高一数学正弦、余弦函数的性质1
- 格式:doc
- 大小:511.50 KB
- 文档页数:4
1.4.2 正弦函数、余弦函数的性质知识点一 正弦函数、余弦函数的周期性函数的周期性1、(1)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.如果在周期函数f (x )的所有周期中存在一个最小的正数,那么这个最小正数叫做f (x )的最小正周期.2、A sin[(ωx +φ)+2π]=A sin(ωx +φ),A sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤ω⎝⎛⎭⎪⎫x +2πω+φ=A sin(ωx +φ),即f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +2πω=f (x ),所以f (x )=A sin(ωx +φ)(Aω≠0)是周期函数,2πω就是它的一个周期.3、由sin(x +2k π)=sin_x ,cos(x +2k π)=cos_x (k ∈Z )知,y =sin x 与y =cos x 都是周期函数,2k π(k ∈Z 且k ≠0)都是它们的周期,且它们的最小正周期都是2π.知识点二 正弦函数、余弦函数的奇偶性(1)对于y =sin x ,x ∈R ,恒有sin(-x )=-sin x ,所以正弦函数y =sin x 是奇函数,正弦曲线关于原点对称. (2)对于y =cos x ,x ∈R ,恒有cos(-x )=cos x ,所以余弦函数y =cos x 是偶函数,余弦曲线关于y 轴对称.知识点三 正弦、余弦函数的单调性[-1,1][-1,1]对于形如函数y =A sin(ωx +φ),Aω≠0时的最小正周期的求法常直接利用T =2π|ω|来求解,对于y =|A sin ωx |的周期情况常结合图象法来求解. 1、求下列函数的最小正周期. (1)y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3(x ∈R );(2)y =|sin x |(x ∈R ).2、下列函数是以π为周期的函数是( )A .y =sin xB .y =sin x +2C .y =cos2x +2D .y =cos3x -13.函数f (x )是周期函数,10是f (x )的一个周期,且f (2)=2,则f (22)=________.4.函数y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx +π4的最小正周期为2,则ω的值为________.类型二 三角函数的奇偶性对于三角函数奇偶性的判断,有时可根据诱导公式先将函数式化简后再判断. 判断函数奇偶性应把握好两个关键点关键点一:看函数的定义域是否关于原点对称; 关键点二:看f (x )与f (-x )的关系.1、判断下列函数的奇偶性.(1) f (x )=sin(-x )(2)f (x )=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫32π+2x +x 2sin x ; (3)f (x )=1-2cos x +2cos x -1.2、若函数y =cos(ωx +φ)是奇函数,则( )A .ω=0B .φ=k π(k ∈Z )C .ω=k π(k ∈Z )D .φ=k π+π2(k ∈Z )3、已知函数f (x )=ax +b sin x +1,若f (2018)=7,则f (-2018)=________.类型三 三角函数的奇偶性与周期性的综合应用1.设函数f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π2,x ∈R ,则f (x )是( ) A .最小正周期为π的奇函数 B .最小正周期为π的偶函数 C .最小正周期为π2的奇函数 D .最小正周期为π2的偶函数2、定义在R 上的函数f (x )既是偶函数又是周期函数,若f (x )的最小正周期是π,且当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2时,f (x )=sin x ,求f ⎝ ⎛⎭⎪⎫5π3的值.2、已知函数f (x )=cos π3x ,求f (1)+f (2)+f (3)+…+f (2020)的值.3、设函数f (x )=sin π3x ,则f (1)+f (2)+f (3)+…+f (2018)=________.类型四 求正弦、余弦函数的单调区间用整体替换法求函数y =A sin(ωx +φ)或y =A cos(ωx +φ)的单调区间时,如果式子中x 的系数为负数,先利用诱导公式将x 的系数变为正数再求其单调区间.求单调区间时,需将最终结果写成区间形式.1.函数y =sin2x 的单调递减区间。
第11课时 正弦函数、余弦函数的性质(1)——周期性、奇偶性 课时目标1.掌握周期函数概念,会求三角函数周期.2.能判断三角函数的奇偶性. 识记强化1.周期性:(1)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 ),则函数y =f (x )叫做周期函数,非零常数T 叫做这个函数的周期.对于一个周期函数f (x ),如果它所有的周期中存在一个最小的正数,那么这个最小正数就叫做f (x )的最小正周期.(2)y =sin x ,y =cos x 都是周期函数,2k π(k ∈Z ,k ≠0)都是它们的周期,最小正周期是2π.2.y =A sin(w x +φ),x ∈R 及y =A cos(ωx +φ),x ∈R (其中A 、ω、φ为常数且A ≠0,ω>0)的周期为T =.2πω3.y =sin x ,x ∈R 是奇函数,y =cos x ,x ∈R 是偶函数;sin(-x )=-sin x ,cos(-x )=cos x .4.反映在图象上,正弦曲线关于原点对称,余弦曲线关于y 轴对称. 课时作业一、选择题1.下列说法中正确的是( )A .当x =时,sin≠sin x ,所以不是f (x )=sin x 的周期π2(x +π6)π6B .当x =时,sin=sin x ,所以是f (x )=sin x 的一个周期5π12(x +π6)π6C .因为sin(π-x )=sin x ,所以π是y =sin x 的一个周期D .因为cos =sin x ,所以是y =cos x 的一个周期(π2-x )π2答案:A解析:T 是f (x )的周期,对应f (x )的定义域内任意x 都有f (x +T )=f (x )成立.2.函数y =-5cos(3x +1)的最小正周期为( )A. B .3ππ3C. D.2π33π2答案:C解析:该函数的最小正周期T ==.2πω2π33.函数y =cos的最小正周期是( )(π4-x 3)A .πB .6πC .4πD .8π答案:B解析:最小正周期公式T ===6π.2π|ω|2π|-13|4.下列函数中,最小正周期为π的是( )A .y =sin xB .y =cos xC .y =sinD .y =cos2xx 2答案:D解析:A 项,y =sin x 的最小正周期为2π,故A 项不符合题意;B 项,y =cos x 的最小正周期为2π,故B 项不符合题意;C 项,y =sin 的最小正周期为T ==4π,故C 项不x 22πω符合题意;D 项,y =cos2x 的最小正周期为T ==π,故D 项符合题意.故选D.2πω5.函数f (x )=x sin ( )(π2-x )A .是奇函数B .是非奇非偶函数C .是偶函数D .既是奇函数又是偶函数答案:A解析:由题,得函数f (x )的定义域为R ,关于原点对称.又f (x )=x sin =x cos x ,∴f (-x )=(-x )cos(-x )=-x cos x =-f (x ),∴函数f (x )为奇函数.(π2-x )6.已知函数f (x )=的定义域为R ,则( )cos (sin x )A .f (x )是奇函数B .f (x )是偶函数C .f (x )既是奇函数又是偶函数D .f (x )既不是奇函数又不是偶函数答案:B解析:∵函数f (x )=的定义域为R ,关于原点对称,且f (-x )cos (sin x )====f (x ),∴f (x )=为偶函数.cos[sin (-x )]cos (-sin x )cos (sin x )cos (sin x )二、填空题7.若f (x )是奇函数,当x >0时,f (x )=x 2-sin x ,则当x <0时,f (x )=________.答案:-x 2-sin x解析:利用奇函数的定义求解.当x <0时,-x >0,因f (x )为奇函数,所以f (x )=-f (-x )=-[(-x )2-sin(-x )]=-x 2-sin x .8.函数f (x )是以2为周期的函数,且f (2)=3,则f (6)=________.答案:3解析:∵函数f (x )是以2为周期的函数,且f (2)=3,∴f (6)=f (2×2+2)=f (2)=3.9.已知函数f (x )=ax +b sin x +1,若f (20 15)=7,则f (-2 015)=________.答案:-5解析:由f (2 015)=2 015a +b sin2 015+1=7,得2 015a +b sin2 015=6,∴f (-2 015)=-2 015a -b sin2 015+1=-(2 015a +b sin2 015)+1=-6+1=-5.三、解答题10.已知函数f (x )=log |sin x |.12(1)求其定义域和值域;(2)判断奇偶性;(3)判断周期性,若是周期函数,求其周期.解:(1)|sin x |>0⇒sin x ≠0,∴x ≠k π(k ∈Z ).∴定义域为{x |x ≠k π,k ∈Z }∵0<|sin x |≤1,∴log |sin x |≥0,12∴函数的值域是{y |y ≥0}.(2)定义域关于原点对称∵f (-x )=log |sin(-x )|12=log |sin x |=f (x ),12∴函数f (x )是偶函数.