江蘇省姜堰第二中學 翟愛國
求初相是學習函數(shù)f(x)=A sin(ωx+φ)中的一個難點,也是確定函數(shù)解析式的重要步驟,許多同學由于掌握不住確定φ的有效方法致使解題出錯.如何求初相?本文介紹六種方法,供同學們參考.
“五點法”作圖時,要抓住五個關鍵點,使函數(shù)式中的ωx+φ取通過列表作出函數(shù)的圖象.由方程的思想可知,利用“五點法”來確定初相φ,即在五點中找到兩個特殊點列出方程組解出φ.
例1函數(shù)f(x)=A sin(ωx+φ)(其中的圖象如圖1所示,求φ的值.
圖1
由五點法求φ時,要分清所選擇的點是“五點法”的第幾個點,并能正確列式求解.
這里把“五點法”中的第一零點叫初始點.如果函數(shù)圖象提供了初始點的坐標,又能根據(jù)周期求出ω,利用初始點坐標x0代入ωx0+φ=2kπ,k∈N即可求出φ.
例2如圖2,是函數(shù)y=A sin(ωx+圖象的一部分,求φ的值.
圖2
如果從圖象可確定振幅和周期,則可直接確定函數(shù)y=A sin(ωx+φ)中的參數(shù)A和ω,再尋找“五點法”中的第一個點(即圖象上升時與x軸的交點)為突破口.
先確定函數(shù)的基本函數(shù)y=A sinωx,根據(jù)圖象平移規(guī)律就可以確定相關的參數(shù).
例3如圖3,是函數(shù)y=A sin(ωx+的一段圖象,求φ的值.
圖3
如果圖象給定的點是五個關鍵點中的非最值點,則可以通過平移法來確定,平移時要注意法則“左加右減”.
對于函數(shù)y=A sin(ωx+φ)(A>0,ω>0),當時,y取最大值;當時,y取最小值.
例4如圖4,是函數(shù)y=A sin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<π)的一段圖象,由圖中條件,求出φ的值.
圖4
如果圖象給定的點是五個關鍵點的最值點,則可以代入最值點坐標來確定,若題目對φ有范圍限制,則可以選取適當?shù)膋來確定φ的值.
我們知道,已知三角函數(shù)值求角,在一個周期內一般有兩個解,我們可在一個限定的范圍內利用函數(shù)的單調性求出其唯一解.
例5函數(shù)y=2sin(2x+φ)(|φ|<π)的圖象如圖5所示,求φ的值.
圖5
如果圖象給定的點不是五個關鍵點中的任何一個,則此時可以考慮利用三角函數(shù)的單調區(qū)間來確定;如果圖象上只有平衡點(與x軸的交點)時,這時要分清平衡點(與x軸的交點)是在遞增的一段圖象上還是在遞減的一段圖象上,即觀察圖象的走勢.總之,既要思考所過點,又要思考點所在的單調區(qū)間,整體處理解出初相角.
函數(shù)y=A sin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的圖象既是軸對稱圖形又是中心對稱圖形時,可以根據(jù)它的對稱軸和對稱中心與φ的關系,求出φ的值.
例6設函數(shù)f(x)=sin(2x+φ)(-π<φ<0)的圖象關于直線對稱,求φ的值.
解析 函數(shù)f(x)=sin(2x+φ)(-π<φ<0)的圖象關于直線對稱,即直線是f(x)=sin(2x+φ)的一條對稱軸,那么我們可以知道當時,函數(shù)f(x)=sin(2x+φ)取得最大值或最小值,把代入有所以又因為-π<φ<0,故.
同學們,上面介紹破解初相的六種方法,其實這些方法不是彼此孤立的,而是互相有關聯(lián)的.如果能把每一道題多角度思考,舉一反三,一定能融會貫通,受益匪淺.