第04讲 三角函数的图像和性质
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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。
三角函数图像与性质
三角函数是基本的初等函数之一,它以角度为自变量,以任意角度的终边与单位圆或其比值的交点坐标为因变量。
接下来看看常见三角函数的图像和性质。
三角函数的图像
三角函数的性质
1.正弦函数
在直角三角形中,任意一锐角∠A的对边与斜边的比叫做∠A 的正弦,记作sinA,即sinA=∠A的对边/斜边。
正弦值在[2kπ-π/2,2kπ+π/2](k∈Z)随角度增大(减小)而增大(减小),在[2kπ+π/2,2kπ+3π/2](k∈Z)随角度增大(减小)而减小(增大)。
图像:波形曲线
值域:[-1,1]
定义域:R
2.余弦函数
在Rt△ABC(直角三角形)中,∠C=90°(如图所示),∠A的余弦是它的邻边比三角形的斜边,即cosA=b/c,也可写为
cosa=AC/AB。
余弦函数:f(x)=cosx(x∈R)。
余弦值在[2kπ-π,2kπ](k∈Z)随角度增大(减小)而增大(减小),在[2kπ,2kπ+π](k∈Z)随角度增大(减小)而减小(增大)。
图像:波形曲线
值域:[-1,1]
定义域:R
3.正切函数
在Rt△ABC(直角三角形)中,∠C=90°,AB是∠C的对边c,BC是∠A的对边a,AC是∠B的对边b,正切函数就是
tanB=b/a,即tanB=AC/BC。
正切值在[kπ-π/2,kπ+π/2](k∈Z)随角度增大(减小)而增大(减小)。
图像:右图平面直角坐标系反映
定义域:{x|x≠(π/2)+kπ,k∈Z}
值域:实数集R。
三角函数的图象与性质教学目标:1、掌握正、余弦函数的定义域和值域;2、进一步理解三角函数的周期性和奇偶性的概念,会求它们的周期,会判断它们的奇偶性;3、能正确求出正、余弦函数的单调区间教学重点:正、余弦函数的性质教学难点:正、余弦函数的单调性知识要点:1、定义域:函数sin y x =及cos y x =的定义域都是(),-∞+∞,即实数集R2、值域:函数sin y x =,x R ∈及cos y x =,x R ∈的值域都是[]1,1-理解:(1)在单位圆中,正弦线、余弦线的长都是等于或小于半径的长1的,所以sin 1x ≤,cos 1x ≤,即1sin 1x -≤≤,1cos 1-≤≤。
(2)函数sin y x =在2,()2x k k Z ππ=+∈时,y 取最大值1,当22x k ππ=-,()k Z ∈时,y 取最小值-1;函数cos y x =在2x k π=,()k Z ∈时,y 取最大值1,当2x k ππ=+,()k Z ∈时,y 取最小值-1。
正弦函数s i n y x =,x R ∈和余弦函数cos y x =,x R ∈是周期函数,2k π(0)k Z k ∈≠且都是它们的周期,最小正周期是2π。
4、奇偶性正弦函数sin y x =,x R ∈是奇函数,余弦函数cos y x =,x R ∈是偶函数。
理解:(1)由诱导公式()sin sin x x -=-,cos()cos x x -=可知以上结论成立;(2)反映在图象上,正弦曲线关于原点O 对称,余弦曲线关于y 轴对称。
5、单调性(1)由正弦曲线可以看出:当x 由2π-增大到2π时,曲线逐渐上升,sin x 由-1增大到1;当x 由2π增大到32π时,曲线逐渐下降,sin x 由1减至-1,由正弦函数的周期性知道:①正弦函数sin y x =在每一个闭区间2,222k k ππππ⎡⎤-++⎢⎥⎣⎦()k Z ∈上,都从-1增大到1,是增函数; ②在每一个闭区间32,222k k ππππ⎡⎤++⎢⎥⎣⎦()k Z ∈上,都从1减小到-1,是减函数。
三角函数的图像与性质三角函数是数学中的重要概念,它们的图像和性质对于初中数学学习者来说是必须掌握的内容。
在本文中,我将详细介绍三角函数的图像与性质,并给出一些例子和说明,帮助中学生和他们的父母更好地理解和应用这些知识。
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,它的图像是一条连续的曲线,呈现出周期性变化。
正弦函数的性质包括:1. 周期性:正弦函数的周期是2π,即在每个2π的区间内,正弦函数的图像重复出现。
2. 幅度:正弦函数的幅度表示波峰和波谷的最大差值,通常记为A。
幅度越大,波峰和波谷的差值越大。
3. 对称性:正弦函数的图像关于y轴对称,即f(x) = -f(-x)。
