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文档简介
第4讲正弦型函数y=Asin(ωx+φ)的图象及应用【高考会这样考】1.考查正弦型函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换.2.结合三角恒等变换考查y=Asin(ωx+φ)的性质及简单应用.3.考查y=sinx到y=Asin(ωx+φ)的图象的两种变换途径.1.用五点法画y=Asin(ωx+φ)一个周期内的简图时,要找五个特征点如下表所示xeq\f(0-φ,ω)eq\f(\f(π,2)-φ,ω)eq\f(π-φ,ω)eq\f(\f(3π,2)-φ,ω)eq\f(2π-φ,ω)ωx+φ0eq\f(π,2)πeq\f(3π,2)2πy=Asin(ωx+φ)0A0-A02.函数y=sinx的图象变换得到y=Asin(ωx+φ)的图象的步骤3A叫做振幅,T=eq\f(2π,ω)叫做周期,f=eq\f(1,T)叫做频率,ωx+φ叫做相位,φ叫做初相.4.图象的对称性函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的图象是轴对称也是中心对称图形,具体如下:(1)函数y=Asin(ωx+φ)的图象关于直线x=xk(其中ωxk+φ=kπ+eq\f(π,2),k∈Z)成轴对称图形.(2)函数y=Asin(ωx+φ)的图象关于点(xk,0)(其中ωxk+φ=kπ,k∈Z)成中心对称图形.一种方法在由图象求三角函数解析式时,若最大值为M,最小值为m,则A=eq\f(M-m,2),k=eq\f(M+m,2),ω由周期T确定,即由eq\f(2π,ω)=T求出φ由特殊点确定.一个区别由y=sinx的图象变换到y=Asin(ωx+φ)的图象,两种变换的区别:先相位变换再周期变换(伸缩变换),平移的量是|φ|个单位;而先周期变换(伸缩变换)再相位变换,平移的量是eq\f(|φ|,ω)(ω>0)个单位.原因在于相位变换和周期变换都是针对x而言,即x本身加减多少值,而不是依赖于ωx加减多少值.两个注意作正弦型函数y=Asin(ωx+φ)的图象时应注意:(1)首先要确定函数的定义域;(2)对于具有周期性的函数,应先求出周期,作图象时只要作出一个周期的图象,就可根据周期性作出整个函数的图象.双基自测1.(人教A版教材习题改编)y=2sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,4)))的振幅、频率和初相分别为().A.2,eq\f(1,π),-eq\f(π,4)B.2,eq\f(1,2π),-eq\f(π,4)C.2,eq\f(1,π),-eq\f(π,8)D.2,eq\f(1,2π),-eq\f(π,8)答案A2.已知简谐运动f(x)=Asin(ωx+φ)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(|φ|<\f(π,2)))的部分图象如图所示,则该简谐运动的最小正周期T和初相φ分别为().A.T=6π,φ=eq\f(π,6)B.T=6π,φ=eq\f(π,3)C.T=6,φ=eq\f(π,6)D.T=6,φ=eq\f(π,3)解析由题图象知T=2(4-1)=6⇒ω=eq\f(π,3),由图象过点(1,2)且A=2,可得sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3)×1+φ))=1,又|φ|<eq\f(π,2),得φ=eq\f(π,6)答案C3.函数y=cosx(x∈R)的图象向左平移eq\f(π,2)个单位后,得到函数y=g(x)的图象,则g(x)的解析式应为().A.-sinxB.sinxC.-cosxD.cosx解析由图象的平移得g(x)=coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,2)))=-sinx.答案A4.设ω>0,函数y=sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(ωx+\f(π,3)))+2的图象向右平移eq\f(4π,3)个单位后与原图象重合,则ω的最小值是().A.eq\f(2,3)B.eq\f(4,3)C.eq\f(3,2)D.3解析y=sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(ωx+\f(π,3)))+2向右平移eq\f(4π,3)个单位后得到y1=sineq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(ω\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(4π,3)))+\f(π,3)))+2=sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(ωx+\f(π,3)-\f(4π,3)ω))+2,又y与y1的图象重合,则-eq\f(4π,3)ω=2kπ(k∈Z).∴ω=-eq\f(3,2)k.又ω>0,k∈Z,∴当k=-1时,ω取最小值为eq\f(3,2),故选C.5.(2011·重庆六校联考)已知函数f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0)的图象如图所示,则ω=________.解析由题意设函数周期为T,则eq\f(T,4)=eq\f(2,3)π-eq\f(π,3)=eq\f(π,3),故T=eq\f(4,3)π.∴ω=eq\f(2π,T)=eq\f(3,2).考向一作函数y=Asin(ωx+φ)的图象【例1】►设函数f(x)=cos(ωx+φ)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(ω>0,-\f(π,2)<φ<0))的最小正周期为π,且feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,4)))=eq\f(\r(3),2).(1)求ω和φ的值;(2)在给定坐标系中作出函数f(x)在[0,π]上的图象.解(1)周期T=eq\f(2π,ω)=π,∴ω=2,∵feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,4)))=coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2×\f(π,4)+φ))=coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)+φ))=-sinφ=eq\f(\r(3),2),∵-eq\f(π,2)<φ<0,∴φ=-eq\f(π,3).