资源简介 第2课时 函数y=A sin (ωx+φ)的图象及性质的应用学习任务 核心素养1.会用“五点法”画函数y=A sin (ωx+φ)的图象.(重点) 2.能够根据y=A sin (ωx+φ)的图象确定其解析式.(易错点) 3.掌握函数y=A sin (ωx+φ)的性质,能够利用性质解决相关问题.(重点) 1.通过“五点法”作函数的图象,培养直观想象的素养. 2.借助函数图象求解析式,培养直观想象及数学运算的素养.类型1 “五点法”作函数y=A sin (ωx+φ)的图象【例1】 已知函数y=sin ,x∈R.(1)用“五点法”作出它在一个周期内的简图;(2)该函数的图象可由y=sin x(x∈R)的图象经过怎样的平移和伸缩变换得到?[解] (1)列表:2x+ 0 π 2πx -y=sin 0 0 - 0描点、连线,如图所示.(2)函数y=sin x的图象向左平移个单位长度,得到函数y=sin 的图象,再保持纵坐标不变,把横坐标缩短为原来的,得到函数y=sin 的图象,再保持横坐标不变,把纵坐标缩短为原来的,得到函数y=sin 的图象. 1.“五点法”作图的实质利用“五点法”作函数f (x)=A sin (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)=A sin (ωx+φ)图象的步骤第一步:列表.ωx+φ 0 π 2πx -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.[跟进训练]1.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.[解] f (x)=cos ,列表如下.2x- - 0 π π πx 0 π π π πf (x) 1 0 -1 0图象如图.类型2 求三角函数的解析式【例2】 如图是函数y=A sin (ωx+φ)的图象的一部分,求此函数的解析式.借助函数图象你能发现哪些信息?参数A,ω,φ的求解分别与哪些信息相关?[解] 法一(逐一定参法):由题干图象知A=3, T==π,∴ω==2,∴y=3sin (2x+φ).∵点在函数图象上,∴-×2+φ=0+2kπ,k∈Z,又|φ|<,∴φ=,∴y=3sin .法二(五点对应法):由题干图象知A=3.∵图象过点和,∴解得∴y=3sin .法三(图象变换法):由A=3,T=π,点在图象上,可知函数图象由y=3sin 2x向左平移个单位长度而得,∴y=3sin ,即y=3sin . 给出y=A sin (ωx+φ)的图象的一部分,确定A,ω,φ的方法(1)逐一定参法:如果从图象可直接确定A和ω,则选取“五点法”中的“第一零点”的数据代入“ωx+φ=0”(要注意正确判断哪一点是“第一零点”)求得φ或选取最大值点时代入公式ωx+φ=+2kπ,k∈Z,选取最小值点时代入公式ωx+φ=+2kπ,k∈Z.(2) 五点对应法:将若干特殊点代入函数式,可以求得相关待定系数A,ω,φ.这里需要注意的是,要认清所选择的点属于五个点中的哪一点,并能正确代入列式.(3)图象变换法:运用逆向思维的方法,先确定函数的基本解析式y=A sin ωx,再根据图象平移、伸缩规律确定相关的参数.[跟进训练]2.(1)已知函数f (x)=A cos (ωx+φ)+B的部分图象如图所示,则函数f (x)的解析式为( )A.y=2cos +4B.y=2cos +4C.y=4cos +2D.y=4cos +2(2)已知函数f (x)=A sin (ωx+φ),x∈R的图象与x轴的交点中,相邻两个交点的距离为,且图象上一个最低点为M,求f (x)的解析式.(1)A [由函数f (x)的最大值和最小值得A+B=6,-A+B=2,所以A=2,B=4,函数f (x)的周期为×4=4π,又ω>0,所以ω=,又因为点在函数f (x)的图象上,所以6=2cos +4,所以cos =1,所以+φ=2kπ,k∈Z,所以φ=2kπ-,k∈Z,又|φ|<,所以φ=-,所以f (x)=2cos +4.](2)[解] 由最低点M,得A=2.在x轴上两相邻交点之间的距离为,故=,即T=π,ω===2.由点M在函数图象上得2sin =-2,即sin =-1,故+φ=2kπ-(k∈Z),∴φ=2kπ-(k∈Z).