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    [精] 2021版高考文科數(shù)學(xué)(人教A版)一輪復(fù)習(xí)教師用書:第四章 第5講 函數(shù)y=Asin(ωx+φ)的圖象及三角函數(shù)模型的簡單應(yīng)用

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    2021版高考文科數(shù)學(xué)(人教A版)一輪復(fù)習(xí)教師用書:第四章 第5講 函數(shù)y=Asin(ωx+φ)的圖象及三角函數(shù)模型的簡單應(yīng)用第1頁
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    2021版高考文科數(shù)學(xué)(人教A版)一輪復(fù)習(xí)教師用書:第四章 第5講 函數(shù)y=Asin(ωx+φ)的圖象及三角函數(shù)模型的簡單應(yīng)用

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    5講 函數(shù)yAsin(ωxφ)的圖象及三角函數(shù)模型的簡單應(yīng)用一、知識梳理1yAsin(ωxφ)的有關(guān)概念yAsin(ωxφ)(A>0,ω>0),x[0)表示一個振動量時振幅周期頻率相位初相ATfωxφφ2.用五點(diǎn)法畫yAsin(ωxφ)一個周期內(nèi)的簡圖用五點(diǎn)法畫yAsin(ωxφ)一個周期內(nèi)的簡圖時,要找五個關(guān)鍵點(diǎn),如下表所示:xωxφ0π2πyAsin(ωxφ)0A0A03.角函數(shù)圖象變換的兩種方法(ω0)常用結(jié)論1ysin ωxysin(ωxφ)(ω0,φ0)的變換:向左平移個單位長度而非φ個單位長度.2函數(shù)yAsin(ωxφ)的對稱軸由ωxφkπ(kZ)確定;對稱中心由ωxφkπ(kZ)確定其橫坐標(biāo).二、習(xí)題改編1(必修4P55練習(xí)T2改編)為了得到函數(shù)y2sin的圖象,可以將函數(shù)y2sin 2x的圖象(  )A向右平移個單位長度B向右平移個單位長度C向左平移個單位長度D向左平移個單位長度答案:A2(必修4P624改編)某地農(nóng)業(yè)監(jiān)測部門統(tǒng)計發(fā)現(xiàn):該地區(qū)近幾年的生豬收購價格每四個月會重復(fù)出現(xiàn).下表是今年前四個月的統(tǒng)計情況:月份x1234收購價格y(/)6765選用一個函數(shù)來近似描述收購價格(/)與相應(yīng)月份之間的函數(shù)關(guān)系為        解析:設(shè)yAsin(ωxφ)B(A>0,ω>0)由題意得A1,B6,T4,因?yàn)?/span>T所以ω,所以ysin6.因?yàn)楫?dāng)x1,y6所以6sin6,結(jié)合表中數(shù)據(jù)得φ2kπkZ,可取φ=-所以ysin66cos x.答案:y6cos x一、思考辨析判斷正誤(正確的打“√”錯誤的打“×”)(1)ysin x的圖象上各點(diǎn)的橫坐標(biāo)縮短為原來的,縱坐標(biāo)不變所得圖象對應(yīng)的函數(shù)解析式為ysin x.(  )(2)ysin 2x的圖象向右平移個單位長度,得到ysin的圖象.(  )(3)函數(shù)f(x)Asin(ωxφ)(A0)的最大值為A最小值為-A.(  )(4)如果yAcos(ωxφ)的最小正周期為T,那么函數(shù)圖象的兩個相鄰對稱中心之間的距離為.(  )(5)若函數(shù)yAsin(ωxφ)為偶函數(shù)φ2kπ(kZ)(  )答案:(1)× (2)× (3)× (4) (5)×二、易錯糾偏(1)搞不清ω的值對圖象變換的影響;(2)確定不了函數(shù)解析式中φ的值.1若將函數(shù)y2sin 2x的圖象向左平移個單位長度則得到的圖象對應(yīng)的函數(shù)表達(dá)式為f(x)        解析:函數(shù)y2sin 2x的圖象向左平移個單位長度,到的圖象對應(yīng)的函數(shù)表達(dá)式為f(x)2sin 2sin.