必修四③三角函数图像与性质

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必修四③三角函数图像与性质

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三角函数图象与性质

基础梳理

1.“五点法”描图

(1)y =sin x 的图象在[0,2π]上的五个关键点的坐标为 (0,0),⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,1,(π,0),⎝ ⎛⎭⎪⎫

3π2,-1,(2π,0).

(2)y =cos x 的图象在[0,2π]上的五个关键点的坐标为 (0,1),⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,0,(π,-1),⎝ ⎛⎭⎪⎫

3π2,0,(2π,1).

2.三角函数的图象和性质 函数 性质 y =sin x y =cos x y =tan x

定义域

R R

{x |x ≠k π+π

2,k ∈Z }

图象

值域

[-1,1] [-1,1] R 对称性

对称轴:

x =k π+π

2(k ∈Z ) 对称中心: (k π,0)(k ∈Z )

对称轴: x =k π(k ∈Z ) 对称中心: ⎝ ⎛⎭

⎪⎫k π+π2,0)(k ∈Z 无对称轴 对称中心: ⎝ ⎛⎭

⎪⎫

k π2,0(k ∈Z ) 周期

π

单调性

单调增区间

⎡2kπ-π

2,2kπ+⎦⎥

⎤π

2(k

∈Z);

单调减区间

⎡2kπ+π

2,2kπ+⎦⎥

2

(k∈Z)

单调增区间[2kπ-

π,2kπ](k∈Z);单

调减区间[2kπ,2kπ

+π](k∈Z)

单调增区间

⎛kπ-π

2,

kπ+⎭⎪

⎫π

2(k∈Z)

奇偶性奇偶奇

两条性质

(1)周期性

函数y=A sin(ωx+φ)和y=A cos(ωx+φ)的最小正周期为2π

|ω|,y=tan(ωx+φ)的最小

正周期为π

|ω|.

(2)奇偶性

三角函数中奇函数一般可化为y=A sin ωx或y=A tan ωx,而偶函数一般可化为y =A cos ωx+b的形式.

三种方法

求三角函数值域(最值)的方法:

(1)利用sin x、cos x的有界性;

(2)形式复杂的函数应化为y=A sin(ωx+φ)+k的形式逐步分析ωx+φ的范围,根据正弦函数单调性写出函数的值域;

(3)换元法:把sin x或cos x看作一个整体,可化为求函数在区间上的值域(最值)问题.

题型分析

1、与三角函数有关的函数的定义域

※相关链接※

(1)与三角函数有关的函数的定义域

①与三角函数有关的函数的定义域仍然是使函数解析式有意义的自变量的取值范围; ②求此类函数的定义域最终归结为用三角函数线或三角函数的图象解三角不等式。 (2)用三角函数线解sinx>a(cosx>a)的方法

①找出使sinx=a(cosx=a)的两个x 值的终边所丰位置; ②根据变化趋势,确定不等式的解集。

(3)用三角函数的图象解sinx>a(cosx>a ,tanx>a)的方法

①作直线y=a ,在三角函数的图象了找出一个周期内(不一定是[0,2π])在直线y=a 上方的图象;

②确定sinx=a(cosx=a ,tanx=a)的x 值,写出解集。

注:关于正切函数的不等式tanx>a (tanx

〖例〗求下列函数的定义域: (1)求y=lg(sinx-cosx)的定义域;

(2)求函数lg(2sin 1)12cos y x x =-+-的定义域。

思路分析:(1)第(1)小题实际就是求使sinx>cosx 的x 的集合,可用图象或三角函

数线解决;(2)第(2)小题实际就是求使2sin 1012cos 0x x ->⎧⎨-≥⎩

成立的x 的值,可用图象或三角

函数线解决。

解答:(1)要使函数有意义,必须使sinx-cosx>0

方法一:利用图象。在同一坐标系中画出[0,2π]上y=sinx 和y=cosx 的图象,如图所

示:

在[0,2π]内,满足sinx=cosx 的x 为4π,54

π,再结合正弦、余弦函数的周期是2π,所以定义域为5{|

22,}4

4

x k x k k Z π

π

ππ+<<

+∈

方法二、利用三角函数线,如图,,MN 为正弦线,OM 为余弦线,

要使sinx>cosx,即MN>OM ,则

5()4

4

x π

π

π<<

在[0,2]内。∴定义域为 5{|

22,}44

x k x k k Z π

π

ππ+<<

+∈

方法三:sinx-cosx=2sin(x-4π)>0,将x-4

π

视为一个整体,由正弦函数y=sinx 的图

象和性质可知2k π< x-4π<π+2k π,解得2k π+4π

π

+2k π,k ∈Z.∴定义域为

5{|22,}44x k x k k Z ππππ+<<+∈

(2)要使函数有意义,必须有2sin 1012cos 0x x ->⎧⎨-≥⎩,即1sin x 21

cos 2

x ⎧

>⎪⎪⎨

⎪≤⎪⎩,解得

522665223

3k x k k Z k x k π

πππππππ

⎧+<<+⎪⎪∈⎨

⎪+≤≤+⎪⎩,∴522()36k x k k Z ππππ+≤<+∈故所求函数的定义域为52,2()36k k k Z ππππ⎡⎫

++∈⎪⎢

⎣⎭

2、三角函数单调区间的求法 ※相关链接※

(1)准确记忆三角函数的单调区间是求复合三角函数单调区间的基础;

(2)形如y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的函数的单调区间,基本思路是把ωx+φ看作一个整体,由22()2

2

k x k k Z π

π

πωφπ-

+≤+≤

+∈求得函数的增区间,由

322()2

2

k x k k Z π

π

πωφπ+≤+≤

+∈求得函数的减区间。 (3)形如y=Asin(-ωx+φ)(A>0,ω>0)的函数,可先利用诱导公式把x 的系数变为正数,得到y=-Asin(ωx-φ),由22()2

2

k x k k Z π

π

πωφπ-

+≤-≤

+∈得到函数的减区间,由

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