2018版高中数学北师大版必修四学案:第一章+5.2+正弦函数的性质
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5.2 正弦函数的性质学习目标1。
理解、掌握正弦函数的性质。
2。
会求简单函数的定义域、值域.3.能利用单调性比较三角函数值的大小.知识点正弦函数的性质思考1 对于x∈R,sin(-x)=-sin x,这说明正弦函数具有怎样的性质?答案奇偶性。
思考2 正弦函数取得最大值、最小值时x的值是什么?答案对于正弦函数y=sin x,x∈R有:当且仅当x=π2+2kπ,k∈Z时,取得最大值1;当且仅当x=-π2+2kπ,k∈Z时,取得最小值-1.思考3 正弦函数的单调区间是什么?答案y=sin x的递增区间为错误!,k∈Z,递减区间为错误!,k∈Z.梳理函数正弦函数y=sin x,x∈R图像定义域R值域[-1,1]最值当x=错误!+2kπ(k∈Z)时,ymax=1;当x=-π2+2kπ(k∈Z)时,y min=-1周期性是周期函数,周期为2kπ(k∈Z,k≠0),2π是它的最小正周期奇偶性奇函数,图像关于原点对称单调性在区间错误!(k∈Z)上是增加的;在区间错误!(k∈Z)上是减少的对称轴x=错误!+kπ,k∈Z对称中心(kπ,0),k∈Z1.正弦函数在定义域上是单调函数.( ×)提示正弦函数不是定义域上的单调函数.2.已知y=k sin x+1,x∈R,则y的最大值为k+1。
高中数学《正弦函数的性质》教学设计及说课稿模板《正弦函数的性质》教学设计一、教学目标【知识与技能】会用正弦函数图象研究和理解正弦函数的性质,能熟练运用正弦函数的性质解决问题。
【过程与方法】通过正弦函数的图象,探索正弦函数的性质,提升逻辑思考、归纳总结的能力。
【情感态度与价值观】通过本节的学习体验数学的严谨性,养成细心观察、认真分析、严谨认真的良好思维习惯和不断探求新知识的精神。
二、教学重难点【重点】由正弦函数的图象得到正弦函数的性质。
【难点】正弦函数的周期性和单调性。
三、教学过程(一)引入新课回忆正弦函数的概念,以及上节课所学的正弦函数图象,让学生根据图象思考正弦函数有哪些性质从而引出课题——《正弦函数的性质》。
(二)探索新知让学生自己通过五点作图法画出正弦函数的图象,并在大屏幕上展示正弦函数的标准图象。
学生一边看投影,一边思考如下问题:(1)正弦函数的定义域是什么?(2)正弦函数的值域是什么?(3)正弦函数的最值情况如何?(4)正弦函数的周期?(5)正弦函数的奇偶性?(6)正弦函数的递增区间?给学生十分钟的时间小组讨论,之后小组代表发言,师生共同总结。
1.定义域:y=sinx定义域为R2.值域:引导学生回忆单位圆中的正弦函数线,发现值域为[-1,1]3.最值:根据值域的确定得到在何处取得最值以及函数的正负性。
4.周期性:通过观察图象引导学生发现正弦函数的图象是有规律不断重复出现的,让学生思考后发现是每隔2π重复出现一次,得出y=sinx的最小正周期是2π。
之后通过诱导公式证明。
5.奇偶性:在刚才通过诱导公式证明后顺势提出公式,总结得到正弦函数是奇函数6.单调性:最后让学生根据刚才所得到的结论自己尝试总结正弦函数的单调性。
在探究完正弦函数性质后,利用单位圆和正弦函数图象理解和记忆正弦函数的性质。
(三)课堂练习出示书上例题2:用五点法画出函数的简图,并根据图象讨论它的性质。
(四)小结作业小结采用发散性问题:你今天有什么收获?作业:思考余弦函数的图象与性质是什么样的。
1.4.2 正弦函数、余弦函数的性质(二)学习目标 1.掌握y =sin x ,y =cos x 的最大值与最小值,并会求简单三角函数的值域和最值.2.掌握y =sin x ,y =cos x 的单调性,并能利用单调性比较大小.3.会求函数y =A sin(ωx +φ)及y =A cos(ωx +φ)的单调区间.知识点一 正弦、余弦函数的定义域、值域 观察下图中的正弦曲线和余弦曲线. 正弦曲线:余弦曲线:可得如下性质:由正弦、余弦曲线很容易看出正弦函数、余弦函数的定义域都是实数集R ,值域都是[-1,1]. 对于正弦函数y =sin x ,x ∈R ,有:当且仅当x =π2+2k π,k ∈Z 时,取得最大值1;当且仅当x =-π2+2k π,k ∈Z 时,取得最小值-1.对于余弦函数y =cos x ,x ∈R ,有: 当且仅当x =2k π,k ∈Z 时,取得最大值1; 当且仅当x =(2k +1)π,k ∈Z 时,取得最小值-1. 知识点二 正弦、余弦函数的单调性思考1 观察正弦函数y =sin x ,x ∈⎣⎡⎦⎤-π2,3π2的图象.正弦函数在⎣⎡⎦⎤-π2,3π2上函数值的变化有什么特点?推广到整个定义域呢?答案 观察图象可知:当x ∈⎣⎡⎦⎤-π2,π2时,曲线逐渐上升,是增函数,sin x 的值由-1增大到1; 当x ∈⎣⎡⎦⎤π2,3π2时,曲线逐渐下降,是减函数,sin x 的值由1减小到-1. 推广到整个定义域可得当x ∈⎣⎡⎦⎤-π2+2k π,π2+2k π(k ∈Z )时,正弦函数y =sin x 是增函数,函数值由-1增大到1; 当x ∈⎣⎡⎦⎤π2+2k π,3π2+2k π(k ∈Z )时,正弦函数y =sin x 是减函数,函数值由1减小到-1. 思考2 观察余弦函数y =cos x ,x ∈[-π,π]的图象.余弦函数在[-π,π]上函数值的变化有什么特点?推广到整个定义域呢? 答案 观察图象可知:当x ∈[-π,0]时,曲线逐渐上升,函数是增函数,cos x 的值由-1增大到1; 当x ∈[0,π]时,曲线逐渐下降,函数是减函数,cos x 的值由1减小到-1. 推广到整个定义域可得当x ∈[2k π-π,2k π],k ∈Z 时,余弦函数y =cos x 是增函数,函数值由-1增大到1; 当x ∈[2k π,(2k +1)π],k ∈Z 时,余弦函数y =cos x 是减函数,函数值由1减小到-1. 思考3 正弦函数、余弦函数的单调区间是什么?答案 y =sin x 的增区间为⎣⎡⎦⎤-π2+2k π,π2+2k π,k ∈Z ,减区间为⎣⎡⎦⎤π2+2k π,3π2+2k π,k ∈Z . y =cos x 的增区间为[-π+2k π,2k π],k ∈Z ,减区间为[2k π,π+2k π],k ∈Z . 梳理 解析式y =sin xy =cos x图象值域[-1,1] [-1,1]单调性在⎣⎡ -π2+2k π,π2 ]+2k π,k ∈Z 上递增,在⎣⎡ π2+2k π,3π2+ ]2k π,k ∈Z 上递减 在[-π+2k π,2k π],k ∈Z 上递增, 在[2k π,π+2k π],k ∈Z 上递减 最值当x =π2+2k π,k ∈Z 时,y max =1;当x=-π2+2k π,k ∈Z 时,y min =-1当x =2k π,k ∈Z 时,y max =1;当x =π+2k π,k ∈Z 时,y min =-11.正弦函数在定义域上是单调函数.( × ) 提示 正弦函数不是定义域上的单调函数. 2.正弦函数在第一象限是增函数.( × )提示 正弦函数在第一象限不是增函数,因为在第一象限,如-5π3<π6,但sin ⎝⎛⎭⎫-5π3=sin π3=32,sin π6=12,sin ⎝⎛⎭⎫-5π3>sin π6. 3.存在实数x ,使得cos x = 2.( × ) 提示 余弦函数最大值为1.4.余弦函数y =cos x 在[0,π]上是减函数.( √ ) 提示 由余弦函数的单调性可知正确.类型一 求正弦、余弦函数的单调区间 例1 求函数y =2sin ⎝⎛⎭⎫π4-x 的单调递增区间. 考点 正弦函数、余弦函数的单调性 题点 正弦函数、余弦函数单调性的判断 解 y =2sin ⎝⎛⎭⎫π4-x =-2sin ⎝⎛⎭⎫x -π4, 令z =x -π4,则y =-2sin z .因为z 是x 的一次函数,所以要求y =-2sin z 的单调递增区间,即求sin z 的单调递减区间, 即2k π+π2≤z ≤2k π+3π2(k ∈Z ).∴2k π+π2≤x -π4≤2k π+3π2(k ∈Z ),即2k π+3π4≤x ≤2k π+7π4(k ∈Z ),∴函数y =2sin ⎝⎛⎭⎫π4-x 的单调递增区间为⎣⎡⎦⎤2k π+3π4,2k π+7π4(k ∈Z ). 反思与感悟 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.跟踪训练1 求函数f (x )=2cos ⎝⎛⎭⎫2x -π6的单调递增区间. 考点 正弦函数、余弦函数的单调性 题点 正弦函数、余弦函数单调性的判断 解 令-π+2k π≤2x -π6≤2k π,k ∈Z ,解得-5π12+k π≤x ≤π12+k π,k ∈Z ,所以函数f (x )的单调递增区间是⎣⎡⎦⎤-5π12+k π,π12+k π,k ∈Z .类型二 正弦、余弦函数单调性的应用命题角度1 利用正、余弦函数的单调性比较大小 例2 利用三角函数的单调性,比较下列各组数的大小. (1)sin 196°与cos 156°; (2)cos ⎝⎛⎭⎫-235π与cos ⎝⎛⎭⎫-174π. 考点 正弦函数、余弦函数的单调性 题点 正弦函数、余弦函数单调性的应用 解 (1)sin 196°=sin(180°+16°)=-sin 16°, cos 156°=cos(180°-24°)=-cos 24°=-sin 66°. ∵0°<16°<66°<90°,且y =sin x 在[0°,90°]上是增函数, ∴sin 16°<sin 66°,从而-sin 16°>-sin 66°,即sin 196°>cos 156°. (2)cos ⎝⎛⎭⎫-235π=cos 235π=cos ⎝⎛⎭⎫4π+35π=cos 35π, cos ⎝⎛⎭⎫-174π=cos 174π=cos ⎝⎛⎭⎫4π+π4=cos π4. ∵0<π4<35π<π,且y =cos x 在[0,π]上是减函数,∴cos 35π<cos π4,即cos ⎝⎛⎭⎫-235π<cos ⎝⎛⎭⎫-174π. 反思与感悟 用正弦函数或余弦函数的单调性比较大小时,应先将异名化同名,把不在同一单调区间内的角用诱导公式转化到同一单调区间,再利用单调性来比较大小. 跟踪训练2 cos 1,cos 2,cos 3的大小关系是________.(用“>”连接) 考点 正弦函数、余弦函数的单调性 题点 正弦函数、余弦函数单调性的应用 答案 cos 1>cos 2>cos 3解析 由于0<1<2<3<π,而y =cos x 在[0,π)上单调递减,所以cos 1>cos 2>cos 3. 