三角函数y A x =+sin()ω?的图像变换
1结合具体实例,理解y=Asin )(?ω+x 的实际意义,会用“五点法”画出函数y=Asin )(?ω+x 的简图。会用计算机画
图,观察并研究参数?ω,,A ,进一步明确?ω,,A 对函数图象的影响。
2能由正弦曲线通过平移、伸缩变换得到y=Asin )(?ω+x 的图象。
3教学过程中体现由简单到复杂、特殊到一般的化归的数学思想。
1、函数图象的左右平移变换
如在同一坐标系下,作出函数)3sin(π
+=x y 和)4
sin(π
-=x y 的简图,
并指出它们与y x =sin 图象之间的关系。 解析:函数)3
sin(π
+=x y 的周期为2π,我们来作这个函数在长度为一个周期的闭区间上的简
图。 设Z x =+
3π,那么Z x sin )3sin(=+π,3
π
-=Z x
当Z 取0、ππππ2232,,,时,x 取-πππππ3
6237653、、、、。所对应的五点是函数)3sin(π+=x y ,??
?
???-∈35,3ππx 图象上起关键作用的点。
列表:
x
-
π
3
π
6
23π
76π
53π x +
π3
π
2
π
32π
2π
sin()x +
π
3
1
-1
类似地,对于函数)4sin(π
-
=x y ,可列出下表:
x
π
4
34
π
54π
74π
94π x -
π
4
π
2
π
32π
2π
sin()x -
π
4
1
-1
描点作图(如下)
利用这类函数的周期性,可把所得到的简图向左、右扩展,得出)3
sin(π
+=x y ,x R ∈及
)4
sin(π
-=x y ,x R ∈的简图(图略)
。
由图可以看出,)3
sin(π
+
=x y 的图象可以看作是把y x =sin 的图象上所有的点向左平行移动
π
3个单位而得到的,)4
sin(π-=x y 的图象可以看作是把y x =sin 的图象上所有的点向右平行移动
π
4个单位得到的。
注意:一般地,函数y x =+≠sin()()??0的图象,可以看作是把y x =sin 的图象上所有的点
向左(当?>0时)或向右(当?<0时)平行移动||?个单位而得到的。 推广到一般有:
将函数y f x =()的图象沿x 轴方向平移||a 个单位后得到函数y f x a a =+≠()()0的图象。当a>0时向左平移,当a<0时向右平移。
2、函数图象的横向伸缩变换
如作函数y x =sin2及
y x
=sin 12的简图,并指出它们与y x =sin 图象间的关系。 解析:函数y x =sin2的周期T ==22ππ
,我们来作x ∈[]0,π时函数的简图。
设2x Z =,那么sin sin 2x Z =,当Z 取0、ππ
ππ22
32,,,时,所对应的五点是函数
y Z Z =∈sin [],,02π图象上起关键作用的五点,这里x Z =2,所以当x 取0、π4、πππ
234、、时,所对应的五点是函数y x x =∈sin []20,,π的图象上起关键作用的五点。
列表:
x 0 π
4
π
2
34π
π
2x
0 π
2
π
32π
2π
sin 2x
1
-1
函数x y 2
1sin =的周期ππ42
12==T ,我们来作x ∈[]04,π时函数的简图。
列表:
x 0 π 2π
3π 4π 12x 0 π2
π
32
π
2π
sin 12
x 0
1
-1
描点作图,如图:
利用这类函数的周期性,我们可以把上面的简图向左、右扩展,得出y x =sin2,x R ∈及
x y 2
1
sin
=,x R ∈的简图(图略)
。 从上图可以看出,在函数x y 2sin =的图象上横坐标为
2
0x (x R 0∈)的点的纵坐标同y x =sin 上横坐标为x 0的点的纵坐标相同(例如,当x 02=π时,sin()sin 2221
0?==x π
,
sin sin
x 021
==π
)。因此,y x =sin2的图象可以看作是把y x =sin 的图象上所有点的横坐标缩短到原来的1
2倍(纵坐标不变)而得到的。
类似地,
y x
=sin 12的图象可以看作是把y x =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)而得到的。
注意:一般地,函数y x =>≠sin ()ωωω01且的图象,可以看作是把y x =sin 的图象上所有
点的横坐标缩短(当ω>1时)或伸长(当01<<ω时)到原来的1
ω倍(纵坐标不变)而得到的。
推广到一般有:
函数y f x =>≠()()ωωω01,的图象,可以看作是把函数y f x =()的图象上的点的横坐标
缩短(当ω>1)或伸长(当01<<ω)到原来的1
ω倍(纵坐标不变)而得到。
3、函数图象的纵向伸缩变换
如在同一坐标系中作出x y sin 2=及x y sin 2
1
=的简图,并指出它们的图象与y x =sin 的关系。
解析:函数y x =2sin 及x y sin 2
1
=的周期T =2π,我们先来作x ∈[]02,π时函数的简图。
列表:
x 0 π
2
π
32π
2π
sinx 0 1
0 -1 0 2sinx
0 2 0 -2 0 1
2
sin x 0
12
-12
描点作图,如图:
利用这类函数的周期性,我们可以把上图的简图向左、向右扩展,得到y x x R =∈2sin ,及
y x x R =
∈1
2sin ,的简图(图略)。
从上图可以看出,对于同一个x 值,y x =2sin 的图象上点的纵坐标等于y x =sin 的图象上点的纵坐标的两倍(横坐标不变),从而y x x R =∈2sin ,的值域为[-2,2],最大值为2,最小值为-2。
类似地,x y sin 2
1
=
的图象,
可以看作是把y x =sin 的图象上所有点的纵坐标缩短到原来的21倍(横坐标不变)而得到的,从而R x x y ∈=,sin 2
1
的值域是[-21,21],最大值为21,最小值
为-
12。
注意:对于函数y A x =sin (A>0且A ≠1)的图象,可以看作是把y x =sin 的图象上所有点
的纵坐标伸长(当A>1时)或缩短(当0 y A x x R =∈sin ,的值域为[-A ,A ],最大值为A ,最小值为-A 。 推广到一般有: