第五章  三角函數(shù)5.6  函數(shù)y=Asinωx+φ )的圖像1.理解參數(shù)A,ω,φ對(duì)函數(shù)yAsin(ωxφ)的圖象的影響;能夠?qū)?/span>ysin x的圖象進(jìn)行交換得到yAsin(ωxφ)xR的圖象.2.會(huì)用五點(diǎn)法畫函數(shù)yAsin(ωxφ)的簡(jiǎn)圖;能根據(jù)yAsin(ωxφ)的部分圖象,確定其解析式. 3.求函數(shù)解析式時(shí)φ值的確定.重點(diǎn):將考察參數(shù)Α、ωφ對(duì)函數(shù)y=Asin(ωx+φ)圖象的影響的問題進(jìn)行分解,找出函數(shù)ysin xyAsin(ωx+φ)的圖象變換規(guī)律.學(xué)習(xí)如何將一個(gè)復(fù)雜問題分解為若干簡(jiǎn)單問題的方法.;會(huì)用五點(diǎn)作圖法正確畫函數(shù)yAsin(ωx+φ)的簡(jiǎn)圖.難點(diǎn)學(xué)生對(duì)周期變換、相位變換順序不同,圖象平移量也不同的理解.1.函數(shù),(其中)的圖象,可以看作是正弦曲線上所有的點(diǎn)_________(當(dāng)>0時(shí))或______________(當(dāng)<0時(shí))平行移動(dòng)個(gè)單位長(zhǎng)度而得到. 2.函數(shù)(其中>0)的圖象,可以看作是把正弦曲線 上所有點(diǎn)的橫坐標(biāo)______________(當(dāng)>1時(shí))或______________(當(dāng)0<<1時(shí))到原來的  倍(縱坐標(biāo)不變)而得到.3.函數(shù)>0A1)的圖象,可以看作是把正弦曲線上所有點(diǎn)的縱坐標(biāo)___________(當(dāng)A>1時(shí))或__________(當(dāng)0<A<1)到原來的A倍(橫坐標(biāo)不變)而得到的,函數(shù)y=Asinx的值域?yàn)?/span>______________.最大值為______________,最小值為______________.4. 函數(shù)其中的(A>0,>0)的圖象,可以看作用下面的方法得到:先把正弦曲線上所有的點(diǎn)___________(當(dāng)>0時(shí))或___________(當(dāng)<0時(shí))平行移動(dòng)個(gè)單位長(zhǎng)度,再把所得各點(diǎn)的橫坐標(biāo)____________(當(dāng)>1時(shí))或____________(當(dāng)0<<1)到原來的  倍(縱坐標(biāo)不變),再把所得各點(diǎn)的縱橫坐標(biāo)____________(當(dāng)A>1時(shí))或_________(當(dāng)0<A<1時(shí)到原來的A倍(橫坐標(biāo)不變)而得到.[來源:學(xué)++網(wǎng)] 提出問題上面我們利用三角函數(shù)的知識(shí)建立了一個(gè)形如y=Asinωx+φ ) 其中( A>0 , ω >0 ) 的函數(shù) . 顯然 , 這個(gè)函數(shù)由參數(shù) A ω , φ 所確定 . 因此 , 只要了解這些參數(shù)的意義 , 知道它們的變化對(duì)函數(shù)圖象的影響 , 就能把握這個(gè)函數(shù)的性質(zhì) .從解析式看 , 函數(shù) 就是函數(shù)yAsin(ωxφ)A =1 , ω =1 , φ =0 時(shí)的特殊情形 .(1)能否借助我們熟悉的函數(shù)  的圖象與性質(zhì)研究參數(shù) A , ω , φ 對(duì)函數(shù)yAsin(ωxφ)的影響 ?(2)函數(shù) yAsin(ωxφ)含有三個(gè)參數(shù) , 你認(rèn)為應(yīng)按怎樣的思路進(jìn)行研究.     1. 