命题角度2 已知三角函数的单调性求参数范围例3 已知ω是正数,函数f (x )=2sin ωx 在区间⎣⎡⎦⎤-π3,π4上是增函数,求ω的取值范围. 考点 正弦函数、余弦函数的单调性 题点 正弦函数、余弦函数单调性的应用 解 由-π2+2k π≤ωx ≤π2+2k π(k ∈Z ),ω>0,得-π2ω+2k πω≤x ≤π2ω+2k πω,k ∈Z , ∴f (x )的单调递增区间是⎣⎡⎦⎤-π2ω+2k πω,π2ω+2k πω,k ∈Z . 根据题意,得⎣⎡⎦⎤-π3,π4⊆⎣⎡⎦⎤-π2ω+2k πω,π2ω+2k πω(k ∈Z ), 从而有⎩⎨⎧-π2ω≤-π3,π2ω≥π4,ω>0,解得0<ω≤32.故ω的取值范围是⎝⎛⎦⎤0,32.反思与感悟 此类问题可先解出f (x )的单调区间,将问题转化为集合间的包含关系,然后列不等式组求出参数范围.跟踪训练3 已知ω>0,函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫ωx +π4在⎝⎛⎭⎫π2,π上单调递减,则ω的取值范围是( ) A.⎣⎡⎦⎤12,54 B.⎣⎡⎦⎤12,34 C.⎝⎛⎦⎤0,12 D .(0,2]考点 正弦函数、余弦函数的单调性 题点 正弦函数、余弦函数单调性的应用 答案 A解析 取ω=54,f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫54x +π4, 其减区间为⎣⎡⎦⎤85k π+π5,85k π+π,k ∈Z , 显然⎝⎛⎭⎫π2,π⊆⎣⎡⎦⎤85k π+π5,85k π+π,k ∈Z ,排除B ,C. 取ω=2,f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2x +π4, 其减区间为⎣⎡⎦⎤k π+π8,k π+58π,k ∈Z , 显然⎝⎛⎭⎫π2,π⊈⎣⎡⎦⎤k π+π8,k π+58π,k ∈Z ,排除D.类型三 正弦、余弦函数的值域或最值例4 求函数f (x )=2sin 2x +2sin x -12,x ∈⎣⎡⎦⎤π6,5π6的值域. 考点 正弦函数、余弦函数的最大值与最小值 题点 正弦函数的最大值与最小值 解 令t =sin x ,因为x ∈⎣⎡⎦⎤π6,5π6, 所以t ∈⎣⎡⎦⎤12,1,则f (x )可化为y =2t 2+2t -12=2⎝⎛⎭⎫t +122-1,t ∈⎣⎡⎦⎤12,1, 所以当t =12时,y min =1,当t =1时,y max =72,故f (x )的值域是⎣⎡⎦⎤1,72. 反思与感悟 一般函数的值域求法有:观察法、配方法、判别式法、反比例函数法等.三角函数是函数的特殊形式,一般方法也适用,但要结合三角函数本身的性质. 常见的三角函数求值域或最值的类型有以下几种:(1)形如y =sin(ωx +φ)的三角函数,令t =ωx +φ,根据题中x 的取值范围,求出t 的取值范围,再利用三角函数的单调性、有界性求出y =sin t 的最值(值域).(2)形如y =a sin 2x +b sin x +c (a ≠0)的三角函数,可先设t =sin x ,将函数y =a sin 2x +b sin x +c (a ≠0)化为关于t 的二次函数y =at 2+bt +c (a ≠0),根据二次函数的单调性求值域(最值). (3)对于形如y =a sin x (或y =a cos x )的函数的最值还要注意对a 的讨论.跟踪训练4 已知函数f (x )=2a sin x +b 的定义域为⎣⎡⎦⎤-π3,2π3,函数的最大值为1,最小值为-5,求a 和b 的值.考点 正弦函数、余弦函数的最大值与最小值 题点 正弦函数的最大值与最小值 解 ∵-π3≤x ≤2π3,∴-32≤sin x ≤1.若a =0,不满足题意.若a >0,则⎩⎪⎨⎪⎧2a +b =1,-3a +b =-5,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =12-63,b =-23+12 3.若a <0,则⎩⎪⎨⎪⎧2a +b =-5,-3a +b =1,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-12+63,b =19-12 3.故a =12-63,b =-23+123或a =-12+63,b =19-12 3.1.函数y =cos x -1的最小值是( ) A .0 B .1 C .-2 D .-1考点 正弦函数、余弦函数的最大值与最小值 题点 余弦函数的最大值与最小值 答案 C解析 cos x ∈[-1,1],所以y =cos x -1的最小值为-2. 2.函数y =sin 2x 的单调递减区间是( ) A.⎣⎡⎦⎤π2+2k π,3π2+2k π(k ∈Z ) B.⎣⎡⎦⎤k π+π4,k π+3π4(k ∈Z ) C.[]π+2k π,3π+2k π(k ∈Z ) D.⎣⎡⎦⎤k π-π4,k π+π4(k ∈Z ) 考点 正弦函数、余弦函数的单调性 题点 正弦函数、余弦函数单调性的判断 答案 B解析 由2k π+π2≤2x ≤2k π+3π2,k ∈Z ,得k π+π4≤x ≤k π+3π4,k ∈Z ,∴y =sin 2x 的单调递减区间是⎣⎡⎦⎤k π+π4,k π+3π4(k ∈Z ). 