答案:2sin2(2020·濟(jì)南市模擬考試)已知函數(shù)f(x)2sin(ωxφ)的部分圖象如圖所示,f(x)        解析:設(shè)f(x)的最小正周期為T根據(jù)題圖可知,所以Tπω2,根據(jù)2sin0(增區(qū)間上的零點(diǎn))可知φ2kπ,kZ,φ2kπkZ,|φ|,φ=-.所以f(x)2sin.答案:2sin      五點(diǎn)法作圖及圖象變換(典例遷移) 已知函數(shù)f(x)sin 2x2cos2xa其最大值為2.(1)a的值及f(x)的最小正周期;(2)畫出f(x)[0,π]上的圖象. (1)f(x)sin 2x2cos2xasin 2xcos 2x1a2sin1a的最大值為2所以a=-1,最小正周期Tπ.(2)(1)f(x)2sin,列表:x0π2xπ2πf(x)2sin120201畫圖如下:遷移探究1】 (變結(jié)論)在本例條件下函數(shù)y2cos 2x的圖象向右平移        個單位得到yf(x)的圖象.解析:將函數(shù)y2cos 2x的圖象向右平移個單位長度,可得函數(shù)y2sin 2x的圖象再將y2sin 2x的圖象向左平移個單位長度,可得函數(shù)y2sin(2x)的圖象,綜上可得,函數(shù)y2sin的圖象可以由函數(shù)y2cos 2x的圖象向右平移個單位長度得到.答案:遷移探究2】 (變問法)在本例條件下,若將函數(shù)f(x)的圖象向右平移m(m>0)個單位長度后得到函數(shù)yg(x)的圖象yg(x)是偶函數(shù),m的最小值.解:由已知得yg(x)f(xm)2sin[2(xm)]2sin是偶函數(shù),所以2m(2k1),kZ,m,kZ又因?yàn)?/span>m>0,所以m的最小值為.函數(shù)yAsin(ωxφ)(A>0,ω>0)的圖象的兩種作法五點(diǎn)法設(shè)zωxφz0,,π,π,2π來求出相應(yīng)的x,通過列表,計算得出五點(diǎn)坐標(biāo),描點(diǎn)后得出圖象圖象變換法由函數(shù)ysin x的圖象通過變換得到yAsin(ωxφ)的圖象,有兩種主要途徑先平移后伸縮先伸縮后平移[注意] 平移變換和伸縮變換都是針對x而言x本身加減多少值,而不是ωx加減多少值.1(2020·廣州市調(diào)研測試)y2sin的圖象向左平移個單位長度,再把所得圖象上所有點(diǎn)的橫坐標(biāo)伸長到原來的2,所得圖象對應(yīng)的函數(shù)解析式為(  )Ay2sin    By2sinCy2sin  Dy2sin解析:A.y2sin的圖象向左平移個單位長度,可得y2sin2sin2sin的圖象,再把所得圖象上所有點(diǎn)的橫坐標(biāo)伸長到原來的2,y2sin的圖象,故所得圖象對應(yīng)的函數(shù)解析式為y2sinA.2(2020·湖南模擬改編)已知函數(shù)f(x)sin 2xcos 2x,yf(x)的圖象向左平移個單位長度,再向上平移1個單位長度得到函數(shù)yg(x)的圖象,則所得函數(shù)的最小正周期為        ,g的值為        解析:由題知函數(shù)f(x)sin 2xcos 2x2sinyf(x)的圖象向左平移個單位長度,可得y2sin2sin 2x的圖象,再向上平移1個單位長度得到函數(shù)yg(x)2sin 2x1的圖象,Tπ,g2sin13.答案:π 3    由圖象確定yAsin(ωxφ)的解析式(師生共研) (2020·蓉城名校第一次聯(lián)考)若將函數(shù)g(x)圖象上所有的點(diǎn)向左平移個單位長度得到函數(shù)f(x)的圖象,已知函數(shù)f(x)Asin(ωxφ)的部分圖象如圖所示(  )Ag(x)sin  Bg(x)sinCg(x)sin 2x  Dg(x)sin解析】 根據(jù)題圖有A1,T?Tπ?ω2(Tf(x)的最小正周期),所以f(x)sin(2xφ),fsin1?sin1?φ2kπkZ?φ2kπ,kZ.因?yàn)?/span>|φ|,所以φ,所以f(x)sin,f(x)sin的圖象向右平移個單位長度得到函數(shù)g(x)的圖象,g(x)fsinsin 2x.故選C.答案】 C確定yAsin(ωxφ)b(A0,ω0)的步驟和方法(1)Ab,確定函數(shù)的最大值M和最小值mA,b.(2)ω,確定函數(shù)的最小正周期T則可得ω.