三角函数的图象与性质
基础梳理 1.“五点法”描图
(1)y=sin x的图象在[0,2π]上的五个关键点的坐标为
π?3
,1 (π,0) ?π,-1? (2π,0) (0,0) ??2??2? (2)y=cos x的图象在[0,2π]上的五个关键点的坐标为
π?3π
,0,(π,-1),?,0?,(2π,1) (0,1),??2??2?2.三角函数的图象和性质
函数 性质 定义域 y=sin x R y=cos x R y=tan x π{x|x≠kπ+,k∈Z} 2图象 值域 [-1,1] [-1,1] 对称轴: x=kπ(k∈Z)___; 对称中心: π_(kπ+,0) (k∈Z)__ 2 2π 单调增区间[2kπ-π,π单调增区间_(kπ-,2πkπ+)(k∈Z)___ 2kπ?对称中心:_??2,0? (k∈Z) __ R π对称轴:__ x=kπ+2对称性 (k∈Z)__ _; 对称中心: _ (kπ,0)(k∈Z)__ _ 周期 2π_ 单调增区间_[2kπ-π ππ,2kπ+](k∈Z)___; 2kπ] (k∈Z) ____; 22单调性 单调减区间[2kπ,2kππ单调减区间[2kπ+,2+π](k∈Z)______ 3π 2kπ+] (k∈Z) __ 2奇函数 偶函数 奇偶性 奇函数 3.一般地对于函数f(x),如果存在一个非零的常数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,把所有周期中存在的最小正数,叫做最小正周期(函数的周期一般指最小正周期)
对函数周期性概念的理解
周期性是函数的整体性质,要求对于函数整个定义域范围的每一个x值都满足f(x+T)=f(x),其中T是不为零的常数.如果只有个别的x值满足f(x+T)=f(x),或找到哪怕只有一个x值不满足f(x+T)=f(x),都不能说T是函数f(x)的周期.
函数y=Asin(ωx+φ)和y=Acos(ωx+φ)的最小正周期为 y=tan(ωx+φ)的最小正周期为 π . |ω|2π , |ω|
4.求三角函数值域(最值)的方法: (1)利用sin x、cos x的有界性; 关于正、余弦函数的有界性
由于正余弦函数的值域都是[-1,1],因此对于?x∈R,恒有-1≤sin x≤1,-1≤cos x≤1,所以1叫做y=sin x,y=cos x的上确界,-1叫做y=sin x,y=cos x的下确界.
(2)形式复杂的函数应化为y=Asin(ωx+φ)+k的形式逐步分析ωx+φ的范围,根据正弦函数单调性写出函数的值域;含参数的最值问题,要讨论参数对最值的影响.
(3)换元法:把sin x或cos x看作一个整体,可化为求函数在区间上的值域(最值)问题. 利用换元法求三角函数最值时注意三角函数有界性,如:y=sin2x-4sin x+5,令t=sin x(|t|≤1),则y=(t-2)2+1≥1,解法错误.
5.求三角函数的单调区间时,应先把函数式化成形如y=Asin(ωx+φ) (ω>0)的形式,再根据基本三角函数的单调区间,求出x所在的区间.应特别注意,应在函数的定义域内考虑.注意区分下列两题的单调增区间不同;利用换元法求复合函数的单调区间(要注意x系数的正负号) (1)yππ
2x-?;(2)y=sin?-2x?. =sin?4???4?热身练习:
π
x+?,x∈R( ). 1.函数y=cos??3?
A.是奇函数 B.既不是奇函数也不是偶函数
C.是偶函数 D.既是奇函数又是偶函数 π?
2.函数y=tan??4-x?的定义域为( ).
ππ
x≠kπ+ ,k∈Z D.x?x≠2kπ+ ,k∈Z C.x?44??
?????ππ
?xx≠2kπ-,k∈Z? x≠kπ-,k∈Z? A.?x?B.44???
?
?
?
?
??
???
???
???
π
3.函数y=sin(2x+)的图象的对称轴方程可能是( )
3
ππππ
A.x=- B.x=- C.x= D.x= 612612
π
x-?的图象的一个对称中心是( ). 4.y=sin??4?A.(-π,0)
3π3π
-,0? C.?,0? B.??4??2?
π?
D.??2,0?
( )
5.下列区间是函数y=2|cos x|的单调递减区间的是 A.(0,π)
π3π
-,0? C.?,2π? B.??2??2?π
-π,-? D.?2??
ππ
6.已知函数f(x)=sin(2x+φ),其中φ为实数,若f(x)≤|f()|对任意x∈R恒成立,且f()>f(π),
62
则f(x)的单调递增区间是( )
πππ
A.[kπ-,kπ+](k∈Z) B.[kπ,kπ+](k∈Z)
362π2ππ
C.[kπ+,kπ+](k∈Z) D.[kπ-,kπ](k∈Z)
632
xπ?
7.函数f(x)=3cos?R的最小正周期为________. ?2-4?x∈π
x+?的最大值为_______,此时x=_____ _________. 8..y=2-3cos??4?ππ
10.函数f(x)=sin2x+3sinxcosx在区间[,]上的最大值是 .
42
题型一 与三角函数有关的函数定义域问题 例1 求下列函数的定义域:
(1)y=lgsin(cos x); (2)y=sin x-cos x. 变式训练1 (1)求函数y?lg(2sinx?1)??tanx?1的定义域;
x?cos(?)28
题型二、三角函数的五点法作图及图象变换
π
例2已知函数f(x)=4cosxsin(x+)-1.
6
(1)用五点法作出f(x)在一个周期内的简图; (2)该函数图象可由y=sinx(x∈R)的图象经过怎样的平移变换与伸缩变换得到?
题型三 三角函数图象与解析式的相互转化
π
例3函数f(x)=Asin(ωx+φ)(x∈R,A>0,ω>0,0<φ<)的部分图象如图所示.
2
(1)求f(x)的解析式;
π
(2)设g(x)=[f(x-)]2,求函数g(x)在
12
ππx∈[-,]上的最大值,并确定此时x的值.
63
π
例4已知函数f(x)=Asin(ωx+φ),x∈R(其中A>0,ω>0,0<φ<)的图象与x轴的交点
2
π2π
中,相邻两个交点之间的距离为,且图象上一个最低点为M(,-2).
23
(1)求f(x)的解析式;
π1
(2)将函数f(x)的图象向右平移个单位后,再将所得图象上各点的横坐标缩小到原来的,122
纵坐标不变,得到y=g(x)的图象,求函数y=g(x)的解析式,并求满足g(x)≥2且x∈[0,π]的实数x的取值范围.
题型四 、三角函数的奇偶性与周期性及应用 π
例1已知函数f(x)=sin(ωx+φ),其中ω>0,|φ|<.
2
π3π
(1)若coscosφ-sinsinφ=0,求φ的值;
44
π
(2)在(1)的条件下,若函数f(x)的图象的相邻两条对称轴之间的距离等于,求函数f(x)的
3
解析式;并求最小正实数m,使得函数f(x)的图象向左平移m个单位后所对应的函数是偶函数.
题型五 三角函数的单调性与周期性 例2 写出下列函数的单调区间及周期: π
-2x+?;(2)y=|tan x|. (1)y=sin?3??
ππ
+4x?+cos?4x-?的周期、单调区间及最大、最小值; 变式训练2 (1)求函数y=sin?6??3??π
x+?-1. (2)已知函数f(x)=4cos xsin??6?
ππ
-,?上的最大值和最小值. ①求f(x)的最小正周期; ②求f(x)在区间??64?
题型六、三角函数的对称性与单调性及应用