3.下列不等式中成立的是( ) A .sin ⎝⎛⎭⎫-π8>sin ⎝⎛⎭⎫-π10 B .sin 3>sin 2 C .sin 75π>sin ⎝⎛⎭⎫-25π D .sin 2>cos 1考点 正弦函数、余弦函数的单调性 题点 正弦函数、余弦函数单调性的应用 答案 D解析 ∵sin 2=cos ⎝⎛⎭⎫π2-2=cos ⎝⎛⎭⎫2-π2, 且0<2-π2<1<π,∴cos ⎝⎛⎭⎫2-π2>cos 1, 即sin 2>cos 1.故选D.4.函数y =cos x 在区间[-π,a ]上为增函数,则a 的取值范围是________. 考点 正弦函数、余弦函数的单调性 题点 正弦函数、余弦函数单调性的应用 答案 (-π,0]解析 因为y =cos x 在[-π,0]上是增函数,在[0,π]上是减函数,所以只有-π<a ≤0时满足条件,故a ∈(-π,0].5.求函数y =3-2sin 12x 的最值及取到最值时的自变量x 的集合.考点 正弦函数、余弦函数的最大值与最小值 题点 正弦函数的最大值与最小值 解 ∵-1≤sin 12x ≤1,∴当sin 12x =-1,12x =2k π-π2,k ∈Z ,即x =4k π-π,k ∈Z 时,y max =5,此时自变量x 的集合为{x |x =4k π-π,k ∈Z }; 当sin 12x =1,12x =2k π+π2,k ∈Z ,即x =4k π+π,k ∈Z 时,y min =1,此时自变量x 的集合为{x |x =4k π+π,k ∈Z }.1.求函数y =A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0)的单调区间的方法把ωx +φ看成一个整体,由2k π-π2≤ωx +φ≤2k π+π2(k ∈Z )解出x 的范围,所得区间即为增区间,由2k π+π2≤ωx +φ≤2k π+3π2(k ∈Z )解出x 的范围,所得区间即为减区间.若ω<0,先利用诱导公式把ω转化为正数后,再利用上述整体思想求出相应的单调区间.2.比较三角函数值的大小,先利用诱导公式把问题转化为同一单调区间上的同名三角函数值的大小比较,再利用单调性作出判断. 3.求三角函数值域或最值的常用方法将y 表示成以sin x (或cos x )为元的一次或二次等复合函数,再利用换元或配方或利用函数的单调性等来确定y 的范围.一、选择题1.当-π2≤x ≤π2时,函数f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫x +π3有( ) A .最大值1,最小值-1 B .最大值1,最小值-12C .最大值2,最小值-2D .最大值2,最小值-1考点 正弦函数、余弦函数的最大值与最小值 题点 正弦函数的最大值与最小值 答案 D解析 因为-π2≤x ≤π2,所以-π6≤x +π3≤5π6,所以-12≤sin ⎝⎛⎭⎫x +π3≤1,所以-1≤f (x )≤2. 2.下列函数中,周期为π,且在⎣⎡⎦⎤π4,π2上为减函数的是( )A .y =sin ⎝⎛⎭⎫2x +π2B .y =cos ⎝⎛⎭⎫2x +π2C .y =sin ⎝⎛⎭⎫x +π2D .y =cos ⎝⎛⎭⎫x +π2考点 正弦函数、余弦函数的单调性题点 正弦函数、余弦函数单调性的判断答案 A3.下列关系式中正确的是( )A .sin 11°<cos 10°<sin 168°B .sin 168°<sin 11°<cos 10°C .sin 11°<sin 168°<cos 10°D .sin 168°<cos 10°<sin 11°考点 正弦函数、余弦函数的单调性题点 正弦函数、余弦函数单调性的应用答案 C解析 ∵sin 168°=sin(180°-12°)=sin 12°,cos 10°=sin(90°-10°)=sin 80°.∴由正弦函数的单调性,得sin 11°<sin 12°<sin 80°,即sin 11°<sin 168°<cos 10°.4.(2017·九江高一检测)y =2sin xsin x +2的最小值是( )A .2B .-2C .1D .-1考点 正弦函数、余弦函数的最大值与最小值题点 正弦函数的最大值与最小值答案 B解析 由y =2sin x sin x +2=2-4sin x +2,当sin x =-1时,y =2sin xsin x +2取得最小值-2.5.(2017·全国Ⅲ)函数f (x )=15sin ⎝⎛⎭⎫x +π3+cos ⎝⎛⎭⎫x -π6的最大值为() A.65 B .1 C.35 D.15考点 正弦函数、余弦函数的最大值与最小值题点 正弦函数的最大值与最小值答案 A 解析 ∵⎝⎛⎭⎫x +π3+⎝⎛⎭⎫π6-x =π2, ∴f (x )=15sin ⎝⎛⎭⎫x +π3+cos ⎝⎛⎭⎫x -π6 =15sin ⎝⎛⎭⎫x +π3+cos ⎝⎛⎭⎫π6-x =15sin ⎝⎛⎭⎫x +π3+sin ⎝⎛⎭⎫x +π3 =65sin ⎝⎛⎭⎫x +π3≤65. ∴f (x )max =65. 故选A.6.