高中数学函数的图象教案

时间：2022-12-28 11:28:15 高中数学教案我要投稿

相关推荐

高中数学函数的图象教案

　　作为一名专为他人授业解惑的人民教师，就难以避免地要准备教案，教案有利于教学水平的提高，有助于教研活动的开展。那么问题来了，教案应该怎么写？下面是小编为大家收集的高中数学函数的图象教案，供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。

高中数学函数的图象教案

高中数学函数的图象教案1

　　整体设计

　　教学分析

　　本节通过图象变换，揭示参数φ、ω、A变化时对函数图象的形状和位置的影响，讨论函数y=Asin(ωx+φ)的图象与正弦曲线的关系，以及A、ω、φ的物理意义，并通过图象的变化过程，进一步理解正、余弦函数的性质，它是研究函数图象变换的一个延伸，也是研究函数性质的一个直观反映.这节是本章的一个难点.

　　如何经过变换由正弦函数y=sinx来获取函数y=Asin(ωx+φ)的图象呢?通过引导学生对函数y＝sinx到y＝Asin(ωx+φ)的图象变换规律的探索，让学生体会到由简单到复杂、由特殊到一般的化归思想；并通过对周期变换、相位变换先后顺序调整后，将影响图象变换这一难点的突破，让学生学会抓住问题的主要矛盾来解决问题的基本思想方法;通过对参数φ、ω、A的分类讨论，让学生深刻认识图象变换与函数解析式变换的内在联系.

　　本节课建议充分利用多媒体，倡导学生自主探究，在教师的引导下，通过图象变换和“五点”作图法，正确找出函数y＝sinx到y＝Asin(ωx+φ)的图象变换规律，这也是本节课的重点所在.

　　三维目标

　　1.通过学生自主探究，理解φ对y=sin(x+φ)的图象的影响，ω对y=sin(ωx+φ)的图象的影响，A对y=Asin(ωx+φ)的图象的影响.

　　2.通过探究图象变换，会用图象变换法画出y=Asin(ωx+φ)图象的简图，并会用“五点法”画出函数y=Asin(ωx+φ)的简图.

　　3.通过学生对问题的自主探究，渗透数形结合思想.培养学生的独立意识和独立思考能力.学会合作意识，培养学生理解动与静的辩证关系，善于从运动的观点观察问题，培养学生解决问题抓主要矛盾的思想.在问题逐步深入的研究中唤起学生追求真理，乐于创新的情感需求，引发学生渴求知识的强烈愿望，树立科学的人生观、价值观.

　　重点难点

　　教学重点:用参数思想分层次、逐步讨论字母φ、ω、A变化时对函数图象的形状和位置的影响，掌握函数y=Asin(ωx+φ)图象的简图的作法.

　　教学难点:由正弦曲线y=sinx到y=Asin(ωx+φ)的图象的变换过程.

　　课时安排

　　2课时

　　教学过程

　　第1课时

　　导入新课

　　思路1.(情境导入)在物理和工程技术的许多问题中，都要遇到形如y=Asin(ωx+φ)的函数(其中A、ω、φ是常数).例如，物体做简谐振动时位移y与时间x的关系，交流电中电流强度y与时间x的关系等，都可用这类函数来表示.这些问题的实际意义往往可从其函数图象上直观地看出，因此，我们有必要画好这些函数的图象.揭示课题:函数y=Asin(ωx+φ)的图象.

　　思路2.(直接导入)从解析式来看，函数y=sinx与函数y=Asin(ωx+φ)存在着怎样的关系?从图象上看，函数y=sinx与函数y=Asin(ωx+φ)存在着怎样的关系?接下来，我们就分别探索φ、ω、A对y=Asin(ωx+φ)的图象的影响.

　　推进新课

　　新知探究

　　提出问题

　　①观察交流电电流随时间变化的图象，它与正弦曲线有何关系？你认为可以怎样讨论参数φ、ω、A对y=Asin(ωx+φ)的图象的影响？

　　②分别在y=sinx和y=sin(x+)的图象上各恰当地选取一个纵坐标相同的点，同时移动这两点并观察其横坐标的变化，你能否从中发现，φ对图象有怎样的影响？对φ任取不同的值，作出y=sin(x+φ)的图象，看看与y＝sinx的图象是否有类似的关系？

　　③请你概括一下如何从正弦曲线出发，经过图象变换得到y=sin(x+φ)的图象.

