2025高考帮备考教案数学第四章 三角函数第6讲 函数y=Asin(ωx+φ)(A>0ω>0)的图象及其应用含答案.docx
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1、2025高考帮备考教案数学第四章三角函数第6讲函数yAsin(x)(A0,0)的图象及其应用课标要求命题点五年考情命题分析预测1.结合具体实例,了解yAsin(x)的实际意义;能借助图象理解参数,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.三角函数的图象及变换2023全国卷甲T10;2021全国卷乙T7本讲是高考命题热点, 主要考查三角函数的图象变换,根据图象求解析式,图象和性质的综合应用以及三角函数模型的应用.题型以选择题和填空题为主,难度中等.在2025年的高考备考中要掌握三角函数的图象及其变换技巧,并能
2、从已知图象中识别出有效信息进行求解,同时关注命题新角度、新综合以及三角函数模型的应用问题.由图象确定yAsin(x)的解析式2023新高考卷T16;2021全国卷甲T16;2020新高考卷T10三角函数的图象与性质的综合应用2022新高考卷T9;2022天津T9;2019全国卷T12三角函数模型的应用学生用书P0841.用“五点法”作yAsin(x)(A0,0)的图象设Xx,由X取0,2,32,2求出相应的x,通过列表(如下表所示),计算得出五点坐标,描点连线后得出图象.Xx02322x2-32-2-yAsin(x)0A0A02.三角函数的图象变换函数ysin x的图象通过变换得到yAsin(
3、x)(A0,0,0)的图象的两种方法:辨析比较图象两种变换方法的区别与联系区别先平移变换(左右平移)再周期变换(伸缩变换),平移的量是个单位长度,而先周期变换(伸缩变换)再平移变换(左右平移),平移的量是个单位长度.联系两种变换方法都是针对x而言的,即x本身加减多少,而不是x加减多少.平移规律:“左加右减,上加下减”,前提是先把x的系数提取出来.3.函数yAsin(x)(A0,0)的物理意义yAsin(x)(A0,0,x0)表示一个振动量时振幅周期频率相位初相AT2f1T2x注意 要求一个函数的初相,应先将函数解析式化成f(x)Asin(x)的形式(其中A0,0).1.要得到f(x)cos2x
4、sin2x的图象,只需要将g(x)cos(2x3)的图象(D)A.向左平移3个单位长度B.向右平移3个单位长度C.向左平移6个单位长度D.向右平移6个单位长度解析f(x)cos2 xsin2 xcos 2x,g(x)cos(2x3)cos2(x6),故只需将g(x)的图象向右平移6个单位长度即可.2.函数y2sin(x)(0,2)在一个周期内的图象如图所示,则此函数的解析式是(B)A.y2sin(2x4)B.y2sin(2x4)C.y2sin(x38)D.y2sin(x2716)解析设函数的最小正周期为T,由图象可知,T25882,T.由T2,得 2,y2sin(2x).点(8,2)在函数图象
5、上,22sin(28),2k4,kZ,又2,4,故解析式为y2sin(2x4).3.2024江苏淮安模拟某个弹簧振子做简谐运动,已知在完成一次全振动的过程中,时间t(单位:s)与位移y(单位:cm)之间满足函数关系:ysin tcos(t6),则这个简谐运动的振幅是(C)A.1 cmB.2 cmC.3 cmD.23 cm解析因为ysin tcos(t6)sin tcos tcos6sin tsin632sin t32cos t3sin(t6),所以这个简谐运动的振幅是3cm.故选C.4.用“五点法”画y2sin(2x3)在一个周期内的简图时,所描的五个点分别是(6,0),(12,2),(3,0
6、),(712,2),(56,0).解析令2x32,则解得x56,故最后一个关键点是(56,0).学生用书P086命题点1三角函数的图象及变换例1 (1)2021全国卷乙把函数yf(x)图象上所有点的横坐标缩短到原来的12倍,纵坐标不变,再把所得曲线向右平移3个单位长度,得到函数ysin(x4)的图象,则 f(x)(B)A.sin(x2712)B.sin(x212)C.sin(2x712)D.sin(2x12)解析依题意,将ysin(x4)的图象向左平移3个单位长度,再将所得曲线上所有点的横坐标扩大到原来的2倍,得到f(x)的图象,所以ysin(x4)的图象向左平移3个单位长度ysin(x12)