4. 奇偶性:正弦函数是奇函数,即f(x) = -f(x)。
举例说明:假设有一条正弦函数的图像,周期为2π,幅度为1。
在区间[0, 2π]内,正弦函数的图像先从0逐渐上升到1,然后下降到0,再下降到-1,最后又上升到0。
这样的周期性变化会一直重复下去。
根据正弦函数的性质,可以得出该图像关于y轴对称,且是奇函数。
二、余弦函数的图像与性质余弦函数也是一种常见的三角函数,它的图像和正弦函数有些相似,但也有一些不同之处。
余弦函数的性质包括:1. 周期性:余弦函数的周期也是2π,与正弦函数相同。
2. 幅度:余弦函数的幅度也表示波峰和波谷的最大差值,通常记为A。
与正弦函数不同的是,余弦函数的幅度表示波峰和波谷的绝对值最大差值。
3. 对称性:余弦函数的图像关于y轴对称,即f(x) = f(-x)。
4. 奇偶性:余弦函数是偶函数,即f(x) = f(x)。
举例说明:假设有一条余弦函数的图像,周期为2π,幅度为1。
在区间[0, 2π]内,余弦函数的图像先从1逐渐下降到0,然后下降到-1,再上升到0,最后又上升到1。
这样的周期性变化会一直重复下去。
根据余弦函数的性质,可以得出该图像关于y轴对称,且是偶函数。
三、正切函数的图像与性质正切函数是三角函数中的另一种重要函数,它的图像与正弦函数和余弦函数有很大的不同。
三角函数的图像与性质三角函数是数学中的一类重要的函数,包括正弦函数(sin)、余弦函数(cos)、正切函数(tan),以及它们的倒数函数(csc,sec,cot)。
下面是关于三角函数的一些图像与性质:1. 正弦函数(sin)的图像:正弦函数是一个周期函数,它的图像在一个周期内呈现出振荡的形式,取值范围在-1到1之间。
当自变量取0、π/2、π、3π/2等特殊值时,正弦函数的值为0、1、0、-1,分别对应于函数的最小值、最大值、0点和最大负值。
2. 余弦函数(cos)的图像:余弦函数也是一个周期函数,它的图像与正弦函数的图像非常相似,只是相位差了π/2。
余弦函数的取值范围也在-1到1之间,当自变量取0、π/2、π、3π/2等特殊值时,余弦函数的值依次为1、0、-1、0。
3. 正切函数(tan)的图像:正切函数的图像在每个周期上有无穷多个交点,它的值可以为任何实数。
正切函数与正弦函数和余弦函数之间存在着一定的关系,即tan(x) =sin(x) / cos(x)。
当自变量取π/2、3π/2、5π/2等特殊值时,正切函数的值为正无穷大;取-π/2、-3π/2、-5π/2等特殊值时,正切函数的值为负无穷大。
4. 三角函数的周期性:正弦函数、余弦函数和正切函数都是周期函数,它们的周期分别为2π、2π和π。
这意味着,当自变量增加一个周期时,函数的值将重复出现。
例如,sin(x + 2π) = sin(x)。
5. 三角函数的奇偶性:正弦函数是奇函数,余弦函数是偶函数,正切函数是奇函数。
奇函数的图像关于原点对称,即f(-x) = -f(x);偶函数的图像关于y轴对称,即f(-x) =f(x)。
这些是关于三角函数图像与性质的一些基本信息,三角函数在数学、物理、工程等领域都有广泛的应用。
常见三角函数图像及性质三角函数在数学中具有重要的作用,主要有正弦函数、余弦函数和正切函数。
这些三角函数的图像及性质对理解三角函数在不同角度下的变化规律至关重要。
1. 正弦函数(Sine Function)正弦函数可以表示为 $y = \\sin(x)$,其中x表示自变量(角度),x表示函数值。
正弦函数的图像是一条波浪形状的曲线,在 $[-\\pi, \\pi]$ 区间内,正弦函数的图像在原点(0,0)处达到最大值1和最小值−1,且图像在x轴上对称。
正弦函数的主要性质包括:•周期性:正弦函数的周期是 $2\\pi$,即 $f(x+2\\pi) = f(x)$。
•奇函数:正弦函数是奇函数,即x(−x)=−x(x)。
•范围:正弦函数的值域为[−1,1]。
•正负性:在第一和第二象限,正弦函数为正;在第三和第四象限,正弦函数为负。
2. 余弦函数(Cosine Function)余弦函数可以表示为 $y = \\cos(x)$,余弦函数的图像是一条类似正弦函数的波浪形状曲线,不过余弦函数的图像在x轴上下移了 $\\frac{\\pi}{2}$。
余弦函数的性质包括:•周期性:余弦函数的周期也是 $2\\pi$,即$f(x+2\\pi) = f(x)$。
•偶函数:余弦函数是偶函数,即x(−x)=x(x)。
•范围:余弦函数的值域为[−1,1]。
•正负性:在第一和第四象限,余弦函数为正;在第二和第三象限,余弦函数为负。
