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函数y=Asin(ωx+φ)的对称性“三问”

2019-05-28王承哲

中学生数理化·高一版 2019年4期
关键词:正弦曲线三问中心对称

■王承哲

同学们都知道,正弦函数与余弦函数都具有对称性,它们的图像不仅是轴对称图形,而且是中心对称图形。那么,由正弦函数与余弦函数的对称性,如何来探究函数y=Asin(ωx+φ)和y=Acos(ωx+φ)的对称性呢?

问题1:如何求函数y=Asin(ωx+φ)与y=Acos(ωx+φ)的对称轴方程?

答:与正弦曲线、余弦曲线一样,函数y=Asin(ωx+φ)和y=Acos(ωx+φ)的图像的对称轴都通过函数图像的最值点且垂直于x轴。

函数y=Asin(ωx+φ)对称轴方程的求法:令sin(ωx+φ)=±1,得ωx+φ=(k∈Z),则所以函数y=Asin(ωx+φ)的图像的对称轴方程为

函数y=Acos(ωx+φ)对称轴方程的求法:令cos(ωx+φ)=±1,得ωx+φ=kπ(k∈Z),则所以函数y=Acos(ωx+φ)的图像的对称轴方程为x=

例1已知函数y=sin(2x+φ)图像的一条对称轴在区间内,则满足此条件的一个φ值为( )。

解:令2x+φ=解得x

问题2:如何求函数y=Asin(ωx+φ)与y=Acos(ωx+φ)的对称中心?

答:与正弦曲线、余弦曲线一样,函数y=Asin(ωx+φ)和y=Acos(ωx+φ)图像的对称中心,即为函数图像与x轴的交点。

函数y=Asin(ωx+φ)对称中心的求法:令sin(ωx+φ)=0,得ωx+φ=kπ(k∈Z),则所以函数y=Asin(ωx+φ)的图像关于点Z)成中心对称。

函数y=Acos(ωx+φ)对称中心的求法:令cos(ωx+φ)=0,得ωx+φ=kπ+π 2(k∈Z),则(k∈Z),所以函数 y=Acos(ωx+φ)的图像关于点成中心对称。

例2已知函数(ω>0)的最小正周期为π,则该函数图像( )。

问题3:函数y=Asin(ωx+φ)的图像的对称性,一般可用到哪些重要结论?

答:函数f(x)=Asin(ωx+φ)的图像的对称性有以下结论:①函数f(x)=Asin(ωx+φ)的图像关于点(x0,0)中心对称,当且仅当f(x0)=0时成立。②函数f(x)=Asin(ωx+φ)的图像关于直线x=x0对称,当且仅当f(x0)=A 或f(x0)=-A 时成立。上述结论,若换成函数f(x)=Acos(ωx+φ)同样成立。

例3(1)已知函数f(x)=a2sin2x+(a-2)cos2x的图像关于点中心对称,求a的值。

(2)已知函数f(x)=a2sin2x+(a-2)·cos2x的图像关于直线对称,求a的值。

解:由函数f(x)=a2sin2x+(a-2)·cos2x的图像关于点中心对称,可得所以a=2。

例4已知函数f(x)=sin(ωx+φ)的最小正周期是π,若将函数f(x)的图像向右平移个单位后得到的函数图像关于原点对称,则函数f(x)的图像( )。

解:由f(x)的最小正周期为π,可得=π,即ω=2,所以函数f(x)的图像向右平移个单位后得到函数g(x)=的图像。又g(x)的图像关于原点对称,所以可得Z)。由可得Z),所以故函数f(x)=

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