第五课时 三角函数图像与性质
三角函数的图像与性质
三角函数的图像与性质三角函数的图像与性质在数学中,三角函数是一种基本的函数类型,其中的很多图像和性质对理解数学十分重要。
它们有助于理解各种模型的表示和应用,增强数学思维的能力和加深数学知识。
本文就三角函数的图像与性质做一些简单的介绍。
I、三角函数图像1、正弦曲线:正弦曲线是由参数从0到2π(2π是将一个周期跨越两次)形成的空间曲线。
它是圆的切线,有一定的规律性,并且把圆分为一个完整的一个周期,表现的曲线是一个“s”字形,形成有节奏的变化形式。
2、余弦曲线:余弦曲线是一条由参数从0到2π(2π是将一个周期跨越两次)形成的空间曲线,它也是圆的切线,有一定的规律性,但是它把圆分为两个半周期,比较起来更加缓和,表现的曲线是一个“v”字形,形成有节奏的变化形式。
3、正切曲线:正切曲线可以由参数0到π(π是将一个周期跨越一次)形成的曲线。
它也是一个椭圆的切线,有一定的规律性,把椭圆分为一完整周期,表现的曲线是一个“z”字形,形成有节奏的变化形式。
II、三角函数的性质1、周期性:三角函数的周期性就是说其值的变化是有如左图5000式的一个循环周期,在实际应用中可以利用该性质进行参数估计。
2、增减性:三角函数具有明显的增减性,具体表现为当参数逐渐增加时,函数值会自动增大,而当参数逐渐减小时,函数值则会自动减小。
3、几何性:三角函数有一个令人惊讶的性质,即在几何上其值就等于一定参数的弧度,而且参数的变化也不会影响该弧度。
4、极限性:参数π/2处的正切函数的值无穷大,表示非常接近的范围内函数的变化是接近无穷大的,而参数为0处的余弦函数为1,表示函数在某一点的取值趋势没有了变化,变成一个规定值。
总结来说,三角函数可以说是数学之中一个基本的概念,其图形和性质极其重要,可以帮助我们更深入的理解数学,增进数学的应用能力,因此,值得我们认真好好的学习。
三角函数的图像与性质
三角函数的图像与性质三角函数是数学中的重要概念,它们在几何、物理、工程等领域都有广泛的应用。
本文将探讨三角函数的图像与性质,并通过图像展示它们的特点。
一、正弦函数(sine function)正弦函数是最基本的三角函数之一,常用符号为sin(x)。
它的图像是一条连续的曲线,表现出周期性的波动。
正弦函数的性质如下:1. 周期性:正弦函数的周期为2π,即在每个2π的区间内,函数的值会重复。
2. 对称性:正弦函数是奇函数,即满足sin(-x)=-sin(x)。
这意味着它的图像关于原点对称。
3. 取值范围:正弦函数的值域在[-1, 1]之间,即函数的值不会超过这个范围。
二、余弦函数(cosine function)余弦函数是另一个常见的三角函数,常用符号为cos(x)。
它的图像也是一条连续的曲线,与正弦函数的图像非常相似。
余弦函数的性质如下:1. 周期性:余弦函数的周期也是2π,与正弦函数相同。
2. 对称性:余弦函数是偶函数,即满足cos(-x)=cos(x)。
这意味着它的图像关于y轴对称。
3. 取值范围:余弦函数的值域也在[-1, 1]之间,与正弦函数相同。
三、正切函数(tangent function)正切函数是三角函数中的另一个重要概念,常用符号为tan(x)。
正切函数的图像也是一条连续的曲线,但与正弦和余弦函数有所不同。
正切函数的性质如下:1. 周期性:正切函数的周期为π,即在每个π的区间内,函数的值会重复。
2. 奇点:正切函数在π/2和-π/2处有奇点,即函数在这些点上无定义。
3. 取值范围:正切函数的值域为整个实数轴,即它可以取到任意的实数值。
四、其他三角函数除了正弦、余弦和正切函数,还有许多衍生的三角函数,如余切函数、正割函数和余割函数等。
它们的图像和性质与前面介绍的三角函数类似,只是在计算和应用中有一些特殊的情况。
五、图像展示为了更好地理解三角函数的图像与性质,下面是一些图像展示:(插入正弦函数、余弦函数和正切函数的图像)从图中可以清楚地看出正弦函数和余弦函数的周期性和对称性,以及正切函数的特殊性。
三角函数的图像和性质
三角函数的图像和性质三角函数是数学中的一类特殊函数,以其图像的周期性和性质的多样性而被广泛研究和应用。
本文将介绍三角函数的图像特点和基本性质。
一、正弦函数的图像和性质正弦函数是最基本的三角函数之一,用sin(x)表示。
其图像为周期性曲线,其周期为2π。
在一个周期内,正弦函数的值在[-1,1]之间变化。
图像在x轴上的零点是正弦函数的特殊点,记为x=kπ,其中k为整数。
正弦函数的图像在x=kπ时经过极大值或极小值。
正弦函数的性质:1. 周期性:sin(x+2π)=sin(x),即正弦函数在过一周期后会重复。
2. 奇偶性:sin(-x)=-sin(x),即正弦函数关于原点对称。
3. 对称性:sin(π-x)=sin(x),即正弦函数关于y轴对称。
二、余弦函数的图像和性质余弦函数是另一个常见的三角函数,用cos(x)表示。
余弦函数的图像也是周期性曲线,其周期同样为2π。
在一个周期内,余弦函数的值同样在[-1,1]之间变化。
与正弦函数不同的是,余弦函数的图像在x=kπ时经过极大值或极小值。
余弦函数的性质:1. 周期性:cos(x+2π)=cos(x),即余弦函数在过一周期后会重复。
2. 奇偶性:cos(-x)=cos(x),即余弦函数关于y轴对称。
3. 对称性:cos(π-x)=-cos(x),即余弦函数关于原点对称。
三、正切函数的图像和性质正切函数是三角函数中另一个常见的函数,用tan(x)表示。
正切函数的图像为周期性曲线,其周期为π。
正切函数的图像在x=kπ+π/2时会出现无穷大的间断点,即tan(x)在这些点是无界的。
正切函数的性质:1. 周期性:tan(x+π)=tan(x),即正切函数在过一个周期后会重复。
2. 奇偶性:tan(-x)=-tan(x),即正切函数关于原点对称。
四、其他三角函数除了正弦函数、余弦函数和正切函数,还有其他与它们密切相关的三角函数。
1. 反正弦函数:用arcsin(x)表示,表示一个角的正弦值等于x,返回值在[-π/2, π/2]之间。
三角函数图像与性质
三角函数图像与性质在数学中,三角函数是研究角与角度关系的一类函数。
其中最重要的三角函数包括正弦函数、余弦函数和正切函数。
这些函数在数学和科学领域中有着广泛的应用,尤其是在研究周期性现象时起到了关键作用。
本文将详细介绍三角函数的图像特征和性质。
正弦函数的图像与性质正弦函数是最基本的三角函数之一,通常用符号$\\sin$表示。
它的图像是一条连续的波浪线,呈现出周期性的特点。
正弦函数的定义域为整个实数集$\\mathbb{R}$,值域为闭区间[−1,1]。
在0度、90度、180度、270度和360度等特殊角度上,正弦函数的取值分别为0、1、0、-1和0。
正弦函数是奇函数,即$\\sin(-x)=-\\sin(x)$,具有对称性。
余弦函数的图像与性质余弦函数是另一个重要的三角函数,通常用符号$\\cos$表示。
它的图像类似于正弦函数,也是一条连续的波浪线,同样呈现周期性。
余弦函数的定义域为整个实数集$\\mathbb{R}$,值域为闭区间[−1,1]。
在0度、90度、180度、270度和360度等特殊角度上,余弦函数的取值分别为1、0、-1、0和1。
余弦函数是偶函数,即$\\cos(-x)=\\cos(x)$,具有对称性。
正切函数的图像与性质正切函数是三角函数中的另一个重要函数,通常用符号$\\tan$表示。
它的图像是一组相互平行的直线,具有间断点。
正切函数的定义域为整个实数集$\\mathbb{R}$,在某些特殊角度上可能不存在定义,例如在90度和270度时。
正切函数的值域为整个实数集$\\mathbb{R}$。
正切函数是奇函数,即$\\tan(-x)=-\\tan(x)$。
三角函数的性质除了上述基本性质外,三角函数还有一些重要的性质:1.周期性:正弦函数和余弦函数的周期为$2\\pi$,即在$[0, 2\\pi]$范围内图像重复;2.奇偶性:正弦函数和正切函数是奇函数,余弦函数是偶函数;3.最值:正弦函数和余弦函数的最大值为1,最小值为-1;正切函数在定义域内取值范围较广;4.单调性:正弦函数、余弦函数和正切函数在各自的定义域上具有不同的单调性特点。
第五节 三角函数的图象和性质
⑤单调性:在每个闭区间_____π2__2_k_π_, π2___2_k_π__k__Z__ _上是
增函数;
在每个闭区间____π2__2_k_π_, 3_2π___2k_π___k__Z___上是减函数.
