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- 2021-04-13 发布
第4讲 三角函数的图象与性质
一、知识梳理
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+,k∈Z}
值域
[-1,1]
[-1,1]
R
函数的
最值
最大值1,当且
仅当x=2kπ
+,k∈Z;
最小值-1,当
且仅当x=
2kπ-,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-,k·2π+](k∈Z);
减区间[k·2π+,k·2π+](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-,k·π+)(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
,k∈Z
,k∈Z
对称轴
x=kπ+,k∈Z
x=kπ,k∈Z
无对称轴
零点
kπ,k∈Z
kπ+,k∈Z
kπ,k∈Z
2.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=Asin(ωx+φ)和y=Acos(ωx+φ)的周期均为T=;函数y=Atan(ωx+φ)的周期为T=.
常用结论
1.函数y=sin x与y=cos x的对称轴分别是经过其图象的最高点或最低点且垂直于x轴的直线,如y=cos x的对称轴为x=kπ(k∈Z),而不是x=2kπ(k∈Z).
2.对于y=tan x不能认为其在定义域上为增函数,而是在每个区间(k∈Z)内为增函数.
二、习题改编
1.(必修4P46A组T2,3改编)若函数y=2sin 2x-1的最小正周期为T,最大值为A,则( )
A.T=π,A=1 B.T=2π,A=1
C.T=π,A=2 D.T=2π,A=2
答案:A
2.(必修4P45练习T3改编)函数y=tan 2x的定义域是( )
A.
B.
C.
D.
答案:D
3.(必修4P38例3改编)函数y=3-2cos的最大值为 ,此时x=
.
答案:5 +2kπ(k∈Z)
一、思考辨析
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=ksin 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+(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)×
二、易错纠偏
(1)忽视y=Asin x(或y=Acos x)中A对函数单调性的影响;
(2)忽视正、余弦函数的有界性;
(3)不注意正切函数的定义域.
1.函数y=1-2cos x的单调递减区间是 .
答案:[2kπ-π,2kπ](k∈Z)
2.函数y=-cos2x+3cos x-1的最大值为 .
答案:1
3.函数y=cos xtan x的值域是
答案:(-1,1)
第1课时 三角函数的图象与性质(一)
三角函数的定义域(师生共研)
(1)函数y=的定义域为 ;
(2)函数y= 的定义域为 .
【解析】 (1)要使函数有意义,必须有
即故函数的定义域为
.
(2)要使函数有意义,则cos x-≥0,即cos x≥,
解得-+2kπ≤x≤+2kπ(k∈Z),
所以函数的定义域为.
【答案】 (1)
(2)
三角函数定义域的求法
(1)以正切函数为例,应用正切函数y=tan x的定义域求函数y=Atan(ωx+φ)的定义域.
(2)转化为求解简单的三角不等式来求复杂函数的定义域.
1.函数y=lg(3tan x-)的定义域为 .
解析:要使函数y=lg(3tan x-)有意义,
则3tan x->0,即tan x>.
所以+kπ-,故sin>sin.
答案:>
7.已知函数f(x)=4sin,x∈[-π,0],则f(x)的单调递增区间是 .
解析:由-+2kπ≤2x-≤+2kπ(k∈Z),
得-+kπ≤x≤+kπ(k∈Z),
又因为x∈[-π,0],
所以f(x)的单调递增区间为和.
答案:和
8.设函数f(x)=cos(ω>0).若f(x)≤f对任意的实数x都成立,则ω的最小值为 .
解析:由于对任意的实数都有f(x)≤f成立,故当x=时,函数f(x)有最大值,故f=1,-=2kπ(k∈Z),所以ω=8k+(k∈Z),又ω>0,所以ωmin=.
答案:
9.已知f(x)=sin.
(1)求f(x)的单调递增区间;
(2)当x∈时,求函数f(x)的最大值和最小值.
解:(1)令2kπ-≤2x+≤2kπ+,k∈Z,
则kπ-≤x≤kπ+,k∈Z.
故f(x)的单调递增区间为,k∈Z.
(2)当x∈时,≤2x+≤,所以-1≤sin≤,所以-≤f(x)≤1,所以当x∈时,函数f(x)的最大值为1,最小值为-.
10.已知函数f(x)=sin.讨论函数f(x)在区间上的单调性并求出其值域.
解:令-≤2x-≤,则-≤x≤.
令≤2x-≤π,则≤x≤.
因为-≤x≤,
所以f(x)=sin在区间上单调递增,在区间上单调递减.
当x=时,f(x)取得最大值为1.
因为f=-