前言
一、注意事项
一般是先求\(\omega\),再求\(\phi\),个别题目是反序的。求\(A\)放在前面或者后面都可以。
求\(\omega\),往往需要先求\(T\),而求\(T\)时,大多利用最值点和零点求解;更一般的是利用\(x_0\)和\(y_0\)的值求解;
如下图,\(\cfrac{T}{2}=x_0+\cfrac{\pi}{4}-x_0=\cfrac{\pi}{4}\),\(T=\cfrac{\pi}{2}\),从而\(\omega=4\);
二、确定步骤
确定\(y=Asin(\omega x+\phi)+b(A>0,\omega>0)\)的步骤:
①求\(A\)和\(b\);确定函数的最大值为\(M\),最小值为\(m\),则\(A=\cfrac{M-m}{2}\),\(b=\cfrac{M+m}{2}\),
②求\(\omega\);
③求\(\phi\);常用方法有代入法和五点法;
补充说明:
代入法:代入图像上的一个已知点(此时\(A\),\(\omega\),\(b\)已知)
五点法:确定\(\phi\)值时,往往以寻找五点法中的某一个点为突破口,具体如下:
“第一点”(即图像上升时与直线\(y=b\)的交点)时,\(\omega x+\phi=0\);
“第二点”(即图像的峰点)时,\(\omega x+\phi=\cfrac{\pi}{2}\);
“第三点”(即图像下降时与直线\(y=b\)的交点)时,\(\omega x+\phi=\pi\);
“第四点”(即图像的谷点)时,\(\omega x+\phi=\cfrac{3\pi}{2}\);
“第五点”时,\(\omega x+\phi=2\pi\);
三、给出方式
- \(\omega\)的给出方式
直接给出:函数\(f(x)=2sin(2x+\cfrac{\pi}{3})\)的图像的横坐标缩短为原来的\(\cfrac{1}{3}\),即新的\(\omega=3\);
间接给出:\(f(x)=2sin(x+\cfrac{\pi}{3})\)的图像的横坐标扩大了\(2\)倍,即图像的横坐标扩大为原来的\(3\)倍,即新的\(\omega=\cfrac{1}{3}\);
间接给出:\(f(x)=2tan\omega x(\omega>0)\)的图像的相邻两支截直线\(y=2\)所得的线段长为\(\cfrac{\pi}{2}\),即\(T=\cfrac{\pi}{\omega}=\cfrac{\pi}{2}\),则\(\omega=2\);
间接给出:函数\(f(x)=2sin(\omega x+\cfrac{\pi}{3})\)的图像的相邻的两个最高(低)点之间的距离是3,即\(T=3\),求得\(\omega=\cfrac{2\pi}{3}\);
间接给出:函数\(f(x)=2sin(\omega x+\cfrac{\pi}{3})\)的图像的相邻的最高点和最低点之间的距离是5,由勾股定理求得\(\cfrac{T}{2}=3\),则\(\omega=\cfrac{\pi}{3}\);
间接给出:函数\(f(x)=2sin(\omega x+\cfrac{\pi}{3})\)的图像的相邻的两个零点之间的距离是3,即\(\cfrac{T}{2}=3\),则\(\omega=\cfrac{\pi}{3}\);
间接给出:函数\(f(x)=2sin(\omega x+\cfrac{\pi}{3})\)的图像的相邻的两条对称轴之间的距离是3,即\(\cfrac{T}{2}=3\),则\(\omega=\cfrac{\pi}{3}\);
间接给出:函数\(f(x)=2sin(\omega x+\cfrac{\pi}{3})\)的图像的相邻对称轴和零点之间的距离是3,即\(\cfrac{T}{4}=3\),则\(\omega=\cfrac{\pi}{6}\);
间接给出:函数\(f(x)=2sin(\omega x+\cfrac{\pi}{3})\)的图像的相邻的最高点和零点之间的距离是\(2\sqrt{2}\),由勾股定理求得\(\cfrac{T}{4}=2\),则\(\omega=\cfrac{\pi}{4}\);
- \(\phi\)的给出方式
四、典例剖析
例1【2018广东茂名一模】【有图情形】
已知函数\(f(x)=Asin(\omega x+\phi)(A>0,\omega> 0,0<\phi<\pi)\),其导函数的图象\(f′(x)\)如图所示,则\(f(\cfrac{\pi}{2})\)=【】分析:由于\(f'(x)=\omega Acos(\omega x+\phi)\),由\(\cfrac{T}{4}=\cfrac{3\pi}{2}-\cfrac{\pi}{2}=\pi\),故\(T=4\pi\),故\(\omega=\cfrac{2\pi}{4\pi}=\cfrac{1}{2}\),
又由图可知,\(\omega A=\cfrac{1}{2}A=2\),故\(A=4\),又由图\(f'(\cfrac{\pi}{2})=0=2cos(\cfrac{1}{2}\times \cfrac{\pi}{2}+\phi)\),即\(\cfrac{\pi}{4}+\phi=k\pi+\cfrac{\pi}{2}\),\(k\in Z\),故\(\phi=k\pi+\cfrac{\pi}{4}\),令\(k=0\),即\(\phi=\cfrac{\pi}{4}\in (0,\pi)\),
故函数\(f(x)=4sin(\cfrac{1}{2}x+\cfrac{\pi}{4})\),则\(f(\cfrac{\pi}{2})=4\),故选\(D\)。
例2【2019高三理科数学二轮资料用题】【有图情形】
已知函数\(f(x)=Atan(\omega x+\phi)\),其中\(\omega >0\),\(|\phi|<\cfrac{\pi}{2}\),\(y=f(x)\)的部分图象如图,则\(f(\cfrac{\pi}{24})\)=__________.
分析:由图可知,\(\cfrac{T}{2}=\cfrac{3\pi}{8}-\cfrac{\pi}{8}=\cfrac{\pi}{4}\),则\(T=\cfrac{\pi}{2}\),故\(\omega=\cfrac{\pi}{T}=2\),
又当\(x=\cfrac{3\pi}{8}\)时,\(2\times \cfrac{3\pi}{8}+\phi=k\pi\),\(k\in Z\),则\(\phi=k\pi-\cfrac{3\pi}{4}\),
令\(k=1\),则\(\phi=\pi-\cfrac{3\pi}{4}=\cfrac{\pi}{4}\in (-\cfrac{\pi}{2},\cfrac{\pi}{2})\),又\(x=0\)时,\(y=1\),
即\(Atan(2\times 0+\cfrac{\pi}{4})=1\),故\(A=1\),即\(f(x)=tan(2x+\cfrac{\pi}{4})\),
故\(f(\cfrac{\pi}{24})=tan(2\times \cfrac{\pi}{24}+\cfrac{\pi}{4})=\sqrt{3}\)。
例3【无图情形】【2018届湖南衡阳八中第二次月考】
已知函数\(y=sin(ωx+φ)\) \((ω>0,0<φ<π)\)的最小正周期为\(π\),且函数图象关于点\((-\cfrac{3\pi}{8},0)\)对称,则该函数的解析式为________.
分析:由于函数\(y=sin(ωx+φ)\)的最小正周期为\(π\),故\(\omega=2\),又图象关于点\((-\cfrac{3\pi}{8},0)\)对称,
则\(2\times (-\cfrac{3\pi}{8})+\phi=k\pi\),故\(\phi=k\pi+\cfrac{3\pi}{4}\),\(k\in Z\) ,
当\(k=0\)时,\(\phi=\cfrac{3\pi}{4}\in (0,\pi)\),故解析式为\(y=sin(2x+\cfrac{3\pi}{4})\).