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三角函数 · 第 6 站

正弦/余弦/正切函数图像与 y=Asin(ωx+φ)

三角函数长什么样?正弦波从单位圆展开,余弦是正弦左移 π/2。而 y=Asin(ωx+φ) 的图像变换是高考大题最后一问——求周期、振幅、单调区间、对称轴。

① 这一课怎么学(小白 4 步法)

总用时约 70 分钟,分 4 步,一步都别跳:

1读(15 分钟)
画 y=sinx, y=cosx, y=tanx 草图。
2练(20 分钟)
做第⑥⑩部分,重点练 y=Asin(ωx+φ) 性质。
3对(20 分钟)
练由图像求 A,ω,φ。
4默(10 分钟)
背三个三角函数的定义域值域周期。
第一课小目标① 说出 y=sinx 的周期和最值;② 求 y=2sin(2x+π/3) 的周期。

② 一图看懂全课(思维导图)

先有地图再走路:本知识共分这几大块,学完每块回来打勾。

三角函数图像
→
y=sinx
定义域 R
值域 [−1,1]
周期 2π
奇函数
→
y=cosx
定义域 R
值域 [−1,1]
周期 2π
偶函数
→
y=tanx
x≠π/2+kπ
值域 R
周期 π
奇函数
→
Asin(ωx+φ)
A 振幅
ω 角频率
φ 初相
周期 2π/|ω|

③ 先认识它::波浪曲线

y=sinx:波浪形,过原点,周期 2π,最大值 1 在 x=π/2,最小值 −1 在 x=3π/2。奇函数。

y=sinx(周期 2π,振幅 1)
y=Asin(ωx+φ) 周期周期 T=2π/|ω|,不是 2π!ω 控制快慢:ω 越大周期越短。A 控制振幅(上下拉伸),φ 控制左右平移。

④ 完整公式 / 体系表

函数定义域值域周期奇偶
y=sinxR[−1,1]2π奇
y=cosxR[−1,1]2π偶
y=tanxx≠π/2+kπRπ奇
y=Asin(ωx+φ)(A>0, ω>0)振幅:A(最大值 A,最小值 −A)
周期:T = 2π/ω
频率:f = 1/T
初相:φ
对称轴:ωx+φ = π/2 + kπ
单调递增:2kπ−π/2 ≤ ωx+φ ≤ 2kπ+π/2

⑤ 用法场景与典型例题

典型例题

例1:求 y=2sin(2x+π/3) 的周期和最值。
解:T=2π/2=π。最大值=2,最小值=−2。
例2:求 y=sin(2x−π/3) 的单调递增区间。
解:2kπ−π/2≤2x−π/3≤2kπ+π/2 ⇒ 2kπ−π/6≤2x≤2kπ+5π/6 ⇒ [kπ−π/12, kπ+5π/12]。
例3:y=Asin(ωx+φ) 图像最高点 (π/6, 3),与 x 轴相邻交点 (2π/3,0),求 A,ω。
解:A=3。从最高点到下一个零点是 T/4:2π/3−π/6=π/2=T/4 ⇒ T=2π ⇒ ω=1。A=3, ω=1。
例4:y=cosx 如何平移得到 y=sin(x+π/4)?
解:sin(x+π/4)=cos(x+π/4−π/2)=cos(x−π/4)。向右平移 π/4。
高考考法给图像求解析式、求单调区间、求对称轴、判断变换。三角大题第二问。

⑥ 高频错误诊断

错误 1周期写成 2π(忘 ω)
✗ → ✓ T=2π/ω
ω≠1 时要除。
错误 2平移方向写反
✗ → ✓ 左加右减
x+φ 是左移,x−φ 是右移。
错误 3振幅写成 A 但实际是 |A|
✗ → ✓ A>0 时振幅=A
注意正负。
错误 4tanx 周期写成 2π
✗ → ✓ tanx 周期是 π
tanx 每 π 重复。

⑦ 考点与真题演练(紫 tag)

考点自测(点击选项即时判断)

1. y=3sin(2x+π/6) 的周期 T = ?