探索 φ對(duì)ysin(xφ)圖象的影響      為了更加直觀地觀察參數(shù)φ 對(duì)函數(shù)圖象的影響 , 下面借助信息技術(shù)做一個(gè)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn) .如圖 5.6.4,取 A =1 , ω =1 , 動(dòng)點(diǎn) M在單位圓 上以單位角速度按逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng) .圖 5.6.4如果動(dòng)點(diǎn) M 為起點(diǎn) ( 此時(shí) φ =0 ), 經(jīng)過xs 后運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)P , 那么點(diǎn) P 的縱坐標(biāo) y就等于 sinx . 以 ( x , y ) 為坐標(biāo)描點(diǎn) , 可得正弦函數(shù) y =sinx 的圖象 .       在單位圓上拖動(dòng)起點(diǎn) , 使點(diǎn) 繞點(diǎn) 旋轉(zhuǎn) , 你發(fā)現(xiàn)圖象有什么變化 ?如果使點(diǎn) 繞點(diǎn) 旋轉(zhuǎn)- , , - , 或者旋轉(zhuǎn)一個(gè)任意角 φ當(dāng)起點(diǎn)位于 時(shí) , φ= , 可得函數(shù)ysin(x) 的圖象 .進(jìn)一步 , 在單位圓上 , 設(shè)兩個(gè)動(dòng)點(diǎn)分別以 , 為起點(diǎn)同時(shí)開始運(yùn)動(dòng) . 如果以 為起點(diǎn)的動(dòng)點(diǎn)到達(dá)圓周上點(diǎn) P的時(shí)間為xs , 那么以 為起點(diǎn)的動(dòng)點(diǎn)相繼到達(dá)點(diǎn)P 的時(shí)間是  (x- s. 這個(gè)規(guī)律反映在圖象上就是 : 如果 F x , y ) 是函數(shù)ysinx 圖象上的一點(diǎn) , 那么 G(x- , y )就是函數(shù) ysin(x) 圖象上的點(diǎn) , 如圖 5.6-4所示 . 這說明 , 把正弦曲線ysinx 上的所有點(diǎn)向左平移 個(gè)單位長(zhǎng)度 , 就得到ysin(x) 的圖象 .   分別說一說旋轉(zhuǎn)- , , - 時(shí)的情況 .      一般地 , 當(dāng)動(dòng)點(diǎn) M 的起點(diǎn)位置 Q所對(duì)應(yīng)的角為φ 時(shí) , 對(duì)應(yīng)的函數(shù)是 ysin(xφ) (φ0) , 把正弦曲線上的所有點(diǎn)向左( 當(dāng) φ >0 時(shí) ) 或向右 ( 當(dāng) φ <0 時(shí) ) 平移 個(gè)單位長(zhǎng)度 , 就得到函數(shù)ysin(xφ) 的圖象 .2. 探索 ω ω >0 ) 對(duì)y=sinωx+φ ) 圖象的影響下面仍然通過數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)來探索 .如圖 5.6.5, 取圓的半徑 A=1. 為了研究方便 , 不妨令φ . 當(dāng) ω =1 時(shí)得到ysin(x) 的圖象 .      ω =2 , 圖象有什么變化 ? 取 ω 呢 ?取 ω =3 ,ω , 圖象又有什么變化 ?當(dāng) ω 取任意正數(shù)呢?        ω =2 時(shí) , 得到函數(shù) ysin(2x) 的圖象 .進(jìn)一步 , 在單位圓上 , 設(shè)以 為起點(diǎn)的動(dòng)點(diǎn) , 當(dāng) ω =1 時(shí)到達(dá)點(diǎn) P 的時(shí)間為 s ,當(dāng) ω =2 時(shí)到達(dá)點(diǎn) P的時(shí)間為 s. 