【训练1】已知函数f(x)=3sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)x-\f(π,4))),x∈R.(1)画出函数f(x)在长度为一个周期的闭区间上的简图;(2)将函数y=sinx的图象作怎样的变换可得到f(x)的图象?(2)先把y=sinx的图象向右平移eq\f(π,4)个单位,然后把所有的点的横坐标扩大为原来的2倍,再把所有点的纵坐标扩大为原来的3倍,得到f(x)的图象.考向二求函数y=Asin(ωx+φ)的解析式(先根据函数图象的最高点、最低点确定A,h的值,函数的周期确定ω的值,再根据函数图象上的一个特殊点确定φ值.)【例2】►(2011·江苏)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)的值是________.解析由图可知:A=eq\r(2),eq\f(T,4)=eq\f(7π,12)-eq\f(π,3)=eq\f(π,4),所以T=2kπ+π,∴φ=2kπ+eq\f(π,3),令k=0,ω=eq\f(2π,T)=2,又函数图象经过点eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3),0)),所以2×eq\f(π,3)+φ=π,则φ=eq\f(π,3),故函数的解析式为f(x)=eq\r(2)sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,3))),所以f(0)=eq\r(2)sineq\f(π,3)=eq\f(\r(6),2).答案eq\f(\r(6),2)【训练2】已知函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,|φ|<eq\f(π,2),ω>0)的图象的一部分如图所示.(1)求f(x)的表达式;(2)试写出f(x)的对称轴方程.解(1)观察图象可知:A=2且点(0,1)在图象上,∴1=2sin(ω·0+φ),即sinφ=eq\f(1,2).∵|φ|<eq\f(π,2),∴φ=eq\f(π,6).又∵eq\f(11,12)π是函数的一个零点,且是图象递增穿过x轴形成的零点,∴eq\f(11π,12)ω+eq\f(π,6)=2π,∴ω=2.∴f(x)=2sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,6))).(2)设2x+eq\f(π,6)=B,则函数y=2sinB的对称轴方程为B=eq\f(π,2)+kπ,k∈Z,即2x+eq\f(π,6)=eq\f(π,2)+kπ(k∈Z),解上式得x=eq\f(kπ,2)+eq\f(π,6)(k∈Z),∴f(x)=2sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,6)))的对称轴方程为x=eq\f(kπ,2)+eq\f(π,6)(k∈Z).考向三函数y=Asin(ωx+φ)的图象与性质的综合应用【例3】►(2012·西安模拟)已知函数f(x)=Asin(ωx+φ),x∈R(其中A>0,ω>0,0<φ<eq\f(π,2))的图象与x轴的交点中,相邻两个交点之间的距离为eq\f(π,2),且图象上的一个最低点为Meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,3),-2)).(1)求f(x)的解析式;(2)当x∈eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(π,12),\f(π,2)))时,求f(x)的值域.解(1)由最低点为Meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,3),-2)),得A=2.由x轴上相邻的两个交点之间的距离为eq\f(π,2),得eq\f(T,2)=eq\f(π,2),即T=π,所以ω=eq\f(2π,T)=eq\f(2π,π)=2.由点Meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,3),-2))在图象上,得2sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2×\f(2π,3)+φ))=-2,即sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4π,3)+φ))=-1.故eq\f(4π,3)+φ=2kπ-eq\f(π,2),k∈Z,所以φ=2kπ-eq\f(11π,6)(k∈Z).又φ∈eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(π,2))),所以φ=eq\f(π,6).故f(x)的解析式为f(x)=2sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,6))).(2)因为x∈eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(π,12),\f(π,2))),所以2x+eq\f(π,6)∈eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(π,3),\f(7π,6))).当2x+eq\f(π,6)=eq\f(π,2),即x=eq\f(π,6)时,f(x)取得最大值2;当2x+eq\f(π,6)=eq\f(7π,6),即x=eq\f(π,2)时,f(x)取得最小值-1.故函数f(x)的值域为[-1,2].利用三角函数图象与x轴的相邻两个交点之间的距离为三角函数的eq\f(1,2)个最小正周期,去求解参数ω的值,利用图象的最低点为三角函数最值点,去求解参数A的值等.在求函数值域时,由定义域转化成ωx+φ的范围,即把ωx+φ看作一个整体.【训练3】(2011·南京模拟)已知函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的图象过点Peq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,12),0)),图象上与点P最近的一个最高点是Qeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3),5)).(1)求函数的解析式;(2)求函数f(x)的递增区间.解(1)依题意得:A=5,周期T=4eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3)-\f(π,12)))=π,∴ω=eq\f(2π,π)=2.