又φ∈,∴φ=.故f (x)=2sin .类型3 函数y=A sin (ωx+φ)性质的综合应用【例3】 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.[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sin φ=±1,得φ=kπ+,k∈Z.又0≤φ<π,∴φ=.由f (x)的图象关于点M对称,可知sin =0,解得ω=k-,k∈Z.又f (x)在上是单调函数,∴T≥π,即≥π,∴0<ω≤2,∴当k=1时,ω=;当k=2时,ω=2.综上,φ=,ω=或2.[母题探究]将本例中“偶”改为“奇”,“其图象关于点M对称,且在区间上是单调函数”改为“在区间上单调递增”,试求ω的最大值.[解] 因为f (x)是奇函数,所以f (0)=sin φ=0,又0≤φ<π,所以φ=0.因为f (x)=sin ωx在上单调递增.所以 ,于是,解得0<ω≤,所以ω的最大值为. 研究函数y=A sin (ωx+φ)性质的基本策略(1)首先将所给函数的解析式转化为y=A sin (ωx+φ)的形式.(2)熟记正弦函数y=sin x的图象与基本性质.(3)充分利用整体代换思想解决问题.(4)熟记有关函数y=A sin (ωx+φ)的奇偶性、对称性、单调性的重要结论.[跟进训练]3.(多选题)已知函数f (x)=sin ,以下命题中为真命题的是( )A.函数f (x)的图象关于直线x=对称B.x=-是函数f (x)的一个零点C.函数f (x)的图象可由g(x)=sin 2x的图象向左平移个单位长度得到D.函数f (x)在上单调递增ABD [令2x+=kπ+(k∈Z),当k=0时,x=,即函数f (x)的图象关于直线x=对称,选项A正确;令2x+=kπ(k∈Z),当k=0时,x=-,即x=-是函数f (x)的一个零点,选项B正确;2x+=2,故函数f (x)的图象可由g(x)=sin 2x的图象向左平移个单位长度得到,选项C错误;若x∈,则2x+∈,故f (x)在上单调递增,选项D正确.故选ABD.]1.已知函数f (x)=A sin (A>0)在它的一个最小正周期内的图象上,最高点与最低点的距离是5,则A等于( )A.1 B.2C.4 D.8B [函数f (x)=A sin (A>0)的周期T===6.∵函数f (x)=A sin (A>0)在它的一个最小正周期内的图象上,最高点与最低点的距离是5,∴=,∴A=2,故选B.]2.已知函数y=A sin (ωx+φ)+B的一部分图象如图所示,如果A>0,ω>0,|φ|<,则( )A.A=4 B.ω=1C.φ= D.B=4C [由题干图象可知,A=2,B=2,T==,T=π,ω=2.因为2×+φ=,所以φ=,故选C.]3.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( )A.y=sin B.y=cosC.y=sin D.y=cosC [由(1)知T=π=,ω=2,排除A.由(2)(3)知x=时,f (x)取得最大值,验证知只有C符合要求.]4.(教材P195练习T3改编)某同学用“五点法”画函数y=A sin (ωx+φ)在一个周期内的简图时,列表如下:ωx+φ 0 π 2πxy 0 2 0 -2 0则根据表格可得出A=________,ω=__________,φ=__________.2 3 - [由表格得A=2,T=π-=,∴ω=3,∴ωx+φ=3x+φ.∵当x=时,3x+φ=+φ=0,且|φ|<,∴φ=-.]5.已知函数f (x)=sin (2x+φ)(-π<φ<0)图象的一条对称轴是直线x=,则φ的值为__________.-π [由题意知2×+φ=+kπ,k∈Z,所以φ=+kπ,k∈Z,又-π<φ<0,所以φ=-π.]回顾本节知识,自我完成以下问题:1.求函数y=A sin (ωx+φ)的解析式中的“φ”的方法有哪些?[提示] 逐一定参法;五点对应法;图象变换法.2.在研究函数y=A sin (ωx+φ)(A>0,ω>0)性质时,常采用什么方法?[提示] 采用“换元”法整体代换,将(ωx+φ)看作一个整体,可令“z=ωx+φ”,借助y=A sin z的性质求解.