因?yàn)?ω =2 時(shí)動(dòng)點(diǎn)的轉(zhuǎn)速是 ω =1 時(shí)的 2 倍 ,所以 . 這樣 , 設(shè) G x , y ) 是函數(shù)ysin(x) 圖象上的一點(diǎn) , 那么K , y ) 就是函數(shù)ysin(2x)圖象上的相應(yīng)點(diǎn) , 如圖 5.6-5示 . 這說明 , 把ysin(x) 的圖象上所有點(diǎn)的橫坐標(biāo)縮短到原來的 倍( 縱坐標(biāo)不變 ), 就得到 ysin(2x) 的圖象 .ysin(2x) 的周期為, 是ysin(x) 的周期的 倍 .      同理 , 當(dāng) ω 時(shí) , 動(dòng)點(diǎn)的轉(zhuǎn)速是 ω =1 時(shí)的 倍 , 以為起點(diǎn) , 到達(dá)點(diǎn) P的時(shí)間是 ω =1 時(shí)的 2 倍 . 這樣 , 把ysin(x) 圖象上所有點(diǎn)的橫坐標(biāo)擴(kuò)大到原來的 2 倍 ( 縱坐標(biāo)不變 ), 就得到 ysin(x) 的圖象 . ysin(x)的周期為4π ysin(x) 的周期的 2 倍 .        一般地 , 函數(shù) 的周期是 , 把 ysin(x φ) 圖象上所有點(diǎn)的橫坐標(biāo)縮短 ( 當(dāng) ω >1 時(shí) ) 或伸長(zhǎng) ( 當(dāng) 0< ω <1 時(shí) ) 到原來的 倍 (縱坐標(biāo)不變 ), 就得到 的圖象 .3. 探索 AA >0 ) 對(duì) y=sinωx+φ )圖象的影響     下面通過數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)探索A 對(duì)函數(shù)圖象的影響 . 為了研究方便 , 不妨令ω =2, φ .當(dāng) A =1 時(shí) , 如圖 5.6.6, 可得y=sin2x+)的圖象 .改變 A 的取值 , 使 A 取 2 , , 3, 等 , 你發(fā)現(xiàn)圖象有什么變化 ?當(dāng) A 取任意正數(shù)呢 ?當(dāng) A =2 時(shí) , 得到函數(shù) y=2sin2x+)的圖象 .進(jìn)一步 , 設(shè)射線 與以為圓心 、 2 為半徑的圓交于 . 如果單位圓上以 為起點(diǎn)的動(dòng)點(diǎn) , 以 ω =2 的轉(zhuǎn)速經(jīng)過 xs 到達(dá)圓周上點(diǎn) P , 那么點(diǎn) P 的縱坐標(biāo)是 2sin2x+); 相應(yīng)地 , 點(diǎn) 在以 為圓心 、 2 為半徑的圓上運(yùn)動(dòng)到點(diǎn) T , 點(diǎn) T 的縱坐標(biāo)是 2sin2x+).這樣 , 設(shè) Kx , y ) 是函數(shù)y=sin2x+) 圖象上的一點(diǎn) , 那么點(diǎn) N x 2 y )就是函數(shù)圖象y=2sin2x+)上的相應(yīng)點(diǎn) , 如圖 5.6.6所示 . 這說明 , 把 y=sin2x+)圖象上所有點(diǎn)的縱坐標(biāo)伸長(zhǎng)到原來的 2 倍 ( 橫坐標(biāo)不變 ), 就得到 y=2sin2x+)的圖象 .同理 , 把y=sin2x+) 圖象上所有點(diǎn)的縱坐標(biāo)縮短到原來的 倍( 橫坐標(biāo)不變 ), 就得到y=sin2x+)的圖象 .       一般地 , 函數(shù) yAsin(ωxφ)的圖象 , 可以看作是把yAsin(ωxφ)圖象上所有點(diǎn)的縱坐標(biāo)伸長(zhǎng) ( 當(dāng) A >1 時(shí) )或縮短 ( 當(dāng) 0< A<1 時(shí) ) 到原來的 A 倍 ( 橫坐標(biāo)不變 ) 而得到 . 