7、的图象所有点的横坐标扩大到原来的2倍f(x)sin(x212)的图象.(2)2023全国卷甲函数yf(x)的图象由函数ycos(2x6)的图象向左平移6个单位长度得到,则yf(x)的图象与直线y12x12的交点个数为(C)A.1B.2C.3D.4解析把函数ycos(2x6)的图象向左平移6个单位长度后得到函数 f(x)cos2(x6)6cos(2x2)sin 2x的图象.作出函数f(x)的部分图象和直线y12x12,如图所示.观察图象知,共有3个交点.故选C.方法技巧(1)当x的系数不等于1时,注意先伸缩后平移和先平移后伸缩的区别,同时也要分清哪个是原始函数(图象),哪个是平移后的函数(图象)
8、.(2)如果平移前后两个图象对应的函数名称不一致,应先利用诱导公式化为同名函数.训练1 (1)2023江西南昌联考为了得到函数y2cos(2x23)的图象,只需将函数y2sin x(A)A.图象上所有点的横坐标缩短到原来的12,纵坐标不变,再向右平移12个单位长度B.图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,再向左平移12个单位长度C.图象向右平移3个单位长度,再将所有点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变D.图象向左平移6个单位长度,再将所有点的横坐标缩短到原来的12,纵坐标不变解析将函数y2sin x2cos(x2)的图象上所有点的横坐标缩短到原来的12,纵坐标不变,得到函数y2c
9、os(2x2)的图象,再将所得图象向右平移12个单位长度,得到函数y2cos2(x12)22cos(2x23)的图象,故A正确,B错误.将函数y2sin x2cos(x2)的图象上所有的点向右平移6个单位长度得到函数y2cos(x62)2cos(x23)的图象,再将所得图象上所有点的横坐标缩短到原来的12,纵坐标不变,得到函数y2cos(2x23)的图象,故C,D错误.故选A.(2)2023郑州二模将函数ysin(2x3)图象上的点A(m,n)向右平移14个周期(最小正周期)得到点A,若A位于函数ycos 2x的图象上,则m的值可以是(D)A.12B.6C.3D.512解析函数ysin(2x3
10、)的最小正周期T22,设A(m,n),由题知将点A(m,n)向右平移4个单位长度得到点A(m,n),则mm4,nn,因为A位于函数ycos 2x的图象上,所以ncos 2m,所以ncos 2(m4),又nsin(2m3),所以sin(2m3)cos 2(m4)cos(2m2)sin 2m,即sin 2mcos3cos 2msin3sin 2m,化简得32sin 2m32cos 2m,所以tan 2m33,故2m6k(kZ),m12k2(kZ),当k1时,m512,故选D.命题点2由图象确定yAsin(x)的解析式例2 (1)2023新高考卷已知函数f(x)sin(x),如图,A,B是直线y12
11、与曲线yf(x)的两个交点,若AB6,则f()32.解析对比正弦函数ysin x的图象,不妨设点(23,0)为“五点作图法”中的第五个点,所以232.设A,B的横坐标分别为xA,xB,由题知ABxBxA6,xA6,xB56,两式相减,得(xBxA)46,即646,解得4.代入,得23,所以f()sin(423)sin2332.(2)2021全国卷甲已知函数f(x)2cos(x)的部分图象如图所示,则满足条件(f(x)f(74)(f(x)f(43)0的最小正整数x为2.解析由题图可知,34T1312334(T为f(x)的最小正周期),解得T,所以2.当2时,f(x)2cos(2x),因为3T43
12、4712,所以函数f(x)的图象经过点(712,1),所以2cos(2712)1,所以27122k,kZ,得1362k,kZ,令k1,则6,所以f(x)2cos(2x6)2cos(2x6).当2时,f(x)2cos(2x).点(3,0)可看作“五点作图法”中的第二个点,则232,得6,所以f(x)2cos(2x6).综上,f(74)2cos2(74)62cos(113)2cos 31,f(43)2cos(2436)2cos520,所以(f(x)f(74)(f(x)f(43)0,即(f(x)1)f(x)0,可得f(x)1或f(x)0,所以cos(2x6)12或cos(2x6)0.当cos(2x6
13、)0时,22k2x6322k,kZ,解得3kx56k,kZ,此时最小正整数x为2.当cos(2x6)12时,32k2x632k,kZ,解得12kx4k,kZ,此时最小正整数x为3.综上,最小正整数x为2.方法技巧确定yAsin(x)b(A0,0)的解析式的步骤与方法(1)求A,b.确定函数的最大值M和最小值m,则AMm2,bMm2.(2)求.确定函数的最小正周期T,则2T.(3)求.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.训练2 (1)2023芜湖模拟已知函数f(x)Acos(x)b(A0,0,2)的部分图象如图所示,将