故y=5sin(2x+φ),又图象过点Peq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,12),0)),∴5sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6)+φ))=0,由已知可得eq\f(π,6)+φ=0,∴φ=-eq\f(π,6)∴y=5sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,6))).(2)由-eq\f(π,2)+2kπ≤2x-eq\f(π,6)≤eq\f(π,2)+2kπ,k∈Z,得:-eq\f(π,6)+kπ≤x≤eq\f(π,3)+kπ,k∈Z,故函数f(x)的递增区间为:eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(kπ-\f(π,6),kπ+\f(π,3)))(k∈Z).规范解答8——怎样求解三角函数的最值问题【问题研究】(1)在求解中,一定要注意其定义域.(2)主要题型:①求已知三角函数的值域(或最值);②根据三角函数的值域(或最值)求相关的参数;③三角函数的值域(或最值)作为工具解决其他与范围相关的问题.【解决方案】①形如y=asinx+bcosx+c的三角函数,可通过引入辅助角φeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(cosφ=\f(a,\r(a2+b2)),sinφ=\f(b,\r(a2+b2)))),将原式化为y=eq\r(a2+b2)·sin(x+φ)+c的形式后,再求值域(或最值);②形如y=asin2x+bsinx+c的三角函数,可先设t=sinx,将原式化为二次函数y=at2+bt+c的形式,进而在t∈[-1,1]上求值域(或最值);③形如y=asinxcosx+b(sinx±cosx)+c的三角函数,可先设t=sinx±cosx,将原式化为二次函数y=±eq\f(1,2)a(t2-1)+bt+c的形式,进而在闭区间t∈[-eq\r(2),eq\r(2)]上求最值.【例】(2011·北京)已知函数f(x)=4cosxsineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,6)))-1.(1)求f(x)的最小正周期;(2)求f(x)在区间eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(π,6),\f(π,4)))上的最大值和最小值.[解答示范](1)因为f(x)=4cosxsineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,6)))-1=4cosxeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(3),2)sinx+\f(1,2)cosx))-1=eq\r(3)sin2x+2cos2x-1=eq\r(3)sin2x+cos2x=2sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,6))),所以f(x)的最小正周期为π(2)因为-eq\f(π,6)≤x≤eq\f(π,4),所以-eq\f(π,6)≤2x+eq\f(π,6)≤eq\f(2π,3).(8分)于是,当2x+eq\f(π,6)=eq\f(π,2),即x=eq\f(π,6)时,f(x)取得最大值2;当2x+eq\f(π,6)=-eq\f(π,6),即x=-eq\f(π,6)时,f(x)取得最小值-13.(2010·临沂二模)已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x∈R,A>0,ω>0,|φ|<\f(π,2)))的图象(部分)如图,则f(x)的解析式是 A.f(x)=2sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(πx+\f(π,6)))(x∈R)B.f(x)=2sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2πx+\f(π,6)))(x∈R C.f(x)=2sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(πx+\f(π,3)))(x∈R)D.f(x)=2sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2πx+\f(π,3)))(x∈R) 解析:由三角函数图象可得A=2,T=4×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(5,6)-\f(1,3)))=2=eq\f(2π,ω),则ω=π,将点eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3),2))代入 f(x)=2sin(πx+φ)可得sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3)+φ))=1,解得φ=eq\f(π,6),∴f(x)=2sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(πx+\f(π,6))).4.(2010·福建卷)将函数f(x)=sin(ωx+φ)的图象向左平移eq\f(π,2)个单位,若所得图象与原图象重合,则ω的值不可能等于 A.4 B.6 C.8 D.12解析:将f(x)=sin(ωx+φ)的图象向左平移eq\f(π,2)个单位得到函数y=sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(ωx+φ+\f(π,2)ω))所得图象与原图象重合,有ωx+φ+eq\f(π,2)ω=ωx+φ+2kπ,得ω=4k(k∈Z).5.已知函数f(x)=2sinωx(ω>0)在区间eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(π,3),\f(π,4)))上的最小值是-2,则ω的最小值等于()A.eq\f(2,3)B.eq\f(3,2)C.2 D.3 解析:在区间eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(π,3),\f(π,4)))上的最小值是-2.则ωx的取值 eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(ωπ,3),\f(ωπ,4))),∴-eq\f(ωπ,3)≤-eq\f(π,2)或eq\f(ωπ,4)≥eq\f(3π,2),∴ω的最小值等于eq\f(3,2).6.