5.6 第2课时 函数y=A sin (ωx+φ)图象与性质的应用(课件 学案 练习)高中数学人教A版(2019)必修 第一册

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5.6 第2课时 函数y=A sin (ωx+φ)图象与性质的应用(课件 学案 练习)高中数学人教A版(2019)必修 第一册

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第2课时 函数y=Asin(ωx+φ)图象与性质的应用
题型一 由图象确定函数的解析式
【例1】 如图所示的是函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<)的图象的一部分,求此函数的解析式.
通性通法
  确定y=Asin(ωx+φ)+B(A>0,ω>0)的解析式的步骤
(1)求A,B,确定函数的最大值M和最小值m,则A=,B=;
(2)求ω,确定函数的周期T,则ω=;
(3)求φ,常用方法有以下2种:
①代入法:把图象上的一个已知点代入(此时要注意该点在上升区间上还是在下降区间上)或把图象的最高点或最低点代入;
②五点法:确定φ值时,往往以寻找“五点法”中的特殊点作为突破口.
【跟踪训练】
已知函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,0<φ<)的最小值是-5,图象上相邻两个最高点与最低点的横坐标相差,且图象经过点,则函数的解析式为    .
题型二 函数y=Asin(ωx+φ)的有关性质
【例2】 已知函数f(x)=sin(2x+)+.
(1)求f(x)的最小正周期及单调递增区间;
(2)求f(x)的图象的对称轴方程和对称中心;
(3)求f(x)的最小值及取得最小值时x的取值集合.
通性通法
  函数y=Asin(ωx+φ)(或y=Acos(ωx+φ))(A≠0,ω≠0)的性质
  首先将三角函数的和差形式转化为y=Asin(ωx+φ)(或y=Acos(ωx+φ))的形式,然后再讨论性质.
(1)定义域:R;
(2)值域:[-|A|,|A|];
(3)奇偶性:函数y=Asin(ωx+φ)(或y=Acos(ωx+φ))不一定具备奇偶性,要由φ的值确定;
(4)周期性:T=;
(5)单调区间:可把ωx+φ看作一个整体,令z=ωx+φ,通过y=Asin z(y=Acos z)的单调区间解不等式求得;
(6)对称性:仍然以y=Asin z(y=Acos z)的对称轴、对称中心列方程求解,即ωx0+φ=kπ+或ωx0+φ=kπ(k∈Z).
提醒 注意ω<0时首先将其化为ω>0再求单调区间.
【跟踪训练】
 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(,0)对称,且在区间[0,)上具有单调性,求φ和ω的值.
题型三 匀速圆周运动的数学模型
【例3】 如图,一个水轮的半径为4 m,水轮圆心O距离水面2 m,已知水轮每分钟转动5圈,当水轮上一点P从水中浮现(图中点P0)时开始计算时间.
(1)将点P距离水面的高度z(m)表示为时间t(s)的函数;
(2)点P第一次到达最高点需要多长时间?
通性通法
  匀速圆周运动的数学模型一般都归结为正弦型或余弦型函数形式.此类问题的切入点是初始位置及其半径、周期的值,半径决定A,周期能确定ω,初始位置的不同对φ有影响,还要注意最大值、最小值与函数中参数的关系.
【跟踪训练】
 一个风车的半径为6 m,每12 min旋转一周,它的最低点P0离地面2 m,风车翼片的一个端点P从P0开始按逆时针方向旋转,则点P离地面的距离h(t)(m)与时间t(min)之间的函数关系式是(  )
A.h(t)=-6sin t+6
B.h(t)=-6cos t+6
C.h(t)=-6sin t+8
D.h(t)=-6cos t+8
1.若函数f(x)=2sin(ωx+φ),x∈R(其中ω>0,|φ|<)的最小正周期是π,且f(0)=,则(  )
A.ω=,φ= B.ω=,φ=
C.ω=2,φ= D.ω=2,φ=
2.函数y=Asin(ωx+φ)+k的部分图象如图,则A与最小正周期T分别是(  )
A.A=3,T= B.A=3,T=
C.A=,T= D.A=,T=
3.在函数y=2sin(ωx+φ)(ω>0)的一个周期上,当x=时,有最大值2,当x=时,有最小值-2,则ω=    .
4.如图为函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<)在一个周期内的图象,则函数f(x)的解析式为   .
第2课时 函数y=Asin(ωx+φ)图象与性质的应用
【典型例题·精研析】
【例1】 解:法一 由图象知A=3,
T=-=π,
∴ω==2,
∴y=3sin(2x+φ).
∵点在函数图象上,
∴0=3sin.
∴-×2+φ=2kπ(k∈Z),得φ=+2kπ(k∈Z).
∵|φ|<,∴φ=.
∴y=3sin.
法二 由图象知A=3.∵图象过点和,由“五点法”,
得解得
∴y=3sin.
跟踪训练
 y=5sin 解析:由题意知A=5,=,所以T==,所以ω=4,所以y=5sin(4x+φ).又因为图象经过点,所以=5sin φ,即sin φ=,所以φ=+2kπ(k∈Z)或φ=+2kπ(k∈Z),又因为0<φ<,所以φ=,所以这个函数的解析式为y=5sin.
