三角函数的图像与性质
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三角函数的图像与性质三角函数是数学中的重要概念,它们在几何、物理、工程等领域都有广泛的应用。
本文将探讨三角函数的图像与性质,并通过图像展示它们的特点。
一、正弦函数(sine function)正弦函数是最基本的三角函数之一,常用符号为sin(x)。
它的图像是一条连续的曲线,表现出周期性的波动。
正弦函数的性质如下:1. 周期性:正弦函数的周期为2π,即在每个2π的区间内,函数的值会重复。
2. 对称性:正弦函数是奇函数,即满足sin(-x)=-sin(x)。
这意味着它的图像关于原点对称。
3. 取值范围:正弦函数的值域在[-1, 1]之间,即函数的值不会超过这个范围。
二、余弦函数(cosine function)余弦函数是另一个常见的三角函数,常用符号为cos(x)。
它的图像也是一条连续的曲线,与正弦函数的图像非常相似。
余弦函数的性质如下:1. 周期性:余弦函数的周期也是2π,与正弦函数相同。
2. 对称性:余弦函数是偶函数,即满足cos(-x)=cos(x)。
这意味着它的图像关于y轴对称。
3. 取值范围:余弦函数的值域也在[-1, 1]之间,与正弦函数相同。
三、正切函数(tangent function)正切函数是三角函数中的另一个重要概念,常用符号为tan(x)。
正切函数的图像也是一条连续的曲线,但与正弦和余弦函数有所不同。
正切函数的性质如下:1. 周期性:正切函数的周期为π,即在每个π的区间内,函数的值会重复。
2. 奇点:正切函数在π/2和-π/2处有奇点,即函数在这些点上无定义。
3. 取值范围:正切函数的值域为整个实数轴,即它可以取到任意的实数值。
四、其他三角函数除了正弦、余弦和正切函数,还有许多衍生的三角函数,如余切函数、正割函数和余割函数等。
它们的图像和性质与前面介绍的三角函数类似,只是在计算和应用中有一些特殊的情况。
五、图像展示为了更好地理解三角函数的图像与性质,下面是一些图像展示:(插入正弦函数、余弦函数和正切函数的图像)从图中可以清楚地看出正弦函数和余弦函数的周期性和对称性,以及正切函数的特殊性。
三角函数的图像和性质三角函数是数学中的一类特殊函数,以其图像的周期性和性质的多样性而被广泛研究和应用。
本文将介绍三角函数的图像特点和基本性质。
一、正弦函数的图像和性质正弦函数是最基本的三角函数之一,用sin(x)表示。
其图像为周期性曲线,其周期为2π。
在一个周期内,正弦函数的值在[-1,1]之间变化。
图像在x轴上的零点是正弦函数的特殊点,记为x=kπ,其中k为整数。
正弦函数的图像在x=kπ时经过极大值或极小值。
正弦函数的性质:1. 周期性:sin(x+2π)=sin(x),即正弦函数在过一周期后会重复。
2. 奇偶性:sin(-x)=-sin(x),即正弦函数关于原点对称。
3. 对称性:sin(π-x)=sin(x),即正弦函数关于y轴对称。
二、余弦函数的图像和性质余弦函数是另一个常见的三角函数,用cos(x)表示。
余弦函数的图像也是周期性曲线,其周期同样为2π。
在一个周期内,余弦函数的值同样在[-1,1]之间变化。
与正弦函数不同的是,余弦函数的图像在x=kπ时经过极大值或极小值。
余弦函数的性质:1. 周期性:cos(x+2π)=cos(x),即余弦函数在过一周期后会重复。
2. 奇偶性:cos(-x)=cos(x),即余弦函数关于y轴对称。
3. 对称性:cos(π-x)=-cos(x),即余弦函数关于原点对称。
三、正切函数的图像和性质正切函数是三角函数中另一个常见的函数,用tan(x)表示。
正切函数的图像为周期性曲线,其周期为π。
正切函数的图像在x=kπ+π/2时会出现无穷大的间断点,即tan(x)在这些点是无界的。
正切函数的性质:1. 周期性:tan(x+π)=tan(x),即正切函数在过一个周期后会重复。
2. 奇偶性:tan(-x)=-tan(x),即正切函数关于原点对称。
四、其他三角函数除了正弦函数、余弦函数和正切函数,还有其他与它们密切相关的三角函数。
1. 反正弦函数:用arcsin(x)表示,表示一个角的正弦值等于x,返回值在[-π/2, π/2]之间。
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。
