内容正文:
5.4.2 正弦函数、余弦函数的性质
第1课时 周期性与奇偶性
学习目标 1.理解周期函数的概念,能熟练地求出简单三角函数的周期.2.会根据之前所学和函数的图象研究三角函数的奇偶性,能正确判断一些三角函数的变式的奇偶性.
导语
同学们,生活中,大家知道月亮圆了又缺,缺了又圆,这一周而复始的自然现象,有诗为证:“昨夜圆非今日圆,却疑圆处减婵娟,一年十二度圆缺,能得几多时少年”,从诗中,我们能领悟到光阴无情、岁月短暂的道理,告诫人们要珍惜时光,努力学习.我们知道,从角到角的三角函数值都有周而复始的现象,你知道这一现象反映的是函数的什么性质吗?有了前面的三角函数的图象,今天我们来一起探究三角函数的一些性质.
一、正弦函数、余弦函数的周期
问题1 正弦函数、余弦函数的图象有什么特点?
提示 能够发现正弦函数、余弦函数的图象具有“周而复始”的变化规律.我们可以从两个方面来验证这种特点:①函数的图象,回顾正弦函数、余弦函数的图象的画法,我们是先画出[0,2π]上的函数图象,然后每次向左(右)平移2π个单位长度得到整个定义域上的函数图象.
②诱导公式一,sin(α+2kπ)=sin α,cos(α+2kπ)=cos α,对任意的k∈Z都成立.
知识梳理
1.函数的周期性
一般地,设函数f(x)的定义域为D,如果存在一个非零常数T,使得对每一个x∈D都有x+T∈D,且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.
2.最小正周期
如果在周期函数f(x)的所有周期中存在一个最小的正数,那么这个最小正数就叫做f(x)的最小正周期.
3.正弦函数是周期函数,2kπ(k∈Z且k≠0)都是它的周期,最小正周期是2π.
4.余弦函数是周期函数,2kπ(k∈Z且k≠0)都是它的周期,最小正周期是2π.
注意点:
(1)关键词“每一个x”体现了对定义域中每一个值都得成立;(2)周期函数的周期不唯一,任何T的非零整数倍都是函数的周期;(3)三角函数的周期是函数的整体性质,我们在研究函数时,只需研究一个周期上的图象和性质即可;(4)若不加特殊说明,一般求三角函数的周期的问题,求的是函数的最小正周期.
例1 求下列三角函数的周期;
(1)y=7sin x,x∈R;
(2)y=sin 2x,x∈R;
(3)y=sin,x∈R;
(4)y=|cos x|,x∈R.
解 (1)因为7sin(x+2π)=7sin x,由周期函数的定义知,y=7sin x的周期为2π.
(2)因为sin 2(x+π)=sin(2x+2π)=sin 2x,由周期函数的定义知,y=sin 2x的周期为π.
(3)因为sin=sin=sin,由周期函数的定义知,y=sin的周期为6π.
(4)y=|cos x|的图象如图(实线部分)所示.
由图象可知,y=|cos x|的周期为π.
反思感悟 求三角函数周期的方法
(1)定义法:利用周期函数的定义求解.
(2)公式法:对形如y=Asin(ωx+φ)或y=Acos(ωx+φ)(A,ω,φ是常数,A≠0,ω≠0)的函数,T=.
(3)图象法:画出函数图象,通过图象直接观察即可.
跟踪训练1 已知定义在R上的函数f(x)满足f(x+2)·f(x)=-1,则f(x)的周期为( )
A.2 B.4 C.6 D.1
答案 B
①若f(x-a)=f(x),则函数f(x)的周期为a;②若f(x-a)=f(x+a),则函数f(x)的周期为2a;③若f(x+a)=-f(x),则函数f(x)的周期为2a;④若f(x+a)=,则函数f(x)的周期为2a;⑤若f(x+a)=-,则函数f(x)的周期为2a.
二、正弦函数、余弦函数的奇偶性
问题2 继续回顾正弦函数、余弦函数的图象,你还能发现什么特点?
提示 正弦函数的图象关于原点对称,余弦函数的图象关于y轴对称.
知识梳理
正弦函数是奇函数,余弦函数是偶函数.
例2 判断下列函数的奇偶性.
(1)f(x)=sin;
(2)f(x)=|sin x|+cos x;
(3)f(x)=x2cos.
解 (1)f(x)=sin=-cos x,x∈R.
因为∀x∈R,都有-x∈R,
又f(-x)=-cos=-cos x=f(x),
所以函数f(x)=sin是偶函数.
(2)函数f(x)=|sin x|+cos x的定义域为R,
因为∀x∈R,都有-x∈R,
又f(-x)=|sin(-x)|+cos(-x)=|sin x|+cos x=f(x),
所以函数f(x)=|sin x|+cos x是偶函数.
(3)f(x)=x2cos=-x2sin x,x∈R,
因为∀x∈R,都有-x∈R,
又f(-x)=-(-x)2sin(-x)=x2sin x=-f(x),
所以函数f(x)=x2cos