内容正文:
第4讲 三角函数的图象与性质
1.用五点法作正弦函数和余弦函数的简图
在正弦函数y=sinx,x∈[0,2π]的图象上,五个关键点是:(0,0),,(π,0),,(2π,0);
在余弦函数y=cosx,x∈[0,2π]的图象上,五个关键点是:(0,1),,(π,-1),,(2π,1).
2.正弦、余弦、正切函数的图象与性质
函数
y=sinx
y=cosx
y=tanx
图象
定义域
x∈R
x∈R
值域
[-1,1]
[-1,1]
R
单调性
在(k∈Z)上单调递增;
在(k∈Z)上单调递减
在[(2k-1)π,2kπ](k∈Z)上单调递增;
在[2kπ,
(2k+1)π]
(k∈Z)上单调递减
在+kπ,
(k∈Z)上单调递增
最值
x=+
2kπ(k∈Z)时,ymax=1;
x=-+2kπ(k∈Z)时,ymin=-1
x=2kπ(k∈Z)时,ymax=1;
x=π+2kπ(k∈Z)时,ymin=-1
无最值
奇偶性
奇
偶
奇
对称性
对称中心
(kπ,0),k∈Z
,
k∈Z
,
k∈Z
对称轴
直线x=kπ+,k∈Z
直线x=kπ,k∈Z
无对称轴
最小正
周期
2π
2π
π
1.对于y=tanx不能认为其在定义域上为增函数,而是在每个开区间(k∈Z)内为增函数.
2.求三角函数的最小正周期,应先化简为只含一个三角函数一次式的形式.
3.函数y=Asin(ωx+φ)和y=Acos(ωx+φ)的最小正周期T=,函数y=Atan(ωx+φ)的最小正周期T=.函数y=|Asin(ωx+φ)|,y=|Acos(ωx+φ)|,y=|Atan(ωx+φ)|的周期均为T=.函数y=|Asin(ωx+φ)+b|(b≠0),y=|Acos(ωx+φ)+b|(b≠0)的周期均为T=.
4.正弦曲线、余弦曲线相邻两对称中心、相邻两对称轴之间的距离是半周期,相邻的对称中心与对称轴之间的距离是周期.正切曲线相邻两对称中心之间的距离是半周期.
5.三角函数中奇函数一般可化为y=Asinωx或y=Atanωx的形式,偶函数一般可化为y=Acosωx+b的形式.
6.若f(x)=Asin(ωx+φ)(A≠0,ω≠0),则
(1)f(x)为偶函数的充要条件是φ=+kπ(k∈Z);
(2)f(x)为奇函数的充要条件是φ=kπ(k∈Z).
7.形如f(x)=Asin(ωx+φ)形式的函数的单调性,应利用复合函数的单调性研究,在求其单调区间时要注意A和ω的符号,应首先化成ω>0的形式,避免出现增减区间的混淆.
1.函数y=tan的定义域是( )
A.
B.
C.
D.
答案 D
解析 y=tan=-tan,由x-≠+kπ,k∈Z,得x≠kπ+,k∈Z.故选D.
2.下列函数中,周期为2π的奇函数为( )
A.y=sincos B.y=sin2x
C.y=tan2x D.y=sin2x+cos2x
答案 A
解析 y=sincos=sinx为奇函数,周期为2π,故A正确;y=sin2x为偶函数,故B不正确;y=tan2x的周期为,故C不正确;y=sin2x+cos2x为非奇非偶函数,故D不正确.故选A.
3.函数y=sin,x∈[-2π,2π]的单调递增区间是( )
A.
B.和
C.
D.
答案 C
解析 令2kπ-≤x+≤2kπ+(k∈Z),得4kπ-≤x≤4kπ+(k∈Z),又因为x∈[-2π,2π],故其单调递增区间是.故选C.
4.(2023·内江模拟)函数y=tan的值域为( )
A. B.[-tan1,tan1]
C.[-1,1] D.
答案 C
解析 令t=sin2x,则当x∈R时,t=sin2x∈[-1,1],则sin2x∈,而y=tanx在上单调递增,所以tan∈[-1,1].故选C.
5.函数f(x)=cosx-cos2x,试判断函数的奇偶性及最大值( )
A.奇函数,最大值为2 B.偶函数,最大值为2
C.奇函数,最大值为 D.偶函数,最大值为
答案 D
解析 因为f(x)的定义域为R,关于原点对称,f(-x)=cos(-x)-cos(-2x)=cosx-cos2x=f(x),所以该函数为偶函数,又f(x)=cosx-cos2x=-2cos2x+cosx+1=-22+,所以当cosx=时,f(x)取最大值.故选D.
6.函数y=3-2cos的最大值为________,此时x=________.
答案 5 +2kπ(k∈Z)
解析 函数y=3-2cos的最大值为3+2=5,此时x+=π+2kπ(k∈Z),即x=+2kπ(k∈Z).
考向一 三角函数的定义域
例1 (1)(2023·甘肃白银模拟)函数f(x)=的定义域