§8 函数y=Asin(ωx+φ)的图像与性质(一)
学习目标 1.理解y=Asin(ωx+φ)中ω,φ,A对图像的影响.2.掌握y=sin x与y=Asin(ωx+φ)图像间的变换关系,并能正确地指出其变换步骤.
知识点一 φ(φ≠0)对函数y=sin(x+φ),x∈R的图像的影响 思考1 如何由y=f(x)的图像变换得到y=f(x+a)的图像? 答案 向左(a>0)或向右(a<0)平移|a|个单位长度.
π
x+?的图像? 思考2 如何由y=sin x的图像变换得到y=sin??6?π
答案 向左平移个单位长度.
6
梳理 如图所示,对于函数y=sin(x+φ)(φ≠0)的图像,可以看作是把y=sin x的图像上所有的点向左(当φ>0时)或向右(当φ<0时)平行移动|φ|个单位长度而得到的.
知识点二 ω(ω>0)对函数y=sin(ωx+φ)的图像的影响
1
思考1 函数y=sin x,y=sin 2x和y=sin x的周期分别是什么?
2答案 2π,π,4π.
思考2 当三个函数的函数值相同时,它们x的取值有什么关系?
11
答案 当三个函数的函数值相同时,y=sin 2x中x的取值是y=sin x中x取值的,y=sin x22中x的取值是y=sin x中x取值的2倍.
思考3 函数y=sin ωx的图像是否可以通过y=sin x的图像得到? 答案 可以,只要“伸”或“缩”y=sin x的图像即可.
梳理 如图所示,函数y=sin(ωx+φ)的图像,可以看作是把y=sin(x+φ)的图像上所有点的1横坐标缩短(当ω>1时)或伸长(当0<ω<1时)到原来的倍(纵坐标不变)而得到.
ω
知识点三 A(A>0)对y=Asin(ωx+φ)的图像的影响
1
思考 对于同一个x,函数y=2sin x,y=sin x和y=sin x的函数值有何关系?
2
1
答案 对于同一个x,y=2sin x的函数值是y=sin x的函数值的2倍,而y=sin x的函数值
21
是y=sin x的函数值的. 2
梳理 如图所示,函数y=Asin(ωx+φ)的图像,可以看作是把y=sin(ωx+φ)图像上所有点的纵坐标伸长(当A>1时)或缩短(当0
知识点四 函数y=sin x的图像与y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的图像关系 正弦曲线y=sin x到函数y=Asin(ωx+φ)的图像的变换过程: y=sin x的图像――――――――――→ 平移|φ|个单位长度
所有点的纵坐标变为原来的A倍
向左?φ>0?或向右?φ<0?
1
所有点的横坐标变为原来的倍ω
y=sin(x+φ)的图像―――――――――――――→y=sin(ωx+φ)纵坐标不变
的图像―――――――――――――→y=Asin(ωx+φ)的图像. 横坐标不变
ππ
2x+?的图像.( × ) 1.把函数y=sin 2x的图像向左平移个单位长度,得到函数y=sin?4??4ππ
x+?=sin?2x+?的图像. 提示 得到y=sin 2?2??4??
ππ
-x+?的图像,可把函数y=sin(-x)的图像向左平移个单位长度得2.要得到函数y=sin?3??3到.( × )
?x-π??,故要得到y=sin?-x+π?的图像,可把函数y=sin(-x)的图像向右提示 y=sin?-3???3???
π
平移个单位长度.
3
3.把函数y=sin x的图像上所有点的横坐标变为原来的2倍,得到y=sin 2x的图像.( × )
1
提示 应得到y=sin x的图像.
2
ππ
x-?的图像是由函数y=cos x的图像向右平移个单位长度得到的.( √ ) 4.函数y=cos??3?3提示 由平移的规律可知其正确.
类型一 平移变换
π
x-?的图像可以看作是由y=sin x的图像经过怎样的变换而得到的? 例1 函数y=sin??6?考点 三角函数图像变换 题点 平移变换
ππ
x-?的图像,可以看作是把曲线y=sin x上所有的点向右平移个单位长度解 函数y=sin??6?6而得到的. 引申探究
ππ
x-?改为y=cos?x-?,其它不变,又该怎样变换? 1.若将本例中y=sin??6??6?
