内容正文:
第4节 三角函数的图象与性质
课程标准解读
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.
[知识梳理]
1.用“五点法”作正弦函数和余弦函数的简图
(1)正弦函数y=sin x,x∈[0,2π]的图象上,五个关键点分别是(0,0),(,1),(π,0),(,-1),(2π,0).
(2)余弦函数y=cos x,x∈[0,2π]的图象中,五个关键点是(0,1),(,0),(π,-1),(,0),(2π,1).
2.三角函数的图象与性质(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
最小正周期
2π
2π
π
奇偶
性
奇函数
偶函数
奇函数
递增
区间
[2kπ-,2kπ+]
[2kπ-π,2kπ]
(kπ-,kπ+)
递减区间
[2kπ+,2kπ+]
[2kπ,2kπ+π]
无
对称
中心
(kπ,0)
(kπ+,0)
(,0)
对称
轴方
程
x=kπ+
x=kπ
无
常用结论
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).
3.三角函数中奇函数一般可化为y=Asin ωx或y=Atan ωx的形式,偶函数一般可化为y=Acos ωx+b的形式.
[诊断自测]
1.思考辨析(在括号内打“ √”或“×”)
(1)余弦函数y=cos x的对称轴是y轴.( )
(2)正切函数y=tan x在定义域内是增函数.( )
(3)已知y=ksin x+1,x∈R,则y的最大值为k+1.( )
(4)y=sin|x|是偶函数.( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)√
2.(教材改编)函数f(x)=sin+cos的最小正周期和最大值分别是( )
A.3π和 B.3π和2
C.6π和 D.6π和2
解析:C 因为f(x)=sin +cos =sin(+),
所以f(x)的最小正周期T=6π,最大值为.
3.(教材改编)函数f(x)=tan(2x-)-1的图象的一个对称中心为( )
A.(,-1) B.(,-1)
C.(-,1) D.(-,-1)
解析:D 令2x-=,得x=+,k∈Z,
故f(x)的图象的对称中心为(+,-1),k∈Z.
取k=-1时,x=-.
所以(-,-1)是函数f(x)图象的一个对称中心.
4.(易错自纠)已知0<θ<,设a=sin θ,b=cos θ,c=tan θ,则a,b,c的大小关系是( )
A.a>b>c B.b>a>c
C.b>c>a D.c>a>b
解析:C 由0<θ<,知tan θ>sin θ,即c>a.
函数f(x)=cos x在区间(0,]上单调递减,f(x)min=f()=.
函数g(x)=tan x在区间(0,]上单调递增,g(x)max=g()=<f(x)min.
∴b>c,因此b>c>a.
5.(2022·北京卷)已知函数f(x)=cos2 x-sin2 x,则( )
A.f(x)在(-,-)上单调递减
B.f(x)在(-,)上单调递增
C.f(x)在(0,)上单调递减
D.f(x)在(,)上单调递增
解析:C 依题意可知f(x)=cos2 x-sin2 x=cos 2x,对于A选项,因为x∈(-,-),所以2x∈(-π,-),函数f(x)=cos 2x在(-,-)上单调递增,所以A选项不正确;对于B选项,因为x∈(-,),所以2x∈(-,),函数f(x)=cos 2x在(-,)上不单调,所以B选项不正确;对于C选项,因为x∈(0,),所以2x∈(0,),函数f(x)=cos 2x在(0,)上单调递减,所以C选项正确;对于D选项,因为x∈(,),所以2x∈(,),函数f(x)=cos 2x在(,)上不单调,所以D选项不正确.故选C.
考点一 三角函数的定义域和值域(基础性)
1.f(x)=sin3xcos x-sin xcos3x的最大值为( )
A. B.
C. D.1
解析:B ∵f(x)=sin3xcos x-sin xcos3x
=sin xcos x(sin2x-cos2x)
=-sin 2xcos 2x=-s