在每个闭区间__[_2_k_π_,__(2_k_+__1_)_π_](_k_∈__Z_)__上是减函数.
典例解析
【例1】 函数 y 2sin x 1 的定义域是( B )
A.
π 6
,
π 6
C.
π 3
,
π 3
B.
π 6
2kπ,
5π 6
2kπ
(k∈Z)
D.
π 3
2kπ,
π 3
2kπ(k∈Z)
【解析】 要使函数有意义,则2sinx-1≥0,
【提示】 要使函数有意义,则1+cosx≠0,∴cosx≠ -1,由余弦函数的图象可知x≠π+2kπ,k∈Z,即函数 的定义域为{x|x≠π+2kπ,k∈Z}.
同步精练
10.函数 y 1 的定义域是
1 2sin x
___ _π_6___2_kπ__, 76_π___2_k_π__(_k___Z_)__.
x
|
x
2
2k ,
k
Z.
同步精练
一、单项选择题 1.函数y=4-2sin2x 的最大值、最小值和周期分别 为( A ) A.6,2,π B.3,2,π C.2,4,2π D.5,2,2π
【提示】 由正弦函数的图象和性质可知.
2.若sinx=a-2,则实数a的取值范围是( A ) A.[1,3] B.[0,3] C.[-3,1] D.[1,4]
三角函数的图象与性质_课件
知识探究
因为终边相同的角的三角函数值相同,所以y=sinx的图象在
…
与
y=sinx,x∈[0,2π]的图象相同
知识探究
五个关键点
利用五个关键点作图--------五点 法
知识梳理
单位圆上 向左、向右
(0,0)
向左、向右
知识探究 形状完全相同只是位置不同
知识探究
五点作图法步骤: (1)列表(列出对图象形状起关键作用的五点坐标 )(2)描点(定出五个关键点) (3)连线(用光滑的曲线顺次连结五个点)
同理,使函数y=-3sin 2x,x∈R取得最小值的x的集合 是 函数y=-3sin 2x,x∈R的最大值是3,最小值是3.
4.不通过求值,比较下列各组数的大小
变式.
6.求下列函数的值域 :
6.求下列函数的值域 : (2)y=cos2x-4cos x+ 5. 解:
当t=-1,函数取得最大值10; t=1时,函数取得最小值2 ,所以函数的值域为 [2,10].
知识探究
问题1:如何研究正切函数的性质
?先利用正切线作出一个周期内的图
问象题2:先作哪个区间上的图象好呢
?
为什么?
问题3:为什么不选区间(0,π) ?
知识探究
知识探究
1、以x负半轴上任一点为圆心作单位
1
圆2、把单位圆右半圆8等
T
分3、转化正切值为AT线段长
A
O
0
度4、平移描
1
点5、用光滑的曲线连接各终
知识梳理 (0,1)
例题精讲
解:(1)按五个关键点列表:
()按五个关键点列表:
描点并将它们用光滑的曲线连接起来(图5.4-6) :
描点并将它们用光滑的曲线连接起来(图5.4-7) :
第5节 三角函数的图象与性质课件
3.[思想方法]换元思想在求单调区间上的应用 函数 y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的单调区间的确定,其基本思想是把 ωx +φ 看作一个整体,比如:由 2kπ-π2≤ωx+φ≤2kπ+π2(k∈Z)解出 x 的范围, 所得区间即为增区间.若函数 y=Asin(ωx+φ)中 A>0,ω<0,可用诱导公 式将函数变为 y=-Asin(-ωx-φ),则 y=Asin(-ωx-φ)的增区间为原函数 的减区间,减区间为原函数的增区间.对函数 y=Acos(ωx+φ),y=Atan(ωx +φ)等单调性的讨论同上.
所以 2kπ<x≤π3+2kπ(k∈Z),
所以函数的定义域为x2kπ<x≤π3+2kπ,k∈Z.
3.函数 y= sin x-cos x的定义域为________. 答案:x2kπ+π4≤x≤2kπ+54π,k∈Z 解析:方法一:要使函数有意义,必须使 sin x-cos x≥0.利用图象,在同一 坐标系中画出[0,2π]上 y=sin x 和 y=cos x 的图象,如图所示.在[0,2π] 内,满足 sin x=cos x 的 x 为π4,54π,再结合正弦、余弦函数的周期是 2π,所 以原函数的定义域为x2kπ+π4≤x≤2kπ+54π,k∈Z.
特训点2 三角函数的单调性(师生互动类)
典例 1 (1)(2020·河北省衡水中学高三临考模拟)已知函数 f(x)的图象可看作
是由函数 g(x)=sin 2x 的图象向右平移π8个单位长度得到的,则函数 f(x)的一
个单调递减区间为( )
A.-π4,π4
B.π4,78π
C.-π8,38π
D.-58π,-π8
方法二:sin x-cos x= 2sinx-π4≥0,将 x-π4视为一个整体,由正弦函数 y =sin x 的图象和性质可知 2kπ≤x-π4≤π+2kπ(k∈Z),解得 2kπ+π4≤x≤2kπ +54π(k∈Z).所以定义域为x2kπ+π4≤x≤2kπ+54π,k∈Z.
第5讲三角函数的图像与性质
第5讲 三角函数的图像与性质★知 识 梳理正弦函数sin ()y x x R =∈、余弦函数cos ()y x x R =∈的性质: (1)定义域:都是R (2)值域:都是[-1,1] 对于sin y x =,当()22x k k Z ππ=+∈时,y 取最大值1;当()322x k k Z ππ=+∈时,y 取最小值-1;对于cos y x =,当()2x k k Z π=∈时,y 取最大值1,当()2x k k Z ππ=+∈时,y 取最小值-1。
(3)周期性:①sin y x =、cos y x =的最小正周期都是2π②()sin()f x A x ωϕ=+和()cos()f x A x ωϕ=+的最小正周期都是2||T πω= (4)奇偶性与对称性:正弦函数sin ()y x x R =∈是奇函数,对称中心是()(),0k k Z π∈,对称轴是直线()2x k k Z ππ=+∈;余弦函数cos ()y x x R =∈是偶函数,对称中心是(),02k k Z ππ⎛⎫+∈ ⎪⎝⎭,对称轴是直线()x k k Z π=∈(5)单调性:sin y x=在区间()2,222k k k Z ππππ⎡⎤-+∈⎢⎥⎣⎦上单调递增,在()32,222k k k Z ππππ⎡⎤++∈⎢⎥⎣⎦单调递减; cos y x =在[]()2,22k k k Z ππππ++∈上单调递增,在区间[]()2,2k k k Z πππ+∈上单调递减,。
(6)正切函数tan y x =的图象和性质: (1)定义域:{|,}2x x k k Z ππ≠+∈。
(2)值域是R ,在上面定义域上无最大值也无最小值; (3)周期性:周期是π.(4)奇偶性与对称性:奇函数,对称中心是,02k π⎛⎫⎪⎝⎭()k Z ∈, (5)单调性:正切函数在开区间(),22k k k Z ππππ⎛⎫-++∈ ⎪⎝⎭内都是增函数。
★重 难 点 突 破1.重点:熟练掌握利用三角恒等变换化简三角函数解析式式,熟悉正弦函数和余弦函数的图象与性质。
三角函数的图像与性质
三角函数的图像与性质三角函数是高中数学中的重要概念之一,它们在数学和物理中有广泛的应用。
通过研究三角函数的图像和性质,我们可以更好地理解它们的特点和变化规律。
本文将从正弦函数、余弦函数和正切函数三个方面介绍它们的图像与性质。
一、正弦函数的图像与性质正弦函数是最基本的三角函数之一,它的图像可以通过单位圆的边界上的点来画出。
在单位圆上,以圆心为原点,与正x轴的交点为A,从A点逆时针旋转一个角度θ,与半径OA的交点为P,那么点P的纵坐标y就表示正弦函数的值。
从单位圆上的任一点开始,逆时针方向绕单位圆运动,所走过的角度与此时正弦函数的值是一一对应关系。
正弦函数的性质如下:1. 周期性:正弦函数的周期为360度或2π(弧度),即sin(x+360°)=sin(x)。
2. 奇偶性:正弦函数是奇函数,即sin(-x)=-sin(x)。
3. 定义域和值域:正弦函数的定义域为所有实数,值域介于-1和1之间,即-1≤sin(x)≤1。
4. 单调性:正弦函数在一个周期内是周期递增递减的。
5. 对称轴:正弦函数图像关于直线y=0对称。
二、余弦函数的图像与性质余弦函数与正弦函数非常相似,它们的主要区别在于相位差。
余弦函数的图像可以通过单位圆的边界上的点来画出。
在单位圆上,以圆心为原点,与正x轴的交点为A,从A点逆时针旋转一个角度θ,与半径OA的交点为P,那么点P的横坐标x就表示余弦函数的值。
从单位圆上的任一点开始,逆时针方向绕单位圆运动,所走过的角度与此时余弦函数的值是一一对应关系。
余弦函数的性质如下:1. 周期性:余弦函数的周期为360度或2π(弧度),即cos(x+360°)=cos(x)。
2. 偶性:余弦函数是偶函数,即cos(-x)=cos(x)。
3. 定义域和值域:余弦函数的定义域为所有实数,值域介于-1和1之间,即-1≤cos(x)≤1。
4. 单调性:余弦函数在一个周期内是周期递增递减的。
三角函数的图像和性质教学课件
图像变化
当角度增加时,余 弦函数的值会减小, 图像会向中心靠拢; 当角度减小时,余 弦函数的值会增加, 图像会向外扩展。