　　④你能用上述研究问题的方法，讨论探究参数ω对y=sin(ωx+φ)的图象的影响吗？为了作图的方便，先不妨固定为φ=，从而使y=sin(ωx+φ)在ω变化过程中的比较对象固定为y=sin(x+).

　　⑤类似地，你能讨论一下参数A对y=sin(2x+)的图象的影响吗？为了研究方便，不妨令ω=2，φ=.此时，可以对A任取不同的值，利用计算器或计算机作出这些函数在同一坐标系中的图象，观察它们与y=sin(2x+)的图象之间的关系.

　　⑥可否先伸缩后平移？怎样先伸缩后平移的？

　　活动:问题①，教师先引导学生阅读课本开头一段，教师引导学生思考研究问题的方法.同时引导学生观察y=sin(x+)图象上点的坐标和y=sinx的图象上点的坐标的关系，获得φ对y=sin(x+φ)的图象的影响的具体认识.然后通过计算机作动态演示变换过程，引导学生观察变化过程中的不变量，得出它们的横坐标总是相差的结论.并让学生讨论探究.最后共同总结出:先分别讨论参数φ、ω、A对y=Asin(ωx+φ)的图象的影响，然后再整合.

　　图1

　　问题②，由学生作出φ取不同值时，函数y=sin(x+φ)的图象，并探究它与y=sinx的图象的关系，看看是否仍有上述结论.教师引导学生获得更多的关于φ对y=sin(x+φ)的图象影响的经验.为了研究的方便，不妨先取φ=，利用计算机作出在同一直角坐标系内的图象，如图1，分别在两条曲线上恰当地选取一个纵坐标相同的点A、B，沿两条曲线同时移动这两点，并保持它们的纵坐标相等，观察它们横坐标的关系.可以发现，对于同一个y值，y=sin(x+)的图象上的点的横坐标总是等于y=sinx的图象上对应点的横坐标减去.这样的过程可通过多媒体课件，使得图中A、B两点动起来(保持纵坐标相等)，在变化过程中观察A、B的坐标、xB-xA、|AB|的变化情况，这说明y=sin(x+)的图象，可以看作是把正弦曲线y=sinx上所有的点向左平移个单位长度而得到的，同时多媒体动画演示y=sinx的图象向左平移使之与y=sin(x+)的图象重合的过程，以加深学生对该图象变换的直观理解.再取φ=，用同样的方法可以得到y=sinx的图象向右平移后与y=sin(x)的图象重合.

　　如果再变换φ的值，类似的情况将不断出现，这时φ对y=sin(x+φ)的图象的影响的铺垫已经完成，学生关于φ对y=sin(x+φ)的图象的影响的一般结论已有了大致轮廓.

　　问题③，引导学生通过自己的研究认识φ对y=sin(x+φ)的图象的影响，并概括出一般结论:

　　y=sin(x+φ)(其中φ≠0)的图象，可以看作是把正弦曲线上所有的点向左(当φ>0时)或向右(当φ<0时)平行移动|φ|个单位长度而得到.

　　问题④，教师指导学生独立或小组合作进行探究，教师作适当指导.注意提醒学生按照从具体到一般的思路得出结论，具体过程是:(1)以y=sin(x+)为参照，把y=sin(2x+)的图象与y=sin(x+)的图象作比较，取点A、B观察.发现规律:

　　图2

　　如图2，对于同一个y值，y=sin(2x+)的图象上点的横坐标总是等于y=sin(x+)的图象上对应点的倍.教学中应当非常认真地对待这个过程，展示多媒体课件，体现伸缩变换过程，引导学生在自己独立思考的基础上给出规律.(2)取ω=，让学生自己比较y=sin(x+)的图象与y=sin(x+)图象.教学中可以让学生通过作图、观察和比较图象、讨论等活动，得出结论:把y=sin(x+)图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变)，就得到y=sin(x+)的图象.

　　当取ω为其他值时，观察相应的函数图象与y=sin(x+)的图象的关系，得出类似的结论.这时ω对y=sin(ωx+φ)的图象的影响的铺垫已经完成，学生关于ω对y=sin(ωx+φ)的图象的影响的一般结论已有了大致轮廓.教师指导学生将上述结论一般化，归纳y=sin(ωx+φ)的图象与y=sin(x+φ)的图象之间的关系，得出结论:

　　函数y=sin(ωx+φ)的图象可以看作是把y=sin(x+φ)的图象上所有点的横坐标缩短(当ω>1时)或伸长(当0<ω<1时)到原来的倍(纵坐标不变)而得到.

　　图3

　　问题⑤，教师点拨学生，探索A对图象的影响的过程，与探索ω、φ对图象的影响完全一致，鼓励学生独立完成.学生观察y=3sin(2x+)的图象和y=sin(2x+)的图象之间的关系.如图3，分别在两条曲线上各取一个横坐标相同的点A、B，沿两条曲线同时移动这两点，并使它们的横坐标保持相同，观察它们纵坐标的关系.可以发现，对于同一个x值，函数y=3sin(2x+)的图象上的点的纵坐标等于函数y=sin(2x+)的图象上点的纵坐标的3倍.这说明，y=3sin(2x+)的图象，可以看作是把y=sin(2x+)的图象上所有的点的纵坐标伸长到原来的3倍(横坐标不变)而得到的通过实验可以看到，A取其他值时也有类似的情况.有了前面两个参数的探究，学生得出一般结论:

　　函数y=Asin(ωx+φ)(其中A>0，ω>0)的图象，可以看作是把y=sin(ωx+φ)上所有点的纵坐标伸长(当A>1时)或缩短(当0 由此我们得到了参数φ、ω、A对函数y=Asin(ωx+φ)(其中A>0，ω>0)的图象变化的影响情况.一般地，函数y=Asin(ωx+φ)(其中A>0，ω>0)的图象，可以看作用下面的方法得到:先画出函数y＝sinx的图象;再把正弦曲线向左(右)平移|φ|个单位长度，得到函数y=sin(x+φ)的图象；然后使曲线上各点的横坐标变为原来的倍，得到函数y=sin(ωx+φ)的图象；最后把曲线上各点的纵坐标变为原来的A倍，这时的曲线就是函数y=Asin(ωx+φ)的图象.

　　⑥引导学生类比得出.其顺序是:先伸缩横坐标(或纵坐标)，再伸缩纵坐标(或横坐标)，最后平移.但学生很容易在第三步出错，可在图象变换时，对比变换，以引起学生注意，并体会一些细节.

　　由此我们完成了参数φ、ω、A对函数图象影响的探究.教师适时地引导学生回顾思考整个探究过程中体现的思想:由简单到复杂，由特殊到一般的化归思想.

　　讨论结果:①把从函数y=sinx的图象到函数y=Asin(ωx+φ)的图象的变换过程，分解为先分别考察参数φ、ω、A对函数图象的影响，然后整合为对y=Asin(ωx+φ)的整体考察.

　　②略.

　　③图象左右平移，φ影响的是图象与x轴交点的位置关系.

　　④纵坐标不变，横坐标伸缩，ω影响了图象的形状.

　　⑤横坐标不变，纵坐标伸缩，A影响了图象的形状.

　　⑥可以.先伸缩后平移(提醒学生尽量先平移)，但要注意第三步的平移.

　　y=sinx的图象

　　得y=Asinx的图象

　　得y=Asin(ωx)的图象

　　得y=Asin(ωx+φ)的图象.

　　规律总结:

　　先平移后伸缩的步骤程序如下:

　　y=sinx的图象

　　得y=sin(x+φ)的图象

　　得y=sin(ωx+φ)的图象

　　得y=Asin(ωx+φ)的图象.

　　先伸缩后平移的步骤程序(见上).

　　应用示例

　　例1 画出函数y=2sin(x-)的简图.

　　活动:本例训练学生的画图基本功及巩固本节所学知识方法.

　　(1)引导学生从图象变换的角度来探究，这里的φ＝，ω＝，A＝2，鼓励学生根据本节所学内容自己写出得到y=2sin(x-)的图象的过程:只需把y＝sinx的曲线上所有点向右平行移动个单位长度，得到y=sin(x-)的图象;再把后者所有点的横坐标伸长到原来的3倍(纵坐标不变)，得到y=sin(x-)的图象;再把所得图象上所有点的纵坐标伸长到原来的2倍(横坐标不变)而得到函数y=2sin(x-)的图象，如图4所示.