解析:T=2π/2=π。

2. y=sinx 的最大值和周期是?

解析:sinx 值域 [−1,1],周期 2π。

3. y=cosx 的图像是?

解析:cos0=1,偶函数,周期 2π。

⑧ 必背公式卡

y=sinx:奇,[−1,1],T=2π。
y=cosx:偶,[−1,1],T=2π。
y=tanx:奇,R,T=π,x≠π/2+kπ。
y=Asin(ωx+φ):振幅 A,周期 2π/ω。
对称轴:ωx+φ=π/2+kπ。
左加右减(平移规则)。
sin(x+π/2)=cosx(诱导公式)。

⑨ 应用输出(建模 / 口述解题)

口述解题模板"图像题四步:① 看 A 定振幅;② 看周期 T 求 ω;③ 看零点/最高点求 φ;④ 写单调区间和对称轴。"

口述题

口头说:y=2sin(3x+π/4) 的周期、最大值、初相。

参考答案:T=2π/3。最大值 2。初相 φ=π/4。

⑩ 分层练习 18 题(基础 6 + 中档 6 + 拔高 6)

基础1y=sinx 周期=?
= 2π。
基础2y=cosx 是奇函数还是偶函数?
偶函数。
基础3y=tanx 周期=?
= π。
基础4y=Asin(ωx+φ) 周期=?
= 2π/ω。
基础5y=sinx 最大值=?
= 1。
基础6y=cosx 在 x=0 处=?
= 1。
中档7y=3sin(2x) 的周期和最大值。
T=π,最大值 3。
中档8y=sin(x+π/4) 由 y=sinx 怎么平移?
向左平移 π/4。
中档9求 y=sin(2x) 的对称轴。
2x=π/2+kπ ⇒ x=π/4+kπ/2。
中档10y=2cos(x−π/3) 的振幅和周期。
振幅 2,周期 2π。
中档11求 y=sin(2x+π/3) 的单调递增区间。
2kπ−π/2≤2x+π/3≤2kπ+π/2 ⇒ [kπ−5π/12, kπ+π/12]。
中档12y=sinx 的对称轴是?
x=π/2+kπ。
拔高13y=Asin(ωx+φ) 最大值 2,相邻最高点 (π/12,2) 和 (7π/12,2),求解析式。
A=2。T=2·(7π/12−π/12)=π。ω=2。2·π/12+φ=π/2 ⇒ φ=π/3。=2sin(2x+π/3)。
拔高14y=sin(2x+π/3) 向右平移 π/6 得什么?
=sin(2(x−π/6)+π/3)=sin2x。
拔高15求 y=tan(2x−π/4) 的定义域和周期。
2x−π/4≠π/2+kπ ⇒ x≠3π/8+kπ/2。T=π/2。
拔高16y=2sin(ωx+π/6) 周期为 π,求 ω。
2π/ω=π ⇒ ω=2。
拔高17求 y=sin²x 的周期。
= (1−cos2x)/2。周期 π。
拔高18y=Asin(ωx+φ) 图像过 (0,1), (π/6,2),在 x=π/6 取最大值,求 A,ω,φ。
A=2。2sinφ=1 ⇒ sinφ=1/2 ⇒ φ=π/6。2·π/6·ω+π/6=π/2 ⇒ ω=1。=2sin(x+π/6)。

⑪ 记忆口诀与 7 天复习计划

三句口诀① 正余弦波周期 2π,正切周期是 π。
② Asin(ωx+φ):A 振幅 ω 速 φ 初相。
③ 周期 2π/ω,左加右减记心上。

7 天复习计划

天任务自检
第 1 天画三个三角函数草图特征点对
第 2 天基础 1-6 + 中档 7-9全对
第 3 天中档 10-12 + 拔高 13-14周期平移对
第 4 天默写三函数性质表不看书能写
第 5 天拔高 15-18错题搞懂
第 6-7 天每天画 1 个 Asin 图零失误