图像周期
余弦函数的图像具 有周期性,周期为 360度。在一个周 期内,图像会重复 出现。
正切函数的图像
图像形状
01 正切函数的图像在直角坐标系中呈现出周期性和无界性,其形状类似于波浪线。
调性。
PART 04
三角函数的应用
在几何学中的应用
三角函数在几何学中有着广泛的应用, 例如在计算角度、长度、面积等方面。
三角函数可以帮助我们理解几何图形的 性质,例如在研究圆、椭圆、抛物线等 方面。
三角函数还可以用于解决一些几何问题, 例如在计算最短路径、最大面积等方面。
在物理学中 的应用
交流电
三角函数的基本性质
周期性
三角函数(如正弦函数和 余弦函数)具有明显的周 期性,这意味着它们的图 像会重复出现。
振幅和相位
振幅和相位是描述三角函 数的重要参数。振幅决定 了图像的最高点和最低点, 而相位决定了图像在垂直 方向上的位置。
奇偶性
三角函数中的正弦函数和 余弦函数具有不同的奇偶 性。正弦函数是奇函数, 而余弦函数是偶函数。
图像变化规律
02 正切函数的图像随着角度的变化而呈现周期性的变化,其变化规律是每隔180度重复一次。
图像与x轴交点
03 正切函数的图像与x轴的交点是无穷多个,且分布不均,主要集中在x轴的两侧。
其他三角函数的图像
正切函数图像在直角坐标系中呈现 出周期性和无界性,是三角函数中 较为特殊的一种。
余切函数图像与正切函数图像互为 反函数,在直角坐标系中呈现出对 称性和周期性。
工程学
在工程学中,三角函数可以用于解决各种实际问题,如结 构工程中的应力分析、机械工程中的振动分析等。
三角函数的图像和性质
当0<A<1时,图像在y轴方向压缩。
02
周期变换
ω表示周期变换的系数,周期T=2π/|ω|。当ω>1时,周期减小,图像
在x轴方向压缩;当0<ω<1时,周期增大,图像在x轴方向拉伸。
03
相位变换
φ表示相位变换的角度,当φ>0时,图像左移;当φ<0时,图像右移。
正弦型曲线应用举例
振动问题
在物理学中,正弦函数常用来描述简谐振动,如弹簧振子 、单摆等。通过正弦函数的振幅、周期和相位等参数,可 以描述振动的幅度、频率和初始状态。
三角函数的图像和性 质
汇报人:XX 2024-01-28
contents
目录
• 三角函数基本概念 • 正弦函数图像与性质 • 余弦函数图像与性质 • 正切函数图像与性质 • 三角函数复合与变换 • 三角函数在解决实际问题中的应用
01
三角函数基本概念
角度与弧度制
角度制
01
将圆周分为360等份,每份称为1度,用度(°)作为单位来度量
角的大小。
弧度制
02
以弧长等于半径所对应的圆心角为1弧度,用符号rad表示,是
国际通用的角度度量单位。
角度与弧度的换算
03
1° = (π/180)rad,1rad = (180/π)°。
三角函数定义及关系
正弦函数
sinθ = y/r,表示单位圆上任意 一点P(x,y)与x轴正方向形成的 角θ的正弦值。
光学
在光的反射、折射等现象中,三角函数可以 帮助计算入射角、折射角等角度问题。
在工程问题中的应用
1 2
建筑设计
在建筑设计中,三角函数可以帮助计算建筑物的 角度、高度、距离等参数,确保设计的准确性和 安全性。
三角函数的图像与性质
三角函数的图像与性质引言三角函数在数学中起着非常重要的作用,它们的图像与性质也是数学学习过程中的基础内容。
本文将介绍三角函数的图像和常见性质,包括正弦函数、余弦函数和正切函数。
正弦函数的图像与性质正弦函数是三角函数中最常见的函数之一,它的图像呈现周期性的波动。
正弦函数的定义域为实数集,值域为[-1, 1]。
正弦函数的图像可以用下面的公式表示:$$y = \\sin(x)$$正弦函数的图像在周期范围内呈现上升和下降的特点,其中最高点和最低点的纵坐标分别为1和-1。
正弦函数的图像以曲线方式连续无间断地进行。
正弦函数的性质包括: - 正弦函数的周期为$2\\pi$,即在每个周期内,正弦函数的图像完整地重复一次。
- 正弦函数的对称轴为x轴。
- 正弦函数的图像在$[\frac{\pi}{2},\frac{3\pi}{2}] $ 上是增函数,在$[0, \frac{\pi}{2}] $ 和$[\frac{3\pi}{2}, 2\pi] $ 上是减函数。
余弦函数的图像与性质余弦函数也是三角函数中常见的函数,它的图像与正弦函数非常相似,但是相位不同。
余弦函数的定义域为实数集,值域为[-1, 1]。
余弦函数的图像可以用下面的公式表示:$$y = \\cos(x)$$余弦函数的图像在周期范围内呈现上升和下降的特点,其中最高点和最低点的纵坐标分别为1和-1。
余弦函数的图像以曲线方式连续无间断地进行。
余弦函数的性质包括: - 余弦函数的周期为$2\\pi$,即在每个周期内,余弦函数的图像完整地重复一次。
- 余弦函数的对称轴为y轴。
- 余弦函数的图像在$[\pi, 2\pi] $ 上是增函数,在$[0, \pi] $ 上是减函数。
正切函数的图像与性质正切函数是另一个重要的三角函数,它的图像在不同的区间内有不同的特点。
正切函数的定义域是除了$\\frac{\\pi}{2} + k\\pi$(其中k是整数)的所有实数,值域是整个实数集。
三角函数的图像和性质
三角函数的图像和性质三角函数是数学中的重要概念,它们在几何、物理、工程等领域都有广泛的应用。
本文将重点讨论三角函数的图像和性质,并通过具体的例子来说明。
一、正弦函数的图像和性质正弦函数是最基本的三角函数之一,它的图像可以用来描述周期性变化的现象。
正弦函数的图像是一条连续的曲线,它在[-π/2, π/2]区间内单调递增,在[π/2, 3π/2]区间内单调递减。
在整个定义域[-∞, ∞]上,正弦函数的值域为[-1, 1],且具有奇对称性。
例如,我们考虑正弦函数y = sin(x)在[0, 2π]上的图像。
根据正弦函数的性质,当x=0时,y=0;当x=π/2时,y=1;当x=π时,y=0;当x=3π/2时,y=-1;当x=2π时,y=0。
连接这些点,我们可以得到正弦函数在[0, 2π]上的图像,即一条上下波动的连续曲线。
二、余弦函数的图像和性质余弦函数是另一个基本的三角函数,它也可以用来描述周期性变化的现象。
与正弦函数相比,余弦函数的图像在水平方向上发生了平移,它在[0, 2π]区间内单调递减,在[-π/2, π/2]和[3π/2, 5π/2]区间内单调递增。
在整个定义域[-∞, ∞]上,余弦函数的值域为[-1, 1],且具有偶对称性。
以余弦函数y = cos(x)在[0, 2π]上的图像为例,当x=0时,y=1;当x=π/2时,y=0;当x=π时,y=-1;当x=3π/2时,y=0;当x=2π时,y=1。
连接这些点,我们可以得到余弦函数在[0, 2π]上的图像,即一条波动的连续曲线。
三、正切函数的图像和性质正切函数是三角函数中的另一个重要概念,它描述了斜率的变化。
正切函数的图像具有周期性,其周期为π。
正切函数在定义域的每个周期内,都有无穷多个渐近线,即x=π/2+kπ,其中k为整数。
正切函数的值域为(-∞, ∞)。
以正切函数y = tan(x)在[-π/2, π/2]上的图像为例,当x=-π/4时,y=-1;当x=0时,y=0;当x=π/4时,y=1。
三角函数的图像与性质
三角函数的图像与性质三角函数是高中数学中非常重要的一部分内容,它们在物理、工程、计算机科学等领域都有广泛的应用。
在学习三角函数时,我们需要了解它们的图像与性质,以便更好地理解它们的含义和用法。
本文将介绍三角函数的图像与性质,帮助读者更好地掌握这一知识点。
正弦函数(sin)正弦函数是最常见的三角函数之一,它描述了一个周期性变化的曲线。
正弦函数的图像是一个连续的波浪线,它在区间[-1,1]之间取值,且呈现周期性。
具体来说,当自变量的取值为0时,正弦函数的值为0;当自变量的取值为90°(或π/2)时,正弦函数的值为1;当自变量的取值为180°(或π)时,正弦函数的值再次为0;以此类推。
正弦函数的图像可以帮助我们观察周期性变化的现象,并用于解决相关问题,如天体运动、声音传播等。
余弦函数(cos)余弦函数也是一种常见的三角函数,它与正弦函数非常相似,但在图像上有一定的差异。
余弦函数的图像也是一个周期性变化的曲线,它在区间[-1,1]之间取值。
与正弦函数不同的是,当自变量的取值为0时,余弦函数的值为1;当自变量的取值为90°(或π/2)时,余弦函数的值为0;当自变量的取值为180°(或π)时,余弦函数的值再次为-1。
余弦函数的图像可以帮助我们观察周期性的振动现象,如弹簧的伸缩、机械摆动等。
正切函数(tan)正切函数是三角函数中的另一个重要概念,它描述了一个不断增大或减小的曲线。
正切函数的图像在某些点和正弦函数、余弦函数的图像相交,但在其他点上却有明显的区别。
正切函数的图像可以帮助我们观察角度的变化和斜率的变化,如坡度、天文观测等。
正切函数的自变量是角度的度数,因此它的取值范围没有限制。
需要注意的是,在某些角度上,正切函数的值会趋近于无穷大。
性质与应用除了图像之外,三角函数还有许多重要的性质和应用。
其中,周期性是最基本的特征之一。
正弦函数、余弦函数的周期均为360°(或2π),而正切函数的周期为180°(或π)。