　　图4

　　(2)学生完成以上变换后，为了进一步掌握图象的变换规律，教师可引导学生作换个顺序的图象变换，要让学生自己独立完成，仔细体会变化的实质.

　　(3)学生完成以上两种变换后，就得到了两种画函数y=2sin(x-)，简图的方法，教师再进一步的启发学生能否利用“五点法”作图画出函数y=2sin(x-)的简图，并鼓励学生动手按“五点法”作图的要求完成这一画图过程.

　　解:方法一:画出函数y=2sin(x-)简图的方法为

　　y=sinxy=sin(x-)

　　y=sin(x-)

　　y=2sin(x-).

　　方法二:画出函数y=2sin(x-)简图的又一方法为

　　y=sinxy=sinx

　　y=2sinxy=2sin(x-)=2sin(x-).

　　方法三:(利用“五点法”作图——作一个周期内的图象)

　　令X=x-，则x=3(X+).列表:

　　2π

　　5π

　　-2

　　描点画图，如图5所示.

　　图5

　　点评:学生独立完成以上探究后，对整个的图象变换及“五点法”作图会有一个新的认识.但教师要强调学生注意方法二中第三步的变换，左右平移变换只对“单个”x而言，这点是个难点，学生极易出错.对于“五点法”作图，要强调这五个点应该是使函数取最大值、最小值以及曲线与x轴相交的点.找出它们的方法是先作变量代换，设X=ωx+φ，再用方程思想由X取0，，π，，2π来确定对应的x值.

　　变式训练

　　1.20xx山东威海一模统考，12 要得到函数y=sin(2x+)的图象，只需将函数y=sinx的图象( )

　　A.向左平移个单位，再把所有点的横坐标伸长到原来的2倍，纵坐标不变

　　B.向右平移个单位，再把所有点的横坐标伸长到原来的2倍，纵坐标不变

　　C.向左平移个单位，再把所有点的横坐标缩短到原来的倍，纵坐标不变

　　D.向右平移个单位，再把所有点的横坐标缩短到原来的倍，纵坐标不变

　　答案:C

　　2.20xx山东菏泽一模统考，7 要得到函数y=2sin(3x)的图象，只需将函数y＝2sin3x的图象( )

　　A.向左平移个单位 B.向右平移个单位

　　C.向左平移个单位 D.向右平移个单位

　　答案:D

　　例2 将y=sinx的图象怎样变换得到函数y=2sin(2x+)+1的图象?

　　活动:可以用两种图象变换得到.但无论哪种变换都是针对字母x而言的由y=sin2x的图象向左平移个单位长度得到的函数图象的解析式是y=sin2(x+)而不是y=sin(2x+)，把y=sin(x+)的图象的横坐标缩小到原来的，得到的函数图象的解析式是y=sin(2x+)，而不是y=sin2(x+).

　　解:方法一:①把y=sinx的图象沿x轴向左平移个单位长度，得y=sin(x+)的图象；②将所得图象的横坐标缩小到原来的，得y=sin(2x+)的图象；③将所得图象的纵坐标伸长到原来的2倍，得y=2sin(2x+)的图象；④最后把所得图象沿y轴向上平移1个单位长度得到y=2sin(2x+)+1的图象.

　　方法二:①把y=sinx的图象的纵坐标伸长到原来的2倍，得y=2sinx的图象；②将所得图象的横坐标缩小到原来的，得y=2sin2x的图象；③将所得图象沿x轴向左平移个单位长度，得y=2sin2(x+)的图象；④最后把图象沿y轴向上平移1个单位长度得到y=2sin(2x+)+1的图象.

　　点评:三角函数图象变换是个难点.本例很好地巩固了本节所学知识方法，关键是教师引导学生理清变换思路和各种变换对解析式的影响.

　　变式训练

　　1.将y=sin2x的图象怎样变换得到函数y=cos(2x-)的图象?

　　解:y=sin2x=cos(-2x)=cos(2x-).

　　在y=cos(2x-)中以x-a代x，有y=cos［2(x-a)-］=cos(2x-2a-).根据题意，有2x-2a-=2x-，得a=-.