【例2】 解:(1)函数f(x)的最小正周期T==π,
由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).
(2)令2x+=kπ+(k∈Z),则x=+(k∈Z),所以对称轴方程为x=+(k∈Z);
令2x+=kπ(k∈Z),则x=-(k∈Z),
所以对称中心为(-,)(k∈Z).
(3)当sin(2x+)=-1,即2x+=-+2kπ(k∈Z),x=-+kπ(k∈Z)时,f(x)取得最小值为,
此时x的取值集合是{x|x=-+kπ,k∈Z}.
跟踪训练
 解:∵f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0,0≤φ<π)是R上的偶函数,
∴φ=+kπ(k∈Z),
又∵0≤φ<π,∴φ=.
由f(x)的图象关于点M对称,可知sin(ω+)=0,
即ω+=kπ,k∈Z,解得ω=-,k∈Z.
又f(x)在[0,)上具有单调性,
∴T≥π,即≥π.
∴ω≤2,又ω>0,∴k=1时,ω=;k=2时,ω=2.
故φ=,ω=2或.
【例3】 解:(1)如图,建立直角坐标系,设角φ是以Ox为始边,OP0为终边的角,OP每秒钟所转过的弧度数为=.
又水轮的半径为4 m,圆心O距离水面2 m,
所以z=4sin+2.
当t=0时,z=0,得sin φ=-,即φ=-.
故所求的函数表达式为z=4sin(t-)+2.
(2)令z=4sin+2=6,
得sin=1.
取t-=,得t=4.
故点P第一次到达最高点需要4 s.
跟踪训练
 D 法一 设h(t)=Asin(ωt-)+B=-Acos ωt+B(A>0,ω>0),因为每12 min旋转一周,所以=12,得ω=,所以h(t)=-Acost+B,当t=0时,-A+B=2,①.当t=6时,A+B=14,②.由①②联立解得A=6,B=8,所以h(t)=-6cost+8,故选D.
法二 当t=0时,h(t)=2,排除选项A、B、C,故选D.
随堂检测
1.D ∵=π,∴ω=2.∵f(0)=,∴2sin φ=.∴sin φ=.∵|φ|<,∴φ=.
2.D 由题图可知A=(3-0)=,设周期为T,则T=-=,得T=.故选D.
3.2 解析:由题意得=-=,所以T=π,又T==π,解得ω=2.
4.f(x)=2sin 解析:由题图,知A=2,T=7-(-1)=8,所以ω===,所以f(x)=2sin.将点(-1,0)代入,得0=2sin(-+φ),所以-+φ=2kπ(k∈Z),即φ=+2kπ(k∈Z),因为|φ|<,所以φ=,所以f(x)=2sin.
2 / 3(共62张PPT)
第2课时 
函数y=Asin(ωx+φ)图象与性质的应用
目录
典型例题·精研析
01
知能演练·扣课标
02
典型例题·精研析
01
课堂互动 关键能力提升
题型一 由图象确定函数的解析式
【例1】 如图所示的是函数 y = A sin (ω x +φ)( A >0,ω>0,|
φ|< )的图象的一部分,求此函数的解析式.
解:法一 由图象知 A =3,
T = - =π,
∴ω= =2,
∴ y =3 sin (2 x +φ).
∵点 在函数图象上,
∴0=3 sin .
∴- ×2+φ=2 k π( k ∈Z),得φ= +2 k π( k ∈Z).
∵|φ|< ,∴φ= .
∴ y =3 sin .
法二 由图象知 A =3.∵图象过点 和 ,由“五点法”,
得解得∴ y =3 sin .
通性通法
  确定 y = A sin (ω x +φ)+ B ( A >0,ω>0)的解析式的步骤
(1)求 A , B ,确定函数的最大值 M 和最小值 m ,则 A = , B =

(2)求ω,确定函数的周期 T ,则ω= ;
(3)求φ,常用方法有以下2种:
①代入法:把图象上的一个已知点代入(此时要注意该点在
上升区间上还是在下降区间上)或把图象的最高点或最低点
代入;
②五点法:确定φ值时,往往以寻找“五点法”中的特殊点作为
突破口.
【跟踪训练】
已知函数 y = A sin (ω x +φ)( A >0,ω>0,0<φ< )的最小值是
-5,图象上相邻两个最高点与最低点的横坐标相差 ,且图象经过点
,则函数的解析式为    y =5 sin  .
y =5 sin  
解析:由题意知 A =5, = ,所以 T = = ,所以ω=4,所以 y
=5 sin (4 x +φ).又因为图象经过点 ,所以 =5 sin φ,即
sin φ= ,所以φ= +2 k π( k ∈Z)或φ= +2 k π( k ∈Z),又因
为0<φ< ,所以φ= ,所以这个函数的解析式为 y =5 sin .
题型二 函数 y = A sin (ω x +φ)的有关性质
【例2】 已知函数 f ( x )= sin (2 x + )+ .
