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[摘 要] 介绍两种应用条件快速地求出初相φ的方法.这两种方法分别为利用最值点求φ和利用平衡点求φ.
[关键词] 初相 最值点 平衡点
[中图分类号] G633.6 [文献标识码] A [文章编号] 1674 6058(2016)17 0055
在求三角函数型y=Asin(ωx φ) k(A>0,ω>0)的解析式中,学生普遍感觉难求初相φ.本文介绍如何最快求解初相φ.
要想快速地求出初相φ,就必须回顾五点作图法的列表.作函数y=Asin(ωx φ) k(A>0,ω>0)的图像的第一步是列表:
列表时,先填中间一行:
为什么先填中间的一行呢?仔细回想,“0、 π 2 、π、 3π 2 、2π”是正弦函数y=sinx的“五点作图法”中的五个关键点(三个平衡点,两个最值点).“ωx φ”叫做相位.对相位的理解,影响求初相φ.对正弦型函数y=Asin(ωx φ) k(A>0,ω>0)来说,相位“ωx φ”的五个数据对 应的是五个关键点:第一个平衡点(- φ ω ,k);最高点( π 2ω - φ ω ,A k);第二个平衡点( π ω - φ ω ,k);最低点( 3π 2ω - φ ω
,-A k);第三个平衡点( 2π ω - φ ω ,k).对比正弦函数y=sinx,有三个平衡点和两个最值点,求A、k和周期T(进而求ω)就很容易理解了.这五个关键点的坐标是不用背的.我们将x的值代入相位“ωx φ”,找对应的相位的值即可.如:当x= π 3
时,函数值最大或图像最高,则ω× π 3 φ= π 2
,解方程求φ(ω已知).这是运用整体思想求解的.事实上,“ωx φ”相当于y=sinx中的“x”,相位的本意也正在此.
由图像的五个关键点求φ时,优先考虑最值点.因为最值点对应的相位是唯一的,最高点对应的是 π 2 ,最低点对应的是 3π 2 .如果无最值点,再考虑平衡点.此时要判断清楚是第几个平衡点,才能找准相位.如果无这五个关键点,则代入一般点,通过解三角函数求得φ.若所求得的值不在所给范围内,则根据周期进行调整.
一、利用最值点求φ
图1
【例1】 (2015·陕西,理3改编)如图1,某港口一天6
时到18时的水深变化曲线近似满足函数y=3sin( π 6 x φ) k,(|φ|< π 2 ),据此函数图像可知,φ的值为( ).
A. π 6
B.- π 6
C. π 3
D.- π 3
答案: B.
解析: 观察图1,求φ选择代入最低点,由最低点的相位求解.由图1知,当x=10时,ymin=2,∴ π 6 ×10 φ= 3π 2 ,解得:φ=- π 6 .
点评: 如果题设没有限制φ的范围,则得到φ=2kπ- π 6 ,k∈ Z .如果题设还给有其他点,那么仍是优先选择最值点.
二、利用由平衡点求φ
图2
【例2】 (2015·新课标Ⅰ,理8)函数f(x)=cos(ωx φ)的部分图像如图2所示,则f(x)的单调递减区间为( ).
A.(kπ- 1 4
,kπ 3 4 ),k∈ Z
B.(2kπ- 1 4 ,2kπ 3 4 ),k∈ Z
C.(k- 1 4 ,k 3 4 ),k∈ Z
D.(2k- 1 4 ,2k 3 4 ),k∈ Z
答案: D.
解析: 先求解析式,再求单调递减区间.求解析式时,ω由周期确定,φ由平衡点确定.由图2知, T 2 = 5 4 - 1 4 =1= π ω ,解得:ω=π.
根据余弦函数的图像知x= 1 4 是第一个平衡点,故 1 4 ω φ= π 2 ,解得:φ= π 4 .∴f(x)=cos(πx π 4 ).再令2kπ<πx π 4 <2kπ π,k∈ Z ,解得:2k- 1 4 点评: 判断准确平衡点是代准相位的关键.当然,正弦与余弦更不能代错.