　　所以将y=sin2x的图象向左平移个单位长度可得到函数y=cos(2x-)的图象.

　　2.如何由函数y=3sin(2x+)的图象得到函数y=sinx的图象？

　　方法一:y=3sin(2x+)y=sin(2x+)

　　y=sin(x+)y=sinx.

　　方法二:y=3sin(2x+)=3sin2(x+)y=3sin2x

　　y=sin2xy=sinx.

　　3.20xx山东高考，4 要得到函数y=sinx的图象，只需将函数y=cos(x-)的图象( )

　　A.向右平移个单位 B.向右平移个单位

　　C.向左平移个单位 D.向左平移个单位

　　答案:A

　　知能训练

　　课本本节练习1、2.

　　解答:

　　1.如图6.

　　点评:第(1)(2)(3)小题分别研究了参数A、ω、φ对函数图象的影响，第(4)小题则综合研究了这三个参数对y=Asin(ωx+φ)图象的影响.

　　2.(1)C;(2)B;(3)C.

　　点评:判定函数y=A1sin(ω1x+φ1)与y=A2sin(ω2x+φ2)的图象间的关系.为了降低难度，在A1与A2，ω1与ω2，φ1与φ2中，每题只有一对数值不同.

　　课堂小结

　　1.由学生自己回顾总结本节课探究的知识与方法，以及对三角函数图象及三角函数解析式的新的认识，使本节的总结成为学生凝练提高的平台.

　　2.教师强调本节课借助于计算机讨论并画出y=Asin(ωx+)的图象，并分别观察参数φ、ω、A对函数图象变化的影响，同时通过具体函数的图象的变化，领会由简单到复杂、特殊到一般的化归思想.

　　作业

　　1.用图象变换的方法在同一坐标系内由y=sinx的图象画出函数y=sin(-2x)的图象.

　　2.要得到函数y=cos(2x-)的图象，只需将函数y=sin2x的图象通过怎样的变换得到?

　　3.指出函数y=cos2x+1与余弦曲线y=cosx的关系.

　　解答:1.∵y=sin(-2x)=sin2x，作图过程:

　　y=sinxy=sin2xy=sin2x.

　　2.∵y=cos(2x-)=sin[+(2x-)]=sin(2x+)=sin2(x+)，

　　∴将曲线y=sin2x向左平移个单位长度即可.

　　3.∵y=cos2x+1，

　　∴将余弦曲线y=cosx上各点的横坐标缩短到原来的倍，再将所得曲线上所有的点向上平移1个单位长度，即可得到曲线y=cos2x+1.

　　设计感想

　　1.本节图象较多，学生活动量大，因此本节设计的主要指导思想是充分利用信息技术工具，从整体上探究参数φ、ω、A对函数y=Asin(ωx+φ)图象整体变化的影响.这符合新课标精神，符合教育课改新理念.现代教育要求学生在富有的学习动机下主动学习，合作探究，教师仅是学生主动学习的激发者和引导者.

　　2.对于函数y=sinx的图象与函数y=Asin(ωx+φ)的图象间的变换，由于“平移变换”与“伸缩变换”在“顺序”上的差别，直接会对图象平移量产生影响，这点也是学习三角函数图象变换的难点所在，设计意图旨在通过对比让学生领悟它们的异同.

　　3.学习过程是一个认知过程，学生内部的认知因素和学习情景的因素是影响学生认知结构的变量.如果学生本身缺乏学习动机和原有的认知结构，外部的变量就不能发挥它们的作用，但外部变量所提供的刺激也能使内部能力引起学习.

　　(设计者:张云全)

　　第2课时

　　导入新课

　　思路1.(直接导入)上一节课中，我们分别探索了参数φ、ω、A对函数y=Asin(ωx+φ)的图象的影响及“五点法”作图.现在我们进一步熟悉掌握函数y=Asin(ωx+φ)(其中A>0，ω>0，φ≠0)的图象变换及其物理背景.由此展开新课.

　　思路2.(复习导入)请同学们分别用图象变换及“五点作图法”画出函数y=4sin(x-)的简图，学生动手画图，教师适时的点拨、纠正，并让学生回答有关的问题.在学生回顾与复习上节所学内容的基础上展开新课.

　　推进新课

　　新知探究

　　提出问题

　　①在上节课的学习中，用“五点作图法”画函数y=Asin(ωx+φ)的图象时，列表中最关键的步骤是什么？

　　②(1)把函数y＝sin2x的图象向_____平移_____个单位长度得到函数y＝sin(2x－)的图象；(2)把函数y＝sin3x的图象向_______平移_______个单位长度得到函数y＝sin(3x＋)的图象；(3)如何由函数y＝sinx的图象通过变换得到函数y＝sin(2x+)的图象？

　　③将函数y=f(x)的图象上各点的横坐标伸长到原来的2倍，再向左平移个单位长度，所得到的曲线是y=sinx的图象，试求函数y=f(x)的解析式.

　　对这个问题的求解现给出以下三种解法，请说出甲、乙、丙各自解法的正误.(多媒体出示各自解法)

　　甲生:所给问题即是将y=sinx的图象先向右平移个单位长度，得到y=sin(x-)的图象，再将所得的图象上所有点的横坐标缩短到原来的，得到y=sin(2x-)，即y=cos2x的图象，∴f(x)=cos2x.

　　乙生:设f(x)=Asin(ωx+φ)，将它的图象上各点的横坐标伸长到原来的2倍，得到y=Asin(x+φ)的图象，再将所得的图象向左平移个单位长度，得到y=Asin(x++φ)=sinx，∴A=，=1，+φ=0，

　　即A=，ω=2，φ=-.∴f(x)=sin(2x-)=cos2x.

　　丙生:设f(x)=Asin(ωx+φ)，将它的图象上各点的横坐标伸长到原来的2倍，得到y=Asin(x+φ)的图象，再将所得的图象向左平移个单位长度，得到y=Asin[(x+)+φ]=Asin(x++φ)= sinx，

　　∴A=，=1，+φ=0.

　　解得A=，ω=2，φ=-，

　　∴f(x)=sin(2x-)=cos2x.

　　活动:问题①，复习巩固已学三种基本变换，同时为导入本节课重、难点创设情境.让学生回答并回忆A、ω、φ对函数y=Asin(ωx+φ)图象变化的影响.引导学生回顾“五点作图法”，既复习了旧知识，又为学生准确使用本节课的工具提供必要的保障.

　　问题②，让学生通过实例综合以上两种变换，再次回顾比较两种方法平移量的区别和导致这一现象的根本原因，以此培养训练学生变换的逆向思维能力，训练学生对变换实质的理解及使用诱导公式的综合能力.

　　问题③，甲生的解法是考虑以上变换的“逆变换”，即将以上变换倒过来，由y=sinx变换到y=f(x)，解答正确.乙、丙两名同学都是采用代换法，即设y=Asin(ωx+φ)，然后按题设中的变换得到两次变换后图象的函数解析式，这种思路清晰，但值得注意的是:乙生的解答过程中存在实质性的错误，就是将y=Asin(x+φ)的图象向左平移个单位长度时，把y=Asin(x+φ)函数中的自变量x变成x+，应该变换成y=Asin[(x+)+φ]，而不是变换成y=Asin(x++φ)，虽然结果一样，但这是巧合，丙同学的解答是正确的

　　三角函数图象的“逆变换”一定要注意其顺序，比如甲生解题的过程中如果交换了顺序就会出错，故在对这种方法不是很熟练的情况下，用丙同学的解法较合适(即待定系数法).平移变换是对自变量x而言的，比如乙同学的变换就出现了这种错误.

　　讨论结果:①将ωx+φ看作一个整体，令其分别为0，，π，，2π.

　　②(1)右，；(2)左，；(3)先y＝sinx的图象左移，再把所有点的横坐标压缩到原来的倍(纵坐标不变).

　　③略.

　　提出问题

　　①回忆物理中简谐运动的相关内容，并阅读本章开头的简谐运动的图象，你能说出简谐运动的函数关系吗？

　　②回忆物理中简谐运动的相关内容，回答:振幅、周期、频率、相位、初相等概念与A、ω、φ有何关系.

