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1、2022年高考數(shù)學一輪總復習 5.6 函數(shù)y=Asin(ωx+ )的圖象和性質(zhì)教案 理 新人教A版
典例精析
題型一 “五點法”作函數(shù)圖象
【例1】設(shè)函數(shù)f(x)=sin ωx+cos ωx(ω>0)的周期為π.
(1)求它的振幅、初相;
(2)用五點法作出它在長度為一個周期的閉區(qū)間上的圖象;
(3)說明函數(shù)f(x)的圖象可由y=sin x的圖象經(jīng)過怎樣的變換得到.
【解析】(1)f(x)=sin ωx+cos ωx=2(sin ωx+cos ωx)=2sin(ωx+),
又因為T=π,所以=π,即ω=2,所以f(x)=2sin(2x+),
所以函數(shù)f(x)=sin ωx
2、+cos ωx(ω>0)的振幅為2,初相為.
(2)列出下表,并描點畫出圖象如圖所示.
(3)把y=sin x圖象上的所有點向左平移個單位,得到y(tǒng)=sin(x+)的圖象,再把
y=sin(x+)的圖象上的所有點的橫坐標縮短到原來的(縱坐標不變),得到y(tǒng)=sin(2x+)的圖象,然后把y=sin(2x+)的圖象上的所有點的縱坐標伸長到原來的2倍(橫坐標不變),即可得到y(tǒng)=2sin(2x+)的圖象.
【點撥】用“五點法”作圖,先將原函數(shù)化為y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)形式,再令ωx+φ=0,,π,,2π求出相應(yīng)的x值及相應(yīng)的y值,就可以得到函數(shù)圖象上一個周期內(nèi)的五
3、個點,用平滑的曲線連接五個點,再向兩端延伸即可得到函數(shù)在整個定義域上的圖象.
【變式訓練1】函數(shù)
的圖象如圖所示,則( )
A.k=,ω=,φ=
B.k=,ω=,φ=
C.k=,ω=2,φ=
D.k=-2,ω=,φ=
【解析】本題的函數(shù)是一個分段函數(shù),其中一個是一次函數(shù),其圖象是一條直線,由圖象可判斷該直線的斜率k=.另一個函數(shù)是三角函數(shù),三角函數(shù)解析式中的參數(shù)ω由三角函數(shù)的周期決定,由圖象可知函數(shù)的周期為T=4×(-)=4π,故ω=.將點(,0)代入解析式y(tǒng)=2sin(x+φ),得×+φ=kπ,k∈Z,所以φ=kπ-,k∈Z.結(jié)合各選項可知,選項A正確.
題型二 三
4、角函數(shù)的單調(diào)性與值域
【例2】已知函數(shù)f(x)=sin2ωx+sin ωxsin(ωx+)+2cos2ωx,x∈R(ω>0)在y軸右側(cè)的第一個最高點的橫坐標為.
(1)求ω的值;
(2)若將函數(shù)f(x)的圖象向右平移個單位后,再將得到的圖象上各點橫坐標伸長到原來的4倍,縱坐標不變,得到函數(shù)y=g(x)的圖象,求函數(shù)g(x)的最大值及單調(diào)遞減區(qū)間.
【解析】(1)f(x)=sin 2ωx+cos 2ωx+=sin(2ωx+)+.
令2ωx+=,將x=代入可得ω=1.
(2)由(1)得f(x)=sin(2x+)+,經(jīng)過題設(shè)的變化得到函數(shù)g(x)=sin(x-)+,
當x=4kπ+π,
5、k∈Z時,函數(shù)g(x)取得最大值.
令2kπ+≤x-≤2kπ+π,
即[4kπ+,4kπ+π](k∈Z)為函數(shù)的單調(diào)遞減區(qū)間.
【點撥】本題考查三角函數(shù)恒等變換公式的應(yīng)用、三角函數(shù)圖象性質(zhì)及變換.