(3)φ,常用的方法有:代入法:把圖象上的一個已知點(diǎn)代入(此時A,ω,b已知)或代入圖象與直線yb的交點(diǎn)求解(此時要注意交點(diǎn)在上升區(qū)間上還是在下降區(qū)間上)特殊點(diǎn)法:確定φ值時,往往以尋找最值點(diǎn)為突破口.具體如下:最大值點(diǎn)(即圖象的峰點(diǎn))ωxφ 2kπ(kZ);最小值點(diǎn)(即圖象的谷點(diǎn))ωxφ2kπ(kZ)1已知函數(shù)f(x)Asin(ωxφ)的最小正周期是π,且當(dāng)x,f(x)取得最大值2,f(x)        解析:因?yàn)楹瘮?shù)f(x)的最小正周期是π所以ω2.又因?yàn)?/span>x,f(x)取得最大值2.所以A2,同時2×φ2kπ,kZ,φ2kπ,kZ因?yàn)椋?/span><φ<,所以φ,所以函數(shù)yf(x)的解析式為f(x)2sin.答案:2sin2(2020·蘭州實(shí)戰(zhàn)考試)已知函數(shù)f(x)Acos(ωxφ)(A>0,ω>0,0<φ<π)為奇函數(shù),該函數(shù)的部分圖象如圖所示EFG(點(diǎn)G是圖象的最高點(diǎn))是邊長為2的等邊三角形,f(1)        解析:由題意得A,T4,ω.又因?yàn)?/span>f(x)Acos(ωxφ)為奇函數(shù)所以φkπ,kZ0<φ,k0φ,所以f(x)cos,所以f(1)=-.答案:      三角函數(shù)模型的簡單應(yīng)用(師生共研) (2020·山東省八所重點(diǎn)中學(xué)4月聯(lián)考)如圖點(diǎn)A,B分別是圓心在坐標(biāo)原點(diǎn)半徑為12的圓上的動點(diǎn).動點(diǎn)A從初始位置A0開始,按逆時針方向以角速度2 rad/s做圓周運(yùn)動,同時點(diǎn)B從初始位置B0(20)開始,按順時針方向以角速度2 rad/s做圓周運(yùn)動.記t時刻點(diǎn)A,B的縱坐標(biāo)分別為y1,y2.(1)t,A,B兩點(diǎn)間的距離;(2)yy1y2y關(guān)于時間t(t0)的函數(shù)關(guān)系式,并求當(dāng)t,y的取值范圍.】 (1)連接AB,OA,OB當(dāng)t,xOA,xOB所以AOB.OA1,OB2所以AB212222×1×2cos7,A,B兩點(diǎn)間的距離為.(2)依題意,y1siny2=-2sin 2t,所以ysin2sin 2tcos 2tsin 2tcos即函數(shù)關(guān)系式為ycos(t0),當(dāng)t2t,所以cos,故當(dāng)t,y.三角函數(shù)模型在實(shí)際應(yīng)用中體現(xiàn)的兩個方面(1)已知函數(shù)模型,利用三角函數(shù)的有關(guān)性質(zhì)解決問題,其關(guān)鍵是準(zhǔn)確理解自變量的意義及自變量與因變量之間的對應(yīng)法則;(2)需要建立精確的或者數(shù)據(jù)擬合的模型去解決問題尤其是利用已知數(shù)據(jù)建立擬合函數(shù)解決實(shí)際問題,此類問題體現(xiàn)了數(shù)學(xué)建模核心素養(yǎng)考查應(yīng)用意識. 某實(shí)驗(yàn)室一天的溫度(單位:)隨時間t(單位:h)的變化近似滿足函數(shù)關(guān)系:f(t)10costsin t,t[0,24)則實(shí)驗(yàn)室這一天的最大溫差為        .解析:因?yàn)?/span>f(t)102102sin,0t<24,所以t<,所以-1sin1.當(dāng)t2,sin1;當(dāng)t14,sin=-1.于是f(t)[0,24)上的最大值為12,最小值為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 .答案:4思想方法系列7 數(shù)形結(jié)合思想在三角函數(shù)中的應(yīng)用 (2020·新疆烏魯木齊二檢)若關(guān)于x的方程(sin xcos x)2cos 2xm在區(qū)間(0π]上有兩個不同的實(shí)數(shù)根x1,x2|x1x2|,則實(shí)數(shù)m的取值范圍是(  )A[0,2)        B[02]C[1,1]  D[11)解析】 關(guān)于x的方程(sin xcos x)2cos 2xm可化為sin 2xcos 2xm1,sin.