(1)求 f ( x )的最小正周期及单调递增区间;
解: 函数 f ( x )的最小正周期 T = =π,
由2 k π- ≤2 x + ≤2 k π+ ( k ∈Z),
得 k π- ≤ x ≤ k π+ ( k ∈Z),
所以 f ( x )的单调递增区间为[ k π- , k π+ ]( k ∈Z).
(2)求 f ( x )的图象的对称轴方程和对称中心;
解: 令2 x + = k π+ ( k ∈Z),则 x = + ( k
∈Z),所以对称轴方程为 x = + ( k ∈Z);
令2 x + = k π( k ∈Z),则 x = - ( k ∈Z),
所以对称中心为( - , )( k ∈Z).
(3)求 f ( x )的最小值及取得最小值时 x 的取值集合.
解: 当 sin (2 x + )=-1,即2 x + =- +2 k π( k
∈Z), x =- + k π( k ∈Z)时, f ( x )取得最小值为 ,
此时 x 的取值集合是{ x | x =- + k π, k ∈Z}.
通性通法
  函数 y = A sin (ω x +φ)(或 y = A cos (ω x +φ))( A ≠0,
ω≠0)的性质
  首先将三角函数的和差形式转化为 y = A sin (ω x +φ)(或 y =
A cos (ω x +φ))的形式,然后再讨论性质.
(1)定义域:R;
(2)值域:[-| A |,| A |];
(3)奇偶性:函数 y = A sin (ω x +φ)(或 y = A cos (ω x +φ))
不一定具备奇偶性,要由φ的值确定;
(4)周期性: T = ;
(5)单调区间:可把ω x +φ看作一个整体,令 z =ω x +φ,通过 y =
A sin z ( y = A cos z )的单调区间解不等式求得;
(6)对称性:仍然以 y = A sin z ( y = A cos z )的对称轴、对称中心
列方程求解,即ω x0+φ= k π+ 或ω x0+φ= k π( k ∈Z).
提醒 注意ω<0时首先将其化为ω>0再求单调区间.
【跟踪训练】
 已知函数 f ( x )= sin (ω x +φ)(ω>0,0≤φ<π)是R上的偶
函数,其图象关于点 M ( ,0)对称,且在区间[0, )上具有单
调性,求φ和ω的值.
解:∵ f ( x )= sin (ω x +φ)(ω>0,0≤φ<π)是R上的偶函
数,∴φ= + k π( k ∈Z),
又∵0≤φ<π,∴φ= .
由 f ( x )的图象关于点 M 对称,可知 sin ( ω+ )=0,
即 ω+ = k π, k ∈Z,解得ω= - , k ∈Z.
又 f ( x )在[0, )上具有单调性,
∴ T ≥π,即 ≥π.
∴ω≤2,又ω>0,∴ k =1时,ω= ; k =2时,ω=2.
故φ= ,ω=2或 .
题型三 匀速圆周运动的数学模型
【例3】 如图,一个水轮的半径为4 m,水轮圆心 O 距离水面2 m,已知水轮每分钟转动5圈,当水轮上一点 P 从水中浮现(图中点 P0)时开始计算时间.
(1)将点 P 距离水面的高度 z (m)表示为时间
t (s)的函数;
解: 如图,建立直角坐标系,设角φ
是以 Ox 为始边, OP0为终边的角,
OP 每秒钟所转过的弧度数为 = .
又水轮的半径为4 m,圆心 O 距离水面2 m,
所以 z =4 sin +2.当 t =0时, z =0,得 sin φ=- ,即φ=- .故所求的函数表达式为 z =4 sin +2.
(2)点 P 第一次到达最高点需要多长时间?
解: 令 z =4 sin +2=6,
得 sin =1.
取 t - = ,得 t =4.
故点 P 第一次到达最高点需要4 s.
通性通法
  匀速圆周运动的数学模型一般都归结为正弦型或余弦型函数形
式.此类问题的切入点是初始位置及其半径、周期的值,半径决定
A ,周期能确定ω,初始位置的不同对φ有影响,还要注意最大值、最
小值与函数中参数的关系.
【跟踪训练】
 一个风车的半径为6 m,每12 min旋转一周,它的最低点 P0离地面2
m,风车翼片的一个端点 P 从 P0开始按逆时针方向旋转,则点 P 离地
面的距离 h ( t )(m)与时间 t (min)之间的函数关系式是(  )
解析:  法一 设 h ( t )= A sin (ω t - )+ B =- A cos ω t + B
( A >0,ω>0),因为每12 min旋转一周,所以 =12,得ω= ,
所以 h ( t )=- A cos t + B ,当 t =0时,- A + B =2,①.当 t =6
时, A + B =14,②.由①②联立解得 A =6, B =8,所以 h ( t )=-
6 cos t +8,故选D.
法二 当 t =0时, h ( t )=2,排除选项A、B、C,故选D.
1. 若函数 f ( x )=2 sin (ω x +φ), x ∈R(其中ω>0,|φ|<
)的最小正周期是π,且 f (0)= ,则(  )
解析:  ∵ =π,∴ω=2.∵ f (0)= ,∴2 sin φ= .