【變式訓練2】若將函數(shù)y=2sin(3x+φ)的圖象向右平移個單位后得到的圖象關(guān)于點(,0)對稱,則|φ|的最小值是( )
A. B. C. D.
【解析】將函數(shù)y=2sin(3x+φ)的圖象向右平移個單位后得到y(tǒng)=2sin[3(x-)+φ]=2sin(3x-+φ)的圖象.
因為該函數(shù)的圖象關(guān)于點(,0)對稱,所以2sin(3×-+φ)=2sin(+φ)=0,
6、
故有+φ=kπ(k∈Z),解得φ=kπ-(k∈Z).
當k=0時,|φ|取得最小值,故選A.
題型三 三角函數(shù)的綜合應(yīng)用
【例3】已知函數(shù)y=f(x)=Asin2(ωx+φ)(A>0,ω>0,0<φ<)的最大值為2,其圖象相鄰兩對稱軸間的距離為2,并過點(1,2).
(1)求φ的值;
(2)求f(1)+f(2)+…+f(2 008).
【解析】(1)y=Asin2(ωx+φ)=-cos(2ωx+2φ),
因為y=f(x)的最大值為2,又A>0,
所以+=2,所以A=2,
又因為其圖象相鄰兩對稱軸間的距離為2,ω>0,
所以×=2,所以ω=.
所以f(x)=-cos(
7、x+2φ)=1-cos(x+2φ),
因為y=f(x)過點(1,2),所以cos(+2φ)=-1.
所以+2φ=2kπ+π(k∈Z),
解得φ=kπ+(k∈Z),
又因為0<φ<,所以φ=.
(2)方法一:因為φ=,
所以y=1-cos(x+)=1+sin x,
所以f(1)+f(2)+f(3)+f(4)=2+1+0+1=4,
又因為y=f(x)的周期為4,2 008=4×502.
所以f(1)+f(2)+…+f(2 008)=4×502=2 008.
方法二:因為f(x)=2sin2(x+φ),
所以f(1)+f(3)=2sin2(+φ)+2sin2(+φ)=2,
f
8、(2)+f(4)=2sin2(+φ)+2sin2(π+φ)=2,
所以f(1)+f(2)+f(3)+f(4)=4,
又因為y=f(x)的周期為4,2 008=4×502.
所以f(1)+f(2)+…+f(2 008)=4×502=2 008.
【點撥】函數(shù)y=Acos(ωx+φ)的對稱軸由ωx+φ=kπ,可得x=,兩相鄰對稱軸間的距離為周期的一半,解決該類問題可畫出相應(yīng)的三角函數(shù)的圖象,借助數(shù)形結(jié)合的思想解決.
【變式訓練3】已知函數(shù)f(x)=Acos2ωx+2(A>0,ω>0)的最大值為6,其相鄰兩條對稱軸間的距離為4,則f(2)+f(4)+f(6)+…+f(20)= .
9、【解析】f(x)=Acos2ωx+2=A×+2=++2,則由題意知A+2=6,=8,所以A=4,ω=,所以f(x)=2cos x+4,所以f(2)=4,f(4)=2,f(6)=4,f(8)=6,f(10)=4,…觀察周期性規(guī)律可知f(2)+f(4)+…+f(20)=2×(4+2+4+6)+4+2=38.
總結(jié)提高
1.用“五點法”作y=Asin(ωx+φ)的圖象,關(guān)鍵是五個點的選取,一般令ωx+φ=0,,π,,2π,即可得到作圖所需的五個點的坐標,同時,若要求畫出給定區(qū)間上的函數(shù)圖象時,應(yīng)適當調(diào)整ωx+φ的取值,以便列表時能使x在給定的區(qū)間內(nèi)取值.
2.在圖象變換時,要注意相位變換與周期變換的先后順序改變后,圖象平移的長度單位是不同的,這是因為變換總是對字母x本身而言的,無論沿x軸平移還是伸縮,變化的總是x.
3.在解決y=Asin(ωx+φ)的有關(guān)性質(zhì)時,應(yīng)將ωx+φ視為一個整體x后再與基本函數(shù)
y=sin x的性質(zhì)對應(yīng)求解.