(3)∵|sin x |在定义域{x |x ≠k π,k ∈Z }内是周期函数,且最小正周期是π,∴函数f (x )=log |sin x |是周期函数,最小正周期为π.1211.设f (x )=log 3.1-2sin x1+2sin x (1)求函数f (x )的定义域;(2)判断函数f (x )的奇偶性.解:(1)∵>0,1-2sin x1+2sin x ∴-<sin x <,1212∴k π-<x <k π+,k ∈Z ,π6π6∴该函数的定义域为.{xk π-π6<x <k π+π6,k ∈Z }(2)由(1)知定义域关于原点对称,又f (-x )=log 31+2sin x 1-2sin x=log 3-1(1-2sin x1+2sin x )=-log 31-2sin x1+2sin x=-f (x ),∴该函数为奇函数. 能力提升12.函数f (x )满足f (x +2)=-,则f (x )的最小正周期是________.1f (x )答案:4解析:f (x +4)=-=f (x )所以函数f (x )的最小正周期是4.1f (x +2)13.求函数f (x )=|sin x |+|cos x |的最小正周期.解:设f (x )的最小正周期为T ,则有f (x +T )=f (x ),对x ∈R 恒成立.即|sin(x +T )|+|cos(x +T )|=|sin x |+|cos x |.令x =0,得|sin T |+|cos T |=1.两边平方,得|sin T |·|cos T |=0.∴角T 的终边在坐标轴上.∴T =(k ∈N +).k π2又f=|sin |+|cos |(x +π2)(x +π2)(x +π2)=|cos x |+|-sin x |=|cos x |+|sin x |=f (x ),∴f (x )=|sin x |+|cos x |的最小正周期为.π2。
第一章 三角函数
4-1.4.2正弦、余弦函数的性质(一)
教学目的:
知识目标:要求学生能理解周期函数,周期函数的周期和最小正周期的定义;
能力目标:掌握正、余弦函数的周期和最小正周期,并能求出正、余弦函数的最小正周期。
德育目标:让学生自己根据函数图像而导出周期性,领会从特殊推广到一般的数学思想,
体会三角函数图像所蕴涵的和谐美,激发学生学数学的兴趣。
教学重点:正、余弦函数的周期性
教学难点:正、余弦函数周期性的理解与应用 授课类型:新授课
教学模式:启发、诱导发现教学. 教 具:多媒体、实物投影仪 教学过程: 一、复习引入: 1.问题:(1)今天是星期二,则过了七天是星期几?过了十四天呢?……
(2)物理中的单摆振动、圆周运动,质点运动的规律如何呢?
2
正弦函数()sin f x x =性质如下:
(观察图象) 1︒正弦函数的图象是有规律不断重复出现的;
2︒规律是:每隔2π重复出现一次(或者说每隔2k π,k ∈Z 重复出现) 3︒这个规律由诱导公式sin(2k π+x)=sinx 可以说明 结论:象这样一种函数叫做周期函数。
文字语言:正弦函数值按照一定的规律不断重复地取得; 符号语言:当x 增加2k π(k Z ∈)时,总有(2)sin(2)sin ()f x k x k x f x ππ+=+==. 也即:(1)当自变量x 增加2k π时,正弦函数的值又重复出现; (2)对于定义域内的任意x ,sin(2)sin x k x π+=恒成立。
余弦函数也具有同样的性质,这种性质我们就称之为周期性。
二、讲解新课:
1.周期函数定义: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。
– – π
2π
2π- 2π
5π
π- 2π- 5π- O x 1 1-
问题:(1)对于函数sin y x =,x R ∈有2sin(
)sin 636π
ππ+
=,能否说23
π
是它的周期?
(2)正弦函数sin y x =,x R ∈是不是周期函数,如果是,周期是多少?(2k π,
k Z ∈且0k ≠)
(3)若函数()f x 的周期为T ,则kT ,*
k Z ∈也是()f x 的周期吗?为什么? (是,其原因为:()()(2)()f x f x T f x T f x kT =+=+==+ )
2、说明:1︒周期函数x ∈定义域M ,则必有x+T ∈M, 且若T>0则定义域无上界;T<0则定义域无下界;
2︒“每一个值”只要有一个反例,则f (x )就不为周期函数(如f (x 0+t)≠f (x 0)) 3︒T 往往是多值的(如y=sinx 2π,4π,…,-2π,-4π,…都是周期)周期T 中最小
的正数叫做f (x )的最小正周期(有些周期函数没有最小正周期) y=sinx, y=cosx 的最小正周期为2π (一般称为周期)
从图象上可以看出sin y x =,x R ∈;cos y x =,x R ∈的最小正周期为2π;
判断:是不是所有的周期函数都有最小正周期? (()f x c =没有最小正周期)
3、例题讲解
例1 求下列三角函数的周期: ①x y cos 3= ②x y 2sin =(3)12sin()2
6
y x π
=-
,
x R ∈.
