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文档简介
三角函数的图象和性质一、三角函数图象的作法1.几何法y=sinx
作图步骤:(2)平移三角函数线;(3)用光滑的曲线连结各点.(1)等分单位圆作出特殊角的三角函数线;xyoPMA
xyoy=sinx-11o1A2
23
2
2.五点法作函数
y=Asin(
x+
)
的图象的步骤:(1)令相位
x+
=0,,
,,2
,解出相应的
x
的值;23
2
(3)用光滑的曲线连结(2)中五点.(2)求(1)中
x
对应的
y
的值,并描出相应五点;3.变换法:
函数
y=Asin(
x+
)+k
与
y=sinx
图象间的关系:①函数
y=sinx
的图象纵坐标不变,横坐标向左
(
>0)
或向右(
<0)
平移
|
|
个单位得
y=sin(x+
)
的图象;②函数
y=sin(x+
)
图象的纵坐标不变,横坐标变为原来的
,得到函数
y=sin(
x+
)
的图象;1
③函数
y=sin(
x+
)
图象的横坐标不变,纵坐标变为原来的
A倍,得到函数
y=Asin(
x+
)
的图象;④函数
y=Asin(
x+
)
图象的横坐标不变,纵坐标向上
(k>0)
或向下
(k<0)
平移
|k|
个单位得
y=Asin(x+
)+k
的图象.
要特别注意,若由
y=sin(
x)
得到
y=sin(
x+
)
的图象,则向左或向右平移应平移
|
|
个单位.
二、三角函数图象的性质
注正切函数的对称中心有两类:一类是图象与
x
轴的交点,另一类是渐近线与
x
轴的交点,但无对称轴,这是与正弦、余弦函数的不同之处.1.正弦函数
y=sinx(xR)
是奇函数,
对称中心是
(k,0)(kZ),对称轴是直线
x=k+
(kZ);余弦函数
y=cosx(xR)
是偶函数,对称中心是
(k+
,0)(kZ),对称轴是直线
x=k(kZ)(正,余弦函数的对称轴为过最高点或最低点且垂直于
x
轴的直线,对称中心为图象与
x
轴的交点).2
2
2.正切函数
y=tanx(xR,x+k,kZ)
是奇函数,对称中心是(
,0)(k
Z).
2k
2
三、正、余弦函数的性质1.定义域:都是
R.2.值域:都是
[-1,1].
对
y=sinx,当
x=2k
+
(kZ)
时,y
取最大值
1;当
x=2k
+
(kZ)
时,y
取最小值
-1;对
y=cosx,当
x=2k
(kZ)
时,y
取最大值
1,当
x=2k
+
(kZ)
时,y
取最小值
-1.2
23
3.周期性:①y=sinx、y=cosx
的最小正周期都是
2
;②
f(x)=Asin(
x+
)
和
f(x)=Acos(
x+
)的最小正周期都T=.|
|2
4.奇偶性与对称性:
正弦函数y=sinx(x
R)是奇函数,
对称中心是
(k,0)(k
Z),对称轴是直线
x=k+
(k
Z);余弦函数
y=cosx(x
R)是偶函数,对称中心是
(k+
,0)(k
Z),对称轴是直线
x=k(k
Z)(正(余)弦型函数的对称轴为过最高点或最低点且垂直于
x
轴的直线,对称中心为图象与
x
轴的交点).2
2
5.单调性:
y=sinx
在
[2k-
,2k+](kZ)上单调递增,
在[2k+
,2k+
](kZ)上单调递减;y=cosx
在
[2k,2k+
](kZ)上单调递减,在
[2k+
,2k+2
](kZ)上单调递增.2
2
2
23
2.值域是
R,在上面定义域上无最大值也无最小值.
1.定义域:{x
|
x
+k,k
Z}.2
3.周期性:是周期函数且周期是
,它与直线
y=a
的两个相邻交点之间的距离是一个周期
.
注
一般说来,某一周期函数解析式加绝对值或平方,其周期性是:弦减半、切不变.四、正切函数的性质oxy五、典型例题
例1
利用单位圆中的三角函数线证明当
0<
<时,不等式
sin
<
<tan
成立.2
提示由
S△OAP<S扇形OAP<S△OAT得:×OA×MP<×
×OA2<×OA×AT121212故有
sin
<
<tan
.
×1×sin
<×12×
<×1×tan
121212即xyoPTMA
例2
解不等式
|sinx|>cosx.{x|+2k
<x<+2k
,k
Z}47
4
3.求函数
y=sin4x+2
3
sinxcosx-cos4x
的最小正周期和最小值,并写出该函数在
[0,
]
上的单调增区间.解:∵y=sin4x+2
3
sinxcosx-cos4x
=(sin2x-cos2x)(sin2x+cos2x)+
3
sin2x
=
3
sin2x-cos2x
6
=2sin(2x-)故该函数的最小正周期是
,最小值是
-2.3
在
[0,
]
上的单调增区间是
[0,]
和
[,
].65
由
2k-≤2x-
≤2k+
(kZ)
得:2
2
6
k-≤x≤k+(kZ).3
6
令
k=0,
1
即得函数y=sin4x+2
3
sinxcosx-cos4x
4.已知函数
y=
cos2x+
sinxcosx+1,xR.