三角函数的图像与性质(正弦、余弦、正切)【知识点1】函数y =sin x ,y =cos x ,y =tan x 的图象性质题型1:定义域例1:求下列函数的定义域(1)xx y cos 2cos 1+=; (2)x y 2sin = 2lg(4)x -题型2:值域 例2:求下列函数值域 (1))3π2,6π(,sin 2-∈=x x y (2)y=2sin(2x-3π),x 5,46ππ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦(3) )3π,2π(),3π2cos(2-∈+=x x y(4)函数1)6π21cos(2++-=x y 的最大值以及此时x 的取值集合题型3:周期例3:求下列函数的周期: (1)f(x)=2sin2x (2)y=cos(123x π-) (3)y=tan(2x 4π-) (4)y=sin x 例4: 若函数()2sin(2)3f x kx π=+的最小正周期T 满足12T <<,则自然数k 的值为______.例5:若)10(sin 2)(<<=ϖϖx x f 在区间[0,]3π上的最大值是2,则ϖ=________.例6:使x y ωsin =(ω>0)在区间[0,1]至少出现2次最大值,则ω的最小值为【 】A .π25B .π45C .πD .π23例7:设函数f(x)=2sin(25x ππ+),若对于任意的x R ∈,都有f(1x )2()()f x f x ≤≤成立,则12x x -的最小值是A.4B.2C.1D.12题型4:奇偶性 例8:函数y =sin (x +2π)(x ∈[-2π,2π])是【 】A.增函数B.减函数C.偶函数D.奇函数例9:判断下列函数的奇偶性 (1)y=xsin(x π+) (2)y=cos 1sin x x+例10:已知函数f(x)=x 3cosx+1,若f(a)=11,则f(-a)=________ 题型5:单调性例11:函数y =21log sin(2x +4π)的单调递减区间是【 】 A.(k π-4π,k π](k ∈Z ) B.(k π-8π,k π+8π](k ∈Z ) C.(k π-83π,k π+8π](k ∈ D.(k π+8π,k π+83π](k ∈Z )例12:.求1cos()3412logx y π+=的单调区间例13:求下列函数的单调增区间(1))3π21cos(-=x y ; (2) ]0,π[),6π2sin(2-∈+=x x y ;(3))23πsin(2x y -=例14:(1)求函数y=2sin(2x-3π)的单调递减区间。
第1页§三角函数的图像与性质一、知识要点、方法梳理 12. 三角函数图像的五点作图法:如正弦:)0,0(;)1,2(;)0,(π;)1,2(-;)0,2(π, 余弦:)1,0(;)0,2(π;)1,(-π;)0,23(π;)1,2(π 这五点是函数图像在一个周期内的最高点、最低点与平衡点。
3.函数图像的变换:振幅变换:)(x f y = 横坐标不变,纵坐标伸长(或缩短)为原来的A 倍 )(x Af y =第2页周期变换:)(x f y = 纵坐标不变,横坐标伸长(或缩短)为原来的w1倍 )(wx f y = 相位变换:)(x f y = 向左(或向右)平移ϕ个单位 )(ϕ±=x f y 平移变换:)(x f y = 向上(或向下)平移k 个单位 k x f y ±=)( (其中k w A ,,,ϕ为正数) 二、易错细节与常用小结论梳理 1.三角函数的周期问题:○1函数k wx A y ++=)sin(ϕ、k wx A y ++=)cos(ϕ,|)sin(|h wx A y ++=ϕ(R x ∈且,,A ωϕ为常数,且,0A h ≠)的周期||2w T π=。
○2函数k wx A y ++=)tan(ϕ,|)tan(|k wx A y ++=ϕ(,2x k k Z ππ≠+∈)(,,A ωϕ为常数,且0A ≠的周期||w T π=。
○3函数|)sin(|ϕ+=wx A y 、|)cos(|ϕ+=wx A y 的周期||w T π=。
○4x y sin =不是周期函数;x y cos =是周期函数;x y cos =为周期函数(π=T );212cos +=x y 的周期为π,并非所有周期函数都有最小正周期,例如: R k k x f x f y ∈+===),(5)(。
2.你会用五点作图法画k x A y ++=)sin(ϕω的草图吗?哪五点?你会根据图像求参数ϕω、、A 、k 的值吗?3.sin()y A x ωϕ=+为偶函数()2k k Z πϕπ⇔=+∈;cos()y A x ωϕ=+为奇函数()2k k Z πϕπ⇔=+∈。
三、题型示例第3页y1.五点法作sin()y A x k ωϕ=++的图像 例1.已知函数),(23cos cos sin 3)(2R x R x x x x f ∈∈+-⋅=ωωωω的最小正周期为π,且当3π=x 时,函数取最大值.(1)求)(x f 的解析式;(2)试列表描点作出)(x f 在[0,]π范围内的图像. 2.三角函数的图像变换例2.将函数x y sin =的图像上各点向右平移6π个单位,再把横坐标缩小到原来的一半,然后把纵坐标伸长到原来的5倍,最后把整个图像向下平移4个单位,则所得图像的解析式为_____________. 例3.为了得到函数)62sin(π-=x y 的图像,可以将函数x y 2cos =的图像 ( )A.向右平移6π个单位长度 B.向右平移3π个单位长度 C.向左平移6π个单位长度 D.向左平移3π个单位长度3.由函数的图像求解析式例4.函数b x A y ++=)sin(ϕω的图像如图所示,则它的解析式是( )A.121sin 23+=x y B.121sin 21+=x y C.12sin 21+=x y D.12sin 23+=x y例5.函数sin()y A x ωϕ=+),2||,0(R x ∈<>πϕω的部分图像如图所示,则函数表达式为____________________。
4.三角函数的定义域与值域例6.函数2()ln(54)f x x x =-+- ( )A.[0,4)B.(1,)πC.[,4)πD.(1,]π第4页例7.当]2,2[ππ-∈x 时,函数x x x f cos 3sin )(+=的值域是 ( ) A.[1,1]- B.1[,1]2- C.[2,2]- D.[1,2]-例8.函数⎪⎭⎫ ⎝⎛≤≤--+=2321cos 42cos 2ππx x x y 的值域是 ___________。
5.三角函数的周期性 例9.函数1sin(),(0)26y x πωω=+>的最小正周期是4π,则ω= ( ) A.14B.12C.1D.2例10.函数2|2sin 1|y x =-的最小正周期是( )A.4π B.2πC.πD.2π 例11.函数)2tan tan 1(sin )(xx x x f +=的最小正周期是A .π2B .πC .2π D .23π6.三角函数的奇偶性 例12.函数1)4(cos 22--=πx y 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2π的奇函数 D. 最小正周期为2π的偶函数例13.例函数)0)(2sin(πϕϕ≤≤+=x y 是R 上的偶函数,则ϕ的值是( )A.0B.4πC.2πD.π7.三角函数的对称性例14.已知函数)0)(6sin(2)(>+=ωπωx x f 的最小正周期为π4,则该函数的图像( )A.关于点⎪⎭⎫⎝⎛0,3π对称 B.关于点⎪⎭⎫⎝⎛0,35π对称C.关于直线3π=x 对称 D.关于直线35π=x 对称第5页例15.如果函数sin 2cos2y x a x =+的图像关于直线8x π=-对称,那么a 的值为 ( ) A.2 B.2- C.1D.1-8.三角函数的单调性 例16.函数cos(2)4y x π=-的单调递增区间是 ( )A .5[,]88k k ππππ++B .3[,]88k k ππππ-+C .5[2,2]88k k ππππ++D .3[2,2]88k k ππππ-+(以上k Z ∈) 例17.函数)24sin(log 21x y -=π的单调递减区间是( )A .)](8,85(Z k k k ∈--ππππ B .)](8,83(Z k k k ∈--ππππ C .))(83,8[Z k k k ∈+-ππππ D .))(8,8[Z k k k ∈+-ππππ 9.三角函数的图像与性质的综合应用例18.定义在R 上的偶函数)(x f 满足)()2(x f x f =-,且在]2,3[--上是减函数,βα,是钝角三角形的两个锐角,则)(sin αf 与)(cos βf 的大小关系是( )A.)(cos )(sin βαf f >B.)(cos )(sin βαf f <C.)