高考数学 3.4 函数y=Asin(ωx+φ)的图象及三角函数课件.ppt

第四节函数y asin x 的图象及三角函数模型的简单应用 知识梳理 1 必会知识教材回扣填一填 1 由函数y sinx的图象变换得到y asin x a 0 0 的图象的步骤 缩短 伸长 a 2 用 五点法 作函数y asin x a 0 0 的图象的一般步骤 列表 0 a 0 描点画图 在坐标系中描出这五个关键点 用光滑的曲线顺次连接这些点 就得到y asin x 在一个周期内的图象 3 简谐振动y asin x 中的有关物理量 x 2 必备结论教材提炼记一记正 余弦函数的图象在一个周期 0 2 内的五个关键点分别是 0 0 1 0 1 2 0 0 1 0 1 0 2 1 3 必用技法核心总结看一看 1 常用方法 由函数y sinx的图象经过平移 伸缩变换得到y asin x 的图象的方法 五点法 作函数y asin x 的图象的方法 2 数学思想 数形结合 转化化归 3 记忆口诀 左加右减 上加下减 横向伸长 周期变大 x的系数变小 横向缩短 周期变小 x的系数变大 小题快练 1 思考辨析静心思考判一判 1 把y sinx的图象上各点纵坐标不变 横坐标缩短为原来的 所得图象对应的函数解析式为y sinx 2 正弦函数y sinx的图象在 0 2 上的五个关键点是 0 0 1 0 1 2 0 3 利用图象变换作图时 先平移 后伸缩 与 先伸缩 后平移 中平移的长度一致 4 由图象求解析式时 振幅a的大小是由一个周期内的图象中的最高点的值与最低点的值确定的 解析 1 错误 横坐标缩短 周期变小 变大 故本题变换后 所得图象的解析式为y sin2x 2 正确 由正弦函数y sinx的图象易知本结论正确 3 错误 先平移 后伸缩 的平移单位长度为 而 先伸缩 后平移 的平移单位长度为 故当 1时平移的长度不相等 4 正确 振幅a的值是由最大值m与最小值m确定的 其中答案 1 2 3 4 2 教材改编链接教材练一练 1 必修4p55t2改编 为了得到函数y 2sin x 的图象 只要把函数y 2sin x 的图象上所有的点 a 向右平移个单位长度b 向左平移个单位长度c 向右平移个单位长度d 向左平移个单位长度 解析 选c 根据函数图象的平移法则可知c正确 2 必修4p58t4改编 电流i 单位 a 随时间t 单位 s 变化的函数关系是i 5sin 100 t t 0 则电流i变化的初相 周期分别是 解析 由初相和周期的定义 得电流i变化的初相是 周期答案 3 真题小试感悟考题试一试 1 2014 四川高考 为了得到函数y sin 2x 1 的图象 只需把函数y sin2x的图象上所有的点 a 向左平行移动个单位长度b 向右平行移动个单位长度c 向左平行移动1个单位长度d 向右平行移动1个单位长度 解析 选a 将y sin2x的图象上所有的点向左平行移动个单位长度得到函数y sin 2 x sin 2x 1 故选a 2 2015 柳州模拟 若函数y sin x 0 的部分图象如图 则 a 5b 4c 3d 2 解析 选b 由图象可知 即 故 4 3 2013 新课标全国卷 函数y cos 2x 的图象向右平移个单位后 与函数y sin 2x 的图象重合 则 解析 函数y cos 2x 的图象向右平移个单位 得到y sin 2x 的图象 即y sin 2x 的图象向左平移个单位得到函数y cos 2x 的图象 y sin 2x 的图象向左平移个单位 得到y sin 2 x sin 2x sin 2x cos 2x cos 2x 因为 所以 答案 考点1函数y asin x 的图象及变换 典例1 1 2014 重庆高考 将函数f x sin x 0 图象上每一点的横坐标缩短为原来的一半 纵坐标不变 再向右平移个单位长度得到y sinx的图象 则f 2 已知函数y 3sin 用五点法作出函数的图象 说明此图象是由y sinx的图象经过怎么样的变化得到的 解题提示 1 先根据三角函数图象变换求出 的值 然后求出实数f 的值 2 将看成一个整体 列表得出五个关键点 图象变换时先平移后伸缩 规范解答 1 函数f x sin x 图象上每一点的横坐标缩短为原来的一半 纵坐标不变 则函数变为y sin 2 x 再向右平移个单位长度得到的函数为所以又因为 0 可求得 所以f x 所以答案 2 列表 描点 连线 如图所示 先把y sinx的图象上所有点向右平移个单位 得到y sin x 的图象 再把y sin x 的图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍 纵坐标不变 得到y sin x 的图象 最后将y sin x 的图象上所有点的纵坐标伸长到原来的3倍 横坐标不变 就得到y 3sin x 的图象 互动探究 在本例 2 中 条件不变 作出函数在 0 4 上的图象 解析 因为0 x 4 作出函数在 0 4 上的图象 所以列表如下 描点 作出函数图象如图 规律方法 1 在指定区间 a b 上画函数y asin x 的图象的方法 1 选取关键点 先求出 x 的范围 然后在这个范围内选取特殊点 连同区间的两端点一起列表 此时列表一般是六个点 2 