∴ sin φ= .∵|φ|< ,∴φ= .
2. 函数 y = A sin (ω x +φ)+ k 的部分图象如图,则 A 与最小正周期
T 分别是(  )
解析:  由题图可知 A = (3-0)= ,设周期为 T ,则 T =
- = ,得 T = .故选D.
3. 在函数 y =2 sin (ω x +φ)(ω>0)的一个周期上,当 x = 时,
有最大值2,当 x = 时,有最小值-2,则ω= .
解析:由题意得 = - = ,所以 T =π,又 T = =π,解得ω
=2.
2 
4. 如图为函数 f ( x )= A sin (ω x +φ)( A >0,ω>0,|φ|<
)在一个周期内的图象,则函数 f ( x )的解析式为
.
f ( x )=2
sin  
解析:由题图,知 A =2, T =7-(-1)=8,所以ω= = =
,所以 f ( x )=2 sin .将点(-1,0)代入,得0=2 sin
,所以- +φ=2 k π( k ∈Z),即φ= +2 k π( k
∈Z),因为|φ|< ,所以φ= ,所以 f ( x )=2 sin .
知能演练·扣课标
02
课后巩固 核心素养落地
1. 已知函数 y = sin (ω x +φ) 的部分图象如图所
示,则(  )
解析:  依题意得 T = =4× =π,所以ω=2.又 sin
= sin =1,所以 +φ= +2 k π, k ∈Z,所
以φ=- +2 k π, k ∈Z,由|φ|< ,得φ=- .故选D.
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2. 将函数 y = sin x 的图象向左平移 个单位长度,得到函数 y = f
( x )的图象,则下列说法正确的是(  )
A. y = f ( x )是奇函数
B. y = f ( x )的最小正周期为π
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解析:  函数 y = sin x 的图象向左平移 个单位长度后,得
到函数 f ( x )= sin = cos x 的图象, f ( x )= cos x
为偶函数,最小正周期为2π,故A、B错误;由 f = cos =
0,知 f ( x )= cos x 的图象不关于直线 x = 对称,故C错
误;由 f = cos =0,知 f ( x )= cos x 的图象关于
点 对称,故D正确.
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3. 函数 f ( x )= sin (2 x +φ) 的图象向左平移 个
单位长度后,所得到的图象关于原点对称,则φ=(  )
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解析:  函数 f ( x )= sin (2 x +φ) 的图象向
左平移 个单位长度后,得到函数 y = sin (2 x + +φ)
的图象.由于平移后的图象关于原点对称,∴ +φ= k
π( k ∈Z),由|φ|< 得φ=- .
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4. 已知函数 f ( x )=2 sin (ω x +φ)(ω>0,|φ|<π)的部分图象如图所示,则函数 f ( x )的解析式为(  )
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解析:  由题图知, f ( x )的最小正周期 T =2[ - ]
=π,所以ω= =2,所以 f ( x )=2 sin (2 x +φ),将
代入,得2× +φ=2 k π( k ∈Z),结合|φ|<
π,解得φ= ,所以 f ( x )=2 sin ,故选C.
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5. (多选)已知函数 f ( x )= A sin ω x ( A >0,ω>0)与 g ( x )=
cos ω x 的部分图象如图所示,则(  )
A. A =1 B. A =2
解析:  由题图可得过点(0,1)的图象对应的函数解析式为 g
( x )= cos ω x ,即 =1, A =2.过原点的图象对应的函数解析
式为 f ( x )= A sin ω x .由 f ( x )的图象可知, T = =1.5×4,
可得ω= .
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6. (多选)已知函数 f ( x )=2 sin ,把函数 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,关于函数
g ( x ),下列说法不正确的是(  )
A. 函数 g ( x )是奇函数
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解析:  依题意得 g ( x )= f =2 sin =2 cos
2 x . g ( x )是偶函数,A错误;又 g =2 cos =0≠±2,
B错误;由0≤ x ≤ 得0≤2 x ≤ ,从而-1≤2 cos 2 x ≤2,C正
确;由 ≤ x ≤ 得 ≤2 x ≤π,因此 g ( x )在 上单调递
减,D错误.故选A、B、D.
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7. 如图所示为函数 f ( x )=2 sin (ω x +φ)(ω>0, ≤φ≤π)的
部分图象,其中 A , B 两点之间的距离为5,那么 f (1)= .
-1 
解析:由| AB |=5得 =5,解得 T
=6.由 T = ,ω>0得ω= .又当 x =0时,
f ( x )=1,即2 sin =1,∴ sin φ=
,又∵ ≤φ≤π,∴φ= ,∴ f ( x )=2 sin ,因此, f (1)=2 sin =2 sin =2× =-1.
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8. 若 f ( x )= cos (2 x + +φ)(|φ|< )是奇函数,则φ
= .
解析:由题意可知 +φ= + k π, k ∈Z,即φ= + k π, k ∈Z.
又|φ|< ,故当 k =0时,得φ= .