函数y =sin x 的定义域为[a ,b ],值域为⎣⎡⎦⎤-1,12,则b -a 的最大值与最小值之和等于( ) A.4π3 B.8π3C .2πD .4π 考点 正弦函数、余弦函数的最大值与最小值题点 正弦函数的最大值与最小值答案 C解析 作出y =sin x 的一个简图,如图所示,∵函数的值域为⎣⎡⎦⎤-1,12, 且sin π6=sin 5π6=12,sin 3π2=-1, ∴定义域[a ,b ]中,b -a 的最小值为3π2-5π6=2π3, 定义域[a ,b ]中,b -a 的最大值为2π+π6-5π6=4π3, 故可得,最大值与最小值之和为2π.7.若函数f (x )=sin ωx (ω>0)在区间⎣⎡⎦⎤0,π3上单调递增,在区间⎣⎡⎦⎤π3,π2上单调递减,则ω的值可为( )A.32B.23 C .2 D .3考点 正弦函数、余弦函数的单调性题点 正弦函数、余弦函数单调性的应用答案 A解析 由题意知,T 4=π3,即T =4π3,4π3=2πω, ∴ω=32. 二、填空题8.sin 1,sin 2,sin 3按从小到大排列的顺序为__________.考点 正弦函数、余弦函数的单调性题点 正弦函数、余弦函数单调性的应用答案 sin 3<sin 1<sin 2解析 ∵1<π2<2<3<π, sin(π-2)=sin 2,sin(π-3)=sin 3.y =sin x 在⎝⎛⎭⎫0,π2上递增,且0<π-3<1<π-2<π2, ∴sin(π-3)<sin 1<sin(π-2),即sin 3<sin 1<sin 2.9.函数y =2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3⎝⎛⎭⎫-π6≤x ≤π6的值域是________. 考点 正弦函数、余弦函数的最大值与最小值题点 正弦函数的最大值与最小值答案 [0,2]解析 ∵-π6≤x ≤π6,∴0≤2x +π3≤2π3, ∴0≤sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3≤1,∴y ∈[0,2]. 10.函数y =13sin ⎝⎛⎭⎫π6-x (x ∈[0,π])的单调递增区间为________. 考点 正弦函数、余弦函数的单调性题点 正弦函数、余弦函数单调性的判断答案 ⎣⎡⎦⎤2π3,π解析 原式可化为y =-13sin ⎝⎛⎭⎫x -π6, ∵x ∈[0,π],∴-π6≤x -π6≤5π6. 要求函数的单调递增区间,只需求f (x )=13sin ⎝⎛⎭⎫x -π6的单调递减区间. 则π2≤x -π6≤5π6, 即2π3≤x ≤π. ∴y =13sin ⎝⎛⎭⎫π6-x (x ∈[0,π])的单调递增区间为⎣⎡⎦⎤2π3,π. 11.若f (x )=2sin ωx (0<ω<1)在区间⎣⎡⎦⎤0,π3上的最大值是2,则ω=________. 考点 正弦函数、余弦函数的最大值与最小值题点 正弦函数的最大值与最小值答案 34解析 ∵x ∈⎣⎡⎦⎤0,π3,即0≤x ≤π3,且0<ω<1, ∴0≤ωx ≤ωπ3<π3, ∵f (x )max =2sinωπ3=2, ∴sin ωπ3=22,ωπ3=π4, 即ω=34. 三、解答题12.求下列函数的单调递增区间.(1)y =1-sin x 2;(2)y =12log sin ⎝⎛⎭⎫x 2-π3. 考点 正弦函数、余弦函数的单调性题点 正弦函数、余弦函数单调性的判断解 (1)由2k π+π2≤x 2≤2k π+32π,k ∈Z , 得4k π+π≤x ≤4k π+3π,k ∈Z .∴y =1-sin x 2的单调递增区间为[4k π+π,4k π+3π](k ∈Z ).(2)要求函数y =12log sin ⎝⎛⎭⎫x 2-π3的单调递增区间,即求使y =sin ⎝⎛⎭⎫x 2-π3>0且单调递减的区间.∴2k π+π2≤x 2-π3<2k π+π,k ∈Z ,整理得4k π+5π3≤x <4k π+8π3,k ∈Z .∴函数y =12log sin ⎝⎛⎭⎫x 2-π3的单调递增区间为⎣⎡⎭⎫4k π+5π3,4k π+8π3,k ∈Z .13.求下列函数的最大值和最小值.(1)f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6,x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2;(2)f (x )=-2cos 2x +2sin x +3,x ∈⎣⎡⎦⎤π6,5π6.考点 正弦函数、余弦函数的最大值与最小值题点 正弦函数、余弦函数最值的综合问题解 (1)当x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2时,2x -π6∈⎣⎡⎦⎤-π6,5π6,由函数图象知,f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6∈⎣⎡⎦⎤sin ⎝⎛⎭⎫-π6,sin π2=⎣⎡⎦⎤-12,1.所以,f (x )在⎣⎡⎦⎤0,π2上的最大值和最小值分别为1,-12.(2)f (x )=-2(1-sin 2x )+2sin x +3=2sin 2x +2sin x +1=2⎝⎛⎭⎫sin x +122+12.