3. 正切函数(Tangent Function)正切函数可以表示为 $y = \\tan(x)$,正切函数的图像是一条周期性的曲线,其在某些角度处会出现无穷大的值。
正切函数的图像在 $x=k\\pi + \\frac{\\pi}{2}$ 时,即 $x =\\frac{\\pi}{2}, \\frac{3\\pi}{2}, \\frac{5\\pi}{2}$ 等,会出现垂直渐近线。
正切函数的性质包括:•周期性:正切函数的周期是 $\\pi$,即 $f(x+\\pi) = f(x)$。
数学公式知识:三角函数的图像及其性质三角函数是数学中的重要内容,有着广泛的应用。
在几何、物理、工程等领域中都有着重要作用。
在三角函数中,正弦函数、余弦函数、正切函数等图像及其性质是比较基础且重要的内容。
本文将介绍三角函数的图像及其性质,帮助读者更好地理解和掌握三角函数的知识。
一、正弦函数的图像及其性质正弦函数的函数式为:y=sin(x),其中x表示自变量的取值,范围为实数;y表示正弦函数对应的因变量。
正弦函数的图像是一条典型的正弦曲线。
其图像的周期为2π。
正弦函数的图像在坐标轴上为(0,0)处,且在x轴的取值为kπ(k为整数)时,函数值为0,即sin(kπ)=0。
正弦函数的图像在x轴上的最大正值和最小负值分别为1和-1,即sin(±π/2)=±1。
正弦函数在π/2+nπ(n为整数)时,取得最大值1;在-π/2+nπ(n为整数)时,取得最小值-1。
当自变量x增加2π时,正弦函数的函数值也将再次取得最大值1或最小值-1,即满足周期性。
正弦函数为奇函数,即sin(-x)=-sin(x),即正弦函数的图像呈现关于y轴对称的性质。
二、余弦函数的图像及其性质余弦函数的函数式为:y=cos(x),其中x表示自变量的取值,范围为实数;y表示余弦函数对应的因变量。
余弦函数的图像是一条典型的余弦曲线。
其图像的周期为2π。
余弦函数的图像在坐标轴上为(0,1)(0度),且在x轴的取值为kπ(k 为整数)时,函数值为1,即cos(kπ)=1。
余弦函数的图像在x轴上的最大正值和最小负值都为0,即cos(±π/2)=0。
余弦函数在nπ(n为整数)时,取得最小值-1;在π+nπ(n为整数)时,取得最大值1。
当自变量x增加2π时,余弦函数的函数值也将再次取得最大值1或最小值-1,即满足周期性。
余弦函数为偶函数,即cos(-x)=cos(x),即余弦函数的图像呈现关于y轴对称的性质。
三角函数的性质和图像
三角函数的性质与其连续变化的图像形状之间息息相关,为我们解释物理世界中复杂物理关系提供了重要依据。
五个小标题,相关内容
三角函数的性质和图形
1、定义
三角函数是用变量对正n角形的三种角度和相应角的大小而表达的关系式,主要包括正弦函数sinH,余弦函数 cosH和正切函数 tanH。
2、几何性质:
三角函数在几何中有一些性质,例如正弦函数SinH,余弦函数CosH 和正切函数tanH全部符合三角形的特性,其中的SinH和CosH的图像是三角形的内切圆,而tanH的图像是三角形的外切圆。
3、参数性质:
任意线性变换,三角函数的图像也被重新变换,只要保持原来变量关
系,图像也保持类型不变。
4、增减性质:
在某种范围内,正弦函数SinH和余弦函数CosH都是增函数,正切函数TanH是减函数。
5、图像特点:
三角函数的图像大体上是正弦曲线,在Π/2位置有拐点,有半波长形状,在此基础上可以通过变换做出不同的图形。
三角函数的图象和性质
主讲教师:苏怀堂
【知识概述】
1.正弦函数和余弦函数的图象
2.“五点”作图法
在要求不太高的情况下,可用“五点法”作出sin ([0,2])y x x π=∈的图象,图象上有五点起
决定作用,它们是3(0,0),,1,(,0),,1,(2,0)22ππππ⎛⎫⎛⎫
- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
,描出这五点后,其图象的形状基本就确定了
3(0,1),,0,(,1),,0,(2,1)22ππππ⎛⎫⎛⎫
- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
这五点描出后,余弦函数cos ([0,2])y x x π=∈的图
象的形状也就基本确定了
因此,在精确度要求不高时,我们常常先描出这五个点,然后用平滑的曲线将它们连接起来,就得到相应区间内正弦函数、余弦函数的简图,这种方法叫五点法
3.正弦函数和余弦函数的性质 (1)周期性
sin ()22sin()(0,0)cos ()22cos()(0,0)y x x y A x A y x x y A x A ωϕωωωϕωω
=∈π
π
=+>>=∈π
π
