新高考数学一轮复习课件 第4章 §4.6 函数y=Asin(ωx+φ)(含详解)
展开1.结合具体实例,了解y=Asin(ωx+φ)的实际意义;能借助图象理解参数ω,φ, A的意义,了解参数的变化对函数图象的影响.2.会用三角函数解决简单的实际问题,体会可以利用三角函数构建刻画事物周期 变化的数学模型.
1.简谐运动的有关概念已知函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0),x≥0
2.用“五点法”画y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)一个周期内的简图时,要找五个特征点
3.函数y=sin x的图象经变换得到y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的图象的两种途径
1.函数y=Asin(ωx+φ)+k图象平移的规律:“左加右减,上加下减”.2.函数y=Asin(ωx+φ)图象的对称轴由ωx+φ=kπ+ ,k∈Z确定;对称中心由ωx+φ=kπ,k∈Z确定其横坐标.
判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A≠0)的最大值为A,最小值为-A.( )
(4)如果y=Acs(ωx+φ)的最小正周期为T,那么函数图象的相邻两个对称中心之间的距离为 .( )
3.某港口在一天24小时内的潮水的高度近似满足关系式f(t)=2sin ,其中f(t)的单位为m,t的单位是h,则12点时潮水的高度是____m.
即12点时潮水的高度是1 m.
函数y=Asin(ωx+φ)的图象及变换
因为函数g(x)的图象关于y轴对称,
(1)由y=sin ωx的图象到y=sin(ωx+φ)的图象的变换:向左平移 (ω>0,φ>0)个单位长度而非φ个单位长度.(2)如果平移前后两个图象对应的函数的名称不一致,那么应先利用诱导公式化为同名函数,ω为负时应先变成正值.
跟踪训练1 (1)(2023·洛阳模拟)已知曲线C1:y=cs x,C2:y= ,为了得到曲线C2,则对曲线C1的变换正确的是A.先把横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),再把得到的曲线向右平移 个单位长度B.先把横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),再把得到的曲线向左平移 个单位长度C.先把横坐标缩短到原来的 倍(纵坐标不变),再把得到的曲线向右平移 个单位长度D.先把横坐标缩短到原来的 倍(纵坐标不变),再把得到的曲线向左平移 个单位长度
由图象确定y=Asin(ωx+φ)的解析式
∴f(x)=2cs(2x+φ)-1,
将函数f(x)的图象上点的横坐标拉伸为原来的3倍后,
(2)(2021·全国甲卷)已知函数f(x)=2cs (ωx+φ)的部分图象如图所示,则 =______.
确定y=Asin(ωx+φ)+b(A>0,ω>0)的步骤和方法
(3)求φ.常用方法如下:把图象上的一个已知点代入(此时要注意该点在上升区间上还是在下降区间上)或把图象的最高点或最低点代入.
所以g(x)=2sin(2x+φ)(|φ|<π),
三角函数图象、性质的综合应用
命题点1 图象与性质的综合应用
即g(x)=-2cs 2x,所以g(x)为偶函数,故C错误;
命题点2 函数零点(方程根)问题
故m的取值范围是(-2,-1).
延伸探究 本例中,若将“有两个不同的实数根”改成“有实根”,则m的取值范围是_________.
∴-2≤m<1,∴m的取值范围是[-2,1).
命题点3 三角函数模型例5 (多选)(2023·石家庄模拟)筒车是我国古代发明的一种水利灌溉工具,因其经济又环保,至今还在农业生产中得到使用(图1),明朝科学家徐光启在《农政全书》中用图画描绘了筒车的工作原理(图2).一半径为2米的筒车水轮如图3所示,水轮圆心O距离水面1米,已知水轮每60秒逆时针匀速转动一圈,如果当水轮上点P从水中浮现时(图3中点P0)开始计时,则下列结论正确的是A.点P再次进入水中时用时30秒B.当水轮转动50秒时,点P处于最低点C.当水轮转动150秒时,点P距离水面 2米D.点P第二次到达距水面(1+ )米时用时25秒
又由水轮的半径为2米,且圆心O距离水面1米,
建立如图所示的平面直角坐标系,设点P距离水面的高度H=Asin(ωt+φ)+B(A>0,ω>0),
即t=60k+15或t=60k+25(k∈N).