從而 , 函數(shù) yAsin(ωxφ)的值域是 [ - A , A ],最大值是 A , 最小值是 - A      你能總結(jié)一下從正弦函數(shù)圖象出發(fā) , 通過圖象變換得到 yAsin(ωxφ) A >0 ,ω >0 ) 圖象的過程與方法嗎 ?         一般地 , 函數(shù)yAsin(ωxφ) A >0 , ω >0 ) 的圖象 , 可以用下面的方法得到 : 先畫出函數(shù) ysinx的圖象 ; 再把正弦曲線向左 ( 或右 ) 平移個(gè)單位長(zhǎng)度 , 得到函數(shù)ysin(xφ) 的圖象 ; 然后把曲線上各點(diǎn)的橫坐標(biāo)變?yōu)樵瓉淼?/span> 倍 (縱坐標(biāo)不變 ), 得到函數(shù)ysin(ωxφ) 的圖象 ; 最后把曲線上各點(diǎn)的縱坐標(biāo)變?yōu)樵瓉淼?A 倍 ( 橫坐標(biāo)不變 ),這時(shí)的曲線就是函數(shù)yAsin(ωxφ) 的圖象 .典例解析例 1  畫出函數(shù) y=sin3x- )的簡(jiǎn)圖 . 2  摩天輪是一種大型轉(zhuǎn)輪狀的機(jī)械建筑設(shè)施 , 游客坐在摩天輪的座艙里慢慢地往上轉(zhuǎn) , 可以從高處俯瞰四周景色 . 如圖 5.6.9, 某摩天輪最高點(diǎn)距離地面高度為 120m , 轉(zhuǎn)盤直徑為110m , 設(shè)置有 48個(gè)座艙 , 開啟后按逆時(shí)針方向勻速旋轉(zhuǎn) , 游客在座艙轉(zhuǎn)到距離地面最近的位置進(jìn)艙 , 轉(zhuǎn)一周大約需要30min ( 1 ) 游客甲坐上摩天輪的座艙 , 開始轉(zhuǎn)動(dòng) t min 后距離地面的高度為 H m , 求在轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中 , H關(guān)于t 的函數(shù)解析式 ;( 2 ) 求游客甲在開始轉(zhuǎn)動(dòng) 5 min后距離地面的高度 ;( 3 ) 若甲 、 乙兩人分別坐在兩個(gè)相鄰的座艙里 , 在運(yùn)行一周的過程中 , 求兩人距離地面的高度差h ( 單位 : m ) 關(guān)于 t的函數(shù)解析式 , 并求高度差的最大值 ( 精確到 0.1 ) 1.函數(shù)y3sin的振幅和周期分別為(  )A3,4      B3,       C. ,4    D.,32.將函數(shù)ysin的圖象上所有點(diǎn)的橫坐標(biāo)伸長(zhǎng)到原來的2(縱坐標(biāo)不變),再將所得圖象向左平移個(gè)單位,則所得函數(shù)圖象對(duì)應(yīng)的解析式為(  ) Aysin    Bysin      Cysinx        Dysin3.已知函數(shù)yAsin(ωxφ)(A>0,ω>0)的最大值是3,最小正周期是,初相是,則這個(gè)函數(shù)的表達(dá)式是(  )Ay3sin     By3sin    Cy3sin   Dy3sin4.函數(shù)y2sin圖象的一條對(duì)稱軸是____(填序號(hào)) x=-x0x;x=-.5.已知函數(shù)f(x)2sinxR.(1)寫出函數(shù)f(x)的對(duì)稱軸方程、對(duì)稱中心的坐標(biāo)及單調(diào)區(qū)間;(2)求函數(shù)f(x)在區(qū)間上的最大值和最小值. 1.由學(xué)生自己回顧總結(jié)本節(jié)課探究的知識(shí)與方法,以及對(duì)三角函數(shù)圖象及三角函數(shù)解析式的新的認(rèn)識(shí),使本節(jié)的總結(jié)成為學(xué)生凝練提高的平臺(tái).2.