　　活动:教师引导学生阅读并适时点拨.通过让学生回忆探究，建立与物理知识的联系，了解常数A、ω、φ与简谐运动的某些物理量的关系，得出本章开头提到的“简谐运动的图象”所对应的函数解析式有如下形式:y=Asin(ωx+φ)，x∈［0，+∞)，其中A>0，ω>0.物理中，描述简谐运动的物理量，如振幅、周期和频率等都与这个解析式中的常数有关:A就是这个简谐运动的振幅，它是做简谐运动的物体离开平衡位置的最大距离;这个简谐运动的周期是T=，这是做简谐运动的'物体往复运动一次所需要的时间;这个简谐运动的频率由公式f==给出，它是做简谐运动的物体在单位时间内往复运动的次数;ωx+φ称为相位;x=0时的相位φ称为初相.

　　讨论结果:①y=Asin(ωx+φ)，x∈［0，+∞)，其中A>0，ω>0.

　　②略.

　　应用示例

　　例1 图7是某简谐运动的图象.试根据图象回答下列问题:

　　(1)这个简谐运动的振幅、周期和频率各是多少?

　　(2)从O点算起，到曲线上的哪一点，表示完成了一次往复运动?如从A点算起呢?

　　(3)写出这个简谐运动的函数表达式.

　　图7

　　活动:本例是根据简谐运动的图象求解析式.教师可引导学生再次回忆物理学中学过的相关知识，并提醒学生注意本课开始时探讨的知识，思考y=Asin(ωx+φ)中的参数φ、ω、A在图象上是怎样反映的，要解决这个问题，关键要抓住什么.关键是搞清φ、ω、A等参数在图象上是如何得到反映的让学生明确解题思路，是由形到数地解决问题，学会数形结合地处理问题.完成解题后，教师引导学生进行反思学习过程，概括出研究函数y=Asin(ωx+φ)的图象的思想方法，找两名学生阐述思想方法，教师作点评、补充.

　　解:(1)从图象上可以看到，这个简谐运动的振幅为2 cm;周期为0.8 s;频率为.

　　(2)如果从O点算起，到曲线上的D点，表示完成了一次往复运动;如果从A点算起，则到曲线上的E点，表示完成了一次往复运动.

　　(3)设这个简谐运动的函数表达式为y=Asin(ωx+φ)，x∈［0，+∞)，

　　那么A=2;由=0.8，得ω=;由图象知初相φ=0.

　　于是所求函数表达式是y=2sinx，x∈［0，+∞).

　　点评:本例的实质是由函数图象求函数解析式，要抓住关键点.应用数学中重要的思想方法——数形结合的思想方法，应让学生熟练地掌握这种方法.

　　变式训练

　　函数y=6sin(x-)的振幅是，周期是____________，频率是____________，初相是___________，图象最高点的坐标是_______________.

　　解:6 8π (8kπ+，6)(k∈Z)

　　例2 若函数y=Asin(ωx+φ)+B(其中A>0，ω>0)在其一个周期内的图象上有一个最高点(，3)和一个最低点(，-5)，求这个函数的解析式.

　　活动:让学生自主探究题目中给出的条件，本例中给出的实际上是一个图象，它的解析式为y=Asin(ωx+φ)+B(其中A>0，ω>0)，这是学生未遇到过的教师应引导学生思考它与y=Asin(ωx+φ)的图象的关系，它只是把y=Asin(ωx+φ)(其中A>0，ω>0)的图象向上(B>0)或向下(B<0)平移|B|个单位.由图象可知，取最大值与最小值时相应的x的值之差的绝对值只是半个周期.这里φ的确定学生会感到困难，因为题目中毕竟没有直接给出图象，不像例1那样能明显地看出来，应告诉学生一般都会在条件中注明|φ|<π，如不注明，就取离y轴最近的一个即可.

　　解:由已知条件，知ymax=3，ymin=-5，

　　则A=(ymax-ymin)=4，B= (ymax+ymin)=-1，=-=.

　　∴T=π，得ω=2.

　　故有y=4sin(2x+φ)-1.

　　由于点(，3)在函数的图象上，故有3=4sin(2×+φ)-1，

　　即sin(+φ)=1.一般要求|φ|<，故取+φ=.∴φ=.

　　故所求函数的解析式为y=4sin(2x+)-1.

