内容正文:
第五节 三角函数的图象与性质
★[考试要求]
1.能画出三角函数的图象.2.了解三角函数的周期性、奇偶性、最大(小)值.3.借助图象理解正弦函数、余弦函数在[0,2π]上,正切函数在上的性质.
1.用“五点法”作正弦函数和余弦函数的简图
(1)在正弦函数y=sin x,x∈[0,2π]的图象中,五个关键点是:(0,0),, (π,0) ,,(2π,0).
(2)在余弦函数y=cos x,x∈[0,2π]的图象中,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(下表中k∈Z)
函数
y=sin x
y=cos x
y=tan x
图象
定义域
R
R
值域
[-1,1]
[-1,1]
R
周期性
2π
2π
π
奇偶性
奇函数
偶函数
奇函数
递增区间
[2kπ-π,2kπ]
递减区间
[2kπ,2kπ+π]
对称中心
(kπ,0)
对称轴
方程
x=kπ+
x=kπ
1.对称性与周期性
(1)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个周期,相邻的对称中心与对称轴之间的距离是个周期.
(2)正切曲线相邻两对称中心之间的距离是半个周期.
2.奇偶性
若f(x)=Asin(ωx+φ)(A,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).
1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)
(1)正切函数y=tan x在定义域内是增函数.( )
(2)已知y=ksin x+1,x∈R,则y的最大值为k+1.( )
(3)函数y=sin x的图象关于点(kπ,0)(k∈Z)中心对称.( )
(4)y=sin|x|与y=|sin x|都是周期函数.( )
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)×
2.若函数y=2sin 2x-1的最小正周期为T,最大值为A,则( )
A.T=π,A=1 B.T=2π,A=1
C.T=π,A=2 D.T=2π,A=2
解析:A [T==π,A=2-1=1,故选A.]
3.(2023·湛江摸底)已知φ∈R,则“φ=0”是“y=sin(x+φ)为奇函数”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
解析:A [当φ=0时,y=sin(x+φ)=sin x为奇函数;当y=sin(x+φ)是奇函数时,φ=kπ,k∈Z,所以“φ=0”是“y=sin(x+φ)为奇函数”的充分不必要条件,故选A.]
4.(多选)函数y=tan的一个对称中心是( )
A. B.
C. D.
解析:AD [因为f=tan=0;
f=tan=tan=;f=tan=;当x=时,2×-=.
所以、是函数y=tan的对称中心.故选AD.]
5.(2023·汉阳模拟)写出一个图象关于直线x=2对称且在[0,2]上单调递增的偶函数:f(x)= ________ .
解析:如f(x)=-cosx,f(-x)=-cos=-cosx=f(x),所以f(x)为偶函数,由x=kπ,k∈Z,得x=2k,k∈Z,当k=1时,f(x)=-cosx的图象关于直线x=2对称.由x∈[0,2],得x∈[0,π],则由余弦函数的性质可知,函数f(x)=-cosx在[0,2]上单调递增,故符合条件的可以是f(x)=-cosx.
答案:-cosx(答案不唯一)
三角函数的定义域和值域
[例1] (1)函数f(x)=-2tan的定义域是( )
A.
B.
C.
D.
[解析] D [由2x+≠+kπ(k∈Z),得x≠+(k∈Z),故函数f(x)的定义域为.故选D.]
(2)(2023·邯郸二模)函数f(x)=sin在上的值域为( )
A.(0,1] B.
C. D.[-1,1]
[解析] C [根据正弦型函数的图象和单调性即可求解.
当x∈时,2x+∈,当2x+=时,即x=时,f(x)=sin取最大值1,当2x+=-,即x=-时,f(x)=sin取值为-,故值域为,故选C.]
(1)三角函数定义域的求法
求三角函数定义域实际上是构造简单的三角不等式(组),常借助三角函数图象来求解.
(2)三角函数值域的求法
①直接法:直接利用sin x和cos x的值域求解.
②化一法:把所给三角函数化为y=Asin(ωx+φ)+k的形式,由正弦函数单调性写出函数的值域.
③换元法:把sin x、cos x、sin xcos x或sin x±cos x换成t,转化为二次函数求值域.
1.函