=+>>R R 的最小正周期是的最小正周期是的最小正周期是的最小正周期是
(2)奇偶性
sin cos y x y x ==是奇函数,图像关于原点对称是偶函数,图像关于y 轴对称
(3)对称性
sin (,0)(),()
2
cos (,0)(),()
2
y x k k Z x k k Z y x k k Z x k k Z π
πππ
ππ=∈=+∈=+
∈=∈的对称中心对称轴方程的对称中心对称轴方程
正弦函数当且仅当2()2
x k k Z π
π=+∈时取得最大值1;
当且仅当2()2
x k k Z π
π=-+∈时
取得最小值-1
余弦函数当且仅当2()x k k Z π=∈时取得最大值1;当且仅当2()x k k Z ππ=+∈时取得最小值-1
4.正切函数的性质 (1)周期性
tan tan()(0,0)y x y A x A π
πωϕωω
==+>>的最小正周期为最小正周期为
(2)奇偶性
tan y x =是奇函数
(3)单调性
tan ,
()22y x k k k Z ππππ⎛⎫
=-++∈ ⎪⎝⎭
在区间内都是增函数
(4)值域
正切函数的值域是实数集R 5.正切函数的图象
利用正切线及正切函数的周期性,可得到正切函数tan y x =(,,)2
x R x k k Z π
π∈≠+∈的
图象,即正切曲线
【学前诊断】
1. [难度] 中
下列不等式中正确的是( )
54A.sin πsin π
77> 15πB.cos πcos 87⎛⎫>- ⎪⎝⎭ ππC.sin sin 56⎛⎫⎛⎫->- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
34D.sin πsin π59⎛⎫⎛⎫
-<- ⎪ ⎪
⎝⎭⎝⎭
2. [难度] 易
函数1
π2sin ()2
6y x x ⎛⎫=-∈ ⎪⎝⎭R 的周期是_____.
3. [难度] 中
求函数π
πtan 2
3y x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭的单调区间.
【经典例题】
例1. 用“五点法”画函数[]1sin (0,2π)y x x =-+∈的简图.
例2. 求下列函数的周期
(1)()cos 2f x x = (2)π()2sin 36x f x ⎛⎫
=-
⎪⎝
⎭
例3. 求下列函数的单调递减区间 (1)π3cos 23y x ⎛
⎫=+
⎪⎝
⎭ (2)π2sin 33y x ⎛⎫
=- ⎪⎝⎭
例4. 已知函数cos y a b x =-的最大值是
32, 最小值是1
2
-,求函数4sin y b ax =- 的最大值、最小值及周期
例5. π()tan 23x f x ⎛⎫
=-
⎪⎝⎭
设函数 (1)求函数()f x 的定义域、周期和单调区间;
(2)求不等式1()f x -≤≤
(3)作出函数()y f x =在一个周期内的简图.
【本课总结】
1.用“五点法”作正弦函数和余弦函数的图像的程序是: ① 确定五个关键点,即波峰、波谷、三个平衡点;
② 列表,将上述五个关键点列成表格的形式,求出对应函数的函数值; ③ 描点,在平面直角坐标系中,描出上述五个关键点;
④ 连线,用光滑曲线连接上述五点,注意连线时,必须具有正弦曲线(或余弦曲线)的特征;
⑤ 平移,将所作的[0,2]π的图像平行移动便得到所求作的函数图象.
2.一般的,函数sin()y A x ωϕ=+或cos()y A x ωϕ=+(其中,,A ωϕ为常数,0,0A ω≠>)
的最小正周期2T π
ω
=
,tan()(0,0)y A x A π
ωϕωω
=+>>最小正周期为
. 3.求函数sin()cos()y A x y A x ωϕωϕ=+=+或的单调区间时,要注意A ω与均为正数,不是时则应用诱导公式把它转为正数, 再应用正、余弦函数的单调性求解.
4.对形如()tan (,)y x ωϕωϕ=+为非零常数的函数性质和图像的研究,应以正切函数的性质和图像为基础,运用整体思想和换元法求解.如果0ω<,一般先利用诱导公式将它的系数化为正数,再进行求解.
【活学活用】
1. [难度] 易
当ππ22x -
≤≤时,函数π()2sin 3f x x ⎛
⎫=+ ⎪⎝
⎭有( )
A.最大值为1,最小值为-1
B.最大值为1,最小值为-2
C.最大值为2,最小值为-2
D.最大值为2,最小值为-1
2. [难度] 中
函数2
2sin 2cos 3y x x =+-的最大值是_________
3. [难度] 中
求函数1
πsin ([2π,2π])2
3y x x ⎛⎫=+∈- ⎪⎝⎭的单调递增区间.。