学习了正弦函数y=Asin(ωx+)(A>0,ω>0)后,经常会遇到确定其解析式的问题。这里振幅A常由函数的最值确定,ω则由周期公式T=本文介绍确定正弦函数解析式的两种基本方法。
一、待定系数法 分析正弦曲线y=Asin(ωx+)(A>0,ω>0)满足的几何条件,列出关于A、ω、的三个方程,从而解出A、ω、,这就是待定系数法。
例1 若函数y=Asin(ωx+)(A>0,ω>0,0<<2π)的最小值是-2,周期为它的图象经过点(0,-2),求此函数的解析式。
解析: ∵函数的最小值是-2,∴A=|-2|=2。∵函数的周期是
2来求得,问题的关键是求初相。
2,且3222,∴=,33解得ω=3。∵函数的图象经过点(0,-2),∴将x=0,y=-2及A=2代入y=Asin(ωx+)
得-2=2sin,sin=-y=2sin(3x+
257.∵0<<2π,∴y=或。故所求函数的解析式是: 24457)或y=2sin(3x+) 441。 2A 例2 已知函数y=Asin(ωx+)(A>0,ω>0)的图象如图1所示,求此函数的解析式。 分析:由图1提供的信息,正弦曲线相邻的最大、最小值之间为周期的∴
423T52=-=,即T=,∴ω==
3T22663y 又显然有A=2,下面只须求初相。
0 C 3设曲线与x轴交C,易知,C(,0)将A=2,ω=,x=,
222-2 B 3y=0代入y=Asin(ωx+)得0=2sin(+)。 图1
43∴=kπ-,(k∈Z)。注意到y=Asin(ωx+)的图象是由y=sinx的图象,经过振幅、周
43期变换,且向右平移而得,当k=0时,在区间[-π,π]上有解。∴=-,故函数的
433解析式是y=2sin(x-)。
24二、平移变换 我们知道,设A>0,ω>0,正弦函数y=Asin(ωx+)=Asin[ω(x+)]
的图象,可以看成是由函数y=sinx的图象经过下面变换而得到: y=sinx的图象 →y=Asinx
A 656x
的图象(振幅变换)→y=Asinωx的图象(周期变换)→y=Asin[ω(x+换),这里抓住特殊点的平移来求。
)]的图象(平移变例3 图2是正弦曲线y=Asin(ωx+)(A>0,ω>0)的一个周期的图象,试求此函数的解析式。
y 2T3分析 这里=,∴T=3π,ω=。
322∵函数的图象可以看成是y=sinx的图象经过振幅变换、
-3 55周期变换后,再向左平移个单位。∴=,即=
22525图2 ·=。下面只须再由图象过点(0,-3)来确定A。 43355将x=0,y=-3及=代入y=Asin(ωx+)得-3=Asin,A=2,故函数的解
3325析式是y=2sin(x+)。
33评注:由y=Asinωx的图象经过平移得到y=Asin[ω(x+)]的图象,可从图像上特殊点
5的变化得到平移的规则,如本题中向左平移个单位等。
2三、“五点法” 我们知道,用“五点法”作函数y=Asin(ωx+)的简图,主要是作变
52π 0 x 3,π,,2π来求出对应的x的值,确定图象五个关
22键点的位置。而求其表达式,则相当于X,x已知,求ω与。
量代换X=ωx+,由X取0,
例4 如图3,写出函数y=Asin(ωx+)(A>0,ω>0)的一个表达式。
解析: 易知A=23,令X=ωx+。图象中的特征点(2,-23),(6,0)对应y=sinX图象中五个关键点的两点(
3,-1),(2π,0),因此, 2y 328 2,解得5624∴y=23sin(0 -23 2 6 x 5x+)
48评注: 建立x,X对应点间的联系,必须注意特征点是与y=sinx图象上五个关键点中
33,1),(π,0),(,-1),(2π,0)的哪一个相对应,如当ω·2+=时,只能
222有ω·6+=2π。而已知图象求表达式,答案是不唯一的,但只是值不同,可以相差2k
(0,0),(
π(k∈Z)。如当ω·6+=0时,由ω·2+=
3也可解得:ω=,=-。
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