《高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí)學(xué)案訓(xùn)練課件北師大版文科: 第3章 三角函數(shù)、解三角形 第4節(jié) 函數(shù)y=Asinωx+φ的圖像及三角函數(shù)的簡(jiǎn)單應(yīng)用學(xué)案 文 北師大版》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí)學(xué)案訓(xùn)練課件北師大版文科: 第3章 三角函數(shù)、解三角形 第4節(jié) 函數(shù)y=Asinωx+φ的圖像及三角函數(shù)的簡(jiǎn)單應(yīng)用學(xué)案 文 北師大版(10頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、
高考數(shù)學(xué)精品復(fù)習(xí)資料
2019.5
第四節(jié) 函數(shù)y=Asin(ωx+φ)的圖像及三角函數(shù)的簡(jiǎn)單應(yīng)用
[考綱傳真] 1.了解函數(shù)y=AsinF(ωx+φ)的物理意義;能畫(huà)出函數(shù)的圖像,了解參數(shù)A,ω,φ對(duì)函數(shù)圖像變化的影響.2.會(huì)用三角函數(shù)解決一些簡(jiǎn)單實(shí)際問(wèn)題,體會(huì)三角函數(shù)是描述周期變化現(xiàn)象的重要函數(shù)模型.
(對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)第45頁(yè))
[基礎(chǔ)知識(shí)填充]
1.函數(shù)y=Asin (ωx+φ)中各量的物理意義
y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,x≥0),表示一個(gè)振動(dòng)量時(shí)
振幅
周期
頻率
相位
初相
2、
A
T=
f==
ωx+φ
φ
2. 用五點(diǎn)法畫(huà)y=Asin(ωx+φ)一個(gè)周期內(nèi)的簡(jiǎn)圖時(shí),要找五個(gè)關(guān)鍵點(diǎn),如下表所示
x
-
ωx+φ
0
π
2π
y=Asin(ωx+φ)
0
A
0
-A
0
3. 由y=sin x的圖像變換得到y(tǒng)=Asin(ωx+φ)(其中A>0,ω>0)的圖像
先平移后伸縮 先伸縮后平移
? ?
[知識(shí)拓展]
1.由y=sin ωx到y(tǒng)=sin(ωx+φ)(ω>0,φ>0)的變換中,應(yīng)向左平移個(gè)單位長(zhǎng)度,而非φ個(gè)單位長(zhǎng)度.
2.函數(shù)y=Asin(ωx+φ)
3、的對(duì)稱(chēng)軸由ωx+φ=kπ+,k∈Z確定;對(duì)稱(chēng)中心由ωx+φ=kπ,k∈Z確定其橫坐標(biāo).
[基本能力自測(cè)]
1.(思考辨析)判斷下列結(jié)論的正誤.(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“”)
(1)利用圖像變換作圖時(shí)“先平移,后伸縮”與“先伸縮,后平移”中平移的單位長(zhǎng)度一致.( )
(2)將y=3sin 2x的圖像左移個(gè)單位后所得圖像的解析式是y=3sin.( )
(3)函數(shù)f(x)=Asin(ωx+φ)的圖像的兩個(gè)相鄰對(duì)稱(chēng)軸間的距離為一個(gè)周期.( )
(4)函數(shù)y=Acos(ωx+φ)的最小正周期為T(mén),那么函數(shù)圖像的兩個(gè)相鄰對(duì)稱(chēng)中心之間的距離為.( )
[答案] (1) (2
4、) (3) (4)√
2.(20xx四川高考)為了得到函數(shù)y=sin的圖像,只需把函數(shù)y=sin x的圖像上所有的點(diǎn)( )
A.向左平行移動(dòng)個(gè)單位長(zhǎng)度
B.向右平行移動(dòng)個(gè)單位長(zhǎng)度
C.向上平行移動(dòng)個(gè)單位長(zhǎng)度
D.向下平行移動(dòng)個(gè)單位長(zhǎng)度
A [把函數(shù)y=sin x的圖像上所有的點(diǎn)向左平行移動(dòng)個(gè)單位長(zhǎng)度就得到函數(shù)y=sin的圖像.]
3.(20xx山東高考)函數(shù)y=sin 2x+cos 2x的最小正周期為( )
A. B.
C.π D.2π
C [y=sin 2x+cos 2x=2sin,T==π.
