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一题多变,看函数y=Asin(ωx+φ)图像

2017-09-01郑荣坤

数学教学通讯·高中版 2017年8期

[摘 要] 对一道函数y=Asin(ωx+φ)图像题多变、错解、多解的研究,帮助学生识函数y=Asin(ωx+φ)图像,理解数y=Asin(ωx+φ)图像变换、应用.

[关键词] 函数图像;图像变换;图像应用

函数y=Asin(ωx+φ)图像是高中数学《三角函数》的高频考点,多以选择、填空题的形式出现于历年各地考卷中. 因此,高三数学教师要重视“函数y=Asin(ωx+φ)图像”的教学,力争让学生熟悉掌握函数y=Asin(ωx+φ)图像,图像变换、应用.

[?] 典例:看函数y=Asin(ωx+φ)图像

典例:已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)A>0,ω>0,φ

<在一个周期内的图像如图1所示,求y=f(x)的解析式.

[O][-2][-][][][][][x][y][2]

图1

考点分析:由函数y=Asin(ωx+φ)的部分图像,确定函数解析式.

危险解法:由图像容易看出,振幅A=2,周期T=-

-=4π,ω==,由于ω>0,所以角速度ω=.

將

,0代入函数解析式,得×+φ=kπ(k∈Z),解得φ=kπ-(k∈Z).

因为φ<,所以k=1,φ=. 因此,f(x)=2sin

+.

危险原因:上面解法看似很严密,危险出在何处?如果把“φ<”改为“φ<π”,那么φ的值为多少?学生的答案:k=1,φ=或者k=0,φ=-. 实际上,把“φ<”改为“φ<π”答案不变,仍为φ=,而同学们使用上述解法就产生了增根,所以才说上述解法是“危险解法”,给定的φ取值范围变大,根的个数就增多.

解法1(代零点求φ):因为

,0是函数的递减零点,所以将

,0代入函数解析式,得×+φ=2kπ+π(k∈Z),解得φ=2kπ+(k∈Z). 因为“φ<π”,

所以k=1,φ=.

解法2(代波峰点求φ):将

,2代入函数解析式,得×+φ=2kπ+(k∈Z),

解得φ=2kπ+(k∈Z). 因为φ<,所以φ=.

解法3(五点法求φ):将-

,0代函数解析式,由于点-

,0相当于正弦函数“五点法”作图中的第一个关键点,所以×

-+φ=2kπ(k∈Z),解得φ=2kπ+(k∈Z). 因为“φ<π”,所以k=0,φ=.

评注:振幅A:看函数图像的波峰(或波谷);角速度(角频率)ω:看函数图像周期;求初相φ既是难点也是易错点,求法两种:“代点法”、“五点法”. “代点法”可以选择代零点,也可以选择代波峰或波谷点,并且代波峰点可以得到ωx+φ=2kπ+(k∈Z),代波谷点可以得……

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