 
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解析:由图象可得 A = ,周期为4×( - )=π,所以ω=
2,将( ,- )代入得2× +φ=2 k π+ , k ∈Z,即φ=2
k π+ , k ∈Z,所以 f (0)= sin φ= sin = .
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10. 已知函数 f ( x )= A sin (ω x +φ)+ b ( A >0,ω>0,|φ|<
)的图象如图所示.
(1)求出函数 f ( x )的解析式;
解: 由图象得解得
又 =2π,∴ T =4π,∴ω= = ,
由 f ( )=6,得 +φ=2 k π+ , k ∈Z,
即φ= +2 k π, k ∈Z. 又|φ|< ,∴φ= ,
综上, f ( x )=4 sin ( x + )+2.
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(2)若将函数 f ( x )的图象向右平移 个单位长度,再把所有点
的横坐标变为原来的 (纵坐标不变),得到函数 y = g
( x )的图象,求出函数 y = g ( x )的单调递增区间及对称
中心.
解: 根据题意可得 g ( x )=4 sin
(2 x + )+2,
由2 k π- ≤2 x + ≤2 k π+ , k ∈Z,得
函数 g ( x )的单调递增区间为[ k π- , k π+ ], k ∈Z.
令2 x + = k π, k ∈Z,得 x = - , k ∈Z,
∴对称中心为( - ,2), k ∈Z.
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11. 已知函数 f ( x )=2 sin ,将 f ( x )图象上所有点的横坐
标变为原来的2倍(纵坐标不变),再向左平移1个单位长度,所
得图象对应的函数为 g ( x ),若函数 g ( x )的图象在 P , Q 两
处的切线都与 x 轴平行,则| PQ |的最小值为(  )
B. 4 C. 4π
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解析: 由题意知, g ( x )=2 sin
[ ( x +1)+ ]=2 sin
,其最大值为2,周期 T = =4,
作出其图象如图所示,由图可知,| PQ |取到的最小值可能为| PQ1|,| PQ2|.因为| PQ1|= =2 ,| PQ2|=4,2 >4,所以| PQ |的最小值为4,故选B.
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12. 若函数 f ( x )= sin x + cos x -2 sin x cos x +1- a 在[- ,-
]上有零点,则实数 a 的取值范围为(  )
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解析:  ∵函数 f ( x )= sin x + cos x -2 sin x cos x +1- a 在
[- ,- ]上有零点,∴方程 a -1= sin x + cos x -2 sin x cos
x 在[- ,- ]上有解,设 t = sin x + cos x = sin ( x +
),∵ x ∈[- ,- ],∴ x + ∈[- ,0],∴ t ∈[-
,0],∵ t2=1+2 sin x cos x ,∴ y = sin x + cos x -2 sin x cos x
= t - t2+1=-( t - )2+ , t ∈[- ,0],当 t =0时, y 取
得最大值1;当 t =- 时, y 取得最小值- -1,故可得-
-1≤ a -1≤1,∴- ≤ a ≤2.
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13. 同时具有性质“①最小正周期是π;②图象关于直线 x = 对称;
③在[- , ]上单调递增”的一个函数是
.
y = sin (2 x -
)(答案不唯一) 
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解析:设 y = A sin (ω x +φ)( A >0,ω>0),由①知 T =π=
,ω=2,由②③知当 x = 时, f ( x )取最大值,故 y = A sin
( +φ)= A ,所以 +φ= +2 k π, k ∈Z,φ=- +2 k π,
k ∈Z,φ可取- ,此时 y = A sin (2 x - ).故函数可为 y = sin
(2 x - ).
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14. 现给出以下三个条件:① f ( x )的图象与 x 轴的交点中,相邻两
个交点之间的距离为 ;② f ( x )的图象上的一个最低点为 A
;③ f (0)=1.
请从上述三个条件中任选两个,补充到下面试题中的横线上,并
解答该试题.
已知函数 f ( x )=2 sin (ω x +φ)(0<ω<5,0<φ< ),满
足   ,   .
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(1)求 f ( x )的解析式;
解:( 选择①②.
由已知得 T = =2× =π,所以ω=2,
即 f ( x )=2 sin (2 x +φ).
将 A 代入 f ( x ),得2 sin =-2,
解得φ= +2 k π, k ∈Z,
又0<φ< ,所以φ= ,
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所以 f ( x )=2 sin .
选择①③.
由已知得 T = =2× =π,所以ω=2.
从而 f ( x )=2 sin (2 x +φ).
又 f (0)=2 sin φ=1,所以 sin φ= .
因为0<φ< ,所以φ= ,
所以 f ( x )=2 sin .
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选择②③.
由 f (0)=2 sin φ=1,得 sin φ= .
又0<φ< ,所以φ= ,
将 A 代入 f ( x ),得2 sin =-2,
解得ω=2+3 k , k ∈Z,
又0<ω<5,所以ω=2,
所以 f ( x )=2 sin .
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(2)将 f ( x )的图象向左平移 个单位长度,得到 g ( x )的图
象.求函数 y = f ( x ) g ( x )-1的单调递增区间.
注:如果选择多组条件分别解答,则按第一个解答计分.
解: 由题知 g ( x )=2 sin =2 sin (2 x
+ )=2 cos 2 x ,
所以 y = f ( x ) g ( x )-1=4 sin cos 2 x -1=2
sin 2 x cos 2 x +2 cos 22 x -1= sin 4 x + cos 4 x =2 sin
.令- +2 k π≤4 x + ≤ +2 k π, k ∈Z,
得- + ≤ x ≤ + , k ∈Z,所以函数 y = f ( x ) g ( x )-1的单调递增区间为 , k ∈Z.
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15. (多选)函数 f ( x )= A sin (ω x +φ)( A >0,ω>0,0<φ<
π)的部分图象如图中实线所示,图中圆 C 与 f ( x )的图象交于
M , N 两点,且 M 在 y 轴上,则下列说法中正确的是(  )
B. 函数 f ( x )的最小正周期是π
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解析:  由图知点 C 的横坐标为 ,所以 f ( x )的最小正周
期 T =2 =π,故B正确;所以ω= =2,又 f =
0,由“五点法”可得2× +φ=0,所以φ= ,因此 f ( x )
= A sin (2 x + ),由 x ∈ ,可得2 x + ∈
,所以函数 f ( x )在(- ,- )上不单调,故A
错误;
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函数 f ( x )的图象向左平移 个单位长度后,得到函数 y = A sin (2
x + )= A cos 2 x ,对称轴为2 x = k π, k ∈Z,即 x = , k ∈Z,故
关于直线 x = 对称,故C正确;若圆 C 的半径为 ,则 A =
,所以 A = ,函数 f ( x )的解析式为 f ( x )=
sin (2 x + ),故D正确.故选B、C、D.
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16. 已知函数 f ( x )= sin (2ω x - )-4 sin 2ω x +2(ω>0),其
图象与 x 轴的两个相邻交点的距离为 .
(1)求函数 f ( x )的解析式;
解: f ( x )= sin (2ω x - )-4 sin 2ω x +2
= sin 2ω x - cos 2ω x -4× +2
= sin 2ω x + cos 2ω x
= sin (2ω x + ),
∵ = ,∴ T =π,∴ T = =π,解得ω=1,
∴ f ( x )= sin (2 x + ).
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(2)若将 f ( x )的图象向左平移 m ( m >0)个单位长度得到的
函数 g ( x )的图象恰好经过点(- ,0),求当 m 取得最
小值时, g ( x )在[- , ]上的单调区间.
解: 将 f ( x )的图象向左平移 m ( m >0)个单位
长度得到 g ( x )的图象,
∴ g ( x )= sin (2 x +2 m + ),
∵函数 g ( x )的图象经过点(- ,0),
∴ sin [2×(- )+2 m + ]=0,
即 sin (2 m - )=0,
∴2 m - = k π, k ∈Z,∴ m = π+ , k ∈Z,
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∵ m >0,∴当 k =0时, m 取得最小值 ,
此时, g ( x )= sin (2 x + ).
令- ≤ x ≤ ,则 ≤2 x + ≤ ,
当 ≤2 x + ≤ 或 ≤2 x + ≤ ,
即当- ≤ x ≤- 或 ≤ x ≤ 时,函数 g ( x )单
调递增;
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当 ≤2 x + ≤ ,即- ≤ x ≤ 时,函数 g ( x )
单调递减,
∴ g ( x )在[- , ]上的单调递增区间为[- ,
- ],[ , ];单调递减区间为[- , ].
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谢 谢 观 看!第2课时 函数y=Asin(ωx+φ)图象与性质的应用
1.已知函数y=sin(ωx+φ)的部分图象如图所示,则(  )
A.ω=1,φ= B.ω=1,φ=-
C.ω=2,φ= D.ω=2,φ=-
2.将函数y=sin x的图象向左平移个单位长度,得到函数y=f(x)的图象,则下列说法正确的是(  )
A.y=f(x)是奇函数
B.y=f(x)的最小正周期为π
C.y=f(x)的图象关于直线x=对称
D.y=f(x)的图象关于点对称
3.函数f(x)=sin(2x+φ)的图象向左平移个单位长度后,所得到的图象关于原点对称,则φ=(  )
A.   B.- C.   D.-
4.已知函数f(x)=2sin(ωx+φ)(ω>0,|φ|<π)的部分图象如图所示,则函数f(x)的解析式为(  )
A.f(x)=2sin
B.f(x)=2sin
C.f(x)=2sin
D.f(x)=2sin
5.(多选)已知函数f(x)=Asin ωx(A>0,ω>0)与g(x)=cos ωx的部分图象如图所示,则(  )
A.A=1 B.A=2
C.ω= D.ω=
6.(多选)已知函数f(x)=2sin,把函数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,关于函数g(x),下列说法不正确的是(  )
A.函数g(x)是奇函数
B.函数g(x)的图象关于直线x=-对称
C.当x∈时,函数g(x)的值域是[-1,2]
D.函数g(x)在上单调递增
7.如图所示为函数f(x)=2sin(ωx+φ)(ω>0,≤φ≤π)的部分图象,其中A,B两点之间的距离为5,那么f(1)=    .