故選C.]
4.將函數(shù)y=sin(
5、2x+φ)的圖像沿x軸向左平移個(gè)單位后,得到一個(gè)偶函數(shù)的圖像,則φ的一個(gè)可能取值為( )
A. B.
C.0 D.-
B [把函數(shù)y=sin(2x+φ)沿x軸向左平移個(gè)單位后得到函數(shù)y=sin 2=sin為偶函數(shù),則φ的一個(gè)可能取值是.]
5.(教材改編)電流I(單位:A)隨時(shí)間t(單位:s)變化的函數(shù)關(guān)系式是I=5sin,t∈[0,+∞),則電流I變化的初相、周期分別是________.
【導(dǎo)學(xué)號(hào):00090097】
, [由初相和周期的定義,得電流I變化的初相是,周期T==.]
(對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)第46頁(yè))
函數(shù)y=Asin(
6、ωx+φ)的圖像及變換
(1)(20xx全國(guó)卷Ⅰ)已知曲線C1:y=cos x,C2:y=sin,則下面結(jié)論正確的是( )
A.把C1上各點(diǎn)的橫坐標(biāo)伸長(zhǎng)到原來(lái)的2倍,縱坐標(biāo)不變,再把得到的曲線
向右平移個(gè)單位長(zhǎng)度,得到曲線C2
B.把C1上各點(diǎn)的橫坐標(biāo)伸長(zhǎng)到原來(lái)的2倍,縱坐標(biāo)不變,再把得到的曲線
向左平移個(gè)單位長(zhǎng)度,得到曲線C2
C.把C1上各點(diǎn)的橫坐標(biāo)縮短到原來(lái)的倍,縱坐標(biāo)不變,再把得到的曲線向
右平移個(gè)單位長(zhǎng)度,得到曲線C2
D.把C1上各點(diǎn)的橫坐標(biāo)縮短到原來(lái)的倍,縱坐標(biāo)不變,再把得到的曲線向
左平移個(gè)單位長(zhǎng)度,得到曲線C2
7、 D [因?yàn)閥=sin=cos=cos,所以曲線C1:y=cos x上各點(diǎn)的橫坐標(biāo)縮短到原來(lái)的倍,縱坐標(biāo)不變,得到曲線y=cos 2x,再把得到的曲線y=cos 2x向左平移個(gè)單位長(zhǎng)度,得到曲線y=cos 2=cos.
故選D.]
(2)已知函數(shù)f(x)=3sin,x∈R.
①畫(huà)出函數(shù)f(x)在一個(gè)周期的閉區(qū)間上的簡(jiǎn)圖;
②將函數(shù)y=sin x的圖像作怎樣的變換可得到f(x)的圖像?
[解] ①列表取值:
x
π
π
π
π
x-
0
π
π
2π
f(x)
0
3
0
-3
0
描出五個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)并用光滑曲線連接,得到一個(gè)周期的簡(jiǎn)圖
8、.
②先把y=sin x的圖像向右平移個(gè)單位,然后把所有點(diǎn)的橫坐標(biāo)擴(kuò)大為原來(lái)的2倍,再把所有點(diǎn)的縱坐標(biāo)擴(kuò)大為原來(lái)的3倍,得到f(x)的圖像.
[規(guī)律方法] 1.變換法作圖像的關(guān)鍵是看x軸上是先平移后伸縮還是先伸縮后平移,對(duì)于后者可利用ωx+φ=ω確定平移單位.
2.用“五點(diǎn)法”作圖,關(guān)鍵是通過(guò)變量代換,設(shè)z=ωx+φ,由z取0,,π,π,2π來(lái)求出相應(yīng)的x,通過(guò)列表,描點(diǎn)得出圖像.如果在限定的區(qū)間內(nèi)作圖像,還應(yīng)注意端點(diǎn)的確定.