(cos )(sin βαf f =D.)(cos )(sin βαf f ≥四、过关练习 1.函数x x x f cos sin 3)(+=的单调递增区间是 ( )2A (2,2)()33k k k Z ππππ⋅-++∈ 5B (2,2)()66k k k Z ππππ⋅-++∈ 2C (2,2)()33k k k Z ππππ⋅-++∈ 5D (2,2)()66k k k Z ππππ⋅-++∈2.若函数)(sin )2cos 1()(2R x x x x f ∈+=,则)(x f 是A .最小正周期为2π的奇函数 B .最小正周期为π的奇函数 C .最小正周期为π的偶函数 D .最小正周期为2π的偶函数第6页3.函数x x x x f cos )cos 4sin 3()(⋅-=的最小正周期为 A.π B.2π C.π2 D.4π 4.已知函数sin(6)4y x π=+的图像上各点的横坐标伸长到原来的3倍,再向右平移8π个单位,得到的函数的一个对称中心是( )A.(0)16π, B.(0)9π,C.(0)4π,D.(0)2π,5.使得函数)62sin(3π--=x y 为增函数的区间为 ( )A. ]125,0[πB. ]32,6[ππC. ]1211,6[ππD. ]1211,32[ππ 6.函数()()⎪⎭⎫⎝⎛<>+=2,0sin πφωφωx x f 的最小正周期为π,若其图像向左平移6π个单位后得到的函数为奇函数,则函数()x f 的图像( )A.关于点⎪⎭⎫⎝⎛0,12π对称 B.关于直线12π=x 对称C.关于点⎪⎭⎫⎝⎛0,125π对称 D.关于直线125π=x 对称 7.函数2()sin cos f x x x x =在区间,42ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上的最大值是( ) A.1C.32D.18.为了得到函数sin(2)6y x π=-的图像,可以将函数cos 3xy =的图像 ( ) A.横坐标缩短为原来的61倍(纵坐标保持不变),再向右平移3π个单位 B.横坐标缩短为原来的61倍(纵坐标保持不变),再向右平移32π个单位C.横坐标伸长为原来的6倍(纵坐标保持不变),再向左平移2π个单位D.横坐标伸长为原来的6倍(纵坐标保持不变),再向左平移32π个单位第7页9.直线2y =与正切曲线tan 3y x =相交的相邻两点间的距离是 ( )A .πB .23π C .3π D .6π 10.已知函数()tan(2)f x x b π=-的图像的一个对称中心为(,0)3π,若1||2b <,则()f x 的 解析式为 ( )A .tan(2)3x π+B .tan(2)6x π-C .tan(2)6x π+或tan(2)3x π-D .tan(2)6x π-或tan(2)3x π+ 11.函数)4tan()(π+=x x f 的单调增区间为( )A .Z k k k ∈+-),2,2(ππππ B .Z k k k ∈+),,(πππC .Z k k k ∈+-),4,43(ππππ D .Z k k k ∈+-),43,4(ππππ 12.对数)26sin(lg x y -=π的单调递减区间是( )A.)](3,6[Z k k k ∈+-ππππB.)](,65,3[Z k k k ∈++ππππC.))(12,6[Z k k k ∈+-ππππD.)](65,127[Z k k k ∈++ππππ 13.若关于x 的方程24cos sin 40x x m ++-=恒有实数解,则实数m 的取值范围是( )A.]5,0[B.]8,1[-C.]8,0[D.),1[+∞-14.已知函数()()cos f x x a x x R =+∈的图像关于直线6x π=对称,则实数a =A .3或3-B .3-C .3D .615.方程lg sin x x =的实根的个数为( )A. 1个B. 2个C. 3个D. 4个16.已知奇函数)(x f 在[-1,0]上为单调递减函数,又βα,为锐角三角形两内角,则有( ))(cos )(cos βαf f A >、)(sin )(sin βαf f B >、 )(cos )(sin βαf f C >、 )(cos )(sin βαf f D <、 17.若函数)0)(2cos(3)2sin()(πϕϕϕ<<+++=x x x f 的图像关于y 轴对称,则ϕ的值为_______。