易知sin在區(qū)間(0,π]上有兩個不同的實(shí)數(shù)根x1x2,|x1x2|.2xt,sin t在區(qū)間上有兩個不同的實(shí)數(shù)根t1t2.作出ysin t的圖象,如圖所示,|x1x2||t1t2|所以-,0m2.故選A.答案】 A本題是將方程根的問題轉(zhuǎn)化為函數(shù)ysiny的圖象的交點(diǎn)利用數(shù)形結(jié)合進(jìn)行求解,可提升學(xué)生的直觀想象能力.  函數(shù)f(x)3sin xlogx的零點(diǎn)的個數(shù)是(  )A2  B3C4  D5解析:D.函數(shù)f(x)零點(diǎn)個數(shù)即為y3sin xylogx的交點(diǎn)個數(shù),如圖函數(shù)y3sin xylogx5個交點(diǎn). [基礎(chǔ)題組練]1函數(shù)ysin在區(qū)間上的簡圖是(  )解析:A.x0,ysin=-,排除B,D.x,ysin0排除C.2函數(shù)f(x)tan ωx(ω>0)的圖象的相鄰兩支截直線y2所得線段長為,f的值是(  )A           B.C1  D解析:D.由題意可知該函數(shù)的周期為,所以,ω2,f(x)tan 2x,所以ftan.3已知函數(shù)f(x)Asin ωx(A0,ω0)g(x)cos ωx的部分圖象如圖所示,(  )AA1  BA3Cω  Dω解析:C.由題圖可得過點(diǎn)(0,1)的圖象對應(yīng)的函數(shù)解析式為g(x)cos ωx,1A2.過原點(diǎn)的圖象對應(yīng)函數(shù)f(x)Asin ωx.f(x)的圖象可知,T1.5×4可得ω.4(2020·福建五校第二次聯(lián)考)為得到函數(shù)ycos的圖象,只需將函數(shù)ysin 2x的圖象(  )A向右平移個單位長度B向左平移個單位長度C向右平移個單位長度D向左平移個單位長度解析:B.因?yàn)?/span>ysin 2xcoscos,ycoscos所以將函數(shù)ysin 2x的圖象向左平移個單位長度可得到函數(shù)ycos的圖象.故選B.5(2019·高考天津卷)已知函數(shù)f(x)Asin(ωxφ)(A>0,ω>0|φ|<π)是奇函數(shù),f(x)的最小正周期為πyf(x)的圖象上所有點(diǎn)的橫坐標(biāo)伸長到原來的2(縱坐標(biāo)不變)所得圖象對應(yīng)的函數(shù)為g(x).若g,f(  )A2  B.-C.  D 2解析:C.因?yàn)?/span>f(x)Asin(ωxφ)(A>0,ω>0,|φ|<π)是奇函數(shù),且其最小正周期為π,所以φ0,ω2f(x)Asin 2x,g(x)Asin xgAsin ,所以A2,f(x)2sin 2xf2sin ,故選C.6將函數(shù)ysin x的圖象上所有的點(diǎn)向右平移個單位長度,再把所得各點(diǎn)的橫坐標(biāo)伸長到原來的2(縱坐標(biāo)不變),所得圖象的函數(shù)解析式是        解析:ysin xysinysin.答案:ysin7已知函數(shù)f(x)2sin的部分圖象如圖所示ω        ,函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為        解析:由圖象知,則周期Tππ,ω2f(x)2sin(2xφ).由五點(diǎn)對應(yīng)法得2×φ2kπ,|φ|,所以φ,f(x)2sin.2kπ2x2kπ,kZ,得-kπxkπ,kZ,即函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為,kZ.答案:2 (kZ)8已知f(x)sin(ω0)ff,f(x)在區(qū)間上有最小值,無最大值,ω        解析:依題意,當(dāng)x,f(x)有最小值,所以sin=-1,所以ω2kπ(kZ)所以ω8k(kZ)因?yàn)?/span>f(x)在區(qū)間上有最小值,無最大值,所以,ω12,k0ω.答案:9如圖,某市擬在長為8 km的道路OP的一側(cè)修建一條運(yùn)動賽道,賽道的前一部分為曲線段OSM,該曲線段為函數(shù)yAsin ωx(A0,ω0)x[0,4]的部分圖象,且圖象的最高點(diǎn)為S(3,2);賽道的后一部分為折線段MNP.