(完整版)三角函数的图像和性质知识点及例题讲解(可编辑修改word版)
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三角函数的图像和性质1、用五点法作正弦函数和余弦函数的简图(描点法):正弦函数 y=sinx ,x∈[0,2π]的图象中,五个关键点是:(0,0) ( ,1) (π,0) ( 3,-1) (2π,0) 22余弦函数 y=cosxx ∈[0,2π]的图像中,五个关键点是:(0,1)( ,0) (π,-1) ( 3,0)(2π,1)222、正弦函数、余弦函数和正切函数的图象与性质:性函数 y= sin x 质y = cos x y = tan x图象定 义域 RR⎧ ⎫ ⎨x x ≠ k + 2 , k ∈ Z ⎬⎩ ⎭值 域[-1,1][-1,1]R最值当x = 2k +时 ,2 y = 1;当 x = 2k - max2时, y min = -1.当 x = 2k时,y max = 1;当 x = 2k+时, y min = -1.既无最大值也无最小值周期 性 2 2奇偶 性奇函数偶函数奇函数单调性⎡ ⎤⎛ ⎫在 k - 2 , k + 2 ⎪⎝⎭ 上是增函数.在 ⎢⎣2k - 2 , 2k + 2 ⎥⎦在 [2k -, 2k] 上是增函 上是增函数; 数; ⎡ 3⎤ 在 ⎢⎣2k + 2, 2k + 2 ⎥⎦在 [2k , 2k +]上是减函数.上是减函数.对称性 对称中心(k , 0)对称轴 x = k +2⎛⎫ 对称中心 k + 2 , 0 ⎪⎝⎭ 对称轴 x = k⎛ k ⎫对称中心 2 , 0 ⎪⎝ ⎭无对称轴例作下列函数的简图(1)y=|sinx|,x ∈[0,2π],(2)y=-cosx ,x ∈[0,2π]例利用正弦函数和余弦函数的图象,求满足下列条件的 x 的集合:(1) sin x ≥ 12 (2) cos x ≤ 123、周期函数定义:对于函数 y = 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 y = f (x ) 就叫做周期函数,非零常数 T 叫做这个函数的周期。
注意: 周期 T 往往是多值的(如 y = sin x 2π,4π,…,-2π,-4π,…都是周期)周期 T 中最小的正数叫做y = f (x ) 的最小正周期(有些周期函数没有最小正周期) y = sin x , y = cos x 的最小正周期为 2π (一般称为周期)正弦函数、余弦函数: T =2π ω 例求下列三角函数的周期:。
正切函数:1︒ y=sin(x+)2︒ y=cos2x3︒ y=3sin( x +)4︒ y=tan3x32 5例求下列函数的定义域和值域:(1) y = 2 - sin x(2) y = (3) y = lg c os x例 5 求函数 y = sin(2x -) 的单调区间3-3sin x例不求值,比较大小2317(1)sin(-)、sin(-);(2)cos(-)、cos(-).18 10解:(1)∵-517 417且函数 y =sin x ,x ∈[- , ]是增函数 cos(-)=cos=cos2 24 443 ∴sin(- )<sin(- ) ∵0< <<π10 18 45即 sin(-)-sin(-)>0 且函数 y =cos x ,x ∈[0,π]是减函数 18 103∴cos <cos54 3即 cos -cos <05 423 17 ∴cos(-)-cos(-)<0544、函数 y = A sin (x +)(A > 0,> 0) 的图像: (1)函数 y = A sin (x +)(A > 0,> 0) 的有关概念: 21①振幅: A ; ②周期: T =;③频率: f = T = 2;④相位:x +; ⑤初相:.