已知函数f(x)=2sin(ωx+φ)的图象如图所示,则feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(7π,12)))=________.解析:从图象可知A=2,eq\f(3,2)T=π,从而可知T=eq\f(2π,ω)=eq\f(2π,3),ω=3,得f(x)=2sin(3x+φ),又由feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,4)))=0可取φ=-eq\f(3π,4),于是f(x)=2sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(3x-\f(3π,4))),则feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(7π,12)))=2sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(7π,4)-\f(3π,4)))=0.7.(2010·济南二模)已知函数f(x)=sin(ωx+φ)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(ω>0,-\f(π,2)≤φ≤\f(π,2)))的图象上的两个相邻的最高点和最低点的距离为2eq\r(2),且过点eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2,-\f(1,2))),则函数f(x)=________.解析:据已知两个相邻最高及最低点距离为2eq\r(2),可得eq\r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(T,2)))2+1+12)=2eq\r(2),解得T=4,故ω=eq\f(2π,T)=eq\f(π,2),即f(x)=sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(πx,2)+φ)),又函数图象过点eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2,-\f(1,2))),故f(2)=sin(π+φ) =-sinφ=-eq\f(1,2),又-eq\f(π,2)≤φ≤eq\f(π,2),解得φ=eq\f(π,6),故f(x)=sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(πx,2)+\f(π,6))). 8.若动直线x=a与函数f(x)=sinx和g(x)=cosx的图象分别交于M、N两点,则|MN|的最大值为________. 解析:设x=a与f(x)=sinx的交点为M(a,y1),x=a与g(x)=cosx的交点为N(a,y2), 则|MN|=|y1-y2|=|sina-cosa|=eq\r(2)eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(sin\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(a-\f(π,4)))))≤eq\r(2).9.已知函数y=3sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)x-\f(π,4)))(1)用五点法作出函数的图象;(2)说明此图象是由y=sinx的图象径过怎么样的变化得到的; (3)求此函数的振幅、周期和初相; (4)求此函数图象的对称轴方程、对称中心. (2)“先平移,后伸缩”.先把y=sinx的图象上所有点向右平移eq\f(π,4)个单位,得到y=sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(π,4)))的图象;再把y= sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(π,4)))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=sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)x-\f(π,4)))的图象,最后将y=sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)x-\f(π,4)))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(eq\f(1,2)x-eq\f(π,4))的图象. (3)周期T=eq\f(2π,ω)=eq\f(2π,\f(1,2))=4π,振幅A=3,初相是-eq\f(π,4).(4)令eq\f(1,2)x-eq\f(π,4)=eq\f(π,2)+kπ(k∈Z),得x=2kπ+eq\f(3,2)π(k∈Z),此为对称轴方程.令eq\f(1,2)x-eq\f(π,4)=kπ(k∈Z)得x=eq\f(π,2)+2kπ(k∈Z).对称中心为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2kπ+\f(π,2),0))(k∈Z).10.已知函数f(x)=eq\r(3)sin(ωx+φ)-cos(ωx+φ)(0<φ<π,ω>0)为偶函数,且函数y=f(x)的图象的两相邻对称轴间的距离为eq\f(π,2). (1)求feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,8)))的值;(2)将函数y=f(x)的图象向右平移eq\f(π,6)个单位后,再将得到的图象上各点的横坐标伸长到原来的4倍,纵坐标不变,得到函数y=g(x)的图象,求g(x)的单调递减区间. 