确定凹凸趋势 令 x 0得x x0 则点 x0 y0 两侧的变化趋势与y sinx中 0 0 两侧的变化趋势相同 可据此找准对应点 以此把握凹凸趋势 2 两种不同变换思路中平移单位的区别由y sinx的图象变换到y asin x 的图象 两种变换的区别 先平移再伸缩 平移的量是 个单位 而先伸缩再平移 平移的量是 0 个单位 提醒 平移变换和伸缩变换都是针对x而言 即x本身加减多少值 而不是依赖于 x加减多少值 变式训练 已知函数f x sin x x r 0 的最小正周期为 为了得到函数g x cos x的图象 只要将y f 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 解析 选a 由题意得 2 所以f x sin 2x g x cos2x sin 2x 将函数y f x 的图象向左平移个单位长度时 y sin 2 x sin 2x cos2x 加固训练 1 将函数y sin 2x 0 的图象向左平移个单位后 所得的函数恰好是偶函数 则 的值是 解析 函数y sin 2x 的图象向左平移个单位后 得y sin 2x 则 k k z 又0 故 答案 2 2015 潍坊模拟 已知函数f x 2sin 2x 1 求f x 的最小正周期和最大值 2 画出函数y f x 在 0 上的图象 并说明y f x 的图象是由y sin2x的图象怎样变换得到的 解析 1 f x 2sin 2x 则f x 的最小正周期t 当2x 2k k z 即当x k k z 时f x max 2 2 列表如下 根据列表 描点 连线 作图如下 y f x 的图象是由y sin2x的图象经过以下变换得到的 先将y sin2x的图象向左平移个单位 得到y sin 2x 的图象 再将y sin 2x 的图象上所有点的纵坐标伸长为原来的2倍 横坐标不变 得到y 2sin 2x 的图象 考点2由图象求解析式 典例2 1 2013 四川高考 函数f x 2sin x 的部分图象如图所示 则 的值分别是 2 2015 铜陵模拟 已知函数f x asin x b 0 的图象的一部分如图所示 求f x 的解析式 求f x 的单调增区间 解题提示 1 本题考查的是 对函数f x 2sin x 图象的影响 需要重点关注的是周期与最大 小 值点 2 由最高点和最低点的纵坐标求a和b 由周期求 由最高点的坐标求 规范解答 1 选a 根据图象可知所以函数的周期为 可得 2 根据图象过代入解析式 结合可得 故选a 2 由图象可知 函数的最大值m 3 最小值m 1 则又所以f x 2sin 2x 1 将x y 3代入上式 得sin 1 所以 2k k z 即 2k k z 因为 所以 所以f x 2sin 2x 1 由2k 2x 2k k z 得k x k k z 所以函数f x 的单调增区间是 k k k z 易错警示 解答本例 2 有三点容易出错 1 识别图象不清 无法确定a b的值 2 不能从图象中求出周期 从而求不出 3 忽视 的取值范围 从而求错 的值 互动探究 对于本例 2 根据图象写出函数f x 的对称轴及其单调递减区间 解析 由图象知 函数f x 的周期是2 函数f x 的对称轴是x k z 单调递减区间是 k k k z 规律方法 确定y asin x b a 0 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 2 求 确定函数的周期t 则 3 求 常用方法有 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 五点法 确定 值时 往往以寻找 五点法 中的特殊点作为突破口 具体如下 第一点 即图象上升时与x轴的交点 为 x 0 第二点 即图象的 峰点 为 x 第三点 即图象下降时与x轴的交点 为 x 第四点 即图象的 谷点 为 x 第五点 为 x 2 变式训练 2015 郑州模拟 如图是函数y asin x a 0 0 x r 在区间 上的图象 为了得到这个函数的图象 只要将y sinx x r 的图象上所有的点 a 向左平移个单位长度 再把所得各点的横坐标缩短到原来的倍 纵坐标不变b 向左平移个单位长度 再把所得各点的横坐标伸长到原来的2倍 纵坐标不变c 向左平移个单位长度 再把所得各点的横坐标缩短到原来的倍 纵坐标不变d 向左平移个单位长度 再把所得各点的横坐标伸长到原来的2倍 纵坐标不变 解析 选a 由图象知a 1 所以 2 所以f x sin 2x 又图象过点 0 由五点法知 所以所以y sin 2x 故将函数y sinx的图象先向左平移个单位后 再把所得图象上各点的横坐标缩短为原来的 纵坐标不变 可得函数y sin 2x 的图象 加固训练 2015 贵州模拟 若函数f x 的部分图象如图 则函数f x 的解析式以及s f 1 f 2 f 2014 的值分别为 a f x sin 1 s 2014b f x cos 1 s 2014c f x sin 1 s 2014 5d f x cos 1 s 2014 5 解析 选c 根据已知图象 可设f x asin x 1 0 a 0 由t 4得所以所以f x 又f 1 f 2 f 3 f 