数学精华课件:三角函数的图象和性质
正切函数的图象
正切函数是奇函数,其图像关于原点对 称。
正切函数的图像是一个连续的曲线,它 在每一个开区间$(-frac{pi}{2}+kpi, frac{pi}{2}+kpi)$内是单调递增的。
正切函数的定义域为除去所有形如 $kpi+frac{pi}{2}$的点,其中$k$为整 数。正切函数没有最大值和最小值,因
06
总结与回顾
重点回顾
三角函数的基本概念
三角函数是描述三角形边长和角度之间关系的数学函数,包括正 弦、余弦、正切等。
三角函数的图象
三角函数的图象是周期性的,呈现波浪形状,具有对称性。
三角函数的性质
三角函数具有一些基本性质,如奇偶性、单调性、周期性等。
学习反馈
01
02
03
学生掌握情况
通过课堂练习和课后作业, 了解学生对三角函数图象 和性质的掌握情况。
学习目标
掌握三角函数的图象 绘制方法。
能够运用三角函数解 决实际问题,如物理、 工程等领域的问题。
理解三角函数的性质, 如周期性、奇偶性、 振幅和相位等。
02
三角函数的基本概念
正弦函数
定义
正弦函数是三角函数的 一种,定义为y=sinx,
x∈R。
周期性
正弦函数具有周期性, 其周期为2π。
奇偶性
正弦函数是奇函数,因 为f(-x)=sin(-x)=sinx=-f(x)。
布。
在工程学中的应用
01
三角函数在工程学中广 泛应用于信号处理、控 制系统等领域。
02
在信号处理中,三角函 数可以用于实现滤波、 调制和解调等操作。
03
在控制系统中,三角函 数可以用于实现PID控制、 模糊控制等算法。
5 第5讲 三角函数的图象与性质
第5讲三角函数的图象与性质1.正弦、余弦、正切函数的图象与性质函数y=sin x y=cos x y=tan x图象定义域R R{x|x≠kπ+π2,k∈Z}值域[-1,1][-1,1]R函数的最值最大值1,当且仅当x=2kπ+π2,k∈Z最小值-1,当且仅当x=2kπ-π2,k∈Z最大值1,当且仅当x=2kπ,k∈Z最小值-1,当且仅当x=2kπ-π,k∈Z无最大值和最小值单调性增区间[k·2π-π2,k·2π+π2(k∈Z)]减区间[k·2π+π2,k·2π+3π2](k∈Z)增区间[k·2π-π,k·2π](k∈Z)减区间[k·2π,k·2π+π](k∈Z)增区间(k·π-π2,k·π+π2)(k∈Z)奇偶性奇函数偶函数奇函数周期性周期为2kπ,k≠0,k∈Z,最小正周期为2π周期为2kπ,k≠0,k∈Z,最小正周期为2π周期为kπ,k≠0,k∈Z,最小正周期为π对称性对称中心(kπ,0),k∈Z⎝⎛⎭⎫kπ+π2,0,k∈Z⎝⎛⎭⎫kπ2,0,k∈Z对称轴x=kπ+π2,k∈Zx=kπ,k∈Z无对称轴零点kπ,k∈Z kπ+π2,k∈Zkπ,k∈Z2.周期函数的定义对于函数f(x),如果存在一个非零常数T,使得当x取定义域内的每一个值时,都有f(x+T)=f(x),那么函数f(x)就叫做周期函数,非零常数T叫做这个函数的周期;函数y=A sin(ωx +φ)和y=A cos(ωx+φ)的周期均为T=2π|ω|;函数y=A tan(ωx+φ)的周期为T=π|ω|.3.对称与周期正弦曲线、余弦曲线相邻的两个对称中心、相邻的两条对称轴之间的距离是半个周期,相邻的对称中心与对称轴之间的距离是四分之一个周期;正切曲线相邻的两个对称中心之间的距离是半个周期.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)y=cos x在第一、二象限内是减函数.()(2)若y=k sin x+1,x∈R,则y的最大值是k+1.()(3)若非零实数T是函数f(x)的周期,则kT(k是非零整数)也是函数f(x)的周期.()(4)函数y=sin x图象的对称轴方程为x=2kπ+π2(k∈Z).()(5)函数y=tan x在整个定义域上是增函数.()答案:(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×函数y=tan 3x的定义域为()A.⎩⎨⎧⎭⎬⎫x⎪⎪x≠3π2+3kπ,k∈ZB.⎩⎨⎧⎭⎬⎫x⎪⎪x≠π6+kπ,k∈ZC.⎩⎨⎧⎭⎬⎫x⎪⎪x≠-π6+kπ,k∈ZD.⎩⎨⎧⎭⎬⎫x⎪⎪x≠π6+kπ3,k∈Z解析:选D.由3x ≠π2+k π(k ∈Z ),得x ≠π6+k π3,k ∈Z .故选D.(2017·高考全国卷Ⅲ)设函数f (x )=cos(x +π3),则下列结论错误的是( )A .f (x )的一个周期为-2πB .y =f (x )的图象关于直线x =8π3对称C .f (x +π)的一个零点为x =π6D .f (x )在(π2,π)单调递减解析:选D.根据函数解析式可知函数f (x )的最小正周期为2π,所以函数的一个周期为-2π,A 正确;当x =8π3时,x +π3=3π,所以cos ⎝⎛⎭⎫x +π3=-1,所以B 正确;f (x +π)=cos ⎝⎛⎭⎫x +π+π3=cos ⎝⎛⎭⎫x +4π3,当x =π6时,x +4π3=3π2,所以f (x +π)=0,所以C 正确;函数f (x )=cos ⎝⎛⎭⎫x +π3在⎝⎛⎭⎫π2,23π上单调递减,在⎝⎛⎭⎫23π,π上单调递增,故D 不正确.所以选D.函数y =3-2cos ⎝⎛⎭⎫x +π4的最大值为__________,此时x =________.解析:函数y =3-2cos ⎝⎛⎭⎫x +π4的最大值为3+2=5,此时x +π4=π+2k π(k ∈Z ),即x =3π4+2k π(k ∈Z ). 答案:53π4+2k π(k ∈Z ) 函数f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫x +π4,x ∈[0,π]的减区间为________.解析:当2k π+π2≤x +π4≤2k π+3π2,k ∈Z ,即2k π+π4≤x ≤2k π+5π4,k ∈Z 时,函数f (x )是减函数.又x ∈[0,π],所以f (x )的单调递减区间为⎣⎡⎦⎤π4,π. 答案:⎣⎡⎦⎤π4,π三角函数的定义域和值域[典例引领](1)(2017·高考全国卷Ⅱ)函数f (x )=sin 2x +3cos x -34⎝⎛⎭⎫x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2的最大值是________.(2)函数y =lg(2sin x -1)+1-2cos x 的定义域是________. 【解析】(1)依题意,f (x )=sin 2x +3cos x -34=-cos 2x +3cos x +14=-⎝⎛⎭⎫cos x -322+1,因为x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2,所以cos x ∈[0,1],因此当cos x =32时,f (x )max =1.(2)要使函数y =lg(2sin x -1)+1-2cos x 有意义,则⎩⎪⎨⎪⎧2sin x -1>0,1-2cos x ≥0,即⎩⎨⎧sin x >12,cos x ≤12.解得2k π+π3≤x <2k π+5π6,k ∈Z .即函数的定义域为⎣⎡⎭⎫2k π+π3,2k π+5π6,k ∈Z .【答案】 (1)1 (2)⎣⎡⎭⎫2k π+π3,2k π+5π6,k ∈Z(1)三角函数定义域的求法求三角函数定义域实际上是构造简单的三角不等式(组),常借助三角函数线或三角函数图象来求解.(2)三角函数值域的不同求法 ①利用sin x 和cos x 的值域直接求.②把所给的三角函数式变换成y =A sin(ωx +φ)的形式求值域. ③(换元法)把sin x 或cos x 看作一个整体,转换成二次函数求值域. ④(换元法)利用sin x ±cos x 和sin x cos x 的关系转换成二次函数求值域.[通关练习]1.函数f (x )=3sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6在区间⎣⎡⎦⎤0,π2上的值域为( )A.⎣⎡⎦⎤-32,32 B.⎣⎡⎦⎤-32,3 C.⎣⎡⎦⎤-332,332 D.⎣⎡⎦⎤-332,3解析:选B.当x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2时,2x -π6∈⎣⎡⎦⎤-π6,5π6,sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6∈⎣⎡⎦⎤-12,1, 故3sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6∈⎣⎡⎦⎤-32,3, 即此时函数f (x )的值域是⎣⎡⎦⎤-32,3. 2.函数y =lg sin x +cos x -12的定义域为________.解析:要使函数有意义,则有⎩⎪⎨⎪⎧sin x >0,cos x -12≥0, 即⎩⎪⎨⎪⎧sin x >0,cos x ≥12,解得⎩⎪⎨⎪⎧2k π<x <π+2k π,-π3+2k π≤x ≤π3+2k π(k ∈Z ), 所以2k π<x ≤π3+2k π,k ∈Z .