课时分层作业(四十九) 函数y=A sin (ωx+φ)的图象及性质的应用一、选择题1.若函数y=sin (ωx+φ)(ω>0)的部分图象如图,则ω=( )A.5 B.4 C.3 D.2B [由函数的图象可得==-x0=,解得ω=4.]2.若函数f (x)=2sin (ωx+φ),x∈R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=D [∵=π,∴ω=2.∵f (0)=,∴2sin φ=,∴sin φ=.∵|φ|<,∴φ=.]3.把函数y=sin 的图象向左平移个单位长度,所得到的图象对应的函数是( )A.奇函数 B.偶函数C.既是奇函数也是偶函数 D.非奇非偶函数A [y=sin =sin 的图象向左平移个单位长度后所得图象对应的函数解析式为y=sin =sin 2x,为奇函数.]4.(多选题)若函数f (x)=3sin (ωx+φ)对任意x有f =f ,则f 等于( )A.-3 B.-1C.0 D.3AD [由于函数f (x)=3sin (ωx+φ)对任意x都有f =f ,则函数f (x)的图象关于直线x=对称,则f 是函数f (x)的最大值或最小值,则f =-3或3.]5.函数f (x)=cos (2x+φ)的图象向右平移个单位长度后得到的函数是奇函数,则关于函数f (x)的图象,下列说法正确的是( )A.关于点对称B.关于直线x=-对称C.关于点对称D.关于直线x=对称D [将函数f (x)=cos (2x+φ)的图象向右平移个单位长度后,可得y=cos 的图象,根据得到的函数是奇函数,可得-+φ=kπ+,k∈Z,又|φ|<,所以φ=-,所以f (x)=cos .令x=-,求得f (x)=cos =-,故A错误.令x=-,求得f (x)=cos =0,故B错误.令x=,求得f (x)=cos 0=1,为函数的最大值,故C错误,D正确.]二、填空题6.已知函数y=2sin (ωx+φ)在一个周期内,当x=时有最大值2,当x=时有最小值-2,则ω=________,φ=________.2 [由题意知,T=2×=π,所以ω==2.又因为当x=时有最大值2,f =2sin =2sin =2,所以+φ=+2kπ,k∈Z,且|φ|≤,所以φ=.]7.函数f (x)=A sin (ωx+φ)(A,ω,φ为常数,A>0,ω>0)的部分图象如图所示,则f (0)=__________. [由题干图象可得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 =.]8.某同学利用描点法画函数y=A sin (ωx+φ)的图象,列出的部分数据如下表:x 0 1 2 3 4y 1 0 1 -1 -2经检查,发现表格中恰有一组数据计算错误,请你根据上述信息推断函数y=A sin (ωx+φ)的解析式应是________.y=2sin [在平面直角坐标系中描出这五个点,如图所示.根据函数图象的大致走势,可知点(1,0)不符合题意;又因为0因为函数图象过点(0,1),所以2sin φ=1,又因为-<φ<,所以φ=,由(0,1),(2,1)关于直线x=1对称,知x=1时函数取得最大值2,因此函数的最小正周期为6.所以ω=.所以y=2sin .]三、解答题9.已知f (x)=sin (2x-φ)-1(0<φ<π)的一个零点是.(1)求f (x)的最小正周期;(2)当x∈时,求函数的最大值以及最小值.[解] (1)依题意有f =0,所以sin -1=0.因此cos φ=.又因为0<φ<π,所以φ=.故f (x)=sin -1,其最小正周期T==π.(2)由x∈,得2x-∈,则sin ∈,所以--1≤sin -1≤-1,所以函数y=f (x)的最大值为-1,最小值为--1.10.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;(2)试问f (x)是由g(x)=sin x经过怎样的变换得到?[解] (1)列表如下:2x- 0 π 2πxf (x) 0 1 0 -1 0描点连线,图象如图所示.(2)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,即可得到f (x)的图象.11.