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函 数 y= A sin( x + ) 的图象. 物理背景. 在物理中 , 简谐振动中如单摆对平衡位置的位移 y 与时间 x 的关系、交流电的电流 y 与时间 x 的关系等都是形如 y=Asin( ωx+φ ) 的函数(其中 A, ω, φ 都是常数).
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函 数 y=Asin(x+)的图象
物理背景 在物理中,简谐振动中如单摆对平衡位置的位移y与时间x的关系、交流电的电流y与时间x的关系等都是形如y=Asin(ωx+φ) 的函数(其中A, ω, φ都是常数). 函数y=Asin(ωx+φ), (其中A>0, ω >0)表示一个振动量时, A就表示这个量振动时离开平衡位置的最大距离,通常称为这个振动的振幅;往复一次所需的时间 ,称为这个振动的周期;单位时间内往复振动的次数 ,
称为振动的频率; 称为相位;x=0时的相位φ称为初相。
知识回顾: 1 - - -1 在函数 的图象上,起关键作用的点有: - -1 最高点: 最低点: 与x轴的交点: 在精度要求不高的情况下,我们可以利用这5个点画出函数 的简图,一般把这种画图方法叫“五点法”。
x 新课讲解: 例1、作函数 及 的图象。 解:1.列表
y 2 1 2 O x y= sinx 1 2 2. 描点、作图: y=2sinx y=sinx 周期相同
y= sinx 一、函数y=Asinx(A>0)的图象 y y=2sinx 2 1 2 O x 1 A
结论一 函数y=Asinx (A >0且A≠1)的图象可以看作是把 y=sinx 的图象上所有点的纵坐标伸长 (当A>1时)或缩短(当0<A<1时) 到原来的A倍(横坐标不变) 而得到的。 y=Asinx,x∈R的值域为[-A,A],最大值 为A,最小值为-A.
x y 2 1 2 3 O 1 2 例2、作函数 及 的图象。 1. 列表: 2. 描点: y=sinx 连线: x y=sin2x
y 1 2 3 4 x O 1 y=sin x 1. 列表 0 1 0 -1 0 2. 描点 作图: y=sinx
y=sin x y 1 2 3 4 x O 1 y=sinx y=sin2x
y=sin x y 1 2 3 4 x O 1 y=sin x的图象可以看作是把 y=sinx的图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变)。 y=sin 2x的图象可以看作是把 y=sinx的图象上所有点的横坐标缩短到原来的 倍(纵坐标不变)。 二、函数y=sinx(>0)的图象 y=sin2x y=sinx
结论二 函数y=sinx ( >0且≠1)的图象可以看作是把 y=sinx 的图象上所有点的横坐标缩短(当>1时)或伸长(当0<<1时) 到原来的 倍(纵坐标不变) 而得到的。 练习:作下列函数在长度为一个周期的闭区间上的简图:
x 0 1 0 -1 0 y 1 2 x O 1 例3 、作函数 及 的图象。 作图
1 2 x O 1 三、函数y=sin(x+φ)图象 结论三 函数y=sin(x+φ)的图象可以看作是把 y=sinx 的图象上所有的点向左(当φ>0时)或向右(当φ<0时)平移|φ|个单位而得到的。 思考:函数y=f(x)与函数y=f(x+φ)的图像有何关系?
例4 作函数 及 的图象。 x 0 1 0 -1 0 y 1 x O 1 四、函数y=sin(ωx+φ)与y=sinωx图象的关系 作图 y=sin2x
y 1 x O 1 y=sin2x 四、函数y=sinωx与y=sin(ωx+φ)图象的关系 结论四?
思考:函数 与 的图像有何关系? 结论四 函数y=sin (x + )( >0且≠1)的图象可以看作是把 y=sin x的图象向左 (当 >0时)或向右(当 ﹤0时)平移 个单位而得到的。 提示:由于我们研究的函数仅限于 >0的情况,所以只需要判断 的正负即可判断平移方向
思考:如果先伸缩变换再平移变换,如何能得到?思考:如果先伸缩变换再平移变换,如何能得到?
纵坐标不变,横坐标 变为原来的 倍 向左或向右平移 个单位 纵坐标不变,横坐标 变为原来的 倍 向左或向右平 移 个单位 横坐标不变,纵坐标变为原来的A倍
解:(画法一) 1、先把正弦曲线上所有的点向右平移 个单位长度,得 到 的图像。 2、把后者所有点的横坐标伸长为原来的3倍,纵坐标不 变,得到 的图像。 3、把所得的图像上所有点的纵坐标伸长为原来的 倍, 横坐标不变,而得到函数 的图像。
解:(画法二) 1、先把后者所有点的横坐标伸长为原来的 倍,纵坐标不 变,得到 的图像。 2、再把正弦曲线上所有的点向右平移 个单位长度,得 到 的图像。 3、再把所得的图像上所有点的纵坐标伸长为原来的 倍, 横坐标不变,而得到函数 的图像。
③ y=sin(x- )① ② y=sinx y 3 2 1 o 2 x -1 -2 -3
y 2 x O -2
解:设 ,则 数学应用: 例题 若函数 表示一个振动量: ⑴求这个振动的振幅、周期、初相; ⑵不用计算机和图形计算器,画出该函数的简图; ⑶根据函数的简图,写出函数的单调区间.
(2)描点 y 3 x O -3 (3)连线
解:求单调增区间,可令 解得: 求单调减区间,可令 解得: 原函数的单调递增区间为: 单调递减区间为: