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第一课时 函数y=Asin(ωx+φ)的图象及变换
预习课本P49~54,思考并完成以下问题
(1)将y=sin(x+φ)(其中φ≠0)的图象怎样变换,能得到y=sin x的图象?
(2)函数y=Asin x,x∈R(A>0且A≠1)的图象,可由正弦曲线y=sin x,x∈R怎样变换得到?
(3)函数y=sin ωx,x∈R(ω>0且ω≠1)的图象,可由正弦曲线y=sin x,x∈R怎样变换得到?
1.φ对函数y=sin(x+φ),x∈R的图象的影响
2.ω(ω>0)对y=sin(ωx+φ)的图象的影响
3.A(A>0)对y=Asin(ωx+φ)的图象的影响
[点睛] (1)A越大,函数图象的最大值越大,最大值与A是正比例关系.
(2)ω越大,函数图象的周期越小,ω越小,周期越大,周期与ω为反比例关系.
(3)φ大于0时,函数图象向左平移,φ小于0时,函数图象向右平移,即“加左减右”.
1.判断下列命题是否正确.(正确的打“√”,错误的打“×”)
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(1)由函数y=sin的图象得到y=sin x的图象,必须向左平移.( )
(2)把函数y=sin x的图象上点的横坐标伸长到原来的3倍就得到函数y=sin 3x的图象.( )
(3)将函数y=sin x图象上各点的纵坐标变为原来的A(A>0)倍,便得到函数y=Asin x的图象.( )
答案:(1)× (2)× (3)√
2.将函数y=sin x的图象上各点的纵坐标扩大为原来的3倍,横坐标不变,则所得图象对应的函数为( )
A.y=3sin x B.y=sin x
C.y=sin 3x D.y=sin x
答案:A
3.为了得到函数y=sin(x+1)的图象,只需把函数y=sin x的图象上所有的点( )
A.向左平行移动1个单位长度
B.向右平行移动1个单位长度
C.向左平行移动π个单位长度
D.向右平行移动π个单位长度
答案:A
4.将函数y=sin x的图象上所有点的横坐标缩短到原来的倍(纵坐标不变)得________的图象.
答案:y=sin 4x
“五点法”作图
[典例] 用“五点法”作出函数y=sinx-的简图.
[解] 函数y=sin的周期T==6π,先用“五点法”作它在长度为一个周期上的图象.列表如下:
x
π
4π
7π
x-
0
π
2π
sin
0
0
-
0
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描点、连线,如图所示,
利用该函数的周期性,把它在一个周期上的图象分别向左、右扩展,从而得到函数y=sin的简图(图略).
(1)“五点法”作图的实质
利用“五点法”作函数f(x)=Asin(ωx+φ)的图象,实质是利用函数的三个零点,两个最值点画出函数在一个周期内的图象.
(2)用“五点法”作函数f(x)=Asin(ωx+φ)图象的步骤
第一步:列表.
ωx+φ
0
π
2π
x
-
-
-
-
-
f(x)
0
A
0
-A
0
第二步:在同一坐标系中描出各点.
第三步:用光滑曲线连接这些点,形成图象.
[活学活用]
用“五点法”作出函数y=sin在[0,π]上的图象.
解:列出x,y的对应值表:
x
-
2x+
0
π
2π
y
0
0
-
0
描点,连线,如图所示.
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函数图象的平移变换
[典例] (山东高考)要得到函数y=sin 的图象,只需将函数y=sin 4x的图象( )
A.向左平移个单位
B.向右平移个单位
C.向左平移个单位
D.向右平移个单位
[解析] 由y=sin=sin 4得,只需将y=sin 4x的图象向右平移个单位即可,故选B.
[答案] B
平移变换的策略
(1)先确定平移方向和平移的量.
(2)当x的系数是1时,若φ>0,则左移φ个单位;若φ<0,则右移|φ|个单位.
当x的系数是ω(ω>0)时,若φ>0,则左移个单位;若φ<0,则右移个单位.
[活学活用]
1.将函数y=sin向左平移个单位,可得到函数图象是( )
A.y=sin 2x B.y=sin
C.y=sin D.y=sin
解析:选C y=sin 的图象y=sin=sin
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的图象.
2.将函数y=sin x的图象向左平移φ(0≤φ<2π)个单位长度后,得到函数y=sin的图象,则φ=________.
解析:因为φ∈[0,2π),所以把y=sin x的图象向左平移φ个单位长度得到y=sin (x+φ)的图象,而sin=sin=sin ,即φ=.
答案:
函数图象的伸缩变换
[典例] 说明y=-2sin+1的图象是由y=sin x的图象经过怎样变换得到的.
[解] [法一 先伸缩后平移]
y=sin x的图象y=-2sin x的图象y=-2sin 2x的图象y=-2sin的图象y=-2sin+1的图象.
[法二 先平移后伸缩]
y=sin x的图象y=-2sin x的图象y=-2sin的图象y=-2sin的图象y=-2sin+1的图象.
由函数y=sin x的图象通过变换得到函数y=Asin(ωx+φ)的图象的步骤
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[活学活用]
为了得到函数y=2sin,x∈R的图象,只需把函数y=2sin x,x∈R的图象上所有的点( )
A.先向左平移个单位长度,再把所得各点的横坐标缩短到原来的(纵坐标不变)
B.先向右平移个单位长度,再把所得各点的横坐标缩短到原来的(纵坐标不变)
C.先向左平移个单位长度,再把所得各点的横坐标伸长到原来的3倍(纵坐标不变)
D.先向右平移个单位长度,再把所得各点的横坐标伸长到原来的3倍(纵坐标不变)
解析:选C 先将y=2sin x,x∈R的图象向左平移个单位长度,得到函数y=2sin,x∈R的图象,再把所得图象上各点的横坐标伸长到原来的3倍(纵坐标不变),得到函数y=2sin,x∈R的图象.
层级一 学业水平达标
1.为了得到函数y=sin的图象,只需把函数y=sin x的图象( )
A.向左平移个单位长度
B.向右平移个单位长度
C.向上平移个单位长度
D.向下平移个单位长度
解析:选B 将函数y=sin x的图象向右平移个单位长度,所得图象对应的函数解析式为y=sin.
2.将函数y=sin 2x的图象向右平移个单位长度,所得图象对应的函数是( )
A.奇函数
B.偶函数
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C.既是奇函数又是偶函数
D.非奇非偶函数
解析:选A y=sin 2xy=sin=sin=-sin(π-2x)=-sin 2x.
由于-sin(-2x)=sin 2x,所以是奇函数.
3.把函数y=cos x的图象上的每一点的纵坐标保持不变,横坐标变为原来的,然后将图象沿x轴负方向平移个单位长度,得到的图象对应的解析式为( )
A.y=sin 2x B.y=cos
C.y=cos D.y=cos
解析:选B y=cos x的图象上每一点的横坐标变为原来的(纵坐标不变)得到y=cos 2x的图象;
再把y=cos 2x的图象沿x轴负方向平移个单位长度,就得到y=cos 2=cos的图象.
4.函数y=sin在区间上的简图是( )
解析:选A 当x=0时,y=sin=-