【知识点详解】
高中数学必修课程中的一个重要主题是三角函数,特别是正弦函数的图象和性质。在学习正弦函数y=sinx时,我们通常采用"描点法"配合三角函数线来描绘其图象。在[0,2π]区间内,有五个关键点对理解函数的形状至关重要。
在实际应用中,例如在物理学和工程学领域,我们会遇到形如y=Asin(ωx+φ)的函数,这里的A是振幅,ω是频率,φ是相位。这样的函数解析式如何绘制图象,并且与y=sinx的图象有何关联?
我们关注y=2sinx和y=sin(x/2)这两个例子。对于y=2sinx,我们可以看到图象在y轴方向进行了伸缩,具体来说,是将y=sinx的所有点的纵坐标伸长到原来的2倍,而横坐标保持不变。相反,y=sin(x/2)则是将横坐标缩短到原来的1/2倍,保持纵坐标不变。这样的变化可以概括为:对于y=Asinx(A>0),图象的纵坐标会根据A的值进行伸缩,A越大,函数的最大值和最小值差距越大,A被称为振幅。
考虑函数y=sin2x,其周期T与y=sinx相比更短。这是因为横坐标缩短了,具体是将y=sinx的图象上所有点的横坐标缩短到原来的1/2倍,保持纵坐标不变。这反映了频率ω的影响,ω越大,周期T越短,即T=2π/ω。这种变化可以表示为:对于y=sinωx(ω>0),当ω>1时,图象在x轴方向缩短,反之,当0<ω<1时,图象在x轴方向伸长。
关于例3中的函数y=sin(2x+φ)和y=sin(3x+φ),我们需要结合频率ω和相位φ进行图象变换。相位φ只会影响图象沿x轴的平移,不会改变图象的形状。因此,我们需要先绘制y=sin2x和y=sin3x的图象,然后再根据φ的值进行适当的水平平移。
总结,掌握正弦函数的图象变换主要涉及振幅A、频率ω以及相位φ这三个参数。通过理解和应用这些参数,我们能够灵活地绘制和分析形如y=Asin(ωx+φ)的函数图象,这对于解决实际问题和深入理解三角函数的性质至关重要。