五点作图法与看图说话
大罕
用五点作图法作正弦函数y=Asin(ωx+φ) 图像,基本步骤是列表、描点、画图.列表是关键:
第一行x写出:x1,x2,x3,x4,x5;
第二行ωx+φ填上:0, π/2, π, 3π/2, 2π;
第三行sin(ωx+φ)填上:0, 1, 0, -1, 0;
第四行y=Asin(ωx+φ)填上:0, A, 0, -A, 0.
列表时,第二、三、四行只是照章填写,真正需要计算的仅只第一行(xi)的数值,例如令ω(x1) +φ=0,得到x1=-φ/ω;又如令ω(x5)+φ=2π,得到x5=(2π-φ)/ω .而x2、x3、x4的值通过求算术平均数得到.如图1.
由以上过程可知,五点(x1,0) 、(x2,A) 、(x3,0) 、(x4,-A) 、(x5,0)中,有三个点处于平衡位置,称为平衡点,另两点中一个是最高点、一个是最低点,我们还把第一个平衡点(x1,0)称为起点.
五点作图法还可用于已知正弦函数图像反求它的解析式.
【例1】正弦函数y=Asin(ωx+φ) (A>0,ω>0)的图像如图2,写出它的解析式.
第一步:求T→ω,
∵T= x5- x1=5π/6-(-π/6)= π,∴ω=2π/T=2π/π=2.
第二步:求x1→φ,
∵x1=-π/6,∴φ=-ω(x1)=-2(-π/6)=π/3.
第三步:求A,
A=(y最大-y最小)/2=(2+2)/2=2.
∴所求解析式为:y=2sin(2x+π/3).
【例2】如图3,某地一天从6时至14时的温度变化曲线近似满足函数
y=Asin(ωx+φ)+B (A>0,ω>0,0<φ<π),
⑴求这段时间的最大温差;
⑵写出这段曲线的函数解析式.
【评讲】由图像及条件y=Asin(ωx+φ)+B可知,这个图像是正弦函数y=sinx经过初相变换、周期变换和平移变换而得到的.
⑴这段时间的最大温差是最大值与最小值之差:30-10=20(°C);
⑵∵(1/2)T= 14-6=8,∴T=16,∴ω=2π/16=π/8.
由图知,起点x1=10,∴φ=-10(π/8)=-5π/4.
又A=(30-10)/2=10,B=20.
∴所求解析式为:y=10sin[(π/8)x-5π/4].
∵题设要求0<φ<π,
∴y=10sin[(π/8)x-5π/4]=10sin[(π/8)x-5π/4+2π] =10sin[(π/8)x+3π/4],
即y=10sin[(π/8)x+3π/4]为所求.
【小结】按步就班,水到渠成.
①T→ω;②x1→φ;③A、B.
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