(横坐标不变)而得到.
(4) 方法一
正弦曲线到函数y=Asin (ωx+φ)的图象的变换过程:
1
向左φ>0或向右φ<0y=sin x的图象―――――――――――――→
的图象,平移|φ|个单位
纵坐标变为原来的A倍―――――――――――――→
的图象.
横坐标不变
方法2
的图象
由y=sin x图象得到y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的图象,还可以采取如下变换:先伸缩再平移:
横坐标伸长或缩短图象上的点向左或向右1y=sin x到原来的―――――――――――→y=sin ωx
倍|φ|ω平移ω个单位长度纵坐标伸长或缩短φy=sin ωx+ω=sin(ωx+φ)到原来的―――――――――――→A倍
y=Asin(ωx+φ).
|φ|在以上变换中,图象上各点平移了ω个单位长度,而在先平移后伸缩变换过程中,图象上各点平移了|φ|个单位长度,原因在于伸缩变换和平移变换都是针对x而言,即x本身加减多少,而不是依赖于
ωx加减多少.因此,用图象变换作图时,一定要注意平移的先后顺序,提倡先平移后伸缩.
2.函数y=Asin(ωx+φ),A>0,ω>0中各参数的物理意义
3.函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的有关性质
(1)定义域:R
(2)值域:
2π(3)最小正周期:T=ω
二
典例分析
题型一
利用“五点法”作y=Asin(ωx+φ)的简图
2
31π【例1】
作出函数y=2sin3x-3在长度为一个周期的闭区间上的图象.
[思路探索] 五点法作图,要抓住关键五点.
解
列表:
1πX=3x-3
x 31πy=2sin3x-3
描点画图(如图所示):
0
π
0
π2
5π
232
π
4π
0
3π2
11π
23-2
2π
7π
0
规律方法
用“五点法”画函数y=Asin (ωx+φ)(x∈R)的简图,先作变量代换,令X=ωx+φ,再用方程思想由X取0,π3,π,22π,2π来确定对应的x值,最后根据x,y的值描点、连线画出函数的图象.
π【变式1】
作出函数y=sinx-6+1在一个周期内的图象.
解
列表:
x πx-6
πy=sinx-6+1
π描点连线得函数y=sin x-6+1的图象,如图所示.
题型二
图象变换的应用
3 π6
0
1
2π3
π2
2
7π6
π
1
5π3
3π2
0
13π6
2π
1
π例2 如何由函数y=sin x的图象得到函数y=3sin2x-3的图象?
π2变式2 把函数y=f(x)的图象上各点向右平移6个单位,再把横坐标伸长到原来的2倍,再把纵坐标缩短到原来的3倍,1π所得图象的解析式是y=2sin2x+3,求f(x)的解析式.
1π[思路探索] 从y=2sin2x+3的图象出发实施相反的逆变换得到所求函数解析式.
规律方法总结:
由y=sin x的图象通过变换可得到y=Asin(ωx+φ)的图象,其变化途径有两条;两种途径的变换顺序不同,
|φ|其变换的量也不同:①先平移后伸缩变换时,平移|φ|个单位;②先伸缩后平移变换时,平移ω个单位,这是很容易出
4
错的地方,应特别注意.
题型三
由函数的图象确定函数解析式
【例3】
(1)函数y=Asin(ωx+φ)的部分图象如图①,则其一个函数解析式为________.
2π(2)已知函数f(x)=Acos(ωx+φ)的图象如图②所示,f2=-3,则f(0)=________.
①
②
[思路探索] 可由最高、最低点确定A,再由周期确定ω,然后由图象过三点确定φ,或由点的坐标代入解析式求解.
7ππ解析
(1)法一
由图象知A=2,T=8--8=π.
2π∴ω=π=2. ππ又过点-8,0,令-8×2+φ=0. ππ得φ=4,∴y=2sin2x+4.
3π7π法二
由图象知A=2,且图象过点8,0,8,0. 3π8ω+φ=π,根据五点法作图原理有7π8ω+φ=2π,π∴y=2sin2x+4
. T117π2π(2)2=12π-12π=3,∴ω=T=3. 7又x=12π是函数单调增区间的一个零点,
73ππ2222π∴3×12π+φ=2+2kπ,解得φ=-4+2kπ,k∈Z,代入f2=-3,得A=3,∴f(0)=3. ②代入点的坐标,通过解最简单的三角函数方程,再结合图象确定ω和φ.
5
ω=2,解得πφ=4,
(3)A的求法一般由图象观察法或代入点的坐标通过解A的方程求出.
【变式3】
函数y=Asin(ωx+φ)+k(A>0,ω>0) 的图象的一部分如图所示,试写出函数的解析式.
A+k=5A=2解
,解得,
-A+k=1k=3Tπππ再由4=8--8=4得周期T=π,
π即ω=2,于是y=2sin(2x+φ)+3,又将点8,1代入y=2sin(2x+φ)+3得,
ππππ3π1=2sin2×8+φ+3,即sin2×8+φ=-1,得到2×8+φ=-2,即φ=-4. 3π故所求解析式为y=2sin(2x-4)+3. 由y=Asin(ωx+φ)的性质或部分图象确定解析式
解决此类问题的关键在于确定参数A,ω,φ,其基本方法是在观察图象的基础上,利用待定系数法求解.若设所求
解析式为y=Asin(ωx+φ),则在观察图象的基础上,可按以下规律来确定A,ω,φ. (1)一般可由图象上的最大值、最小值来确定|A|. 2π(2)因为T=ω,所以往往通过求周期T来确定ω,可通过已知曲线与x轴的交点确定T;相邻的最高点与最低点之
T间的距离为2;相邻的两个最高点(或最低点)之间的距离为T. (3)从图中寻找一个已知点(x0,0)与“五点法”中某点与它对应作为突破口,从而确定φ. 依据五点列表法原理,点的序号与式子关系如下:
“第一点”(即图象上升时与x轴的交点)为ωx0+φ=0;
π“第二点”(即图象曲线的“峰点”)为ωx0+φ=2;
“第三点”(即图象下降时与x轴的交点)为ωx0+φ=π;
3π“第四点”(即图象曲线的“谷点”)为ωx0+φ=2;
“第五点”(即图像与x轴的第三个交点)为x02
在用以上方法确定φ的取值时,还要注意题目中给出的φ的范围,不在要求范围内的要通过周期性转换到要求范围。
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小结
本节课学习了
三种题型
题型一
利用“五点法”作y=Asin(ωx+φ)的简图
题型二
图象变换的应用
题型三
由函数的图象确定函数解析式
一种思想
数形结合思想
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