解:(1)f(x)=eq\r(3)sin(ωx+φ)-cos(ωx+φ)=2eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(\r(3),2)sinωx+φ-\f(1,2)cosωx+φ))=2sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(ωx+φ-\f(π,6))), 因为f(x)为偶函数,所以对任意x∈R,f(-x)=f(x)恒成立,所以sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-ωx+φ-\f(π,6)))=sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(ωx+φ-\f(π,6))), 即-sinωxcoseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(φ-\f(π,6)))+cosωxsineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(φ-\f(π,6)))=sinωxcoseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(φ-\f(π,6)))+cosωxsineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(φ-\f(π,6))),整理得sinωxcoseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(φ-\f(π,6)))=0. 因为ω>0且x∈R,所以coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(φ-\f(π,6)))=0又因为0<φ<π,故φ-eq\f(π,6)=eq\f(π,2).所以f(x)=2sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(ωx+\f(π,2)))=2cosωx. 由题意得eq\f(2π,ω)=2·eq\f(π,2),所以ω=2,故f(x)=2cos2x.因此feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,8)))=2coseq\f(π,4)=eq\r(2). (2)将f(x)的图象向右平移eq\f(π,6)个单位后,得到feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(π,6)))的图象,再将所得图象横坐标伸长到原来的4倍,纵坐标不变,得到feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(x,4)-\f(π,6)))的图象.所以g(x)=feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(x,4)-\f(π,6)))=2coseq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(x,4)-\f(π,6)))))=2coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(x,2)-\f(π,3))).当2kπ≤eq\f(x,2)-eq\f(π,3)≤2kπ+π(k∈Z),即4kπ+eq\f(2π,3)≤x≤4kπ+eq\f(8π,3)(k∈Z)时,g(x)单调递减因此g(x)的单调递减区间为eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(4kπ+\f(2π,3),4kπ+\f(8π,3)))(k∈Z).1.若函数f(x)=2sin(ωx+φ)对任意x都有feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6)+x))=feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6)-x)),则feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6)))等于 () A.2或0 B.-2或2 C.0 D.-2或0 解析:由feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6)+x))=feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6)-x))得f(x)=2sin(ωx+φ)的图象关于直线x=eq\f(π,6)对称,故feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6)))等于2或-2.二、填空题(本题共2小题,每小题5分,共10分)3.把函数y=coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,3)))的图象向左平移m个单位(m>0),所得图象关于y轴对称,则m的最小值是________. 解析:由y=coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,3)+m))的图象关于y轴对移,所以eq\f(π,3)+m=kπ,k∈Z.即m=kπ-eq\f(π,3),k∈Z,当k=1时,m取最小值为eq\f(2π,3). 4.如图所示函数f(x)=sinx+2|sinx|,x∈[0,2π]的图象与直线y=k有且仅有两个不同的交点,则k的取值范围是________. 解析:数形结合法:f(x)=eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(3sinxx∈[0,π],,-sinxx∈π,2π].)) 由图象知:1<k<3. 5.已知函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的图象过点Peq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,12),0)),图象上与点P最近的一个最高点是Qeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3),5)). (1)求函数的解析式;(2)指出函数的增区间;(3)求使y≤0的x的取值范围. 解(1)依题意得:A=5,周期T=4eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3)-\f(π,12)))=π∴ω=eq\f(2π,π)=2,故y=5sin(2x+φ),又图象过点Peq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,12),0)),∴5sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6)+φ))=0,由已知可得eq\f(π,6)+φ=0,φ=-eq\f(π,6),∴y=5sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,6))).(2)函数的增区间为eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(kπ-\f(π,6),kπ+\f(π,3))),k∈Z.