為保證參賽運(yùn)動員的安全,限定MNP120°.A,ω的值和M,P兩點(diǎn)間的距離.解:連接MP(圖略)依題意,A2,3T,所以ω,所以y2sinx.當(dāng)x4,y2sin3所以M(4,3)P(80),所以|MP|5.M,P兩點(diǎn)相距5 km.10(2020·合肥市第一次質(zhì)量檢測)將函數(shù)f(x)sin 2x的圖象向左平移個單位長度后得到函數(shù)g(x)的圖象,設(shè)函數(shù)h(x)f(x)g(x)(1)求函數(shù)h(x)的單調(diào)遞增區(qū)間;(2)g,h(α)的值.(1)由已知可得g(x)sin,h(x)sin 2xsinsin.令-2kπ2x2kπ,kZ,得-kπxkπ,kZ.所以函數(shù)h(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為kZ.(2)gsinsin,所以sin=-,h(α)=-.[綜合題組練]1(2020·長沙市統(tǒng)一模擬考試)已知P(12)是函數(shù)f(x)Asin(ωxφ)(A0,ω0)圖象的一個最高點(diǎn),BC是與P相鄰的兩個最低點(diǎn).設(shè)BPCθ,tan,f(x)圖象的對稱中心可以是(  )A(0,0)  B(10)C.  D解析:D.如圖,連接BC,設(shè)BC的中點(diǎn)為D,E,F為與點(diǎn)P最近的函數(shù)f(x)的圖象與x軸的交點(diǎn),即函數(shù)f(x)圖象的兩個對稱中心,連接PD,則由題意知|PD|4BPDCPD,PDBC,所以tanBPDtan所以|BD|3.由函數(shù)f(x)圖象的對稱性知xE1=-,xF1,所以E,F,所以函數(shù)f(x)圖象的對稱中心可以是故選D.2(2020·沈陽市質(zhì)量監(jiān)測())設(shè)函數(shù)f(x)sin,則下列結(jié)論正確的是          (寫出所有正確結(jié)論的序號)函數(shù)yf(x)的減區(qū)間為(kZ);函數(shù)yf(x)的圖象可由ysin 2x的圖象向左平移個單位長度得到;函數(shù)yf(x)的圖象的一條對稱軸方程為x;xf(x)的取值范圍是.解析:對于,2kπ2x2kπ,kZkπxkπ,kZ正確;對于ysin 2x的圖象向左平移個單位長度后是ysinsin的圖象,錯誤;對于,2xkπ,kZ,xπkZ,當(dāng)k=-1x=-,當(dāng)k0x,錯誤;對于,x2x,f(x)正確.答案:①④3設(shè)函數(shù)f(x)sinsin,其中0<ω<3.已知f0.(1)ω(2)將函數(shù)yf(x)的圖象上各點(diǎn)的橫坐標(biāo)伸長為原來的2(縱坐標(biāo)不變),再將得到的圖象向左平移個單位得到函數(shù)yg(x)的圖象,g(x)上的最小值.解:(1)因?yàn)?/span>f(x)sinsin所以f(x)sin ωxcos ωxcos ωxsin ωxcos ωxsin.由題設(shè)知f0,所以kπ,kZ.ω6k2,kZ,0ω3,所以ω2.(2)(1)f(x)sin所以g(x)sinsin.因?yàn)?/span>x,所以x,當(dāng)x=-,x=-,g(x)取得最小值-.4已知函數(shù)f(x)sin(ωxφ)的圖象關(guān)于直線x對稱,且圖象上相鄰最高點(diǎn)的距離為π.(1)f的值;(2)將函數(shù)yf(x)的圖象向右平移個單位后,得到yg(x)的圖象,g(x)的單調(diào)遞減區(qū)間.解:(1)因?yàn)?/span>f(x)的圖象上相鄰最高點(diǎn)的距離為π,所以f(x)的最小正周期Tπ,從而ω2.f(x)的圖象關(guān)于直線x對稱,所以2×φkπ(kZ),因?yàn)椋?/span>φ所以k0,所以φ=-,所以f(x)sin,fsinsin.(2)f(x)的圖象向右平移個單位后得到f的圖象,所以g(x)fsinsin.當(dāng)2kπ2x2kπ(kZ),kπxkπ(kZ),g(x)單調(diào)遞減.因此g(x)的單調(diào)遞減區(qū)間為(kZ)  

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