[變式訓(xùn)練1] (1)(20xx全國(guó)卷Ⅰ)將函數(shù)y=2sin的圖像向右平移個(gè)周期后,所得圖像對(duì)應(yīng)的函數(shù)為( )
A.y=2sin B.y=2si
9、n
C.y=2sin D.y=2sin
(2)(20xx長(zhǎng)春模擬)要得到函數(shù)f(x)=cos的圖像,只需將函數(shù)g(x)=sin的圖像( ) 【導(dǎo)學(xué)號(hào):00090098】
A.向左平移個(gè)單位長(zhǎng)度
B.向右平移個(gè)單位長(zhǎng)度
C.向左平移個(gè)單位長(zhǎng)度
D.向右平移個(gè)單位長(zhǎng)度
(1)D (2)C [(1)函數(shù)y=2sin的周期為π,將函數(shù)y=2sin的圖像向右平移個(gè)周期即個(gè)單位長(zhǎng)度,所得圖像對(duì)應(yīng)的函數(shù)為y=2sin=2sin,故選D.
(2)f(x)=cos=sin,
故把g(x)=sin的圖像向左平移個(gè)單位,即得函數(shù)f(x)=sin的圖像,即得到
10、函數(shù)f(x)=cos的圖像,故選C.]
求函數(shù)y=Asin(ωx+φ)的解析式
(1)(20xx全國(guó)卷Ⅱ)函數(shù)y=Asin(ωx+φ)的部分圖像如圖341所示,則( )
圖341
A.y=2sin
B.y=2sin
C.y=2sin
D.y=2sin
(2)已知函數(shù)y=Asin(ωx+φ)+b(A>0,ω>0)的最大值為4,最小值為0,最小正周期為,直線x=是其圖像的一條對(duì)稱(chēng)軸,則下面各式中符合條件的解析式為( )
A.y=4sin
B.y=2sin+2
C.y=2sin+2
D.y=2sin+2
(1)A (2)D [(1)由圖像知
11、=-=,故T=π,因此ω==2.又圖像的一個(gè)最高點(diǎn)坐標(biāo)為,所以A=2,且2+φ=2kπ+(k∈Z),故φ=2kπ-(k∈Z),結(jié)合選項(xiàng)可知y=2sin.故選A.
(2)由函數(shù)y=Asin(ωx+φ)+b的最大值為4,最小值為0,可知b=2,A=2.由函數(shù)的最小正周期為,可知=,得ω=4.由直線x=是其圖像的一條對(duì)稱(chēng)軸,可知4+φ=kπ+,k∈Z,從而φ=kπ-,k∈Z,故滿(mǎn)足題意的是y=2sin+2.]
[規(guī)律方法] 確定y=Asin(ωx+φ)+b(A>0,ω>0)的步驟和方法
(1)求A,b:確定函數(shù)的最大值M和最小值m,則A=,b=;
(2)求ω:確定函數(shù)的周期T,則可得
12、ω=;
(3)求φ:常用的方法有:
①代入法:把圖像上的一個(gè)已知點(diǎn)代入(此時(shí)A,ω,b已知)或代入圖像與直線y=b的交點(diǎn)求解(此時(shí)要注意交點(diǎn)在上升區(qū)間上還是在下降區(qū)間上).
②五點(diǎn)法:確定φ值時(shí),往往以尋找“五點(diǎn)法”中的某一個(gè)點(diǎn)為突破口.“第一點(diǎn)”(即圖像上升時(shí)與x軸的交點(diǎn))時(shí)ωx+φ=0;“第二點(diǎn)”(即圖像的“峰點(diǎn)”)時(shí)ωx+φ=;“第三點(diǎn)”(即圖像下降時(shí)與x軸的交點(diǎn))時(shí)ωx+φ=π;“第四點(diǎn)”(即圖像的“谷點(diǎn)”)時(shí)ωx+φ=;“第五點(diǎn)”時(shí)ωx+φ=2π.
[變式訓(xùn)練2] (20xx石家莊一模)函數(shù)f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的部分圖像如圖342所示,則f的
13、值為( )
圖342
A.- B.-
C.- D.-1
D [由圖像可得A=,最小正周期T=4=π,則ω==2.又f=sin=-,解得φ=-+2kπ(k∈Z),即k=1,φ=,則f(x)=sin,f=sin=sin=-1,故選D.]
函數(shù)y=Asin(ωx+φ)圖像與性質(zhì)的應(yīng)用
(20xx天津高考)已知函數(shù)f(x)=4tan xsincos-.
(1)求f(x)的定義域與最小正周期;
(2)討論f(x)在區(qū)間上的單調(diào)性.
【導(dǎo)學(xué)號(hào):00090099】
[解] (1)f(x)的定義域?yàn)? 2分
f(x)=4tan xcos xc
14、os-
=4sin xcos-
=4sin x-
=2sin xcos x+2sin2x-
=sin 2x+(1-cos 2x)-
=sin 2x-cos 2x=2sin.