(1)研究y=Asin(ωx+φ)的性质时可将ωx+φ视为一个整体,利用换元法和数形结合思想进行解题.(2)方程根的个数可转化为两个函数图象的交点个数.(3)三角函数模型的应用体现在两方面:一是已知函数模型求解数学问题;二是把实际问题抽象转化成数学问题,利用三角函数的有关知识解决问题.
由图知,A=2,f(0)=-1,则2sin φ=-1,
则g(x)的图象不单调,所以D错误.
(3)(2022·南京模拟)时钟花是原产于南美热带雨林的藤蔓植物,其开放与闭合与体内的一种时钟酶有关.研究表明,当气温上升到20 ℃时,时钟酶活跃起来,花朵开始开放;当气温上升到28 ℃时,时钟酶的活性减弱,花朵开始闭合,且每天开闭一次.已知某景区一天内5~17时的气温T(单位: ℃)与时间t(单位:h)近似满足关系式T=20- ,则该景区这天时钟花从开始开放到开始闭合约经历A.1.4 h B.2.4 h C.3.2 h D.5.6 h
设t1时开始开放,t2时开始闭合,结合时钟花每天开闭一次,
3.(多选)血压(BP)是指血液在血管内流动时作用于单位面积血管壁的侧压力,它是推动血液在血管内流动的动力.血压的最大值、最小值分别称为收缩压和舒张压.在未使用抗高血压药的前提下,18岁以上成人的收缩压≥140 mmHg或舒张压≥90 mmHg,则说明该成人有高血压.设从未使用抗高血压药的陈华今年45岁,从某天早晨6点开始计算(即早晨6点时,t=0 h),他的血压p(t)(mmHg)与经过的时间t(h)满足关系式p(t)=115+ ,则下列选项中正确的是A.当天早晨6~7点,陈华的血压逐渐上升B.当天早晨9点时陈华的血压为125 mmHgC.当天陈华没有高血压D.当天陈华的收缩压与舒张压之差为40 mmHg
选项C,D,因为p(t)的最大值为115+20=135,最小值为115-20=95≥90,所以陈华的收缩压为135 mmHg,舒张压为95 mmHg,因此陈华有高血压,故选项C错误;他的收缩压与舒张压之差为40 mmHg,故选项D正确.
观察图象得A=1,令函数f(x)的周期为T,
若将其图象沿x轴向右平移a(a>0)个单位长度,
(1)求函数f(x)的最大值;
∵函数f(x)的最小值为-2,∴-2+1+m=-2,解得m=-1,
可得函数y=g(x)=2sin ωx的图象.
∴ω≤4,即ω的最大值为4.
11.函数f(x)=Asin(ωx+φ)+b 的图象如图,则f(x)的解析式和S=f(0)+f(1)+f(2)+…+f(2 020)+f(2 021)+f(2 022)+f(2 023)的值分别为
又2 024=4×506,∴S=4×506=2 024.
然后再向左平移φ(φ>0)个单位长度,
因为所得的图象关于y轴对称,为偶函数,
无论k取任何整数,无法得到B,C,D的值.
由三角函数的最大值可知A=2,
由三角函数的性质可知,
则f(x1+x2)=2sin[2(x1+x2)+φ]=2sin(2×2m+φ)=2sin[2×(2m+φ)-φ]
14.风车发电是指把风的动能转化为电能.如图,风车由一座塔和三个叶片组成,每两个叶片之间的夹角均为120°.现有一座风车,塔高60米,叶片长度为30米.叶片按照逆时针方向匀速转动,并且6秒旋转一圈,风车开始旋转时,某叶片的一个端点P在风车的最低点(P离地面30米),设点
P离地面的距离为S(米),转动时间为t(秒),则S与t之间的函数解析式为____________________,一圈内点P离地面的高度不低于45米的时长为____秒.
故一圈内点P离地面的高度不低于45米的时长为4秒.
15.信息传递多数是以波的形式进行传递,其中必然会存在干扰信号(如y=Asin(ωx+φ) ,某种“信号净化器”可产生形如y=A0sin(ω0x+φ0)的波,只需要调整参数(A0,ω0,φ0),就可以产生特定的波(与干扰波波峰相同,方向相反的波)来“对抗”干扰.现有波形信号的部分图象,想要通过“信号净化器”过滤得到标准的正弦波(标准正弦函数图象),应将波形净化器的参数分别调整为
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