内容正文:
第3节 三角函数的图象与性质
课程标准
核心素养
考情聚焦
1.能画出y=sin x,y=cos x,y=tan x的图象,了解三角函数的周期性、单调性、奇偶性、最大(小)值.
2.借助图象理解正弦函数、余弦函数在[0,2π]上的性质(如单调性、最大值和最小值、图象与x轴的交点等),正切函数在上的性质
1.三角函数的定义域与值域(最值),达成直观想象和数学运算的素养.
2.三角函数的单调性,增强逻辑推理和数学运算的素养.
3.三角函数的周期性、奇偶性和对称性,提升逻辑推理和数学运算的素养
三角函数的奇偶性、周期性、单调性及最值是高考的热点,题型既有选择题、填空题,又有解答题,一般难度不会太大,属中低档题型,通常与三角恒等变换相结合,在考查三角函数性质的同时,又考查了三角恒等变换的方法与技巧.考查考生函数与方程、转化与化归、数形结合等数学思想的运用
[必备知识]
1.用五点法作正弦函数和余弦函数的简图
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).
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]
无
对称
中心
(kπ,0)
对称轴
方程
x=kπ+
x=kπ
无
若f(x)=Asin(ωx+φ)为偶函数,则φ=+kπ(k∈Z);若f(x)=Asin(ωx+φ)为奇函数,则φ=kπ(k∈Z).
[思考辨析]
判断下列说法是否正确,正确的在它后面的括号里打“√”,错误的打“×”.
(1)函数y=sin x的图象介于直线y=1与y=-1之间.( )
(2)将余弦曲线向右平移个单位就得到正弦曲线.( )
(3)函数y=sin是奇函数.( )
(4)函数y=sin x的对称轴方程为x=2kπ+(k∈Z).( )
(5)正切函数在整个定义域内是增函数.( )
答案:(1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)×
[小题查验]
1.设函数f(x)=cos 在[-π,π]的图象大致如下图,则f(x)的最小正周期为( )
A. B. C. D.
解析:C [由题图知f=cos =0,所以-ω+=+kπ(k∈Z),化简得ω=-(k∈Z),又因为T<2π<2T,即<2π<,所以1<|ω|<2,当且仅当k=-1时1<|ω|<2,所以ω=,最小正周期T==,故选C.]
2.下列函数中,以为周期且在区间单调递增的是( )
A.f(x)=|cos 2x| B.f(x)=|sin 2x|
C.f(x)=cos|x| D.f(x)=sin|x|
解析:A [函数y=cos 2x的周期为π,∴函数f(x)=|cos 2x|的周期为,当<x<时,<2x<π,y=cos 2x递减且为负值,∴函数f(x)=|cos 2x|在区间上单调递增,故选A.]
3.(2021·全国新高考Ⅰ卷)下列区间中,函数f(x)=7sin单调递增的区间是( )
A. B.
C. D.
解析:A [当x-∈,k∈Z时,函数单调递增,即x∈,k∈Z,故答案选A.]
4.(多选题)(2022·全国新高考Ⅱ卷)已知函数f(x)=sin(2x+φ)(0<φ<π)的图象关于点中心对称,则( )
A.f(x)在区间单调递减
B.f(x)在区间有两个极值点
C.直线x=是曲线y=f(x)的对称轴
D.直线y=-x是曲线y=f(x)的切线
解析:AD [由题意得:f=sin=0,
所以+φ=kπ即:φ=-+kπ,k∈Z,
又0<φ<π,所以k=2时,φ=,
故f(x)=sin.
选项A:x∈时,2x+∈,
由y=sin u图象知y=f(x)是单调递减的;
选项B:x∈时,2x+∈,由y=sin u图象知y=f(x)只有1个极值点,由2x+=,可解得极值点;
选项C:x=时,2x+=3π,y=f(x)=0,直线x=不是对称轴;
选项D:由y′=2cos=-1得:cos=-,
解得2x+=+2kπ或2x+=+2kπ,k∈Z
从而得:x=kπ或x=+kπ,k∈Z
所以函数y=f(x)在点处的切线斜率为k=y′|x=0=2cos=-1,
切线方程为:y-=-(x-0)即y=