3-5三角函数图像与应用
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解:∵y=sin x- 3cos x=2sinx-3π 由 y=sin 2x 的横坐标伸长到原来的 2 倍,纵坐标不变. 得到 y=sin x,再向右平移3π个单位得到 y=sinx-3π,再将纵坐标 伸长到 2 倍,横坐标不变,得到 y=2sinx-3π的图象.
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解:①f(x)=sin ωx+ 3cos ωx
=212sin
ωx+
3 2 cos
ωx=2sinωx+3π,
又∵T=π,∴2ωπ=π,即 ω=2.
∴f(x)=2sin2x+π3. ∴函数 f(x)=sin ωx+ 3cos ωx 的振幅为 2,初相为π3.
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2.如图是函数 y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<π)的部分图象, 则该函数的解析式为________.
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解析:由图知 A=5,由T2=52π-π=32π,得 T=3π,∴ω=2Tπ=23, 此时 y=5sin23x+φ. 下面求初相 φ. 法一:(单调性法): ∵点(π,0)在递减的那段曲线上,∴23π+φ∈2kπ+π2,2kπ+32π(k ∈Z).=2sin(ωx+φ)(ω>0,且|φ|<π2)的部分图象如图所
示,则函数 f(x)的一个单调递增区间是( )
A.-172π,51π2
B.-172π,-1π2
C.-1π2,71π2
D.-1π2,51π2
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=π3.
∴该函数的解析式为 y=5sin23x+3π.
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法四:(平移法): 由图象知,将 y=5sin23x的图象沿 x 轴向左平移π2个单位,就得到本 题图象,故所求函数解析式为 y=5sin23x+3π. 答案:y=5sin23x+3π
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[方法引航] 根据 y=Asin(ωx+φ)+k 的图象求其解析式的问题,
主要从以下四个方面来考虑:
最大值-最小值
(1)A 的确定:根据图象的最高点和最低点,即 A=
2
;
(2)k 的确定:根据图象的最高点和最低点,即 k=最大值+2 最小值;
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(3)ω 的确定:结合图象,先求出周期 T,然后由 T=2ωπ(ω>0)来确 定 ω; (4)φ 的确定:由函数 y=Asin(ωx+φ)+k 最开始与 x 轴的交点(最 靠近原点)的横坐标为-ωφ即令ωx+φ=0,x=-ωφ确定 φ.
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解析:选 D.由函数的图象可得14T=23π-152π,
∴T=π,则 ω=2.
又图象过点152π,2,∴2sin2×152π+φ=2, ∴φ=-3π+2kπ,k∈Z,
取 k=0, φ=-π3,即得 f(x)=2sin2x-3π, 其单调递增区间为kπ-1π2,kπ+51π2,k∈Z,取 k=0,即得选项 D 正确.
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②令 X=2x+3π,则 y=2sin2x+3π=2sin X. 列表,并描点画出图象:
x
-π6
π 12
π 3
7π 12
5π 6
X y=sin X
0
π 2
π
3π 2
2π
0 1 0 -1 0
y=2sin2x+3π
0 2 0 -2 0
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③法一:把 y=sin x 的图象上所有的点向左平移3π个单位,得到 y =sinx+3π的图象,再把 y=sinx+π3的图象上的点的横坐标变为 原来的12倍(纵坐标不变),得到 y=sin2x+3π的图象,最后把 y= sin2x+3π上所有点的纵坐标变为原来的 2 倍(横坐标不变),即可 得到 y=2sin2x+3π的图象.