解:(1)∵3cos(2)3cos x x π+=,
∴自变量x 只要并且至少要增加到2x π+,函数3cos y x =,x R ∈的值才能重复出现,
所以,函数3cos y x =,x R ∈的周期是2π. (2)∵sin(22)sin 2()sin 2x x x ππ+=+=,
∴自变量x 只要并且至少要增加到x π+,函数sin 2y x =,x R ∈的值才能重复出现, 所以,函数sin 2y x =,x R ∈的周期是π.
(3)∵1
112sin(2)2sin[()]2sin()2
62626
x x x π
ππ
ππ-
+=+-=-, ∴自变量x 只要并且至少要增加到x π+,函数sin 2y x =,x R ∈的值才能重复出现, 所以,函数sin 2y x =,x R ∈的周期是π.
说明:(1)一般结论:函数sin()y A x ωϕ=+及函数cos()y A x ωϕ=+,x R ∈(其中,,A ωϕ
为常数,且0A ≠,0ω>)的周期2T π
ω
=;
(2)若0ω<,例如:①3cos()y x =-,x R ∈;②sin(2)y x =-,x R ∈; ③12sin()26
y x π
=-
-,x R ∈. 则这三个函数的周期又是什么?
一般结论:函数sin()y A x ωϕ=+及函数cos()y A x ωϕ=+,x R ∈的周期2||
T πω= 例2先化简,再求函数的周期
①x x y cos sin +=
②x x x x y 22sin sin cos 32cos -+= ③证明函数|cos ||sin |)(x x x f +=的一个周期为2
π
,并求函数的值域; 例3 求下列三角函数的周期:
1︒ y=sin(x+
3
π
) 2︒ y=cos2x 3︒ y=3sin(2x +5π)
解:1︒ 令z= x+
3
π
而 sin(2π+z)=sinz 即:f (2π+z)=f (z) f [(x+2)π+
3π]=f (x+3
π
) ∴周期T=2π 2︒令z=2x ∴f (x )=cos2x=cosz=cos(z+2π)=cos(2x+2π)=cos[2(x+π)]
即:f (x +π)=f (x ) ∴T=π 3︒令z=
2x +5π 则:f (x )=3sinz=3sin(z+2π)=3sin(2x +5
π
+2π) =3sin(
5
24π
π++x )=f (x +4π) ∴T=4π 小结:形如y=Asin(ωx+φ) (A,ω,φ为常数,A ≠0, x ∈R) 周期T=
ω
π
2
y=Acos(ωx+φ)也可同法求之
例4 求下列函数的周期: 1︒y=sin(2x+
4π)+2cos(3x-6
π) 2︒ y=|sinx| 3︒ y=23sinxcosx+2cos 2
x-1 解:1︒ y 1=sin(2x+4
π
) 最小正周期T 1=π y 2=2cos(3x-
6π) 最小正周期 T 2=3
2π ∴T 为T 1 ,T 2的最小公倍数2π ∴T=2π
2︒
注意小结这两种类型的解题规律
3︒ y=3sin2x+cos2x ∴T=π 三、巩固与练习
1. y=2cos(
3
4π
+x )-3sin(4π-x )
2. y=-cos(3x+2π)+sin(4x-3
π
) 3. y=|sin(2x+6
π)| 4. y=cos
2θsin 2θ+1-2sin 22
θ 四、小 结:本节课学习了以下内容: 周期函数的定义,周期,最小正周期
五、课后作业:P56 练习5、6 P58习题4.8 3
补充:
1.求下列函数的周期: 1︒y=sin(2x+
4π)+2cos(3x-6
π
) 2︒ y=|sinx| 3︒ y=23sinxcosx+2cos 2x-1 2. 求下列函数的最值: 1︒ y=sin(3x+
4π)-1 2︒ y=sin 2x-4sinx+5 3︒ y=x
x
cos 3cos 3+- 3.函数y=ksinx+b 的最大值为2, 最小值为-4,求k,b 的值。
七、课后反思: 题选
求下列函数的周期:
(1)sin(
)32y x π
π
=-
; (2)33cos
cos sin sin 2222
x x x x y =+;
(3)sin cos y x x =+; (4)22cos
sin 22
x x y =-; (5)2cos y x =. 解:(1)24||2T π
π==-,∴周期为4;
(2)333cos cos sin sin cos()cos 222222
x x x x x x
y x =+=-=,∴周期为2π; (3)cos sin sin()4
y x x x π
=-=- ∴周期为2π;
(4)2
2sin
cos cos 22
x x
y x =-=-,∴周期为2π; (5)2
111cos (1cos 2)cos 2222
y x x x ==-=-+,∴周期为π.
说明:求函数周期的一般方法是:先将函数转化为sin()y A x ωϕ=+的形式,再利用公式
2T πω
=进行求解。