14、函数f(x)的图象上各点的横坐标拉伸为原来的3倍(纵坐标不变),再向左平移2个单位长度,得到函数g(x)的图象,则函数g(x)的单调递增区间为(C)A.323k,3k(kZ)B.3k,3k32(kZ)C.743k,43k(kZ)D.43k,543k(kZ)解析依题意,得Ab=1,Ab3,解得A=2,b1,f(x)2cos(x)1,而f(12)1,f(3)1,设T是f(x)的最小正周期,T43124,T,22,f(x)2cos(2x)1.又2cos(6)11,62k(kZ),2,6,f(x)2cos(2x6)1.将函数f(x)的图象上各点的横坐标拉伸为原来的3倍,得到y2cos(23x6)1的图
15、象,再向左平移2个单位长度,得到g(x)2cos(23x36)12cos(23x6)1的图象,令2k23x62k(kZ),解得743kx43k(kZ),函数g(x)的单调递增区间为743k,43k(kZ).(2)2023山东省泰安一中模拟函数f(x)sin(x)(0,02)在区间6,56上的图象如图所示,将该函数图象上各点的横坐标缩短到原来的一半(纵坐标不变),再向右平移(0)个单位长度后,所得到的图象关于原点对称,则的最小值为(C)A.3B.6C.12D.724解析由题图可知函数f(x)的最小正周期T56(6),所以22,又f(12)1,故sin(6)1,由于02,故3,所以f(x)sin(
16、2x3).将该函数图象上各点的横坐标缩短到原来的一半(纵坐标不变),再向右平移(0)个单位长度后,得到ysin(4x43)的图象,因为该函数图象关于原点对称,所以ysin(4x43)为奇函数,所以43k,kZ,解得12k4,kZ,又0,所以的最小值为12,故选C.命题点3三角函数的图象与性质的综合应用例3 (1)2022天津高考已知f(x)12sin 2x,关于该函数有下面四个说法:f(x)的最小正周期为2;f(x)在4,4上单调递增;当x6,3时,f(x)的取值范围为34,34;f(x)的图象可由g(x)12sin(2x4)的图象向左平移8个单位长度得到.以上四个说法中,正确的个数有(A)A
17、.1B.2C.3D.4解析f(x)的最小正周期为T22,故错误;解法一当22k2x22k,kZ,即x4k,4k,kZ时,f(x)单调递增,又因为4,44k,4k,kZ,故f(x)在4,4上单调递增,正确;解法二当x4,4时,设t2x2,2,y12sin t在2,2上单调递增,正确;当x6,3时,2x3,23,f(x)34,12,错误;f(x)的图象可由g(x)12sin(2x4)12sin 2(x8)的图象向右平移8个单位长度得到,错误.故选A.(2)2023广东六校联考已知函数f(x)Asin(x)(A0,0,2)的部分图象如图所示,则下列说法正确的是(C)A.直线x是f(x)图象的一条对称
18、轴B.f(x)图象的对称中心为(12k,0),kZC.f(x)在区间3,6上单调递增D.将f(x)的图象向左平移12个单位长度后,可得到一个奇函数的图象解析根据函数f(x)Asin(x)(A0,0,2)的部分图象,可得A2,1425126,所以2.结合“五点作图法”及2,可得262,所以6,即f(x)2sin(2x6).令x,得f()1,不是函数的最值,故直线x不是f(x)图象的对称轴,故A错误;令2x6k,kZ,得x12k2,kZ,故f(x)图象的对称中心为(12k2,0),kZ,故B错误;x3,6时,2x62,2,函数f(x)单调递增,故C正确;将f(x)的图象向左平移12个单位长度后,可
19、得y2sin(2x3)的图象,故D错误.故选C.方法技巧有关三角函数图象与性质的综合应用问题,常以多选题或填空题的形式出现,破解此类题的关键:一是转化思想的应用,如将函数转化为“一角一函数”的形式;二是见数思形,熟悉正、余弦及正切函数的图象,并能适时应用;三是整体思想的应用,会用整体换元的思想研究函数的性质.训练3 (1)多选/2024江苏省南通市模拟已知(3,0)是函数f(x)sin(x3)(03)图象的一个对称中心,则(AC)A.2B.x6是函数f(x)图象的一条对称轴C.将函数f(x)的图象向右平移6个单位长度后得到的图象关于原点对称D.函数f(x)在区间2,0上的最小值是32解析对于A
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