左平移个单位长度
跟踪训练3


y=cos=cos
将函数y=cos x的图象向右平移个单位长度,得到y=cos的图象,
再将每个点的横坐标缩短为原来的纵坐标不变,得到y=cos的图象,故A正确;
将函数y=cos x的图象向左平移个单位长度,得到y=cos的图象,
再将每个点的横坐标伸长为原来的2倍,纵坐标不变,得到y=cos的图象,故B错误;
解析
将函数y=cos x的图象上每个点的横坐标缩短为原来的纵坐标不变,得到y=cos 2x的图象,
再向右平移个单位长度,得到y=cos的图象,故C正确;
将函数y=cos x的图象上每个点的横坐标伸长为原来的2倍,纵坐标不变,
得到y=cosx的图象,
再向左平移个单位长度,得到y=cos的图象,故D错误.
解析

“五点法”作函数y=Asin(ωx+φ)的图象
提示 (0,0)π,0)2π,0).
用“五点法”作函数y=sin x的图象时,找哪五个关键点?
问题6
 (课本例1)画出函数y=2sin的简图.
例 5
先画出函数y=sin x的图象;再把正弦曲线向右平移

的图象,如图所示.
X 0 π 2π
x
y 0 2 0 -2 0
下面用“五点法”画函数y=2sin内的图象.
令X=3x-,则x=.列表,描点画图.

X 0 π 2π
x
y 0 2 0 -2 0
令X=3x+则x=列表如下:
描点连线,画图如右.

 用“五点法”画函数y=2sin在一个周期内的简图.
例 5
本例中把“一个周期内”改为“”,又如何作图?
延伸探究5
π 2π
x 0
y 1 2 0 -2 0 1
因为x∈所以3x+
列表如下:
描点连线,画图如右.

“五点法”作图的实质
(1)利用“五点法”作函数f(x)=Asin(ωx+φ)的图象,实质是利用函数的三个零点,两个最值点画出函数在一个周期内的图象.
(2)用“五点法”作函数f(x)=Asin(ωx+φ)图象的步骤.
第一步:列表.




ωx+φ 0 π 2π
x
f(x) 0 A 0 -A 0
第二步:在同一平面直角坐标系中描出各点.
第三步:用光滑曲线连接这些点,形成图象.
(3)在画指定区间上的函数图象时,先由x的第一个取值确定ωx+φ整体取的第一个值,然后再确定ωx+φ整体后面的取值.




1.知识清单:
(1)平移变换.
(2)伸缩变换.
(3)图象的画法.
2.方法归纳:五点法、数形结合法.
3.常见误区:忽视先平移和先伸缩作图时平移的量不一样.
随堂演练

1
2
3
4
1.为了得到函数y=2sin的图象,只需把函数y=2sin x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

y=2sin x的图象向左平移个单位长度,可得到y=2sin的图象.
解析
1
2
3
4
2.将函数y=sin x图象上各点的横坐标伸长为原来的2倍,纵坐标伸长为原来的3倍,所得函数图象的解析式为
A.y=3sin 2x B.y=2sin 3x
C.y=3sinx D.y=x

将函数y=sin x图象上各点的横坐标伸长为原来的2倍,得到y=sinx的图象,纵坐标伸长为原来的3倍,得到y=3sinx的图象.
解析
1
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4
3.把函数y=sin x(x∈R)的图象上所有的点向左平移个单位长度,再把所得图象上所有点的横坐标扩大到原来的2倍(纵坐标不变),然后把所得图象上所有点的纵坐标扩大到原来的2倍(横坐标不变),得到的图象所表示的函数是
A.y=2sinx∈R
B.y=2sinx∈R
C.y=2sinx∈R
D.y=x∈R

1
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4
将y=sin x图象上的所有的点向左平移个单位长度得到y=sin的图象.再将所得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的图象,把所得图象上所有点的纵坐标扩大到原来的2倍(横坐标不变),得到的图象所表示的函数是y=2sin.
解析
1
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4.利用“五点法”作函数y=Asin(ωx+φ)(A>0)的图象时,其五点的坐标分别为则
A=  ,周期T=  .
由题知A=T==π.
解析
 