(1)求当
y
取得最大值时自变量
x
的集合;(2)该函数的图象可由
y=sinx(xR)
的图象经过怎样的平移和伸缩变换得到?1232解:(1)y=
cos2x+
sinxcosx+1=
cos2x+
sin2x+12321434546
=
sin(2x+)+.5412当且仅当
2x+=2k+(kZ),即
x=k+(kZ)
时,6
2
6
函数
y
取得最大值.故当
y
取得最大值时,自变量
x
的集合是:{x
|
x=k+
,kZ}.6
(2)将函数
y=sinx
依次进行如下变换:
①将
y=sinx
的图象向左平移,得
y=sin(x+
)
的图象;6
6
②将所得图象上各点横坐标缩短到原来的倍(纵坐标不变),得到
y=sin(2x+
)
的图象;126
③将所得图象上各点纵坐标缩短到原来的倍(横坐标不变),得到
y=
sin(2x+
)
的图象;126
1254④将所得图象向上平移个单位长度,得到
y=
sin(2x+
)
+的图象;126
54综上得到
y=
cos2x+
sinxcosx+1
的图象.32125.已知函数
f(x)=sin(x+
)(
>0,0≤
≤
)
是
R
上的偶函数,其图象关于点
M(
,0)
对称,且在区间
[0,]
上是单调函数,求
和
的值.43
2
解:∵f(x)=sin(x+
)(
>0,0≤
≤
)
是
R
上的偶函数,∴sin(-x+
)=sin(x+
),即
-cos
sinx=cos
sinx
对任意实数
x
都成立.∵
>0,∴cos
=0.又∵0≤
≤
,∴
=.2
∵f(x)
的图象关于点
M
对称,∴f(x)=cosx.∴点
M
为
f(x)
图象的一个对称中心.∴=k+(kZ).43
2
∴
=(kZ).4k+23∴f(x)=cosx
在区间
[0,
]
上是减函数.
∵
>0,2
23综上所述,
=,
=2
或.
2
必有≤,即0<
≤2.∴要使
f(x)=cosx
在区间
[0,]
上是单调函数,2
4k+23∴0<
≤2(kZ).解得
k=0
或
1.23∴
=2
或.6.如果函数
y=sin2x+acos2x
的图象关于直线
x=-
对称,求
a
的值.8
解:y=sin2x+acos2x=
a2+1
sin(2x+
),其中,tan
=a.
法1∵函数
y=sin2x+acos2x
的图象关于直线
x=-
对称,8
∴当
x=-
时,y
取最大值或最小值.8
∴2(-
)+
=k+,kZ.2
8
∴
=k+
,kZ.43
∴a=tan
=tan(k
+)=-1.
43
法2∵函数
y=sin2x+acos2x
的图象关于直线
x=-
对称,8
∴当
x=-
时,y
取最大值或最小值.8
|sin2(-)+acos2(-)|2=a2+18
8
解得
a=-1.
法3∵函数
y=sin2x+acos2x
的图象关于直线
x=-
对称,8
∴当自变量取
0,-
时的函数值相同.4
即
0+a=-1+0.∴sin0+acos0=sin2(-)+acos2(-).4
4
∴a=-1.
法4∵函数
y=sin2x+acos2x
的图象关于直线
x=-
对称,8
而函数
y=sin2x+acos2x
的周期为
,∴当
x=-+=时,函数值为
0.8
4
8
∴sin+acos=0.4
4
∴a=-1.
课后练习
1.已知函数
f(x)=log
(sinx-cosx),(1)求它的定义域和值域;(2)判断它的单调区间;(3)判断它的奇偶性;(4)判断它的周期性,如果是周期函数,求出它的一个周期.解:(1)由
sinx-cosx>0,即2sin(x-)>0
得:4
2k+<x<2k+
,kZ4
45
{x
|
2k+<x<2k+
,kZ}.4
45
∴f(x)
的定义域为∵sinx-cosx=
2sin(x-)≤
2
,
4
∴f(x)=log
(sinx-cosx)≥log
2=-.1212∴f(x)
的值域为[-,+∞).12(2)∵y=sinx-cosx
在
f(x)
的定义域上的单调递增区间是(2k
+
,2k
+
](k
Z);4
43
[2k
+
,2k
+
)(k
Z),45
43
单调递减区间是2.已知函数
f(x)=Asin(x+
)(A>0,
>0,xR)在一个周期内的图象如图所示:23
2
-25
27
2
oxy2
求直线
y=3
与函数
f(x)
图象的所有交点的坐标.27
解:根据图象得
A=2,T=-(-)=4
,2
∴
=
.12∴y=2sin(
x+
).1212由(-
)+
=0
得
=
.2
4
∴y=2sin(
x+
).124
由
3=2sin(
x+
)
得124
32sin(
x+)=
.124
∴
x+=2k+
或
2k+
(kZ).124
32
3
∴x=4k+或4k+
(kZ).65
6
6
65
故所有交点坐标为
(4k+,
3
)或(4k+
,
3
)
(kZ).解:(1)依题意f(x)=2cos2x+3
sin2x=1+2sin(2x+
).
6
由
1+2sin(2x+
)=1-3
得:6
sin(2x+
)=-.6
32∵x[-,],∴2x+
[-,
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