由对称性知,=,∴α+β=.[11分]
综上所述,α+β=或α+β=π.[12分]
【突破思维障碍】
在解决三角函数的有关问题时,若把三角函数的性质融于函数的图象之中,将数(量)与图形结合起来进行分析、研究,可使抽象复杂的数理关系通过几何图形直观地表现出来,这是解决三角函数问题的一种有效的解题策略.
图象的应用主要有以下几个方面:
①比较大小;②求单调区间;③解不等式;④确定方程根的个数.如判断方程sinx=x的实根个数;⑤对称问题等.
【易错点剖析】
此题若不用数形结合法,用三角函数有界性求a的范围,不仅过程繁琐,而且很容易漏掉a≠-的限制,而从图象中可以清楚地看出当a=-时,方程只有一解.
1.从“整体换元”的思想认识、理解、运用“五点法作图”,尤其在求y=Asin(ωx+φ)的单调区间、解析式等相关问题中要充分理解基本函数y=sinx的作用.
2.三角函数自身综合问题:
要以课本为主,充分掌握公式之间的内在联系,从函数名称、角度、式子结构等方面观察,寻找联系,结合单位圆或函数图象等分析解决问题.
3.三角函数模型应用的解题步骤:
(1)根据图象建立解析式或根据解析式作出图象.
(2)将实际问题抽象为与三角函数有关的简单函数模型.
(3)利用收集到的数据作出散点图,并根据散点图进行函数拟合,从而得到函数模型.
(满分:
75分)
一、选择题(每小题5分,共25分)
1.将函数y=sin的图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),再将所得的图象向左平移个单位,得到的图象对应的解析式是( )
A.y=sinxB.y=sin
C.y=sinD.y=sin
2.(2011·银川调研)如图所示的是某函数图象的一部分,则此函数是( )
A.y=sin
B.y=sin
C.y=cos
D.y=cos
3.为得到函数y=cos的图象,只需将函数y=sin2x的图象( )
A.向左平移个单位长度
B.向右平移个单位长度
C.向左平移个单位长度
D.向右平移个单位长度
4.(2009·辽宁)已知函数f(x)=Acos(ωx+φ)(A>0,ω>0)的图象如图所示,f()=-,则f(0)等于( )
A.-B.-
C.D.
5.(2011·烟台月考)若函数y=Asin(ωx+φ)+m(A>0,ω>0)的最大值为4,最小值为0,最小正周期为,直线x=是其图象的一条对称轴,则它的解析式是( )
A.y=4sinB.y=2sin+2
C.y=2sin+2D.y=2sin+2
题号
1
2
3
4
5
答案
二、填空题(每小题4分,共12分)
6.已知函数y=sin(ωx+φ)(ω>0,-π≤φ<π)的图象如图所示,则φ=________.
7.(2010·潍坊五校联考)函数f(x)=cos2x的图象向左平移个单位长度后得到g(x)的图象,则g(x)=______.
8.(2010·福建)已知函数f(x)=3sin(ω>0)和g(x)=2cos(2x+φ)+1的图象的对称轴完全相同.若x∈,则f(x)的取值范围是____________.
三、解答题(共38分)
9.(12分)已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<,x∈R)的图象的一部分如下图所示.
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)当x∈[-6,-]时,求函数y=f(x)+f(x+2)的最大值与最小值及相应的x的值.
10.(12分)已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,0<ω≤2且0≤φ≤π)是R上的偶函数,其图象过点M(0,2).又f(x)的图象关于点N对称且在区间[0,π]上是减函数,求f(x)的解析式.
11.(14分)(2010·山东)已知函数f(x)=sin(π-ωx)·cosωx+cos2ωx(ω>0)的最小正周期为π,
(1)求ω的值;
(2)将函数y=f(x)的图象上各点的横坐标缩短到原来的,纵坐标不变,得到函数y=g(x)的图象,求函数y=g(x)在区间上的最小值.
答案自主梳理
1. 0 π 2π 2.
(1)左 右 |φ|
(2)伸长 缩短 (3)伸长 缩短 A 3.A ωx+φ φ
自我检测
1.B 2.D 3.A 4.D 5.B
课堂活动区
例1
解题导引
(1)作三角函数图象的基本方法就是五点法,此法注意在作出一个周期上的简图后,应向两边伸展一下,以示整个定义域上的图象;
(2)变换法作图象的关键是看x轴上是先平移后伸缩还是先伸缩后平移,对于后者可利用ωx+φ=ω来确定平移单位.
解
(1)y=2sin的振幅A=2,周期T==π,初相φ=.
(2)令X=2x+,则y=2sin=2sinX.
列表:
X
-
X
0
π
2π
y=sinX
0
1
0
-1
0
y=2sin
0
2
0
-2
0
描点连线,得图象如图所示:
(3)将y=sinx的图象上每一点的横坐标x缩短为原来的倍(纵坐标不变),得到y=sin2x的图象;再将y=sin2x的图象向左平移个单位,得到y=sin2=sin的图象;再将y=sin的图象上每一点的横坐标保持不变,纵坐标伸长为原来的2倍,得到y=2sin的图象.
变式迁移1 解 y=·+sin2x+·
=1+sin2x-cos2x=1+sin.
(1)(五点法)设X=2x-,
则x=X+,令X=0,,π,,2π,
于是五点分别为,,,,,描点连线即可得图象,如下图.