设函数f (x)=cos 在[-π,π]的图象大致如图,则f (x)的最小正周期为( )A.C.C [由题图知,f =0,∴-ω+=+kπ(k∈Z),解得ω=-(k∈Z).设f (x)的最小正周期为T,易知T<2π<2T,∴<2π<,∴1<|ω|<2,当且仅当k=-1时,符合题意,此时ω=,∴T==.故选C.]12.(多选题)已知函数f (x)=A sin (ωx+φ)(A>0,ω>0,0<|φ|<π)的部分图象如图所示,则下列结论正确的是( )A.函数f (x)的图象关于直线x=对称B.函数f (x)的图象关于点对称C.函数f (x)在区间上单调递增D.函数y=1与y=f (x)的图象的所有交点的横坐标之和为BCD [由函数f (x)=A sin (ωx+φ)(A>0,ω>0,0<|φ|<π)的图象可得,A=2,==,因此T=π,所以ω==2,所以f (x)=2sin (2x+φ),过点,因此+φ=+2kπ,k∈Z,又0<|φ|<π,所以φ=,所以f (x)=2sin .当x=时,f =-1,故A错误;当x=-时,f =0,故B正确;当x∈时,2x+∈,所以f (x)=2sin 在x∈上单调递增,故C正确;由f (x)=2sin =1,得sin =,∴2x+=+2kπ或2x+=+2kπ,k∈Z.取k=0,得x=0或;取k=1,得x=π或.∴函数y=1与y=f (x)的图象的所有交点的横坐标之和为0++π+=,故D正确.]13.已知函数f (x)=sin (ω>0),f =f ,且f (x)在区间上有最小值,无最大值,则ω=__________. [依题意知f (x)的图象关于直线x=对称,即关于直线x=对称,且∴·ω+=+2kπ,k∈Z,且0<ω<12,∴ω=.]14.函数y=2sin πx-(-2≤x≤4)的零点个数为________,所有零点之和为________.8 8 [函数y=2sin πx-(-2≤x≤4)的零点即方程2sin πx=的根,作函数y=2sin πx与y=的图象如图.由图可知共有8个公共点,所以原函数有8个零点.y=2sin πx-=2sin π(1-x)-,令t=1-x,则y=2sin πt-,t∈[-3,3],该函数是奇函数,故零点之和为0.所以原函数的零点之和为8.]15.已知函数f (x)=A sin (ωx+φ)+B的一系列对应值如下表:x -y -1 1 3 1 -1 1 3(1)根据表格提供的数据求函数f (x)的一个解析式;(2)根据(1)的结果,若函数y=f (kx)(k>0)的最小正周期为,当x∈时,方程f (kx)=m恰有两个不同的实数解,求实数m的取值范围.[解] (1)设f (x)的最小正周期为T,则T==2π,由T=,得ω=1,又解得令ω·+φ=,即+φ=,解得φ=-,∴f (x)=2sin +1.(2)∵函数y=f (kx)=2sin +1的最小正周期为,且k>0,∴k=3.令t=3x-,∵x∈,∴t∈,作出y=sin t的图象,如图所示,当sin t=s在上有两个不同的实数解时,s∈,∴当x∈时,由方程f (kx)=m恰有两个不同的实数解得m∈[+1,3),即实数m的取值范围是[+1,3).16/16第2课时 函数y=A sin (ωx+φ)的图象及性质的应用学习任务 核心素养1.会用“五点法”画函数y=A sin (ωx+φ)的图象.(重点) 2.能够根据y=A sin (ωx+φ)的图象确定其解析式.(易错点) 3.掌握函数y=A sin (ωx+φ)的性质,能够利用性质解决相关问题.(重点) 1.通过“五点法”作函数的图象,培养直观想象的素养. 2.借助函数图象求解析式,培养直观想象及数学运算的素养.类型1 “五点法”作函数y=A sin (ωx+φ)的图象【例1】 已知函数y=sin ,x∈R.(1)用“五点法”作出它在一个周期内的简图;(2)该函数的图象可由y=sin x(x∈R)的图象经过怎样的平移和伸缩变换得到?[尝试解答] 1.“五点法”作图的实质利用“五点法”作函数f (x)=A sin (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)=A sin (ωx+φ)图象的步骤第一步:列表.