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∴该函数的解析式为 y=5sin23x+3π. 法三:(起始点法):
函数 y=Asin(ωx+φ)的图象一般由“五点法”作出,而起始点的
横坐标 x 正是由 ωx+φ=0 解得的.故只需找出起始点横坐标 x0,
就可以迅速求得 φ.由图象易得 x0=-π2,∴φ=-ωx0=-23×-2π
由-1≤sinωx-π6≤1. ………………5 分 得-3≤2sinωx-π6-1≤1, 所以函数 f(x)的值域为[-3,1]. ………………6 分
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考点二 由三角函数图象求解析式
1.由图象求三角
命题
函数性质
点 2.由图象求三角
函数解析式
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[例 3] (1)如图是函数 y=Asin(ωx+φ)+2(A>0,ω>0)的图象的 一部分,它的振幅、周期、初相各是( )
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A.A=3,T=43π,φ=-π6 C.A=1,T=43π,φ=-34π
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第5课时 函数y=Asin(ωx+φ)的图象及应用
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1.y=Asin(ωx+φ)的有关概念
y=Asin(ωx+φ)(A 振幅 周期 频率 相位 初相
>0,ω>0),x∈[0,
+∞)表示一个振
A
T=
2π ω
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由 sin23π+φ=0 得23π+φ=2kπ+π(k∈Z),∴φ=2kπ+3π(k∈Z). ∵|φ|<π,∴φ=3π.∴该函数的解析式为 y=5sin23x+3π. 法二:(最值点法):
将最高点坐标π4,5代入 y=5sin23x+φ, 得 5sinπ6+φ=5,∴6π+φ=2kπ+π2(k∈Z), ∴φ=2kπ+3π(k∈Z).又|φ|<π,∴φ=π3.
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[方法引航] (1)五点法作简图:用“五点法”作 y=Asin(ωx+φ) 的简图,主要是通过变量代换,设 z=ωx+φ,由 z 取 0,2π,π,32 π,2π 来求出相应的 x,通过列表,计算得出五点坐标,描点后得 出图象. (2)图象变换:由函数 y=sin x 的图象通过变换得到 y=Asin(ωx+φ) 的图象,有两种主要途径:“先平移后伸缩”与“先伸缩后平 移”.
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(2)把函数 y=cos 2x+1 的图象上所有点的横坐标伸长到原来的 2 倍(纵坐标不变),然后向左平移 1 个单位长度,再向下平移 1 个单 位长度,得到的图象是( )
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解析:把函数 y=cos 2x+1 的图象上所有点的横坐标伸长到原来 的 2 倍(纵坐标不变),得到函数 y=cos x+1 的图象,然后把所得 函数图象向左平移 1 个单位长度,再向下平移 1 个单位长度,得 到函数 y=cos(x+1)的图象,故选 A. 答案:A
A
0 -A 0
(ωx+φ)
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3.函数 y=sin x 的图象变换得到 y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的图
象的步骤
法一
法二
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4.判断下列结论的正误(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)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.(×) (2)将 y=3sin 2x 的图象向左平移4π个单位后所得图象的解析式是 y =3sin2x+4π.(×) (3)y=sinx-4π的图象是由 y=sinx+π4的图象向右平移π2个单位得 到的.(√)
求函数 f(x)的单调递增区间.
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[规范解答]
(1)f(x)=
3 2 sin
ωx+12cos
ωx+
3 2 sin
ωx-12cos
ωx-
(cos ωx+1)
=2
3 2 sin
ωx-12cos
ωx-1………………2
分
=2sinωx-π6-1.………………3 分
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法二:将 y=sin x 的图象上每一点的横坐标 x 变为原来的12倍,纵 坐标不变,得到 y=sin 2x 的图象;再将 y=sin 2x 的图象向左平移 π6个单位,得到 y=sin 2x+π6=sin 2x+3π的图象;再将 y = sin2x+3π的图象上每一点的横坐标保持不变,纵坐标变为原来的 2 倍,得到 y=2sin2x+3π的图象.
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1.若本例(1)条件不变,作出 f(x)在 x∈[0,π]内的图象.
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解:
x
0
ππ7 5 12 3 12π 6π
π
2x+3π
π 3
π 2
π
3 2π
2π
7 3π
f(x)
3 2
1
0 -1
0
3 2
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描点法作图:
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2.将本例(2)变为:由 y=sin 2x 如何变换得到 y=sin x- 3cos x的 图象.
f=T1=2ωπ
ωx+φ
φ
动量时
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2.用五点法画 y=Asin(ωx+φ)一个周期内的简图
用五点法画 y=Asin(ωx+φ)一个周期内的简图时,要找五个关键
点,如下表所示:
x
-ωφ
-ωφ +2πω