(2) 振幅变换①y=Asinx,x ∈R(A>0 且 A ≠1)的图象可以看作把正数曲线上的所有点的纵坐标伸长(A>1)或缩短(0<A<1)到原来的 A 倍得到的②它的值域[-A, A] 最大值是 A, 最小值是-A③若 A<0 可先作 y=-Asinx 的图象 ,再以 x 轴为对称轴翻折A 称为振幅,这一变换称为振幅变换(3) 周期变换①函数y=sinωx, x ∈R (ω>0 且ω≠1)的图象,可看作把正弦曲线上所有点的横坐标缩短(ω>1)或伸长 (0<ω<1)到原来的 1倍(纵坐标不变)②若ω<0 则可用诱导公式将符号“提出”再作图ω决定了函数的周期,这一变换称为周期变换(4) 相位变换一般地,函数 y =sin(x +),x ∈R (其中≠0)的图象,可以看作把正弦曲线上所有点向左(当>0时)或向右(当<0 时=平行移动||个单位长度而得到 (用平移法注意讲清方向:“加左”“减右”)<- <- <.(2)cos(- 23)=cos 23 =cos 3 2 10 18 25 551 T 作 y=sinx (长度为 2π的某闭区间)y =sin(x +)与 y =sin x 的图象只是在平面直角坐标系中的相对位置不一样,这一变换称为相位变换5、小结平移法过程(步骤)沿x 轴平 移|φ|个单位横坐标 伸长或缩短横坐标伸长或缩短沿x 轴平 移||个单位纵坐标伸 长或缩短纵坐标伸 长或缩短6、函数 y = A sin (x +) + B ,当 x = x 1 时,取得最小值为 y min;当 x = x 2 时,取得最大值为 y max ,则A =1( y- y) ,B = ( y + y) ,= x - x ( x < x ) . 2maxmin2maxmin22 1 1 2例 如图 e ,是 f (x )=A sin (ωx +φ),A >0,|φ|< 的一段图象,2则 f (x )的表达式为例 如图 b 是函数 y =A sin(ωx +φ)+2 的图象的一部分,它的振幅、周期、初相各是( )A A =3,T= 4,φ=-3 6 B A =1,T= 4,φ=- 33 4 C A =1,T= 2,φ=- 33 4 D A =1,T= 4,φ=-3 6例 画出函数 y =3sin(2x + ),x ∈R 的简图3得 y=Asin(ωx+φ)的图象,先在一个周期闭区间上再扩充到 R 上。
得 y=sin(ωx+φ)得 y=sin(ωx+φ)得 y=sin ωx图 e得 y=sin(x+φ)3 3 tan 3x ⎭ 3 3 ⎝2 解:(五点法)由 T =,得 T =π 列表:2x–67 5 12 312 62x +30 2π3 22π3sin(2x + )33 0–3例求函数 y = ⎛-⎝⎫⎪ 的定义域、值域,并指出它的周期性、奇偶性、单调性 ⎭解:由3x - 3≠ k + 得 x ≠ 2k + 5,3 18 ∴所求定义域为⎧x | x ∈ R ,且x ≠ k + 5 ∈ z ⎫⎨, k ⎬ ⎩ 18 ⎭值域为 R ,周期T = ,是非奇非偶函数3在区间⎛ k - , k + 5⎫(k ∈ z )上是增函数18 318 ⎪例 已知函数 y =si n 2x + cos2x -2(1)用“五点法”作出函数在一个周期内的图象(2)求这个函数的周期和单调区间 (3) 求函数图象的对称轴方程(4) 说明图象是由 y =si nx 的图象经过怎样的变换得到的解:y =sin2x + cos2x -2=2sin(2x + )-23(1) 列表x -612 37 12 5 62x +30 23 22y = 2 sin(2x +- 2) 3-20 -2-4-2其图象如图示2(2) T = =π2由- +2k π≤2x + ≤ +2k π,知函数的单调增区间为2 3 25 [- π+k π,+k π],k ∈Z12 123由 +2k π≤2x + ≤ π+2k π,知函数的单调减区间为23 23[+kπ, π+kπ],k∈Z12 12k(3)由 2x+ = +kπ得x= + π3 2 12 2k∴函数图象的对称轴方程为x= + π,(k∈Z)12 2(4)把函数y1=sin x 的图象上所有点向左平移个单位,得到函数y2=si n(x+ )的图象;3 31再把y2图象上各点的横坐标缩短到原来的倍(纵坐标不变),得到y3=sin (2x+ )的图象;2 3再把y3图象上各点的纵坐标伸长到原来的 2 倍(横坐标不变),得到y4=2sin (2x+ )的图象;3最后把y4图象上所有点向下平移 2 个单位,得到函数y=2sin (2x+ )-2 的图象3。