4 1 5 1 0 5 1 4 所以s f 1 f 2 f 2014 503 f 1 f 2 f 3 f 4 f 1 f 2 503 4 f 1 f 2 2014 5 2 2015 运城模拟 已知向量a cos x sin x sin x b cos x sin x cos x 设函数f x a b x r 的图象关于直线x 对称 其中 为常数 且 1 1 求函数f x 的最小正周期 2 若y f x 的图象经过点 0 求函数f x 在区间 0 上的取值范围 解析 1 因为f x a b cos x sin x cos x sin x sin x cos x sin2 x cos2 x sin x cos x cos2 x sin2 x 2sin 2 x 由直线x 是y f x 图象的一条对称轴 可得sin 2 1 所以2 k k z 即 k z 又 1 k z 所以k 1 故 所以f x 所以f x 的最小正周期是 2 由y f x 的图象过点 0 得f 故故f x 由0 x 有 所以得故函数f x 在 0 上的取值范围为 考点3三角函数图象性质的应用知 考情三角函数的图象及性质 三角函数模型是高考的重点 与其他知识交汇考查 三角函数模型的应用是常见考题类型 常与函数的最值 方程的根 平面向量等知识相结合 常以选择 填空 解答题的形式出现 明 角度命题角度1 方程的根与函数的零点问题 典例3 2015 长沙模拟 函数f x 的零点的个数是 a 2b 3c 4d 5 解题提示 在同一个坐标系中 作出函数和的图象 观察后得交点个数 规范解答 选d 函数的周期由可得x 由 可得x 8 在同一平面直角坐标系中 作出函数和的图象 如图所示 易知有5个交点 故函数f x 有5个零点 命题角度2 三角函数模型的应用 典例4 2014 湖北高考 某实验室一天的温度 单位 随时间t 单位 h 的变化近似满足函数关系 f t t 0 24 1 求实验室这一天的最大温差 2 若要求实验室温度不高于11 则在哪段时间实验室需要降温 解题提示 1 将f t 化为y asin x b的形式 可求得这一天的温度的最大值和最小值 进而求得最大温差 2 由题意可得 当f t 11时 需要降温 由f t 11 求得即解得t的范围 可得结论 规范解答 1 因为f t 又0 t 24 所以当t 2时 当t 14时 于是f t 在 0 24 上取得最大值12 取得最小值8 故实验室这一天最高温度为12 最低温度为8 最大温差为4 2 依题意 当f t 11时实验室需要降温 由 1 得f t 故有即又0 t 24 因此即10 t 18 在10时至18时实验室需要降温 悟 技法1 三角函数图象与性质的应用技巧方程根的个数问题可转化为两个函数的交点个数问题 通过数形结合求解 2 三角函数模型的应用三角函数模型的应用体现在两方面 一是已知函数模型求解数学问题 二是把实际问题抽象转化成数学问题 建立数学模型 再利用三角函数的有关知识解决问题 通 一类1 2015 龙岩模拟 某城市一年中12个月的平均气温与月份的关系可近似地用函数y a acos x 6 x 1 2 3 12 来表示 已知6月份的月平均气温最高为28 12月份的月平均气温最低为18 则10月份的平均气温为 解析 因为当x 6时 y a a 28 当x 12时 y a a 18 所以a 23 a 5 所以y f x 23 5cos x 6 所以当x 10时 f 10 23 5cos 4 23 5 20 5 答案 20 5 2 2015 锦州模拟 如图是函数f x asin x a 0 0 0 的部分图象 m n是它与x轴的两个交点 d c分别为它的最高点和最低点 点f 0 1 是线段md的中点 1 求函数f x 的解析式 2 求函数f x 的单调递增区间 解析 1 由已知f 0 1 是线段md的中点 可知a 2 因为 t为f x 的最小正周期 所以t 3 所以f x 2sin 3x 设d点的坐标为 xd 2 则由已知得点m的坐标为 xd 0 所以xd xd t 则xd 则点m的坐标为 0 所以sin 0 因为0 所以 所以函数f x 的解析式为f x 2sin 3x 2 由2k 3x 2k k z 得2k 3x 2k k z 得 x k z 所以函数f x 的单调递增区间为 k z 3 2015 中山模拟 为迎接夏季旅游旺季的到来 少林寺单独设置了一个专门安排游客住宿的客栈 寺庙的工作人员发现为游客准备的一些食物有些月份剩余不少 浪费很严重 为了控制经营成本 减少浪费 就想适时调整投入 为此他们统计每个月入住的游客人数 发现每年各个月份来客栈入住的游客人数会发生周期性的变化 并且有以下规律 每年相同的月份 入住客栈的游客人数基本相同 入住客栈的游客人数在2月份最少 在8月份最多 相差约400人 2月份入住客栈的游客约为100人 随后逐月递增直到8月份达到最多 1 试用一个正弦型三角函数描述一年中入住客栈的游客人数与月份之间的关系 2 请问哪几个月份要准备400份以上的食物 解析 1 设该函数为f x asin x b a 0 0 0 根据条件 可知这个函数的周期是12 由 可知 f 2 最小 f 8 最大 且f 8 f 2 400 故该函数的振幅为200