所以f(x)的最小正周期T==π. 6分
(2)令z=2x-,則函數(shù)y=2sin z的單調(diào)遞增區(qū)間是,k∈Z.
由-+2kπ≤2x-≤+2kπ,
得-+kπ≤x≤+kπ,k∈Z. 8分
設(shè)A=,B=xk∈Z,易知A∩B=.
所以當(dāng)x∈時(shí),f(x)在區(qū)間上是增加的,在上是減少的. 12分
[規(guī)律方法] 討論函數(shù)的單調(diào)性,研究函數(shù)的周期性、奇偶性與對(duì)稱(chēng)性,都必須首先利用輔助
15、角公式,將函數(shù)化成一個(gè)角的一種三角函數(shù).
[變式訓(xùn)練3] 設(shè)函數(shù)f(x)=-sin2ωx-sin ωxcos ωx(ω>0),且y=f(x)圖像的一個(gè)對(duì)稱(chēng)中心到最近的對(duì)稱(chēng)軸的距離為.
(1)求ω的值;
(2)求f(x)在區(qū)間上的最大值和最小值.
[解] (1)f(x)=-sin2ωx-sin ωxcos ωx
=--sin 2ωx
=cos 2ωx-sin 2ωx=-sin. 3分
因?yàn)閳D像的一個(gè)對(duì)稱(chēng)中心到最近的對(duì)稱(chēng)軸的距離為,又ω>0,所以=4,因此ω=1. 5分
(2)由(1)知f(x)=-sin. 6分
當(dāng)π≤x≤時(shí),≤2x-≤,
所以-≤si
16、n≤1,則-1≤f(x)≤. 10分
故f(x)在區(qū)間上的最大值和最小值分別為,-1. 12分
三角函數(shù)模型的簡(jiǎn)單應(yīng)用
某實(shí)驗(yàn)室一天的溫度(單位:℃)隨時(shí)間t(單位:h)的變化近似滿(mǎn)足函數(shù)關(guān)系:f(t)=10-cost-sint,t∈[0,24).
(1)求實(shí)驗(yàn)室這一天的最大溫差;
(2)若要求實(shí)驗(yàn)室溫度不高于11 ℃,則在哪段時(shí)間實(shí)驗(yàn)室需要降溫?
[解] (1)因?yàn)閒(t)=10-2
=10-2sin, 2分
又0≤t<24,
所以≤t+<,-1≤sin≤1. 4分
當(dāng)t=2時(shí),sin=1;
當(dāng)t=14時(shí),sin=-1.
于是f(t)在[0
17、,24)上取得最大值12,取得最小值8.
故實(shí)驗(yàn)室這一天最高溫度為12 ℃,最低溫度為8 ℃,最大溫差為4 ℃.6分
(2)依題意,當(dāng)f(t)>11時(shí)實(shí)驗(yàn)室需要降溫.
由(1)得f(t)=10-2sin,
故有10-2sin>11,
即sin<-. 9分
又0≤t<24,因此<t+<,即10<t<18.
故在10時(shí)至18時(shí)實(shí)驗(yàn)室需要降溫. 12分
[規(guī)律方法] 1.三角函數(shù)模型在實(shí)際中的應(yīng)用體現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是用已知的模型去分析解決實(shí)際問(wèn)題,二是把實(shí)際問(wèn)題抽象轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)問(wèn)題,建立三角函數(shù)模型解決問(wèn)題,其關(guān)鍵是合理建模.
2.建模的方法是認(rèn)真審題,把問(wèn)題提供的“條件”逐條地“翻譯”成“數(shù)學(xué)語(yǔ)言”,這個(gè)過(guò)程就是數(shù)學(xué)建模的過(guò)程.
[變式訓(xùn)練4] (20xx陜西高考)如圖343,某港口一天6時(shí)到18時(shí)的水深變化曲線近似滿(mǎn)足函數(shù)y=3sin+k.據(jù)此函數(shù)可知,這段時(shí)間水深(單位:m)的最大值為( )
圖343
A.5 B.6
C.8 D.10
C [根據(jù)圖像得函數(shù)的最小值為2,有-3+k=2,k=5,最大值為3+k=8.]