π
课时对点练

对一对
答案
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题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 A D A D A AC AD
题号 9 11 12 14 答案 A 0 D
10.
答案
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列表如下:
描点连线,图象如图.
0 π
x 0 π
f(x) 1 0 -1 0
13.
答案
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(1)列表如下:
描点连线,图象如图所示.
0 π 2π
x
f(x) 0 1 0 -1 0
13.
答案
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(2)令-+2kπ≤2x-+2kπ,k∈Z,
解得-+kπ≤x≤+kπ,k∈Z,
所以函数f(x)的单调递增区间是k∈Z.
(3)先将g(x)的图象向右平移个单位长度,再将所得函数图象的横坐标缩短为原来的纵坐标不变,即可得到f(x)的图象.
基础巩固
1.将函数y=sin图象上各点的横坐标进行怎样的变换,可以得到y=sin的图象
A.伸长到原来的2倍 B.伸长到原来的
C.缩短到原来的 D.缩短到原来的2倍

答案
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2.将函数y=2sin的图象向右平移个周期后,所得图象对应的函数为
A.y=2sin B.y=2sin
C.y=2sin D.y=2sin

答案
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函数y=2sin的最小正周期为π,所以将函数y=2sin的图象向右平移个单位长度后,得到函数y=2sin=2sin的图象.
解析
3.要得到函数y=3sin的图象,只需将y=3sin 2x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

答案
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y=3sin=3sin 2故要得到函数y=3sin的图象,
只需将y=3sin 2x的图象向左平移个单位长度.
解析
4.将函数f(x)=sin x图象上各点的横坐标变为原来的纵坐标不变,再将所得图象向左平移个单位长度,得到函数g(x)的图象,则函数g(x)的解析式为
A.g(x)=sin B.g(x)=sin
C.g(x)=sin D.g(x)=sin

将f(x)=sin x图象上各点的横坐标变为原来的纵坐标不变,得到y=sin 2x
的图象,再向左平移个单位长度后得到g(x)=sin 2=sin的图象.
解析
答案
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5.将函数y=sin 2x的图象向右平移个单位长度,所得图象对应的函数是
A.奇函数 B.偶函数
C.既是奇函数又是偶函数 D.非奇非偶函数

答案
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y=sin 2x的图象 y=sin 2=sin=
-sin(π-2x)=-sin 2x的图象.
因为-sin(-2x)=sin 2x,且x∈R,
所以所得图象对应的函数是奇函数.
解析
6.(多选)要得到y=3cos的图象,需要将函数y=3cos的图象
A.向右平移个单位长度
B.向左平移个单位长度
C.向左平移个单位长度
D.向右平移个单位长度

答案
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答案
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对于A,将函数y=3cos的图象向右平移个单位长度,
得到y=3cos=3cos的图象,故A正确;
对于B,将函数y=3cos的图象向左平移个单位长度,
得到y=3cos=3cos
=3cos 2x的图象,故B错误;
解析
答案
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对于C,将函数y=3cos的图象向左平移个单位长度,
得到y=3cos=3cos=3cos =3cos的图象,故C正确;
对于D,将函数y=3cos的图象向右平移个单位长度,
得到y=3cos=3cos 2x的图象,故D错误.
解析
7.(多选)已知曲线C1:y=cos x,C2:y=sin则下面结论正确的是
A.把曲线C1向左平移个单位长度,再把得到的曲线上各点的横坐标缩短到原
来的纵坐标不变),得到曲线C2
B.把曲线C1向左平移个单位长度,再把得到的曲线上各点的横坐标伸长到原
来的2倍(纵坐标不变),得到曲线C2
C.把曲线C1上各点的横坐标缩短到原来的纵坐标不变),再把得到的曲线向
左平移个单位长度,得到曲线C2
D.把曲线C1上各点的横坐标缩短到原来的纵坐标不变),再把得到的曲线向
左平移个单位长度,得到曲线C2
答案
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答案
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y=sin=sin=cos所以将曲线C1:y=cos x向左平移个单位长度,得到y=cos的图象,再把得到的曲线上各点的横坐标缩短到原来的纵坐标不变),得到曲线C2:y=cos;
或将曲线C1:y=cos x上各点的横坐标缩短到原来的纵坐标不变),得到y=
cos 2x的图象,再把得到的曲线向左平移个单位长度,
得到曲线C2:y=cos 2=cos.
解析
8.若将函数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  .
答案
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14
 