(3)由5sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,6)))≤0得2kπ-π≤2x-eq\f(π,6)≤2kπ∴kπ-eq\f(5π,12)≤x≤kπ+eq\f(π,12),k∈Z.∴使y≤0的x的取值范围为eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(kπ-\f(5π,12),kπ+\f(π,12))),k∈Z. 6.函数y=Asineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(ωx+φA>0,ω>0,|φ|<\f(π,2)))的一段图象如图所示. (1)求函数y=f(x)的解析式;(2)将函数y=f(x)的图象向右平移eq\f(π,4)个单位,得到y=g(x)的图象,求直线y=eq\r(6)与函数y=f(x)+g(x)的图象在(0,π)内所有交点的坐标. 解:(1)由题图知A=2,T=π,于是ω=eq\f(2π,T)=2,将y=2sin2x的图象向左平移eq\f(π,12)个单位长度, 得y=2sin(2x+φ)的图象.于是φ=2×eq\f(π,12)=eq\f(π,6),∴f(x)=2sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,6))).(2)依题意得g(x)=2sineq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(π,4)))+\f(π,6)))=-2cos(2x+eq\f(π,6)).故y=f(x)+g(x)=2sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,6)))-2coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,6)))=2eq\r(2)sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,12))).由2eq\r(2)sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,12)))=eq\r(6),得sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,12)))=eq\f(\r(3),2).∵0<x<π,∴-eq\f(π,12)<2x-eq\f(π,12)<2π-eq\f(π,12) ∴2x-eq\f(π,12)=eq\f(π,3)或2x-eq\f(π,12)=eq\f(2π,3),∴x=eq\f(5,24)π或x=eq\f(3,8)π,∴所求交点坐标为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(5π,24),\r(6)))或eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3π,8),\r(6))).一、选择题1(2009·山东将函数y=sin2x的图象向左平移eq\f(π,4)个单位再向上平移1个单位所得图象的函数解析式是A.y=cos2xB.y=2cos2xC.y=1+sin(2x+eq\f(π,4))D.y=2sin2x解析:将函数y=sin2x的图象向左平移eq\f(π,4)个单位,得到函数y=sin2(x+eq\f(π,4)),即y=sin(2x+eq\f(π,2))=cos2x的图象,再向上平移1个单位,所得图象的函数解析式为y=1+cos2x=2cos2x.答案:B2.(2009·全国卷Ⅰ)如果函数y=3cos(2x+φ)的图象关于点(eq\f(4π,3),0)中心对称,那么|φ|的最小值为A.eq\f(π,6)B.eq\f(π,4)C.eq\f(π,3)D.eq\f(π,2)解析:由y=3cos(2x+φ)的图象关于点(eq\f(4π,3),0)中心对称知,f(eq\f(4,3)π)=0,即3cos(eq\f(8π,3)+φ)=0,∴eq\f(8π,3)+φ=kπ+eq\f(π,2)(k∈Z),∴φ=kπ+eq\f(π,2)-eq\f(8π,3)(k∈Z).|φ|的最小值为|φ|=eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(2π+\f(π,2)-\f(8π,3)))=eq\f(π,6).3.(2009·天津)已知函数f(x)=sin(ωx+eq\f(π,4))(x∈R,ω>0)的最小正周期为π为了得到函数g(x)=cosωx的图象只要y=f(x)的图象A.向左平移eq\f(π,8)个单位长度B.向右平移eq\f(π,8)个单位长度C.向左平移eq\f(π,4)个单位长度D.向右平移eq\f(π,4)个单位长度解析:因为T=π,则ω=eq\f(2π,T)=2,f(x)=sin(2x+eq\f(π,4)),g(x)=cos2x.将y=f(x)的图象向左平移eq\f(π,8)个单位长度时,y=sineq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(2(x+\f(π,8))+\f(π,4)))=sin(2x+eq\f(π,2))=cos2x.4.(2009·江西高考)若函数f(x)=(1+eq\r(3)tanx)cosx,0≤x<eq\f(π,2),则f(x)的最大值为A.1B.2C.eq\r(3)+1D.eq\r(3)+2解析:f(x)=(1+eq\r(3)·eq\f(sinx,cosx))·cosx=cosx+eq\r(3)sinx=2sin(x+eq\f(π,6)),∵0≤x<eq\f(π,2),∴eq\f(π,6)≤x+eq\f(π,6)<eq\f(2π,3),∴当x+eq\f(π,6)=eq\f(π,2)时,f(x)取得最大值2.5.(2009·辽宁高考)已知函数f(x)=Acos(ωx+φ)的图象如图所示,f(eq\f(π,2))=-eq\f(2,3),则f(0)=A.-eq\f(2,3)B.-eq\f(1,2)C.eq\f(2,3)D.eq\f(1,2)解析:由题意可知,此函数的周期T=2(eq\f(11,12)π-eq\f(7,12)π)=eq\f(2π,3),故eq\f(2π,ω)=eq\f(2π,3),∴ω=3,f(x)=Acos(3x+φ).f(eq\f(π,2))=Acos(eq\f(3π,2)+φ)=Asinφ=-eq\f(2,3).又由题图可知f(eq\f(7π,12))=Acos(3×eq\f(7π,12)+φ)=Acos(φ-eq\f(1,4)π)=eq\f(\r(2),2)(Acosφ+Asinφ)=0,∴f(0)=Acosφ=eq\f(2,3).7.