因为x ∈⎣⎡⎦⎤π6,5π6,所以12≤sin x ≤1.当sin x =1时,y max =5;当sin x =12时,y min =52.所以,f (x )在⎣⎡⎦⎤π6,5π6上的最大值和最小值分别为5,52.四、探究与拓展14.已知奇函数f (x )在[-1,0]上单调递减,α,β为锐角三角形两内角,则() A .f (cos α)>f (cos β) B .f (sin α)>f (sin β)C .f (sin α)>f (cos β)D .f (sin α)<f (cos β)考点 正弦函数、余弦函数的单调性题点 正弦函数、余弦函数单调性的应用 答案 D解析 由题意,得α+β>π2,∴π2>α>π2-β>0, ∴sin α>sin ⎝⎛⎭⎫π2-β,即1>sin α>cos β>0,∴-1<-sin α<-cos β<0.∵奇函数f (x )在[-1,0]上单调递减,∴f (-sin α)>f (-cos β),∴-f (sin α)>-f (cos β),∴f (sin α)<f (cos β).15.已知函数f (x )=a sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3+b (a >0).当x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2时,f (x )的最大值为3,最小值是-2,求a 和b 的值.考点 正弦函数、余弦函数的最大值与最小值 题点 正弦函数的最大值与最小值解 ∵0≤x ≤π2,∴-π3≤2x -π3≤2π3, ∴-32≤sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3≤1, 又a >0,∴f (x )max =a +b =3,f (x )min =-32a +b =-2. 由⎩⎪⎨⎪⎧ a +b =3,-32a +b =-2,得⎩⎪⎨⎪⎧a =2,b =-2+ 3.。
陕西省榆林育才中学高中数学第1章《三角函数》5正弦函数的性质导学案北师大版必修4【学习目标】1.会利用正弦函数的图像进一步研究和理解正弦函数的性质.2.能够灵活的应用正弦函数的性质解决相关问题.3.经历用正弦函数的图像研究正弦函数性质的过程,体会数形结合的思想.【重点难点】重点:正弦函数的性质及其应用.难点:应用正弦函数的性质解决相关问题.【使用说明】通过观察正弦函数的图像,总结正弦函数的性质,然后对照课本加以完善,最后通过小组讨论、合作探究进一步加深对正弦函数性质的理解.【自主学习】【合作探究】1. 利用五点法画出函数x y sin 1+=的简图,并根据图像讨论它的性质.2. 求下列函数的定义域:(1)1sin 1-=x y ; (2)1sin 2+=x y .3. 正弦函数的图像有对称轴吗?有对称中心吗?如果有,请写出对称轴方程 及对称中心的坐标;如果没有,请说明理由.【课堂检测】1. 函数x y sin 3=,当],[ππ-∈x 时,在区间_______________上是增加的,在区 间 ____________上是减少的;当=x ________时,y 取最大值______;当=x ______时,y 取最小值______.2. 与右图中曲线对应的函数是( )A. |sin |x y =B. ||sin x y =C. ||sin x y -=D. |sin |x y -=3. 求函数x y sin 21-=的单调增区间,并判断其奇偶性.【课堂小结】【课后训练】2. 函数x y sin 2-=的定义域为_______________.3. 讨论函数x y sin 211-=的性质.(定义域、值域、周期性、单调性和奇偶性)。
§正弦函数y=sinx的图像一、教学目标:一、知识与技术:(1)回忆锐角的正弦函数概念;(2)熟练运用锐角正弦函数的性质;(3)理解通过单位圆引入任意角的正弦函数的意义;(4)掌握任意角的正弦函数的概念;(5)理解有向线段的概念;(6)了解正弦函数图像的画法;(7)掌握五点作图法,并会用此方式画出[0,2π]上的正弦曲线。
二、进程与方式:初中所学的正弦函数,是通过直角三角形中给出概念的;由于咱们已将角推行到任意角的情形,而且一般都是把角放在平面直角坐标系中,如此一来,咱们就在直角坐标系中来找直角三角形,从而引出单位圆;利用单位圆的独特性,是高中数学中的一种重要方式,在第二节课的正弦函数图像,和在后面的正弦函数的性质中都有直接的应用;讲解例题,总结方式,巩固练习。
3、情感态度与价值观:通过本节的学习,使同窗们对正弦函数的概念有了一个新的熟悉;在由锐角的正弦函数推行到任意角的正弦函数的进程中,体会特殊与一般的关系,形成一种辩证统一的思想;通过单位圆的学习,成立数形结合的思想,激发学习的学习踊跃性;培育学生分析问题、解决问题的能力。
二、教学重、难点重点:1.任意角的正弦函数概念,和正弦函数值的几何表示。
2.正弦函数图像的画法。
难点:1.正弦函数值的几何表示。
2.利用正弦线画出y=sinx,x∈[0,2π]的图像。
三、学法与教法在初中,咱们明白直角三角形中锐角的对边比上斜边就叫着那个角的正弦,当把锐角放在直角坐标系中时,角的终边与单位圆交于一点,正弦函数对应于该点的纵坐标,当是任意角时,通过函数概念的形式引出正弦函数的概念;作正弦函数y=sinx图像时,在正弦函数概念的基础上,通过平移正弦线得出其图像,再归结为五点作图法。