　　点拨:这是数形结合的又一典型应用，应让学生明了，题中无图但脑中应有图或根据题意画出草图，结合图象可直接求得A、ω，进而求得初相φ，但要注意初相φ的确定.求初相也是这节课的一个难点.

　　变式训练

　　已知函数y=Asin(ωx+φ)(其中A>0，ω>0)一个周期的图象如图8所示，求函数的解析式.

　　解:根据“五点法”的作图规律，认清图象中的一些已知点属于五点法中的哪一点，而选择对应的方程ωxi+φ=0，，π，，2π(i=1，2，3，4，5)，得出φ的值.

　　方法一:由图知A=2，T=3π，

　　由=3π，得ω=，∴y=2sin(x+φ).

　　由“五点法”知，第一个零点为(，0)，

　　∴·+φ=0荭=-，

　　故y=2sin(x-).

　　方法二:得到y=2sin(x+φ)同方法一.

　　由图象并结合“五点法”可知，(，0)为第一个零点，(，0)为第二个零点.

　　∴·+φ=π荭=.

　　∴y=2sin(x-).

　　点评:要熟记判断“第一点”和“第二点”的方法，然后再利用ωx1+φ=0或ωx2+φ=π求出φ.

　　2.20xx海南高考，3函数y=sin(2x-)在区间［，π］上的简图是( )

　　图9

　　答案:A

　　知能训练

　　课本本节练习3、4.

　　3.振幅为，周期为4π，频率为.先将正弦曲线上所有的点向右平行移动个单位长度，再在纵坐标保持不变的情况下将各点的横坐标伸长到原来的2倍，最后在横坐标保持不变的情况下将各点的纵坐标缩短到原来的倍.

　　点评:了解简谐运动的物理量与函数解析式的关系，并认识函数y=Asin(ωx+φ)的图象与正弦曲线的关系.

　　4..把正弦曲线在区间［，+∞)的部分向左平行移动个单位长度，就可得到函数y=sin(x+)，x∈［0，+∞)的图象.

　　点评:了解简谐运动的物理量与函数解析式的关系，并认识函数y=sin(x+φ)的图象与正弦曲线的关系.

　　课堂小结

　　1.由学生自己回顾本节学习的数学知识:简谐运动的有关概念.本节学习的数学方法:由简单到复杂、特殊到一般、具体到抽象的化归思想，数形结合思想，待定系数法，数学的应用价值.

　　2.三角函数图象变换问题的常规题型是:已知函数和变换方法，求变换后的函数或图象，这种题目的解题的思路是:如果函数同名则按两种变换方法的步骤进行即可；如果函数不同名，则将异名函数化为同名函数，且需x的系数相同.左右平移时，如果x前面的系数不是1，需将x前面的系数提出，特别是给出图象确定解析式y=Asin(ωx+φ)的题型.有时从寻找“五点法”中的第一零点(，0)作为突破口，一定要从图象的升降情况找准第一零点的位置.

　　作业

　　把函数y=cos(3x+)的图象适当变动就可以得到y=sin(-3x)的图象，这种变动可以是( )

　　A.向右平移 B.向左平移 C.向右平移 D.向左平移

　　解:∵y=cos(3x+)=sin(-3x)=sin[-3(x-)]，

　　∴由y=sin[-3(x-)]向左平移才能得到y=sin(-3x)的图象.

　　答案:D

　　点评:本题需逆推，教师在作业讲评时应注意加强学生逆向思维的训练.如本题中的-3x需写成-3(x-)，这样才能确保平移变换的正确性.

　　设计感想

　　1.本节课符合新课改精神，突出体现了以学生能力的发展为主线，应用启发式、讲述式引导学生层层深入，培养学生自主探索及发现问题、分析问题和解决问题的能力.注重利用非智力因素促进学生的学习，实现数学知识价值、思维价值和人文价值的高度统一.

　　2.由于本节内容综合性强，所以本节教案设计的指导思想是:在教师的引导下，让学生积极、主动地提出问题，自主分析，再合作交流，达到殊途同归.在思维训练的过程中，感受数学知识的魅力，成为学习的主人.新课改要求教师在新的教学理念下，要勇于，更要善于把问题抛给学生，激发学生探求知识的强烈欲望和创新意识.教学的目的是以知识为平台，全面提升学生的综合能力.