已知函数y=Asin(ωx+φ)+n的最大值为4,最小值是0,最小正周期是eq\f(π,2),直线x=eq\f(π,3)是其图象的一条对称轴,若A>0,ω>0,0<φ<eq\f(π,2),则函数解析式为____________.解析:由题设得,A=2,n=2,ω=4,且当x=eq\f(π,3)时,sin(eq\f(4,3)π+φ)=±1,故φ=eq\f(π,6).所求解析式为y=2sin(4x+eq\f(π,6))+2.9.给出下列六种图象变换方法:(1)图象上所有点的纵坐标不变,横坐标缩短到原来的eq\f(1,2);(2)图象上所有点的纵坐标不变,横坐标伸长到原来的2倍;(3)图象向右平移eq\f(π,3)个单位;(4)图象向左平移eq\f(π,3)个单位;(5)图象向右平移eq\f(2π,3)个单位;(6)图象向左平移eq\f(2π,3)个单位.请用上述变换中的两种变换,将函数y=sinx的图象变换到函数y=sin(eq\f(x,2)+eq\f(π,3))的图象,那么这两种变换正确的标号是____(4)(2)或(2)(6)____(要求按变换先后顺序填上一种你认为正确的标号即可).解析:y=sinxeq\o(→,\s\up7((4)),\s\do5())y=sin(x+eq\f(π,3))eq\o(→,\s\up7((2)),\s\do5())y=sin(eq\f(x,2)+eq\f(π,3)),或y=sinxeq\o(→,\s\up7((2)),\s\do5())y=sineq\f(1,2)xeq\o(→,\s\up7((6)),\s\do5())y=sineq\f(1,2)(x+eq\f(2π,3))=sin(eq\f(x,2)+eq\f(π,3)).10.已知函数f(x)=3sin(eq\f(1,2)x-eq\f(π,4)),x∈R.(1)画出函数f(x)在长度为一个周期的闭区间上的简图;(2)将函数y=sinx的图象作怎样的变换可得到f(x)的图象?(2)先把y=sinx的图象向右平移eq\f(π,4)个单位,然后纵坐标不变,把所有的点的横坐标扩大为原来的2倍,再横坐标不变,把所有点的纵坐标扩大为原来的3倍,得到f(x)的图象.11(2009·合肥)已知函数f(x)=sin2ωx+eq\r(3)sinωxsin(ωx+eq\f(π,2))+2cos2ωx,x∈R(ω>0),在y轴右侧的第一个最高点的横坐标为eq\f(π,6).(1)求ω;(2)若将函数f(x)的图象向右平移eq\f(π,6)个单位后,再将得到的图象上各点横坐标伸长到原来的4倍,纵坐标不变,得到函数y=g(x)的图象,求函数g(x)的最大值及单调递减区间.解:(1)f(x)=eq\f(\r(3),2)sin2ωx+eq\f(1,2)cos2ωx+eq\f(3,2)=sin(2ωx+eq\f(π,6))+eq\f(3,2).令2ωx+eq\f(π,6)=eq\f(π,2),将x=eq\f(π,6)代入可得:ω=1(2)由(1)得f(x)=sin(2x+eq\f(π,6))+eq\f(3,2).经过题设的变化得到的函数g(x)=sin(eq\f(1,2)x-eq\f(π,6))+eq\f(3,2).当x=4kπ+eq\f(4,3)π,k∈Z时,函数取得最大值eq\f(5,2).令2kπ+eq\f(π,2)≤eq\f(1,2)x-eq\f(π,6)≤2kπ+eq\f(3,2)π,即x∈[4kπ+eq\f(4π,3),4kπ+eq\f(10,3)π],k∈Z为函数的单调递减区间.正弦型函数y=Asin(ωx+φ)的图象及应用【高考会这样考】1.考查正弦型函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换.2.结合三角恒等变换考查y=Asin(ωx+φ)的性质及简单应用.3.考查y=sinx到y=Asin(ωx+φ)的图象的两种变换途径.1.用五点法画y=Asin(ωx+φ)一个周期内的简图时,要找五个特征点如下表所示xeq\f(0-φ,ω)eq\f(\f(π,2)-φ,ω)eq\f(π-φ,ω)eq\f(\f(3π,2)-φ,ω)eq\f(2π-φ,ω)ωx+φ0eq\f(π,2)πeq\f(3π,2)2πy=Asin(ωx+φ)0A0-A02.函数y=sinx的图象变换得到y=Asin(ωx+φ)的图象的步骤3A叫做振幅,T=eq\f(2π,ω)叫做周期,f=eq\f(1,T)叫做频率,ωx+φ叫做相位,φ叫做初相.4.图象的对称性函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的图象是轴对称也是中心对称图形,具体如下:(1)函数y=Asin(ωx+φ)的图象关于直线x=xk(其中ωxk+φ=kπ+eq\f(π,2),k∈Z)成轴对称图形.(2)函数y=Asin(ωx+φ)的图象关于点(xk,0)(其中ωxk+φ=kπ,k∈Z)成中心对称图形.一种方法在由图象求三角函数解析式时,若最大值为M,最小值为m,则A=eq\f(M-m,2),k=eq\f(M+m,2),ω由周期T确定,即由eq\f(2π,ω)=T求出φ由特殊点确定.一个区别由y=sinx的图象变换到y=Asin(ωx+φ)的图象,两种变换的区别:先相位变换再周期变换(伸缩变换),平移的量是|φ|个单位;而先周期变换(伸缩变换)再相位变换,平移的量是eq\f(|φ|,ω)(ω>0)个单位.原因在于相位变换和周期变换都是针对x而言,即x本身加减多少值,而不是依赖于ωx加减多少值.两个注意作正弦型函数y=Asin(ωx+φ)的图象时应注意:(1)首先要确定函数的定义域;(2)对于具有周期性的函数,应先求出周期,作图象时只要作出一个周期的图象,就可根据周期性作出整个函数的图象.双基自测1.(人教A版教材习题改编)y=2sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,4)))的振幅、频率和初相分别为().A.2,eq\f(1,π),-eq\f(π,4)B.2,eq\f(1,2π),-eq\f(π,4)C.2,eq\f(1,π),-eq\f(π,8)D.2,eq\f(1,2π),-eq\f(π,8)2.已知简谐运动f(x)=Asin(ωx+φ)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(|φ|<\f(π,2)))的部分图象如图所示,则该简谐运动的最小正周期T和初相φ分别为().A.T=6π,φ=eq\f(π,6)B.T=6π,φ=eq\f(π,3)C.T=6,φ=eq\f(π,6)D.T=6,φ=eq\f(π,3)3.函数y=cosx(x∈R)的图象向左平移eq\f(π,2)个单位后,得到函数y=g(x)的图象,则g(x)的解析式应为().A.-sinxB.sinxC.-cosxD.cosx4.