三角函數圖像與性質及函數y=Asin(ωx+∮)的圖像變換的深度剖析

2021-01-13 大黃數學

三角函數作為高考必考章節,雖說定位之高,但是考查題型比較固定,屬於送分題型,不知各位親們,看了這句話作何感想?送分?怎麼可能?那多公式,我至今不記得,學過就忘掉。。。。。。

卻是,如上圖,三角公式是整個高中數學章節中結論最多,公式最多的一個章節, 如何做到不記憶公式而能達到熟練應用公式而解題的目的呢?還是一句話,只有站在理解的程度上,才能融匯貫通,一通百通,無敵於天下。

還有就是巧記,利用一些口訣和圖形,幫助我們來記憶和理解,相信上面這個圖大家記憶尤深。

今天我們就來就三角函數圖像與性質及函數y=Asin(wx+∮)的圖像變換做一下深度剖析,學會了,理解啦,三角必得分。

第一、我們要明確我們所學的三角函數有哪些?

有的同學可能要說,不就是正餘弦,正切函數嗎?不假,再加上一個餘切更完美了,如果再添上正割餘割就更加 beautiful啦!哈哈,正割餘割高中階段不做要求,不考,我們也就不贅述啦。且看正餘弦,正切函數圖像於性質:

結合正切函數y=tanx的圖像與誘導公式 tan(π/2+α)=-cotα,我們可以得到y=cotx的圖像與性質,如下圖:

下面是y=cotx的詳圖;

這是y=tanx與y=cotx交織在一起的美圖,數學之美由此可見;

不忍正割餘割落下,大黃這裡也把他拉起來,呈現在大家面前,給大家一個完美的三角函數圖像與性質版圖。詳見下圖:

(1)正割函數:y=secx

(2)餘割函數:y=cscx

(3)正割與餘割函數交織在一起的美圖;

看了以上三角函數的各個圖像以及性質,相信大家頭腦中一個「懵」字了得,圖形很美,但是我如何來學啊,怎樣畫啊,哈哈,難為大家啦,今天大黃為你解惑來啦!且看

第二、三角函數圖像如何來畫?

1、描點法:老基礎的方法啦,按照列表,描點,連線三部曲做出即可;

2、幾何法:藉助於三角函數線,通過平移來做;

3、五點法:先描出5個關鍵點,再用光滑的曲線連起來,主要應用於對圖像精度要求不高的情況下。

4、變換作圖法:主要針對函數y=Asin(wx+∮)的作圖,這裡A叫做振幅,T=2π/|ω|,f=1/T叫做頻率,wx+∮叫做相位,∮叫做初相。

(1)相位變換:把函數y=sinx圖像上所有點向左(∮>0)或者向右(∮<0)平移|∮|個單位,得到y=sin(x+∮)的圖像;

(2)周期變換:把函數y=sinx圖像上所有點的橫坐標變為原來的1/ω倍,得到y=sinωx的圖像;

(3)振幅變換:把函數y=sinx圖像上所有點的縱坐標伸長為原來的A倍,得到y=Asinx的圖像;

注意:

1、由y=sinx得到y=Asin(wx+∮)的過程體現了由簡單到複雜、由特殊到一般的思想;

2、若y=Asin(wx+∮)中的w<0,可先用誘導公式把x前的係數變為正數,然後進行變換;

3、其性質中:最值問題,對稱軸,對稱中心,奇偶性,單調性,周期性參考上圖並融入正弦函數的圖像與性質,理解起來會更加容易和鞭辟入裡;

第三、就三角函數的性質的幾點說明:

1、奇偶性

判斷方法如下:

(1)定義法:利用定義,明確定義域,結合f(-x)與f(x)的關係即可;

(2)圖像法:利用圖像的對稱性來確定其奇偶性,奇函數圖像關於原點對稱,偶函數關於y軸對稱;

(3)驗證法:即驗證f(-x)±f(x)=0或者f(-x)/f(x)=±1是否成立;

(4)特殊值法:首先看定義域是否含有0,如果含有0,驗證f(0)=0是否成立,之後在舉除0外的特殊值,參照驗證法。

一般步驟:

(1)一般情況下,需要對函數式子進行化簡;

(2)求函數的定義域;

(3)依據函數的定義域是否為關於原點對稱的點集,此為判斷函數的奇偶性的必要條件;

(4)若定義域不能判斷,再用定義法等其他方法來展開。

2、周期性

周期通常指的是非零常數T,KT(K為整數)也為函數的周期;

最小正周期說明:

(1)並非所有的周期函數都有最小正周期;

(2)若涉及周期,如不特別說明,一般指的是函數的最小正周期;

最小正周期的常用求解方法:

(1)結論法:

正弦、餘弦:T=2π/|ω|,正切、餘切:T=π/|ω|;

(2)圖像法:

做出函數圖像來確定其最小正周期;

(3)定義驗證法:

f(x+T)=f(x)對於定義域中所有的元素都成立的非零常數T即為周期。

3、已知三角函數值求角

實際上這是求解最簡單的三角方程,若求的角的範圍不限定在某個單調區間範圍內,則得出的解不唯一,這個可以通過周期了解。

4、單調性

整體法是求解的主要方法,結合y=sinx或者y=cosx的單調區間,直接套即可,選擇區間的時候需要關注ω的正負,一般先通過誘導公式,把式子換成x前係數為正值的情況,然後整體代換,如果ω<0,求區間的時候注意要相反來求;這一版塊兒比較重要,切記。不了解的同學,隨時@大黃,評論區留言;

第四、學習過程中容易犯得錯誤:

1、單調性:三角函數在整個定義域內沒有單調性,只在局部有單函數調性;

2、對稱性:正餘弦函數圖像的對稱中心為圖像與x軸的交點,而正切函數圖像的對稱中心除了圖像本身與x軸的交點之外,還有其漸近線與x軸的交點;

3、平移變換是針對x而言的,由∮決定,伸縮變換是有ω決定,y=Asin(ωx+∮)中的平移變換,需要考慮ω;

4、在用三角函數建模求解實際問題的時候,易錯之處在於忽略實際問題中的自變量的取值範圍。

以上,是三角函數圖像與性質及函數y=Asin(ωx+∮)的圖像變換的深度剖析,未盡之處還有很多,限於篇幅,我們下篇再見,大家如有其他想法,歡迎大家評論區留言@大黃,關注大黃,學習更多。

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