(2)由-+2kπ≤2x-≤+2kπ,k∈Z,
得单调增区间为,k∈Z.
由+2kπ≤2x-≤+2kπ,k∈Z,
得单调减区间为,k∈Z.
(3)把y=sinx的图象向右平移个单位;再把横坐标缩短到原来的倍(纵坐标不变);最后把所得图象向上平移1个单位即得y=sin+1的图象.
例2
解题导引 确定y=Asin(ωx+φ)+b的解析式的步骤:
(1)求A,b.确定函数的最大值M和最小值m,则A=,b=.
(2)求ω.确定函数的周期T,则ω=.(3)求参数φ是本题的关键,由特殊点求φ时,一定要分清特殊点是“五点法”的第几个点.
解 由图象可知A=2,T=8.
∴ω===.
方法一 由图象过点(1,2),
得2sin=2,
∴sin=1.∵|φ|<,∴φ=,
∴f(x)=2sin.
方法二 ∵点(1,2)对应“五点”中的第二个点.
∴×1+φ=,∴φ=,
∴f(x)=2sin.
变式迁移2 解
(1)由题意可得:
A=2,=2π,即=4π,∴ω=,
f(x)=2sin,f(0)=2sinφ=1,
由|φ|<,∴φ=.∴f(x)=2sin(x+).
f(x0)=2sin=2,
所以x0+=2kπ+,x0=4kπ+(k∈Z),
又∵x0是最小的正数,∴x0=.
(2)f(4θ)=2sin
=sin2θ+cos2θ,
∵θ∈,cosθ=,∴sinθ=,
∴cos2θ=2cos2θ-1=-,
sin2θ=2sinθcosθ=,
∴f(4θ)=×-=.
例3
解题导引
(1)三角函数模型在实际中的应用体现在两个方面,一是已知函数模型,如本例,关键是准确理解自变量的意义及自变量与函数之间的对应法则,二是把实际问题抽象转化成数学问题,建立三角函数模型,再利用三角函数的有关知识解决问题,其关键是建模.
(2)如何从表格中得到A、ω、b的值是解题的关键也是易错点,同时第二问中解三角不等式也是易错点.(3)对于三角函数模型y=Asin(ωx+φ)+k(A>0,ω>0)中参数的确定有如下结论:
①A=;②k=;③ω=;④φ由特殊点确定.
解
(1)由表中数据,知周期T=12,
∴ω===,
由t=0,y=1.5,得A+b=1.5;
由t=3,y=1.0,得b=1.0,
∴A=0.5,b=1,∴y=cost+1.
(2)由题知,当y>1时才可对冲浪者开放,
∴cost+1>1,∴cost>0,
∴2kπ-即12k-3∵0≤t≤24,故可令①中的k分别为0,1,2,
得0≤t<3,或9∴在规定时间上午8∶00至晚上20∶00之间,有6个小时的时间可供冲浪者运动,即上午9∶00至下午3∶00.
变式迁移3 解
(1)t=0时,E=220sin=110(伏).
(2)T==0.02(秒).
(3)当100πt+=,t=秒时,第一次取得最大值,电压的最大值为220伏.
课后练习区
1.C 2.D 3.A 4.C 5.D
6.
7.-sin2x
8.
9.解
(1)由图象知A=2,
∵T==8,∴ω=.……………………………………………………………………(2分)
又图象经过点(-1,0),∴2sin(-+φ)=0.
∵|φ|<,∴φ=.
∴f(x)=2sin(x+).………………………………………………………………………(5分)
(2)y=f(x)+f(x+2)
=2sin(x+)+2sin(x++)
=2sin(x+)=2cosx.……………………………………………………………(8分)
∵x∈[-6,-],∴-≤x≤-.
∴当x=-,即x=-时,y=f(x)+f(x+2)取得最大值;
当x=-π,即x=-4时,y=f(x)+f(x+2)取得最小值-2.………………………(12分)
10.解 根据f(x)是R上的偶函数,图象过点M(0,2),可得f(-x)=f(x)且A=2,
则有2sin(-ωx+φ)=2sin(ωx+φ),
即sinωxcosφ=0,
∴cosφ=0,即φ=kπ+(k∈Z).
而0≤φ≤π,∴φ=.………………………………………………………………………(4分)
再由f(x)=2sin(-ωx+)=2cosωx的图象关于点N对称,f()=2cos(π)=0
∴cosπ=0,……………………………………………………………………………(8分)
即π=kπ+(k∈Z),ω=(k∈Z).
又0<ω≤2,∴ω=或ω=2.……………………………………………………………(10分)
最后根据f(x)在区间[0,π]上是减函数,
可知只有ω=满足条件.
所以f(x)=2cosx.………………………………………………………………………(12分)
11.解
(1)f(x)=sin(π-ωx)cosωx+cos2ωx
=sinωxcosωx+
=sin2ωx+cos2ωx+
=sin+.……………………………………………………………………(6分)
由于ω>0,依题意得=π,所以ω=1.………………………………………………(8分)
(2)由
(1)知f(x)=sin+,
所以g(x)=f(2x)
=sin+.……………………………………………………………………(10分)
当0≤x≤时,≤4x+≤.
所以≤sin≤1.
因此1≤g(x)≤,…………………………………………………………………(13分)
所以g(x)在此区间内的最小值为1.…………………………………………………(14分)