所以函数的定义域为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪2k π<x ≤π3+2k π,k ∈Z .答案:⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪2k π<x ≤π3+2k π,k ∈Z3.函数y =(4-3sin x )(4-3cos x )的最小值为________. 解析:y =16-12(sin x +cos x )+9sin x cos x ,令t =sin x +cos x ,则t ∈[-2,2],且sin x cos x =t 2-12,所以y =16-12t +9×t 2-12=12(9t 2-24t +23).故当t =43时,y min =72.答案:72三角函数的单调性(高频考点)三角函数的单调性是每年高考命题的热点,题型既有选择题也有填空题,或解答题某一问出现,难度为中档题.高考对三角函数单调性的考查有以下四个命题角度:(1)求已知三角函数的单调区间; (2)已知三角函数的单调区间求参数; (3)利用三角函数的单调性比较大小;(4)利用三角函数的单调性求值域(或最值).(见本节例1(1)及通关练习T1)[典例引领]角度一 求已知三角函数的单调区间(2018·沈阳市教学质量检测(一))已知f (x )=2sin 2x +2sin x cos x ,则f (x )的最小正周期和一个单调递减区间分别为( ) A .2π,⎣⎡⎦⎤3π8,7π8B .π,⎣⎡⎦⎤3π8,7π8C .2π,⎣⎡⎦⎤-π8,3π8D .π,⎣⎡⎦⎤-π8,3π8【解析】 f (x )=2sin 2x +2sin x cos x =1-cos 2x +sin 2x =2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π4+1,所以T =2π2=π,由π2+2k π≤2x -π4≤3π2+2k π(k ∈Z )得3π8+k π≤x ≤7π8+k π(k ∈Z ),令k =0得f (x )在⎣⎡⎦⎤3π8,7π8上单调递减.【答案】 B角度二 已知三角函数的单调区间求参数函数f (x )=sin ωx (其中ω>0)在区间⎣⎡⎦⎤-π2,2π3上单调递增,则ω的取值范围是________.【解析】 因为ω>0,由2k π-π2≤ωx ≤2k π+π2,k ∈Z ,得f (x )的增区间是⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k πω-π2ω,2k πω+π2ω,k ∈Z .因为f (x )在⎣⎡⎦⎤-π2,2π3上单调递增,所以⎣⎡⎦⎤-π2,2π3⊆⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k πω-π2ω,2k π2+π2ω. 所以-π2≥2k πω-π2ω且2π3≤π2ω+2k πω,所以ω∈⎝⎛⎦⎤0,34. 【答案】 ⎝⎛⎦⎤0,34 角度三 利用三角函数的单调性比较大小已知函数f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫x +π3,设a =f ⎝⎛⎭⎫π7,b =f ⎝⎛⎭⎫π6,c =f ⎝⎛⎭⎫π3,则a ,b ,c 的大小关系是( )A .a <c <bB .c <a <bC .b <a <cD .b <c <a【解析】 a =f ⎝⎛⎭⎫π7=2sin 1021π,b =f ⎝⎛⎭⎫π6=2sin π2=2,c =f ⎝⎛⎭⎫π3=2sin 2π3=2sin π3,因为y =sin x 在⎣⎡⎦⎤0,π2上递增,所以c <a <b .【答案】 B(1)求三角函数单调区间的两种方法①代换法:就是将比较复杂的三角函数含自变量的代数式整体当作一个角u (或t ),利用复合函数的单调性列不等式求解,如例2-1.②图象法:画出三角函数的正、余弦曲线,结合图象求它的单调区间.[提醒] 要注意求函数y =A sin(ωx +φ)的单调区间时ω的符号,若ω<0,那么一定先借助诱导公式将ω化为正数.同时切莫漏掉考虑函数自身的定义域. (2)利用单调性确定ω的范围的方法对于已知函数的单调区间的某一部分确定参数ω的范围的问题,首先,明确已知的单调区间应为函数的单调区间的子集,其次,要确定已知函数的单调区间,从而利用它们之间的关系可求解,另外,若是选择题利用特值验证排除法求解更为简捷. (3)利用单调性比较大小的方法首先利用诱导公式把已知角转化为同一区间内的角且函数名称相同,再利用其单调性比较大小.[通关练习]1.函数f (x )=tan ⎝⎛⎭⎫2x -π3的单调递增区间是( )A.⎣⎡⎦⎤k π2-π12,k π2+5π12(k ∈Z )B.⎝⎛⎭⎫k π2-π12,k π2+5π12(k ∈Z )C.⎣⎡⎦⎤k π-π12,k π+5π12(k ∈Z )D.⎝⎛⎭⎫k π+π6,k π+2π3(k ∈Z )解析:选B.由k π-π2<2x -π3<k π+π2(k ∈Z )得,k π2-π12<x <k π2+5π12(k ∈Z ),所以函数f (x )=tan(2x -π3)的单调递增区间为⎝⎛⎭⎫k π2-π12,k π2+5π12(k ∈Z ).2.(2018·浙江宁波质检)已知函数f (x )=2sin ωx 在区间⎣⎡⎦⎤-π3,π4上的最小值为-2,则ω的取值范围是( ) A.⎝⎛⎭⎫-∞,-92∪[6,+∞) B.⎝⎛⎦⎤-∞,-92∪⎣⎡⎭⎫32,+∞ C .(-∞,-2]∪[6,+∞) D .(-∞,-2]∪⎣⎡⎭⎫32,+∞解析:选D.当ω>0时,由题意知-π3ω≤-π2,即ω≥32;当ω<0时,由题意知π4ω≤-π2,所以ω≤-2.综上可知,ω的取值范围是(]-∞,-2∪⎣⎡⎭⎫32,+∞. 3.已知函数g (x )=-cos ⎝⎛⎭⎫-2x +π3⎝⎛⎭⎫x ∈⎣⎡⎦⎤-π2,π2,则g (x )的单调递增区间为________.解析:g (x )=-cos ⎝⎛⎭⎫-2x +π3=-cos ⎝⎛⎭⎫2x -π3,欲求函数g (x )的单调递增区间, 只需求y =cos ⎝⎛⎭⎫2x -π3的单调递减区间. 由2k π≤2x -π3≤2k π+π,k ∈Z ,得k π+π6≤x ≤k π+2π3,k ∈Z .故所给函数的单调递增区间为⎣⎡⎦⎤k π+π6,k π+2π3(k ∈Z ). 因为x ∈⎣⎡⎦⎤-π2,π2,所以函数g (x )的单调递增区间是⎣⎡⎦⎤-π2,-π3,⎣⎡⎦⎤π6,π2.答案:⎣⎡⎦⎤-π2,-π3,⎣⎡⎦⎤π6,π2三角函数的奇偶性、周期性及对称性(高频考点)三角函数的奇偶性、周期性及对称性是每年高考命题的热点,题型既有选择题也有填空题,或在解答题某一问出现,难度为中档题.高考对三角函数单调性的考查有以下三个命题角度: (1)三角函数的周期性与奇偶性; (2)三角函数的对称轴或对称中心; (3)三角函数的奇偶性与单调性.[典例引领]角度一 三角函数的周期性与奇偶性(2018·贵阳市监测考试)下列函数中,以π2为最小正周期的奇函数是( )A .y =sin 2x +cos 2xB .y =sin ⎝⎛⎭⎫4x +π2C .y =sin 2x cos 2xD .y =sin 22x -cos 22x【解析】 A 中,y =sin 2x +cos 2x =2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π4,为非奇非偶函数,故A 错;B 中,y=sin ⎝⎛⎭⎫4x +π2=cos 4x ,为偶函数,故B 错;C 中,y =sin 2x cos 2x =12sin 4x ,最小正周期为π2且为奇函数,故C 正确;D 中,y =sin 22x -cos 22x =-cos 4x ,为偶函数,故D 错. 【答案】 C角度二 三角函数的对称轴或对称中心函数y =sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6的图象与函数y =cos ⎝⎛⎭⎫x -π3的图象( )A .有相同的对称轴但无相同的对称中心B .有相同的对称中心但无相同的对称轴C .既有相同的对称轴也有相同的对称中心D .既无相同的对称中心也无相同的对称轴【解析】 由2x -π6=k π+π2,k ∈Z ,可解得函数y =sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6的对称轴为x =k π2+π3,k ∈Z .由x -π3=k π,k ∈Z ,可解得函数y =cos ⎝⎛⎭⎫x -π3的对称轴为x =k π+π3,k ∈Z .当k =0时,函数有相同的对称轴.由2x -π6=k π,k ∈Z ,可解得函数y =sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6的对称中心为⎝⎛⎭⎫k π2+π12,0,k ∈Z .