江梅
函數(shù)平移問題是平面向量的理論,以三角函數(shù)為載體的一個(gè)綜合性題型,難度中等,高考中常有涉及。要做好函數(shù)平移問題,需認(rèn)真理清其思路與方法。
設(shè)函數(shù)[F(x],[y)=0]圖象上的點(diǎn)[P(x],[y)]按向量[a=(h],[k)]平移到函數(shù)[F][(x],[y)][=0]圖象上的點(diǎn)[P][(x],[y)],則有[OP=OP+a],
即[(x],[y)][=(x],[y)+][(][h],[k][)][=(x+h],[y+k)],也就是
[x=x+hy=y+k] (1)式 或 [x=x-hy=y-k](2)式
(1)式可稱為平移后點(diǎn)的坐標(biāo)公式,(2)式可稱為平移前點(diǎn)的坐標(biāo)公式,則平移問題的處理思想與方法可根據(jù)所已知的方程歸結(jié)為以下兩條:
①若已知平移前函數(shù)方程[F(x],[y)=0],則用平移前點(diǎn)的坐標(biāo)公式代入平移前方程[F(x],[y)=0],得到平移后的函數(shù)方程[F][(x],[y)][=0];②若已知平移后函數(shù)方程[F][(x],[y)][=0],則用平移后點(diǎn)的坐標(biāo)公式代入平移后方程[F][(x],[y)][=0],得到平移前的函數(shù)方程[F(x],[y)=0]。
以上兩個(gè)思路可處理三類問題:對(duì)平移問題中的三個(gè)要素平移前方程[F(x],[y)=0]、平移后方程[F][(x],[y)][=0]、平移向量[a=(h],[k)]來說,可以說是知二求一,而高考命題就是沿這個(gè)思路來設(shè)計(jì)的,以下用2009年高考真題舉例說明。
例1(天津)已知函數(shù)[fx=sin(ωx+π4)(x∈R],[ω>0)]的最小正周期為[π],將[y=fx]的圖象向左平移[φ]個(gè)單位長(zhǎng)度,所得圖象關(guān)于[y]軸對(duì)稱,則[φ]的一個(gè)值是
A.[π2] B. [3π8] C.[π4] D. [π8]
解析:由已知的周期,顯然[fx=sin(2x+π4)],則f(x)為平移前方程,據(jù)題意,可得平移向量[a=(-φ,0)],則再得平移前坐標(biāo)公式[x=x+φy=y],代入平移前方程[fx=sin(2x+π4)],得平移后方程為[fx=sin2x+φ+π4],而此函數(shù)關(guān)于y軸對(duì)稱,即當(dāng)[x=0]時(shí),[f0]取到最值,也就是[2φ+π4=k]π+[π2],所以得[φ=π8+kπ2],對(duì)比四個(gè)選擇支,當(dāng)[k=0]時(shí),[φ]可以是[π8],故選D。
例2(湖北)函數(shù)[y=cos2x+π6-2]的圖象按向量[a]平移到[F],[F]的解析式為[y=fx],當(dāng)[y=fx]為奇函數(shù)時(shí),向量[a]可等于
A.[(π6] ,[-2)] B.[(π6] ,[2)] C. [(-π6] ,[-2)] D. [(-π6],[2)]
解析:設(shè)平移向量[a=(h,k)],則把平移前坐標(biāo)公式[x=x-hy=y-k]代入平移前方程[y][=][cos2x+π6-2],得[y-k][=][cos][2x-h+π6][-2],即平移后的圖象F的方程為[y=fx=][cos2x-2h+π6-2-k],又已知[y=fx]為奇函數(shù),因此其圖象關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱且過原點(diǎn)為,從而有[2×0-2h+π6=nπ+π2-2+k=0],[n∈Z] 即[h=-nπ2-π6k=2],[n∈Z],經(jīng)檢驗(yàn),當(dāng)n=0時(shí)得[a=(-π6],[2)],故選D。
例3(山東)將函數(shù)[y=sin2x]的圖象向左平移[π4]個(gè)單位,再平移1個(gè)單位,所得的圖象解析式為
A. [y=2cosx2] B. [y=2sinx2]
C. [y=1+sin(2x+π4)] D. [y=cos2x]
解析:由題意,知平移向量[a=(-π4,1)],則平移前坐標(biāo)公式為[x=x+π4y=y-1],代入平移前方程[y=sin2x],得平移后方程為[y-1][=][sin2(x+π4)],即[y=sin]2[x+π4]+1=[sin2x+π2][+1=cos2x+1=2cosx2],故選A。
從以上例題來看,如果明確兩個(gè)處理思路及三個(gè)可以處理題型,那么對(duì)于函數(shù)的平移問題,就不該再有疑問。
練習(xí):(全國(guó)II)若將函數(shù)[y=tan(ωx+π4)(ω]>[0)]的圖象向右平移[π6]個(gè)單位長(zhǎng)度后,與函數(shù)[y=tan(ωx+π6)]的圖象重合,則ω的最小值為
A. [16] B. [14] C. [13] D. [12]
(湖南)將函數(shù)[y=sinx]的圖象向左平移[φ] (0≤[φ]<2π)個(gè)單位后,得到函數(shù)[y=sin(x-π6)]的圖象,則[φ]等于
A. [π6] B. [5π6] C. [7π6] D.[11π6]
答案:1:D;2:D。