将函数y=sin 4x的图象向左平移个单位长度,
所得图象对应的函数解析式为y=sin 4=sin
所以φ的值为.
解析
9.把函数y=f(x)的图象上每一点的纵坐标扩大到原来的4倍,横坐标扩大到原来的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=2sin x的图象相同,则函数y=f(x)的解析式为      .
答案
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f(x)=-cos 2x
答案
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把y=2sin x的图象向右平移个单位长度,可得y=2sin的图象,然后把所得图象上各点的横坐标缩小为原来的纵坐标不变,可得y= 2sin的图象,再将所得图象上各点的纵坐标缩小为原来的横坐标不变,可得y==-cos 2x的图象,所以f(x)的解析式为f(x)=-cos 2x.
解析
10.已知函数f(x)=cos在给定坐标系中作出函数f(x)在[0,π]上的图象.
答案
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答案
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0 π
x 0 π
f(x) 1 0 -1 0
列表如下:
描点连线,图象如图.

11.把函数y=cos 2x+1的图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),再向左平移1个单位长度,最后向下平移1个单位长度,得到的图象是
综合运用
答案
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答案
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由题意,y=cos 2x+1的图象上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=cos x+1;再向左平移1个单位长度,所得图象的解析式为y=cos(x+1)+1;最后向下平移1个单位长度,所得图
象的解析式为y=cos(x+1),显然点在此函数图象上.
解析
12.将函数y=sin的图象上各点的横坐标伸长到原来的3倍,纵坐标保持不变,再将所得图象向右平移个单位长度,得到函数y=f(x)的图象,则f =  .
答案
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函数y=sin的图象上各点的横坐标伸长到原来的3倍得到图象的解析式为y=sin再向右平移个单位长度得到图象的解析式为y=sin=sin 2x,即f(x)=sin 2x,则f =sin π=0.
解析
0
13.已知函数f(x)=sin.
(1)请用“五点法”画出函数f(x)在一个周期的闭区间上的简图;
答案
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0 π 2π
x
f(x) 0 1 0 -1 0
列表如下:
描点连线,图象如图所示.

(2)求函数f(x)的单调递增区间;
答案
1
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令-+2kπ≤2x-+2kπ,k∈Z,
解得-+kπ≤x≤+kπ,k∈Z,
所以函数f(x)的单调递增区间是k∈Z.

(3)试问f(x)是由g(x)=sin x经过怎样的变换得到?
答案
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先将g(x)的图象向右平移个单位长度,再将所得函数图象的横坐标缩短为原来的纵坐标不变,即可得到f(x)的图象.

14.已知函数f(x)=sin x,函数g(x)的图象可以由函数f(x)的图象先向右平移个单位长度,再将所得函数图象保持纵坐标不变,横坐标变为原来的
(ω>0)得到.若函数g(x)在上恰有5个零点,则ω的取值范围是
A. B.
C. D.
答案
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拓广探究

答案
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将函数f(x)=sin x的图象向右平移个单位长度,得到y=sin的图象,
再将所得函数图象保持纵坐标不变,横坐标变为原来的ω>0),得到g(x)=sin的图象.
若函数g(x)在(0,π)上恰有5个零点,
则ωx-所以4π<ωπ-≤5π,得<ω≤.
故ω的取值范围是.
解析
第五章 §5.6 函数y=Asin(ωx+φ)
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