由x -π3=k π+π2,k ∈Z ,可解得函数y =cos ⎝⎛⎭⎫x -π3的对称中心为⎝⎛⎭⎫k π+5π6,0,k ∈Z .故两个函数没有相同的对称中心,故选A. 【答案】 A角度三 三角函数的奇偶性与单调性(2018·广州市综合测试(一))已知函数f (x )=sin(ωx +φ)+cos(ωx +φ)(ω>0,0<φ<π)是奇函数,直线y =2与函数f (x )的图象的两个相邻交点的横坐标之差的绝对值为π2,则( )A .f (x )在⎝⎛⎭⎫0,π4上单调递减B .f (x )在⎝⎛⎭⎫π8,3π8上单调递减C .f (x )在⎝⎛⎭⎫0,π4上单调递增D .f (x )在⎝⎛⎭⎫π8,3π8上单调递增【解析】 f (x )=sin(ωx +φ)+cos(ωx +φ)=2sin ⎝⎛⎭⎫ωx +φ+π4,因为0<φ<π且f (x )为奇函数,所以φ=3π4,即f (x )=-2sin ωx ,又直线y =2与函数f (x )的图象的两个相邻交点的横坐标之差的绝对值为π2,所以函数f (x )的最小正周期为π2,由2πω=π2,可得ω=4,故f (x )=-2sin 4x ,由2k π+π2≤4x ≤2k π+3π2,k ∈Z ,即k π2+π8≤x ≤k π2+3π8,k ∈Z ,令k=0,得π8≤x ≤3π8,此时f (x )在⎝⎛⎭⎫π8,3π8上单调递增.【答案】 D三角函数的奇偶性、对称性和周期问题的解题思路(1)奇偶性的判断方法:三角函数中奇函数一般可化为y =A sin ωx 或y =A tan ωx 的形式,而偶函数一般可化为y =A cos ωx +b 的形式.(2)周期的计算方法:利用函数y =A sin(ωx +φ)(ω>0),y =A cos(ωx +φ)(ω>0)的周期为2πω,函数y =A tan(ωx +φ)(ω>0)的周期为πω求解.(3)解决对称性问题的关键:熟练掌握三角函数的对称轴、对称中心.[提醒] 对于函数y =A sin(ωx +φ),其对称轴一定经过图象的最高点或最低点,对称中心的横坐标一定是函数的零点,因此在判断直线x =x 0或点(x 0,0)是否是函数的对称轴或对称中心时,可通过检验f (x 0)的值进行判断.[通关练习]1.已知f (x )=sin x +3cos x (x ∈R ),函数y =f (x +φ)⎝⎛⎭⎫|φ|≤π2的图象关于直线x =0对称,则φ的值为( ) A.π2 B.π3 C.π4D.π6解析:选D.f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫x +π3,y =f (x +φ)=2sin ⎝⎛⎭⎫x +π3+φ的图象关于x =0对称,即f (x +φ)为偶函数. 所以π3+φ=π2+k π,k ∈Z ,即φ=k π+π6,k ∈Z ,又因为|φ|≤π2,所以φ=π6,故选D.2.已知函数f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫ωx +π6(ω>0)的最小正周期为4π,则该函数的图象( )A .关于点⎝⎛⎭⎫π3,0对称B .关于点⎝⎛⎭⎫5π3,0对称C .关于直线x =π3对称D .关于直线x =5π3对称解析:选B.函数f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫ωx +π6(ω>0)的最小正周期是4π,而T =2πω=4π,所以ω=12, 即f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫12x +π6.函数f (x )的对称轴为x 2+π6=π2+k π,解得x =23π+2k π(k ∈Z );函数f (x )的对称中心的横坐标为x 2+π6=k π,解得x =2k π-13π(k ∈Z ).所以f (x )的对称中心为⎝⎛⎭⎫5π3,0.3.(2018·揭阳模拟)已知函数f (x )是周期为2的奇函数,当x ∈[0,1)时,f (x )=lg(x +1),则f ⎝⎛⎭⎫2 0165+lg 18=________.解析:因为当x ∈[0,1)时,f (x )=lg(x +1), f ⎝⎛⎭⎫45=lg 95, 又因为函数f (x )是周期为2的奇函数, 所以f ⎝⎛⎭⎫2 0165=f ⎝⎛⎭⎫-45=-f ⎝⎛⎭⎫45=-lg 95, 所以f ⎝⎛⎭⎫2 0165+lg 18=lg 18-lg 95=lg 10=1. 答案:1奇偶性对于y =A sin(ωx +φ)(A ≠0),若为奇函数,则φ=k π(k ∈Z );若为偶函数,则φ=π2+k π(k ∈Z ).对于y =A cos(ωx +φ)(A ≠0),若为奇函数,则φ=π2+k π(k ∈Z );若为偶函数,则φ=k π(k ∈Z ).对于y =A tan(ωx +φ)(A ≠0),若为奇函数,则φ=k2π(k ∈Z ).函数图象的对称中心、对称轴(1)求形如y =A sin(ωx +φ)或y =A cos(ωx +φ)的函数图象的对称轴或对称中心时,都是先把“ωx +φ”看作一个整体,然后根据y =sin x 和y =cos x 图象的对称轴或对称中心进行求解. (2)在判断对称轴或对称中心时,用以下结论可快速解题:设y =f (x )=A sin(ωx +φ),g (x )=A cos(ωx +φ),x =x 0是对称轴方程⇔f (x 0)=±A ,g (x 0)=±A ;(x 0,0)是对称中心⇔f (x 0)=0,g (x 0)=0. 易错防范(1)闭区间上最值或值域问题,首先要在定义域基础上分析单调性;含参数的最值问题,要讨论参数对最值的影响.(2)要注意求函数y =A sin(ωx +φ)的单调区间时A 和ω的符号,尽量化成ω>0时的情况,避免出现增减区间的混淆.1.f (x )=tan x +sin x +1,若f (b )=2,则f (-b )=( ) A .0 B .3 C .-1D .-2解析:选A.因为f (b )=tan b +sin b +1=2, 即tan b +sin b =1.所以f (-b )=tan(-b )+sin(-b )+1 =-(tan b +sin b )+1=0.2.(2018·南昌市第一次模拟)已知函数f (x )=A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0,0<φ<π2)的周期为π,若f (α)=1,则f ⎝⎛⎭⎫α+3π2=( )A .-2B .-1C .1D .2解析:选B.因为函数f (x )=A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0, 0<φ<π2)的周期为π,所以T =2πω=π,得ω=2,从而由f (α)=1,得A sin(2α+φ)=1,f ⎝⎛⎭⎫α+3π2=A sin ⎣⎡⎦⎤2⎝⎛⎭⎫α+3π2+φ=A sin []3π+(2α+φ)=-A sin(2α+φ)=-1.3.最小正周期为π且图象关于直线x =π3对称的函数是( )A .y =2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3B .y =2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6C .y =2sin ⎝⎛⎭⎫x 2+π3D .y =2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3解析:选B.由函数的最小正周期为π,可排除C.由函数图象关于直线x =π3对称知,该直线过函数图象的最高点或最低点,对于A ,因为sin ⎝⎛⎭⎫2×π3+π3=sin π=0,所以选项A 不正确.对于D ,sin ⎝⎛⎭⎫2×π3-π3=sin π3=32,所以D 不正确,对于B ,sin ⎝⎛⎭⎫2×π3-π6=sinπ2=1,所以选项B 正确,故选B.4.(2017·高考全国卷Ⅲ)函数f (x )=15sin(x +π3)+cos(x -π6)的最大值为( )A.65 B .1 C.35D.15解析:选A.因为cos(x -π6)=cos[(x +π3)-π2]=sin(x +π3),所以f (x )=65sin(x +π3),于是f (x )的最大值为65,故选A.5.(2018·石家庄教学质量检测(二))已知函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2x +π12,f ′(x )是f (x )的导函数,则函数y =2f (x )+f ′(x )的一个单调递减区间是( ) A.⎣⎡⎦⎤π12,7π12 B.⎣⎡⎦⎤-5π12,π12 C.⎣⎡⎦⎤-π3,2π3D.⎣⎡⎦⎤-π6,5π6解析:选A.由题意,得f ′(x )=2cos ⎝⎛⎭⎫2x +π12,所以y =2f (x )+f ′(x )=2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π12+2cos ⎝⎛⎭⎫2x +π12=22sin ⎝⎛⎭⎫2x +π12+π4=22sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3.