πππππ
x-?=sin?x-+?=sin?x+?,解 y=cos?可以看作是把y=sin x上所有的点向左平移个?6??62??3?3单位长度得到.
π
2x-?的图像可由y=sin 2x的图像经过怎样变换得到? 2.若将本例改为:函数y=sin?6??πππ
2x-?=sin?2?x-??,可由y=sin 2x的图像向右平移个单位长度得到. 解 y=sin?6????12??12反思与感悟 对平移变换应先观察函数名是否相同,若函数名不同则先化为同名函数.再观察x前系数,当x前系数不为1时,应提取系数确定平移的单位和方向,方向遵循左加右减,φ?
且从ωx→ωx+φ的平移量为??ω?个单位长度.
π
2x-?的图像,只要将y=sin 2x的图像( ) 跟踪训练1 要得到y=cos?4??π
A.向左平移个单位长度
8π
C.向左平移个单位长度
4考点 三角函数图像变换
π
B.向右平移个单位长度
8π
D.向右平移个单位长度
4
题点 平移变换 答案 A
πππππ
-2x?=cos?2x-?=cos?2?x-??=cos?2?x-8?-?. 解析 y=sin 2x=cos?2???4?2????4??
??ππx-?-?, 若设f(x)=sin 2x=cos?2??8?4
??πππ
x+?=cos?2x-?,所以向左平移个单位长度. 则f ?4??8??8
类型二 伸缩变换
π1
x+?的图像上所有的点的横坐标缩短到原来的(纵坐标不变)而得到的例2 将函数y=sin??3?2函数解析式为 . 考点 三角函数图像变换 题点 伸缩变换 π
2x+? 答案 y=sin?3??
反思与感悟 横向伸缩变换,只变ω,φ不发生变化.
11
跟踪训练2 (2017·合肥高一检测)把y=sin x的图像上各点的横坐标缩短到原来的倍(纵坐
24标不变)得到的解析式是 . 考点 三角函数图像的伸缩变换 题点 三角函数图像的伸缩变换 答案 y=sin 2x
类型三 图像变换的综合应用
π
例3 把函数y=f(x)的图像上的各点向右平移个单位长度,再把横坐标伸长到原来的2倍,
61π?2
再把纵坐标缩短到原来的倍,所得图像的解析式是y=2sin??2x+3?,求f(x)的解析式. 3考点 三角函数图像变换 题点 图像变换的综合应用
1π?纵坐标伸长到原来的2倍?解 y=2sin?2x+3?――――――――――→ 1π?横坐标缩短到原来的2倍y=3sin?―――――――――→ ?2x+3?―π?向左平移6个单位长度?y=3sin?x+3?―――――――――→
π
1
3
πππ
x++?=3sin?x+?=3cos x. y=3sin??63??2?所以f(x)=3cos x.
反思与感悟 (1)已知变换途径及变换后的函数解析式,求变换前函数图像的解析式,宜采用逆变换的方法.
(2)已知函数f(x)图像的伸缩变换情况,求变换前后图像的解析式.要明确伸缩的方向及量,然后确定出A或ω即可.
π
x+?的图像向左平移m(m>0)个单位长度后,跟踪训练3 将函数y=2sin?所得图像对应的函?3?数为偶函数,则m的最小值为( ) πππ5π
A. B. C. D. 12636考点 三角函数图像变换 题点 图像变换的综合应用 答案 B
π
x+?的图像向左平移m个单位长度,所得图像对应的函数为y=解析 因为函数y=2sin??3?ππππ
x++m?,所以+m=kπ+,k∈Z,即m=kπ+,k∈Z. 2sin??3?326π
又m>0,所以m的最小值为,故选B.
6
1.函数y=cos x图像上各点的纵坐标不变,把横坐标变为原来的2倍,得到图像的解析式为y=cos ωx,则ω的值为( ) 11A.2 B. C.4 D. 24考点 三角函数图像变换 题点 伸缩变换 答案 B
xπ?x
+的图像,只要将函数y=sin 的图像( ) 2.要得到y=sin??23?2π
A.向左平移个单位长度
32π
C.向左平移个单位长度
3
π
B.向右平移个单位长度
32π
D.向右平移个单位长度
3