教師強(qiáng)調(diào)本節(jié)課借助于計(jì)算機(jī)討論并畫出y=Asin(ωx+)的圖象,并分別觀察參數(shù)φ、ωA對(duì)函數(shù)圖象變化的影響,同時(shí)通過具體函數(shù)的圖象的變化,領(lǐng)會(huì)由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、特殊到一般的化歸思想.參考答案:一、    知識(shí)梳理二、    學(xué)習(xí)過程例 1 解 :先畫出函數(shù)y=sinx的圖象 ; 再把正弦曲線向右平移 個(gè)單位長(zhǎng)度 , 得到函數(shù)的圖象 ; 然后使曲線上各點(diǎn)的橫坐標(biāo)變?yōu)樵瓉淼? 倍 , 得到函數(shù) 的圖象 ; 最后把曲線上各點(diǎn)的縱坐標(biāo)變?yōu)樵瓉淼?2 倍 , 這時(shí)的曲線就是函數(shù)y=sin3x- )的圖象 , 如圖 5.6.7所示 .下面用 五點(diǎn)法 畫函數(shù)y=sin3x- )在一個(gè)周期( )內(nèi)的圖象 .X 3x- , 則  xX+ )列表 ( 表 5.6.1),描點(diǎn)畫圖 ( 圖 5.6.8 2  分析 : 摩天輪上的座艙運(yùn)動(dòng)可以近似地看作是質(zhì)點(diǎn)在圓周上做勻速旋轉(zhuǎn) . 在旋轉(zhuǎn)過程中 , 游客距離地面的高度 犎 呈現(xiàn)周而復(fù)始的變化 , 因此可以考慮用三角函數(shù)來刻畫 .解 : 如圖 5.6.10, 設(shè)座艙距離地面最近的位置為點(diǎn) P ,以軸心 O為原點(diǎn) , 與地面平行的直線為 軸建立直角坐標(biāo)系 .( 1 ) 設(shè) 時(shí) , 游客甲位于點(diǎn) P0 ,-55 ), OP為終邊的角為 - ; 根據(jù)摩天輪轉(zhuǎn)一周大約需要 , 可知座艙轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度約為 π  radmin 由題意可得H=55sint- +65   ,( 2 ) 當(dāng) =5 時(shí) , H=55sin- +65 =37.5 所以 , 游客甲在開始轉(zhuǎn)動(dòng) 5 min后距離地面的高度約為 37.5m.( 3 ) 如圖 5.6.10,甲 、 乙兩人的位置分別用點(diǎn) A,B表示 , 則 AOB 經(jīng)過 后甲距離地面的高度為 =55sint- +65 , 點(diǎn) B相對(duì)于點(diǎn) A 始終落后 rad, 此時(shí)乙距離地面的高度為=55sint- +65則甲 、 乙距離地面的高度差=55=55,利用,可得 =110, 當(dāng) =(或), 即 ≈7.8( 或 22.8) 時(shí) , 的最大值為 110 ≈7.2所以 , 甲 、 乙兩人距離地面的高度差的最大值約為7.2m.三、達(dá)標(biāo)檢測(cè)1.【解析】 由于函數(shù)y3sin振幅是3,周期T4.【答案】 A2.【解析】 函數(shù)ysin的圖象上所有點(diǎn)的橫坐標(biāo)伸長(zhǎng)到原來的2倍,得ysin的圖象,再將此圖象向左平移個(gè)單位,ysinsin的圖象,選D.【答案】 D3.【解析】 由已知得A3T,φ,ω7,所以y3sin.故選B.【答案】 B4.【解析】 由正弦函數(shù)對(duì)稱軸可知.xkπ,kZxkπ,kZ,k0時(shí),x.【答案】 5. 【解】 (1)2xkπ,kZ,解得f(x)的對(duì)稱軸方程是xπ,kZ;由2xkπ,kZ解得對(duì)稱中心是,kZ;由2kπ≤2x≤2kπ,kZ解得單調(diào)遞增區(qū)間是,kZ;由2kπ≤2x≤2kππkZ,解得單調(diào)遞減區(qū)間是,kZ.(2)0≤x≤2xπ,當(dāng)2x=-,即x0時(shí),f(x)取最小值為-1;當(dāng)2x,即x時(shí),f(x)取最大值為2. 

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