由2k π+π2≤2x +π3≤2k π+3π2(k ∈Z ),得k π+π12≤x ≤k π+7π12(k ∈Z ),所以y =2f (x )+f ′(x )的一个单调递减区间为⎣⎡⎦⎤π12,7π12,故选A. 6.比较大小:sin ⎝⎛⎭⎫-π18________sin ⎝⎛⎭⎫-π10.解析:因为y =sin x 在⎣⎡⎦⎤-π2,0上为增函数且-π18>-π10,故sin ⎝⎛⎭⎫-π18>sin ⎝⎛⎭⎫-π10.答案:>7.若函数f (x )=2cos ⎝⎛⎭⎫ωx +π6的最小正周期为T ,T ∈(1,3),则正整数ω的最大值为________.解析:因为T =2πω,T ∈(1,3),所以1<2πω<3,即2π3<ω<2π.所以正整数ω的最大值为6. 答案:68.已知f (x )=sin 2x -3cos 2x ,若对任意实数x ∈⎝⎛⎦⎤0,π4,都有|f (x )|<m ,则实数m 的取值范围是________.解析:因为f (x )=sin 2x -3cos 2x =2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3,x ∈⎝⎛⎦⎤0,π4,所以⎝⎛⎭⎫2x -π3∈⎝⎛⎦⎤-π3,π6,所以2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3∈(-3,1],所以|f (x )|=|2sin ⎝⎛⎪⎪2x -π3)<3,所以m ≥ 3.答案:[3,+∞)9.(2017·高考北京卷)已知函数f (x )=3cos ⎝⎛⎭⎫2x -π3-2sin x cos x . (1)求f (x )的最小正周期;(2)求证:当x ∈⎣⎡⎦⎤-π4,π4时,f (x )≥-12. 解:(1)f (x )=32cos 2x +32sin 2x -sin 2x =12sin 2x +32cos 2x =sin(2x +π3).所以f (x )的最小正周期T =2π2=π.(2)证明:因为-π4≤x ≤π4,所以-π6≤2x +π3≤5π6.所以sin(2x +π3)≥sin(-π6)=-12.所以当x ∈[-π4,π4]时,f (x )≥-12.10.(2018·合肥市第二次教学质量检测)已知函数f (x )=sin ωx -cos ωx (ω>0)的最小正周期为π.(1)求函数y =f (x )图象的对称轴方程; (2)讨论函数f (x )在⎣⎡⎦⎤0,π2上的单调性.解:(1)因为f (x )=sin ωx -cos ωx =2sin ⎝⎛⎭⎫ωx -π4,且T =π,所以ω=2.于是,f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π4.令2x -π4=k π+π2(k ∈Z ),得x =k π2+3π8(k ∈Z ),即函数f (x )图象的对称轴方程为x =k π2+3π8(k ∈Z ).(2)令2k π-π2≤2x -π4≤2k π+π2(k ∈Z ),得函数f (x )的单调递增区间为⎣⎡⎦⎤k π-π8,k π+3π8(k ∈Z ).注意到x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2,所以令k =0,得函数f (x )在⎣⎡⎦⎤0,π2上的单调递增区间为⎣⎡⎦⎤0,3π8;同理,其单调递减区间为⎣⎡⎦⎤3π8,π2.1.已知函数f (x )=⎪⎪⎪⎪tan ⎝⎛⎭⎫12x -π6,则下列说法正确的是( )A .f (x )的周期是π2B .f (x )的值域是{y |y ∈R ,且y ≠0}C .直线x =5π3是函数f (x )图象的一条对称轴D .f (x )的单调递减区间是⎝⎛⎦⎤2k π-2π3,2k π+π3,k ∈Z解析:选 D.函数f (x )=⎪⎪⎪⎪tan ⎝⎛⎭⎫12x -π6的周期为T =π12=2π,故A 错误;函数f (x )=⎪⎪⎪⎪tan ⎝⎛⎭⎫12x -π6的值域为[0,+∞),故B 错误;当x =5π3时,12x -π6=2π3≠k π2,k ∈Z ,即x =5π3不是f (x )的对称轴,故C 错误;令k π-π2<12x -π6≤k π,k ∈Z ,解得x ∈⎝⎛⎦⎤2k π-2π3,2k π+π3,k ∈Z ,所以函数f (x )的单调减区间为⎝⎛⎦⎤2k π-2π3,2k π+π3,k ∈Z ,故D 正确.2.(2018·武汉市武昌区调研考试)若f (x )=cos 2x +a cos ⎝⎛⎭⎫π2+x 在区间⎝⎛⎭⎫π6,π2上是增函数,则实数a 的取值范围为( ) A .[-2,+∞) B .(-2,+∞) C .(-∞,-4)D .(-∞,-4]解析:选D.f (x )=1-2sin 2x -a sin x ,令sin x =t ,t ∈⎝⎛⎭⎫12,1,则g (t )=-2t 2-at +1,t ∈⎝⎛⎭⎫12,1,因为f (x )在⎝⎛⎭⎫π6,π2上单调递增,所以-a4≥1,即a ≤-4,故选D.3.已知函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫ωx +π4(ω>0),x ∈R .若函数f (x )在区间(-ω,ω)内单调递增,且函数y =f (x )的图象关于直线x =ω对称,则ω的值为( ) A.12 B .2 C.π2D.π2解析:选D.因为f (x )在区间(-ω,ω)内单调递增,且函数图象关于直线x =ω对称,所以f (ω)必为一个周期上的最大值,所以有ω·ω+π4=2k π+π2,k ∈Z ,所以ω2=π4+2k π,k ∈Z ,又ω-(-ω)≤12·2πω,ω>0,即ω2≤π2,即ω2=π4,所以ω=π2.4.(2018·湖南省湘中名校联考)已知函数f (x )=sin(2x +φ),其中φ为实数,若f (x )≤⎪⎪⎪⎪f ⎝⎛⎭⎫π6对x ∈R 恒成立,且f ⎝⎛⎭⎫π2>f (π),则f (x )的单调递增区间是( )A.⎣⎡⎦⎤k π-π3,k π+π6(k ∈Z )B.⎣⎡⎦⎤k π,k π+π2(k ∈Z )C.⎣⎡⎦⎤k π+π6,k π+2π3(k ∈Z )D.⎣⎡⎦⎤k π-π2,k π(k ∈Z )解析:选C.因为f (x )≤⎪⎪⎪⎪f ⎝⎛⎭⎫π6对x ∈R 恒成立,即⎪⎪⎪⎪f ⎝⎛⎭⎫π6=⎪⎪⎪⎪sin ⎝⎛⎭⎫π3+φ=1,所以φ=k π+π6(k ∈Z ).因为f ⎝⎛⎭⎫π2>f (π),所以sin(π+φ)>sin(2π+φ), 即sin φ<0,所以φ=-56π+2k π(k ∈Z ),所以f (x )=sin(2x -56π),所以由三角函数的单调性知2x -5π6∈[2k π-π2,2k π+π2](k ∈Z ),得x ∈[k π+π6,k π+2π3](k ∈Z )即为f (x )的单调递增区间,故选C. 5.已知f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π4.(1)求函数f (x )图象的对称轴方程; (2)求f (x )的单调递增区间; (3)当x ∈⎣⎡⎦⎤π4,3π4时,求函数f (x )的最大值和最小值.解:(1)f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π4,令2x +π4=k π+π2,k ∈Z ,则x =k π2+π8,k ∈Z .所以函数f (x )图象的对称轴方程是x =k π2+π8,k ∈Z .(2)令2k π-π2≤2x +π4≤2k π+π2,k ∈Z ,则k π-3π8≤x ≤k π+π8,k ∈Z .故f (x )的单调递增区间为⎣⎡⎦⎤k π-3π8,k π+π8,k ∈Z .(3)当x ∈⎣⎡⎦⎤π4,3π4时,3π4≤2x +π4≤7π4, 所以-1≤sin ⎝⎛⎭⎫2x +π4≤22,所以-2≤f (x )≤1,所以当x ∈⎣⎡⎦⎤π4,3π4时,函数f (x )的最大值为1,最小值为- 2.6.已知a >0,函数f (x )=-2a sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6+2a +b ,当x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2时,-5≤f (x )≤1.(1)求常数a ,b 的值;(2)设g (x )=f ⎝⎛⎭⎫x +π2且lg g (x )>0,求g (x )的单调区间.解:(1)因为x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2,所以2x +π6∈⎣⎡⎦⎤π6,7π6.所以sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6∈⎣⎡⎦⎤-12,1, 所以-2a sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6∈[-2a ,a ].