设ω>0,函数y=sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(ωx+\f(π,3)))+2的图象向右平移eq\f(4π,3)个单位后与原图象重合,则ω的最小值是().A.eq\f(2,3)B.eq\f(4,3)C.eq\f(3,2)D.35.(2011·重庆六校联考)已知函数f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0)的图象如图所示,则ω=________.考向一作函数y=Asin(ωx+φ)的图象【例1】►设函数f(x)=cos(ωx+φ)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(ω>0,-\f(π,2)<φ<0))的最小正周期为π,且feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,4)))=eq\f(\r(3),2).(1)求ω和φ的值;(2)在给定坐标系中作出函数f(x)在[0,π]上的图象.【训练1】已知函数f(x)=3sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)x-\f(π,4))),x∈R.(1)画出函数f(x)在长度为一个周期的闭区间上的简图;(2)将函数y=sinx的图象作怎样的变换可得到f(x)的图象?考向二求函数y=Asin(ωx+φ)的解析式(先根据函数图象的最高点、最低点确定A,h的值,函数的周期确定ω的值,再根据函数图象上的一个特殊点确定φ值.)【例2】►(2011·江苏)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)的值是________.【训练2】已知函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,|φ|<eq\f(π,2),ω>0)的图象的一部分如图所示.(1)求f(x)的表达式;(2)试写出f(x)的对称轴方程.考向三函数y=Asin(ωx+φ)的图象与性质的综合应用【例3】►(2012·西安模拟)已知函数f(x)=Asin(ωx+φ),x∈R(其中A>0,ω>0,0<φ<eq\f(π,2))的图象与x轴的交点中,相邻两个交点之间的距离为eq\f(π,2),且图象上的一个最低点为Meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,3),-2)).(1)求f(x)的解析式;(2)当x∈eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(π,12),\f(π,2)))时,求f(x)的值域.【训练3】(2011·南京模拟)已知函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的图象过点Peq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,12),0)),图象上与点P最近的一个最高点是Qeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3),5)).(1)求函数的解析式;(2)求函数f(x)的递增区间.规范解答8——怎样求解三角函数的最值问题3.(2010·临沂二模)已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x∈R,A>0,ω>0,|φ|<\f(π,2)))的图象(部分)如图,则f(x)的解析式是 A.f(x)=2sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(πx+\f(π,6)))(x∈R)B.f(x)=2sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2πx+\f(π,6)))(x∈RC.f(x)=2sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(πx+\f(π,3)))(x∈R)D.f(x)=2sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2πx+\f(π,3)))(x∈R) 4.(2010·福建卷)将函数f(x)=sin(ωx+φ)的图象向左平移eq\f(π,2)个单位,若所得图象与原图象重合,则ω的值不可能等于 A.4 B.6 C.8 D.125.已知函数f(x)=2sinωx(ω>0)在区间eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(π,3),\f(π,4)))上的最小值是-2,则ω的最小值等于()A.eq\f(2,3)B.eq\f(3,2)C.2 D.3.6.已知函数f(x)=2sin(ωx+φ)的图象如图所示,则feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(7π,12)))=________.7.(2010·济南二模)已知函数f(x)=sin(ωx+φ)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(ω>0,-\f(π,2)≤φ≤\f(π,2)))的图象上的两个相邻的最高点和最低点的距离为2eq\r(2),且过点eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2,-\f(1,2))),则函数f(x)=________. 8.若动直线x=a与函数f(x)=sinx和g(x)=cosx的图象分别交于M、N两点,则|MN|的最大值为________.9.已知函数y=3sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)x-\f(π,4)))(1)用五点法作出函数的图象;(2)说明此图象是由y=sinx的图象径过怎么样的变化得到的; (3)求此函数的振幅、周期和初相; (4)求此函数图象的对称轴方程、对称中心.10.已知函数f(x)=eq\r(3)sin(ωx+φ)-cos(ωx+φ)(0<φ<π,ω>0)为偶函数,且函数y=f(x)的图象的两相邻对称轴间的距离为eq\f(π,2). (1)求feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,8)))的值;(2)将函数y=f(x)的图象向右平移eq\f(π,6)个单位后,
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