教法: 探讨讨论法。
四、教学进程【创设情境,揭露课题】三角函数是一种重要的函数,从第一节咱们就明白在实际生活中,有许多地方用到三角函数。
今天咱们来学正弦函数y =sinx 的图像的做法。
5.2正弦函数的性质学习目标 1.理解、掌握正弦函数的性质.2.会求简单函数的定义域、值域.3.能利用单调性比较三角函数值的大小.知识点正弦函数的性质思考1对于x∈R,sin(-x)=-sin x,这说明正弦函数具有怎样的性质?思考2正弦函数取得最大值、最小值时x的值是什么?思考3正弦函数的单调区间是什么?梳理类型一 求正弦函数的单调区间 例1 求函数y =2sin ⎝⎛⎭⎫π4-x 的递增区间.反思与感悟 用整体替换法求函数y =A sin(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.跟踪训练1 函数y =sin ⎝⎛⎭⎫3x +π6,x ∈⎣⎡⎦⎤-π3,π3的递减区间为________________. 类型二 正弦函数单调性的应用命题角度1 利用正弦函数单调性比较大小例2 比较下列三角函数值的大小.(1)sin(-3π5)与sin(-13π4); (2)sin 196°与cos 156°;反思与感悟 (1)比较sin α与sin β的大小时,可利用诱导公式把sin α与sin β转化为同一单调区间上的正弦值,再借助于正弦函数的单调性来进行比较.(2)比较sin α与cos β的大小,常把cos β转化为sin(π2±β)后,再依据单调性来进行比较. (3)当不能将两角转到同一单调区间上时,还可以借助于图像或值的符号比较.跟踪训练2 比较sin 194°与cos 110°的大小.命题角度2 已知三角函数单调性求参数范围例3 已知ω是正数,函数f (x )=2sin ωx 在区间[-π3,π4]上是增加的,求ω的取值范围.反思与感悟 此类问题可先解出f (x )的单调区间,将问题转化为集合间的包含关系,然后列不等式组求出参数范围.跟踪训练3 已知ω>0,函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫ωx +π4在⎝⎛⎭⎫π2,π上是减少的,则ω的取值范围是( ) A.⎣⎡⎦⎤12,54B.⎣⎡⎦⎤12,34C.⎝⎛⎦⎤0,12 D .(0,2]类型三 正弦函数的值域或最值例4 (1)求使函数y =-2sin x +1取得最大值和最小值的自变量x 的集合,并写出其值域;(2)求使函数y =-sin 2x +3sin x +54取得最大值和最小值的自变量x 的集合,并求出函数的最值.反思与感悟 求正弦函数的值域一般有以下两种方法(1)将所给三角函数转化为二次函数,通过配方法求值域,例如转化为y =a (sin x +b )2+c 型的值域问题.(2)利用sin x 的有界性求值域,如y =a sin x +b ,-|a |+b ≤y ≤|a |+b .跟踪训练4 求f (x )=2sin 2x +2sin x -12,x ∈[π6,5π6]的值域.1.函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫x +π6的一个递减区间是( ) A .⎣⎡⎦⎤-π2,π2 B .[-π,0]C .⎣⎡⎦⎤-23π,23π D .⎣⎡⎦⎤π2,23π2.下列不等式中成立的是( )A .sin ⎝⎛⎭⎫-π8>sin ⎝⎛⎭⎫-π10 B .sin 3>sin 2C .sin 75π>sin ⎝⎛⎭⎫-25π D .sin 2>cos 1 3.函数y =sin ⎝⎛⎭⎫x +π6,x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2的值域是( ) A .⎣⎡⎦⎤-32,12 B .⎣⎡⎦⎤-12,32 C .⎣⎡⎦⎤32,1 D .⎣⎡⎦⎤12,1 4.求函数y =3-2sin 12x 的最值及取到最值时的自变量x 的集合.5.求函数y =2sin(π6-2x ),x ∈(0,π)的递增区间.1.求函数y =A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0)的单调区间的方法把ωx +φ看成一个整体,由2k π-π2≤ωx +φ≤2k π+π2(k ∈Z )解出x 的范围,所得区间即为递增区间,由2k π+π2≤ωx +φ≤2k π+3π2(k ∈Z )解出x 的范围,所得区间即为递减区间.若ω<0,先利用诱导公式把ω转化为正数后,再利用上述整体思想求出相应的单调区间.2.比较三角函数值的大小,先利用诱导公式把问题转化为同一单调区间上的同名三角函数值的大小比较,再利用单调性作出判断.3.求三角函数值域或最值的常用方法将y 表示成以sin x (或cos x )为元的一次或二次等复合函数,再利用换元或配方或利用函数的单调性等来确定y的范围.答案精析问题导学知识点思考1 奇偶性.思考2 对于正弦函数y =sin x ,x ∈R 有:当且仅当x =π2+2k π,k ∈Z 时,取得最大值1; 当且仅当x =-π2+2k π,k ∈Z 时,取得最小值-1. 