所以f (x )∈[b ,3a +b ], 又因为-5≤f (x )≤1,所以b =-5,3a +b =1,因此a =2,b =-5. (2)由(1)得,f (x )=-4sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6-1,g (x )=f ⎝⎛⎭⎫x +π2=-4sin ⎝⎛⎭⎫2x +7π6-1=4sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6-1,又由lg g (x )>0,得g (x )>1,所以4sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6-1>1,所以sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6>12,所以2k π+π6<2x +π6<2k π+5π6,k ∈Z ,其中当2k π+π6<2x +π6≤2k π+π2,k ∈Z 时,g (x )单调递增,即k π<x ≤k π+π6,k ∈Z ,所以g (x )的单调增区间为⎝⎛⎦⎤k π,k π+π6,k ∈Z .又因为当2k π+π2<2x +π6<2k π+5π6,k ∈Z 时,g (x )单调递减,即k π+π6<x <k π+π3,k ∈Z .所以g (x )的单调减区间为⎝⎛⎭⎫k π+π6,k π+π3,k ∈Z .。
三角函数的图像和性质
三角函数的图像和性质三角函数是高中数学中的重要内容,它在几何图形的变化和数学模型的建立中扮演着重要角色。
本文将探讨三角函数的图像和性质,通过分析正弦函数、余弦函数和正切函数的特点,帮助读者更好地理解和运用三角函数。
正弦函数是一种周期为2π的连续函数,可表示为:y = sin(x)。
它的图像是一个连续的波动曲线,波峰和波谷在x轴上均匀分布。
正弦函数的图像关于y轴对称,且满足以下性质:在区间[0,2π]上,正弦函数的值在[-1,1]之间变化;当x为0、π、2π等整数倍π时,正弦函数的值为0;当x为π/2、3π/2等奇数倍π时,正弦函数的值为1或-1。
图像的振幅表示波动幅度的大小,振幅越大,波动幅度越大;图像的周期反映波动的重复规律,周期越小,波动重复得越快。
余弦函数是一种周期为2π的连续函数,可表示为:y = cos(x)。
它的图像与正弦函数类似,也是一个连续的波动曲线,但相位不同。
余弦函数的图像关于y轴对称,且满足以下性质:在区间[0,2π]上,余弦函数的值在[-1,1]之间变化;当x为0、2π等整数倍π时,余弦函数的值为1;当x为π、3π等奇数倍π时,余弦函数的值为-1;当x为π/2、3π/2等奇数倍π时,余弦函数的值为0。
与正弦函数相比,余弦函数的图像整体上向右平移了π/2。
正切函数是一种周期为π的连续函数,可表示为:y = tan(x)。
它的图像是一系列无穷多的连续曲线,存在垂直于x轴的渐近线。
正切函数的图像关于原点对称,并且在每个周期内有无穷多个渐近线。
正切函数在某些点上没有定义,当x为π/2、3π/2等奇数倍π时,函数值不存在。
正切函数的图像在每个π的间隔中,会有一个垂直渐近线,图像在这些点上出现突变。
除了正弦函数、余弦函数和正切函数外,还有诸如余切函数、正割函数和余割函数等与三角函数相关的函数。
它们在图像和性质上也有一些特点,但本文主要关注正弦函数、余弦函数和正切函数的图像和性质。
综上所述,三角函数的图像和性质在数学中起着重要作用。
三角函数的图象和性质
在区间 [0,
2
]
上是单调函数,
必有
2
≤
,
即 0<≤2.
∴0<
4k+2 3
≤2(kZ).
解得 k=0 或 1.
∴=2
或
2 3
.
综上所述,
=
2
,
=2 或
2 3
.
6.如果函数 的值.
y=sin2x+acos2x
的图象关于直线
x=-
8
对称,
求a
解: y=sin2x+acos2x= a2+1 sin(2x+), 其中, tan=a.
3.周期性: ①y=sinx、y=cosx 的最小正周期都是
Asin(x+) 和 f(x)=Acos(x+)的最小正周期都是
2;
T=
2|②| .f(x)=
4.奇偶性与对称性: 正弦函数y=sinx(xR)是奇函数, 对称中心
是 (x(kR),是0)偶(k函Z数),,对对称称轴中是心直是线(kx=+k2,+02)((kkZZ)),;对余称弦轴函是数直y=线coxs=x k (kZ) (正(余)弦型函数的对称轴为过最高点或最低点且垂
性, 如果是周期函数, 求出它的一个周期.
解:
(1)由∴∵∴2kfsfs((iixnx+n))xx=的4--lcoc<定oogxss<21xx义(2s=>ik域n0,x2+为-s即ic5n4o{(xsx,x2|-k)s2≥ik4nlZ)(o≤x+g-21424<2,)x>=<0-2得k12:.+
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第五课时 三角函数的图像与性质
主备:王恒先 审核:周天亮 日期:
班级: 姓名: 学号:
【学习目标】
1. 能画出正弦函数,余弦函数,正切函数的图像。
2. 了解0),sin(>+=ϕϕωx A y 的实际意义。
3. 了解函数的周期性
4. 以极度的热情投入学习,体会成功的快乐。
【学习重点】
三角函数的图象变换
【学习难点】
三角函数的图象变换
[自主学习]
1.用“五点法”作正弦、余弦函数的图象.
“五点法”作图实质上是选取函数的一个 ,将其四等分,分别找到图象的 点, 点及“平衡点”.由这五个点大致确定函数的位置与形状.
注:⑴ 正弦函数的对称中心为 ,对称轴为 .
⑵ 余弦函数的对称中心为 ,对称轴为 .
⑶ 正切函数的对称中心为 .
3.“五点法”作y =Asin(ωx+ϕ)(ω>0)的图象.
令x'=ωx +ϕ转化为y =sinx',作图象用五点法,通过列表、描点后作图象. 4.函数y =Asin(ωx+ϕ)的图象与函数y =sinx 的图象关系.
振幅变换:y =Asinx(A>0,A≠1)的图象,可以看做是y =sinx 的图象上所有点的纵坐标都 ,(A>1)或 (0<A<1)到原来的 倍(横坐标不变)而得到的.
周期变换:y =sinωx(ω>0,ω≠1)的图象,可以看做是把y =sinx 的图象上各点的横坐标 (ω>1)或 (0<ω<1)到原来的 倍(纵坐标不变)而得到的.由于y =sinx 周期为2π,故y =sinωx(ω>0)的周期为 .
相位变换:y =sin(x +ϕ)(ϕ≠0)的图象,可以看做是把y =sinx 的图象上各点向 (ϕ>0)或向 (ϕ<0)平移 个单位而得到的.
由y =sinx 的图象得到y =Asin(ωx+ϕ)的图象主要有下列两种方法:
或
说明:前一种方法第一步相位变换是向左(ϕ>0)或向右(ϕ<0)平移 个单位.后一种方法第二步相位变换是向左(ϕ>0)或向右(ϕ<0)平移 个单位.
[典型例析]例1. 已知函数y =Asin(ωx+ϕ)(A>0,ω>0)
⑴ 若A =3,ω=21,ϕ=-3
π,作出函数在一个周期内的简图. ⑵ 若y 表示一个振动量,其振动频率是
π2,当x =24π时,相位是3
π,求ω和ϕ.
例2.已知函数y=3sin )421
(π-x (1)用五点法作出函数的图象;
(2)说明此图象是由y=sinx 的图象经过怎么样的变化得到的;
(3)求此函数的振幅、周期和初相;
(4)求此函数图象的对称轴方程、对称中心.
例3.已知函数23cos sin 3)(2+
-=x x xcox x f ϖϖϖ ),(R x R ∈∈ϖ的最小正周期为π且图象关于6π=x 对称;
(1) 求f(x)的解析式;
(2) 若函数y =1-f(x)的图象与直线y =a 在]2
,0[π上中有一个交点,求实数a 的范围.
例4 设关于x 的方程cos2x +
3sin2x =k +1在[0,2
π]内有两不同根α,β,求α+β的值及k 的取值范围.
[当堂检测] ⒈把函数x x y sin cos 3-=的图象向右平移m 个单位,所得图象关于y 轴对称,则m 的最小值是________________________
⒉把函数x y cos =的图象上的所有点的坐标缩小到原来的一半,纵坐标扩大到原来的两倍,然后把图象向左平移4
π个单位,则所得图形表示的函数的解析式为___________ 3函数)2
52sin(π+=x y 的图象的一条对称轴为___________________
4. 把函数)3sin 3(cos 2
2x x y -=的图象适当变换就可以得到)3sin(x y -=的图象,这种变换可以是______________________
[学后反思]____________________________________________________ _______
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