ωx+φ 0 π 2πx -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.[跟进训练]1.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. 类型2 求三角函数的解析式【例2】 如图是函数y=A sin (ωx+φ)的图象的一部分,求此函数的解析式.借助函数图象你能发现哪些信息?参数A,ω,φ的求解分别与哪些信息相关?[尝试解答] 给出y=A sin (ωx+φ)的图象的一部分,确定A,ω,φ的方法(1)逐一定参法:如果从图象可直接确定A和ω,则选取“五点法”中的“第一零点”的数据代入“ωx+φ=0”(要注意正确判断哪一点是“第一零点”)求得φ或选取最大值点时代入公式ωx+φ=+2kπ,k∈Z,选取最小值点时代入公式ωx+φ=+2kπ,k∈Z.(2) 五点对应法:将若干特殊点代入函数式,可以求得相关待定系数A,ω,φ.这里需要注意的是,要认清所选择的点属于五个点中的哪一点,并能正确代入列式.(3)图象变换法:运用逆向思维的方法,先确定函数的基本解析式y=A sin ωx,再根据图象平移、伸缩规律确定相关的参数.[跟进训练]2.(1)已知函数f (x)=A cos (ωx+φ)+B的部分图象如图所示,则函数f (x)的解析式为( )A.y=2cos +4B.y=2cos +4C.y=4cos +2D.y=4cos +2(2)已知函数f (x)=A sin (ωx+φ),x∈R的图象与x轴的交点中,相邻两个交点的距离为,且图象上一个最低点为M,求f (x)的解析式.[尝试解答] 类型3 函数y=A sin (ωx+φ)性质的综合应用【例3】 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.[尝试解答] [母题探究]将本例中“偶”改为“奇”,“其图象关于点M对称,且在区间上是单调函数”改为“在区间上单调递增”,试求ω的最大值. 研究函数y=A sin (ωx+φ)性质的基本策略(1)首先将所给函数的解析式转化为y=A sin (ωx+φ)的形式.(2)熟记正弦函数y=sin x的图象与基本性质.(3)充分利用整体代换思想解决问题.(4)熟记有关函数y=A sin (ωx+φ)的奇偶性、对称性、单调性的重要结论.[跟进训练]3.(多选题)已知函数f (x)=sin ,以下命题中为真命题的是( )A.函数f (x)的图象关于直线x=对称B.x=-是函数f (x)的一个零点C.函数f (x)的图象可由g(x)=sin 2x的图象向左平移个单位长度得到D.函数f (x)在上单调递增1.已知函数f (x)=A sin (A>0)在它的一个最小正周期内的图象上,最高点与最低点的距离是5,则A等于( )A.1 B.2C.4 D.82.已知函数y=A sin (ωx+φ)+B的一部分图象如图所示,如果A>0,ω>0,|φ|<,则( )A.A=4 B.ω=1C.φ= D.B=43.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( )A.y=sin B.y=cosC.y=sin D.y=cos4.(教材P195练习T3改编)某同学用“五点法”画函数y=A sin (ωx+φ)在一个周期内的简图时,列表如下:ωx+φ 0 π 2πxy 0 2 0 -2 0则根据表格可得出A=________,ω=__________,φ=__________.5.已知函数f (x)=sin (2x+φ)(-π<φ<0)图象的一条对称轴是直线x=,则φ的值为__________.回顾本节知识,自我完成以下问题:1.求函数y=A sin (ωx+φ)的解析式中的“φ”的方法有哪些?2.在研究函数y=A sin (ωx+φ)(A>0,ω>0)性质时,常采用什么方法?6/6 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第5章 5.4 第2课时 函数y=A sin (ωx+φ)的图象及性质的应用 讲义(学生版).docx 第5章5.4第2课时函数y=A sin (ωx+φ)的图象及性质的应用(教师版).docx