思考3 y =sin x 的递增区间为⎣⎡⎦⎤-π2+2k π,π2+2k π,k ∈Z ,递减区间为⎣⎡⎦⎤π2+2k π,3π2+2k π,k ∈Z .梳理 R x =π2+2k π x =-π2+2k π 2k π(k ∈Z ,k ≠0) 原点 [-π2+2k π,π2+2k π] [π2+2k π,3π2+2k π] x =π2+k π (k π,0) 题型探究例1 解 y =2sin ⎝⎛⎭⎫π4-x=-2sin ⎝⎛⎭⎫x -π4,令z =x -π4, 则y =-2sin z .因为z 是x 的一次函数,所以要求y =-2sin z 的递增区间,即求sin z 的递减区间,即2k π+π2≤z ≤2k π+3π2(k ∈Z ). 所以2k π+π2≤x -π4≤2k π+3π2(k ∈Z ), 即2k π+3π4≤x ≤2k π+7π4(k ∈Z ), 所以函数y =2sin ⎝⎛⎭⎫π4-x 的递增区间为⎣⎡⎦⎤2k π+3π4,2k π+7π4(k ∈Z ). 跟踪训练1 ⎣⎡⎤-π3,-2π9,⎣⎡⎦⎤π9,π3 例2 解 (1)∵sin(-3π5)=-sin 3π5,sin(-13π4)=-sin(2π+5π4)=-sin 5π4, 由于π2<3π5<5π4<3π2, 且y =sin x 在(π2,3π2)上是减少的, ∴sin 3π5>sin 5π4, ∴-sin 3π5<-sin 5π4, 即sin(-3π5)<sin(-13π4). (2)sin 196°=sin(180°+16°)=-sin 16°,cos 156°=cos(180°-24°)=-cos 24°=-sin 66°,∵0°<16°<66°<90°,且y =sin x 在[0°,90°]上是增加的, ∴sin 16°<sin 66°,从而-sin 16°>-sin 66°,即sin 196°>cos 156°.跟踪训练2 解 ∵sin 194°=sin(180°+14°)=-sin 14°, cos 110°=cos(180°-70°)=-cos 70°=-sin(90°-70°)=-sin 20°,由于0°<14°<20°<90°,而y =sin x 在[0°,90°]上是增加的,∴sin 14°<sin 20°,∴-sin 14°>-sin 20°,即sin 194°>cos 110°.例3 解 由-π2+2k π≤ωx ≤π2+2k π(k ∈Z ), 得-π2ω+2k πω≤x ≤π2ω+2k πω,∴f (x )的递增区间是[-π2ω+2k πω,π2ω+2k πω],k ∈Z . 根据题意,得[-π3,π4]⊆[-π2ω+2k π,π2ω+2k π](k ∈Z ), 从而有⎩⎨⎧-π2ω≤-π3,π2ω≥π4,ω>0,解得0<ω≤32. 故ω的取值范围是(0,32]. 跟踪训练3 A 例4 解 (1)当x =2k π-π2(k ∈Z )时,y max =-2×(-1)+1=3, 当x =2k π+π2(k ∈Z )时,y min =-2×1+1=-1, ∴函数y =-2sin x +1的值域为[-1,3].(2)令t =sin x ,则-1≤t ≤1,y =-t 2+3t +54=-(t -32)2+2. ∴当t =32时,y max =2. 此时sin x =32,即x =2k π+π3或x =2k π+2π3(k ∈Z ). ∴当t =-1时,y min =14- 3. 此时sin x =-1,即x =2k π+3π2(k ∈Z ). 跟踪训练4 解 令t =sin x ,∵x ∈[π6,5π6], ∴12≤sin x ≤1,即12≤t ≤1, ∴f (x )=g (t )=2(t +12)2-1,t ∈[12,1]且该函数在[12,1]上是增加的. ∴f (x )min =g (12)=1, f (x )max =g (1)=72. ∴f (x )=2sin 2x +2sin x -12,x ∈[π6,5π6]的值域为[1,72]. 当堂训练1.D 2.D 3.D4.解 ∵-1≤sin 12x ≤1, ∴当sin 12x =-1,12x =2k π-π2,k ∈Z , 即x =4k π-π,k ∈Z ,y max =5,此时自变量x 的集合为{x |x =4k π-π,k ∈Z };当sin 12x =1,12x =2k π+π2,k ∈Z , 即x =4k π+π,k ∈Z 时,y min =1,此时自变量x 的集合为{x |x =4k π+π,k ∈Z }.5.解 ∵函数y =2sin ⎝⎛⎭⎫π6-2x =-2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6, ∴函数y =2sin ⎝⎛⎭⎫π6-2x 的递增区间为y =2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6的递减区间. 由π2+2k π≤2x -π6≤3π2+2k π,k ∈Z , 得k π+π3≤x ≤k π+5π6,k ∈Z . ∵x ∈(0,π),∴由k =0,得π3≤x ≤5π6. ∴函数y =2sin ⎝⎛⎭⎫π6-2x ,x ∈(0,π)的递增区间为⎣⎡⎦⎤π3,5π6.。