(责任编辑 钟伟芳)
[关键词] 初相 最值点 平衡点
[中图分类号] G633.6 [文献标识码] A [文章编号] 1674 6058(2016)17 0055
在求三角函数型y=Asin(ωx φ) k(A>0,ω>0)的解析式中,学生普遍感觉难求初相φ.本文介绍如何最快求解初相φ.
要想快速地求出初相φ,就必须回顾五点作图法的列表.作函数y=Asin(ωx φ) k(A>0,ω>0)的图像的第一步是列表:
列表时,先填中间一行:
为什么先填中间的一行呢?仔细回想,“0、 π 2 、π、 3π 2 、2π”是正弦函数y=sinx的“五点作图法”中的五个关键点(三个平衡点,两个最值点).“ωx φ”叫做相位.对相位的理解,影响求初相φ.对正弦型函数y=Asin(ωx φ) k(A>0,ω>0)来说,相位“ωx φ”的五个数据对 应的是五个关键点:第一个平衡点(- φ ω ,k);最高点( π 2ω - φ ω ,A k);第二个平衡点( π ω - φ ω ,k);最低点( 3π 2ω - φ ω
,-A k);第三个平衡点( 2π ω - φ ω ,k).对比正弦函数y=sinx,有三个平衡点和两个最值点,求A、k和周期T(进而求ω)就很容易理解了.这五个关键点的坐标是不用背的.我们将x的值代入相位“ωx φ”,找对应的相位的值即可.如:当x= π 3
时,函数值最大或图像最高,则ω× π 3 φ= π 2
,解方程求φ(ω已知).这是运用整体思想求解的.事实上,“ωx φ”相当于y=sinx中的“x”,相位的本意也正在此.
由图像的五个关键点求φ时,优先考虑最值点.因为最值点对应的相位是唯一的,最高点对应的是 π 2 ,最低点对应的是 3π 2 .如果无最值点,再考虑平衡点.此时要判断清楚是第几个平衡点,才能找准相位.如果无这五个关键点,则代入一般点,通过解三角函数求得φ.若所求得的值不在所给范围内,则根据周期进行调整.
一、利用最值点求φ
图1
【例1】 (2015·陕西,理3改编)如图1,某港口一天6
时到18时的水深变化曲线近似满足函数y=3sin( π 6 x φ) k,(|φ|< π 2 ),据此函数图像可知,φ的值为( ).
A. π 6
B.- π 6
C. π 3
D.- π 3
答案: B.
解析: 观察图1,求φ选择代入最低点,由最低点的相位求解.由图1知,当x=10时,ymin=2,∴ π 6 ×10 φ= 3π 2 ,解得:φ=- π 6 .
点评: 如果题设没有限制φ的范围,则得到φ=2kπ- π 6 ,k∈ Z .如果题设还给有其他点,那么仍是优先选择最值点.
二、利用由平衡点求φ
图2
【例2】 (2015·新课标Ⅰ,理8)函数f(x)=cos(ωx φ)的部分图像如图2所示,则f(x)的单调递减区间为( ).
A.(kπ- 1 4
,kπ 3 4 ),k∈ Z
B.(2kπ- 1 4 ,2kπ 3 4 ),k∈ Z
C.(k- 1 4 ,k 3 4 ),k∈ Z
D.(2k- 1 4 ,2k 3 4 ),k∈ Z
答案: D.
解析: 先求解析式,再求单调递减区间.求解析式时,ω由周期确定,φ由平衡点确定.由图2知, T 2 = 5 4 - 1 4 =1= π ω ,解得:ω=π.
根据余弦函数的图像知x= 1 4 是第一个平衡点,故 1 4 ω φ= π 2 ,解得:φ= π 4 .∴f(x)=cos(πx π 4 ).再令2kπ<πx π 4 <2kπ π,k∈ Z ,解得:2k- 1 4
(责任编辑 钟伟芳)