8.若f(x)=cos(2x++φ)(|φ|<)是奇函数,则φ=    .
9.函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A,ω,φ为常数,A>0,ω>0)的部分图象如图所示,则f(0)=    .
10.已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)+b(A>0,ω>0,|φ|<)的图象如图所示.
(1)求出函数f(x)的解析式;
(2)若将函数f(x)的图象向右平移个单位长度,再把所有点的横坐标变为原来的(纵坐标不变),得到函数y=g(x)的图象,求出函数y=g(x)的单调递增区间及对称中心.
11.已知函数f(x)=2sin,将f(x)图象上所有点的横坐标变为原来的2倍(纵坐标不变),再向左平移1个单位长度,所得图象对应的函数为g(x),若函数g(x)的图象在P,Q两处的切线都与x轴平行,则|PQ|的最小值为(  )
A.   B.4 C.4π  D.2
12.若函数f(x)=sin x+cos x-2sin xcos x+1-a在[-,-]上有零点,则实数a的取值范围为(  )
A.[-,2] B.[-,]
C.[-2,] D.[,]
13.同时具有性质“①最小正周期是π;②图象关于直线x=对称;③在[-,]上单调递增”的一个函数是    .
14.现给出以下三个条件:①f(x)的图象与x轴的交点中,相邻两个交点之间的距离为;②f(x)的图象上的一个最低点为A;③f(0)=1.
请从上述三个条件中任选两个,补充到下面试题中的横线上,并解答该试题.
已知函数f(x)=2sin(ωx+φ)(0<ω<5,0<φ<),满足    ,    .
(1)求f(x)的解析式;
(2)将f(x)的图象向左平移个单位长度,得到g(x)的图象.求函数y=f(x)g(x)-1的单调递增区间.
注:如果选择多组条件分别解答,则按第一个解答计分.
15.(多选)函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,0<φ<π)的部分图象如图中实线所示,图中圆C与f(x)的图象交于M,N两点,且M在y轴上,则下列说法中正确的是(  )
A.函数f(x)在上单调递减
B.函数f(x)的最小正周期是π
C.函数f(x)的图象向左平移个单位长度后关于直线x=对称
D.若圆C的半径为,则函数f(x)的解析式为f(x)=sin
16.已知函数f(x)=sin(2ωx-)-4sin2ωx+2(ω>0),其图象与x轴的两个相邻交点的距离为.
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)若将f(x)的图象向左平移m(m>0)个单位长度得到的函数g(x)的图象恰好经过点(-,0),求当m取得最小值时,g(x)在[-,]上的单调区间.
第2课时 函数y=Asin(ωx+φ)图象与性质的应用
1.D 依题意得T==4×=π,所以ω=2.又sin=sin(+φ)=1,所以+φ=+2kπ,k∈Z,所以φ=-+2kπ,k∈Z,由|φ|<,得φ=-.故选D.
2.D 函数y=sin x的图象向左平移个单位长度后,得到函数f(x)=sin(x+)=cos x的图象,f(x)=cos x为偶函数,最小正周期为2π,故A、B错误;由f=cos =0,知f(x)=cos x的图象不关于直线x=对称,故C错误;由f=cos=0,知f(x)=cos x的图象关于点对称,故D正确.
3.D 函数f(x)=sin(2x+φ)的图象向左平移个单位长度后,得到函数y=sin(2x++φ)的图象.由于平移后的图象关于原点对称,∴+φ=kπ(k∈Z),由|φ|<得φ=-.
4.C 由题图知,f(x)的最小正周期T=2[-]=π,所以ω==2,所以f(x)=2sin(2x+φ),将代入,得2×+φ=2kπ(k∈Z),结合|φ|<π,解得φ=,所以f(x)=2sin,故选C.
5.BC 由题图可得过点(0,1)的图象对应的函数解析式为g(x)=cos ωx,即=1,A=2.过原点的图象对应的函数解析式为f(x)=Asin ωx.由f(x)的图象可知,T==1.5×4,可得ω=.
6.ABD 依题意得g(x)=f=2sin=2cos 2x.g(x)是偶函数,A错误;又g=2cos=0≠±2,B错误;由0≤x≤得0≤2x≤,从而-1≤2cos 2x≤2,C正确;由≤x≤得≤2x≤π,因此g(x)在上单调递减,D错误.故选A、B、D.
7.-1 解析:由|AB|=5得=5,解得T=6.由T=,ω>0得ω=.又当x=0时,f(x)=1,即2sin=1,∴sin φ=,又∵≤φ≤π,∴φ=,∴f(x)=2sin,因此,f(1)=2sin=2sin=2×=-1.
8. 解析:由题意可知+φ=+kπ,k∈Z,即φ=+kπ,k∈Z.又|φ|<,故当k=0时,得φ=.
9. 解析:由图象可得A=,周期为4×(-)=π,所以ω=2,将(,-)代入得2×+φ=2kπ+,k∈Z,即φ=2kπ+,k∈Z,所以f(0)=sin φ=sin =.
10.解:(1)由图象得解得
又=2π,∴T=4π,∴ω==,
由f()=6,得+φ=2kπ+,k∈Z,
即φ=+2kπ,k∈Z.
又|φ|<,
∴φ=,
综上,f(x)=4sin(x+)+2.
(2)根据题意可得g(x)=4sin(2x+)+2,
由2kπ-≤2x+≤2kπ+,k∈Z,得函数g(x)的单调递增区间为[kπ-,kπ+],k∈Z.
令2x+=kπ,k∈Z,得x=-,k∈Z,
∴对称中心为(-,2),k∈Z.
11.B 由题意知,g(x)=2sin[(x+1)+]=2sin,其最大值为2,周期T==4,作出其图象如图所示,由图可知,|PQ|取到的最小值可能为|PQ1|,|PQ2|.因为|PQ1|==2,|PQ2|=4,2>4,所以|PQ|的最小值为4,故选B.
12.A ∵函数f(x)=sin x+cos x-2sin xcos x+1-a在[-,-]上有零点,∴方程a-1=sin x+cos x-2sin xcos x在[-,-]上有解,设t=sin x+cos x=sin(x+),∵x∈[-,-],∴x+∈[-,0],∴t∈[-,0],∵t2=1+2sin xcos x,∴y=sin x+cos x-2sin xcos x=t-t2+1=-(t-)2+,t∈[-,0],当t=0时,y取得最大值1;当t=-时,y取得最小值--1,故可得--1≤a-1≤1,∴-≤a≤2.
13.y=sin(2x-)(答案不唯一)
解析:设y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0),由①知T=π=,ω=2,由②③知当x=时,f(x)取最大值,故y=Asin(+φ)=A,所以+φ=+2kπ,k∈Z,φ=-+2kπ,k∈Z,φ可取-,此时y=Asin(2x-).故函数可为y=sin(2x-).
14.解:(1)选择①②.
由已知得T==2×=π,所以ω=2,
即f(x)=2sin(2x+φ).
将A代入f(x),
得2sin=-2,
解得φ=+2kπ,k∈Z,
又0<φ<,所以φ=,
所以f(x)=2sin.
选择①③.
由已知得T==2×=π,所以ω=2.
从而f(x)=2sin(2x+φ).
又f(0)=2sin φ=1,所以sin φ=.
因为0<φ<,所以φ=,
所以f(x)=2sin.
选择②③.
由f(0)=2sin φ=1,得sin φ=.
又0<φ<,所以φ=,
将A代入f(x),
得2sin=-2,
解得ω=2+3k,k∈Z,
又0<ω<5,所以ω=2,
所以f(x)=2sin.
(2)由题知g(x)=2sin[2(x+)+]=2sin(2x+)=2cos 2x,
所以y=f(x)g(x)-1=4sin(2x+)·cos 2x-1=2sin 2xcos 2x+2cos22x-1=sin 4x+cos 4x=2sin.
令-+2kπ≤4x+≤+2kπ,k∈Z,
得-+≤x≤+,k∈Z,
所以函数y=f(x)g(x)-1的单调递增区间为,k∈Z.
15.BCD 由图知点C的横坐标为,所以f(x)的最小正周期T=2[-(-)]=π,故B正确;所以ω==2,又f=0,由“五点法”可得2×+φ=0,所以φ=,因此f(x)=Asin(2x+),由x∈(-,-),可得2x+∈,所以函数f(x)在(-,-)上不单调,故A错误;函数f(x)的图象向左平移个单位长度后,得到函数y=Asin(2x+)=Acos 2x,对称轴为2x=kπ,k∈Z,即x=,k∈Z,故关于直线x=对称,故C正确;若圆C的半径为,则A=,所以A=,函数f(x)的解析式为f(x)=sin(2x+),故D正确.故选B、C、D.
16.解:(1)f(x)=sin(2ωx-)-4sin2ωx+2
=sin 2ωx-cos 2ωx-4×+2
=sin 2ωx+cos 2ωx
=sin(2ωx+),
∵=,∴T=π,∴T==π,解得ω=1,
∴f(x)=sin(2x+).
(2)将f(x)的图象向左平移m(m>0)个单位长度得到g(x)的图象,
∴g(x)=sin(2x+2m+),
∵函数g(x)的图象经过点(-,0),
∴sin[2×(-)+2m+]=0,
即sin(2m-)=0,
∴2m-=kπ,k∈Z,∴m=π+,k∈Z,
∵m>0,∴当k=0时,m取得最小值,
此时,g(x)=sin(2x+).
令-≤x≤,则≤2x+≤,
当≤2x+≤或≤2x+≤,
即当-≤x≤-或≤x≤时,函数g(x)单调递增;
当≤2x+≤,即-≤x≤时,函数g(x)单调递减,
∴g(x)在[-,]上的单调递增区间为[-,-],[,];单调递减区间为[-,].
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