内容正文:
5.4三角函数的图象与性质
第2课时 正弦函数、余弦函数的周期性与奇偶性
第五章 三角函数
探究一:正弦函数的图象
自然界中存在许多周而复始的现象,如地球自转和公转,物理学中的单摆运动、弹簧振动和圆周运动等.数学中从正弦函数和余弦函数的定义知,角的终边每转一周又会与原来的终边重合,也具有周而复始的变化规律,为定量描述这种变化规律,需引入一个新的数学概念——函数周期性.
情境设置
问题1:观察正弦函数图象可知,在图象上,横坐标每相隔个单位长度,图象就会重复出现,且满足,即,则正弦函数𝑦=sin𝑥的周期是否唯一?正弦函数𝑦=sin𝑥的周期有哪些?
【解析】:正弦函数𝑦=sin𝑥的周期不止一个. ±2π,±4π ,±6π, …都是正弦函数的周期.事实上,任何一个常数2𝑘π(𝑘∈𝐙且𝑘≠0)都是它的周期.
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新知生成
知识点一 周期函数的概念
1.周期函数:一般地,设函数的定义域为,如果存在一个__________,使得对每一个都有,且________________,那么函数就叫做周期函数. _____________叫做这个函数的周期.
2.最小正周期:如果在周期函数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作函数 𝑓(𝑥) 的_____________.
非零常数
非零
最小正周期
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新知生成
知识点一 周期函数的概念
3.正弦函数、余弦函数的周期性
记,则由 ,得 对于每一个非零常数都成立,余弦函数同理也是这样,所以正弦函数、余弦函数都是_______函数,2𝑘π (𝑘∈𝐙 且 𝑘≠0)都是它们的周期,最小正周期都为 2π .
周期
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新知生成
知识点一 周期函数的概念
注意:
1.并不是每一个函数都是周期函数,若函数具有周期性,则其周期也不一定唯一.
2.若𝑇是函数𝑓(𝑥)的一个周期,则𝑛𝑇(𝑛∈𝐙且𝑛≠0)也是函数𝑓(𝑥)的周期.
3.并非所有的周期函数都有最小正周期,如𝑓(𝑥)=𝐶(𝐶为常数, 𝑥∈𝐑),所有的非零实数𝑇都是它的周期,不存在最小正周期.
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新知生成
知识点二 正弦、余弦函数的奇偶性
函数
图象
定义域
周期
最小正周期
奇偶性 奇函数 偶函数
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新知生成
知识点二 正弦、余弦函数的奇偶性
1.正弦函数 是奇函数,图象关于原点对称;
2. 余弦函数 是偶函数,图象关于轴对称.
注意:研究函数的性质应遵循“定义域优先” 的原则.
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一、三角函数的周期性
例题1 求下列函数的最小正周期.
(1)
(2)
【解析】(1)(法一:定义法) ,函数 的最小正周期 .
(法二:公式法) , .又 ,函数 的最小正周期 .
(2) (法一:定义法) , , 的最小正周期 .
(法二:图象法)函数 的图象如图所示.
由图象可知,函数的最小正周期 .
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反思感悟
方法总结
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:对形如或是常数,,)的函数,可利用来求解.
(3)图象法:画出函数图象,通过图象直接观察即可.
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新知运用
跟踪训练1 (1)函数 的最小正周期为( ).
A. B. C. D.
(2) 已知 ,则.
【解析】(1) 函数 的最小正周期 .
(2) 易知的最小正周期 ,则有 ,
所以 .
D
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二、正弦、余弦函数的奇偶性
例题2 判断下列函数的奇偶性:
(1) ;
(2) .
【解析】(1) 函数应满足 ,
函数的定义域为 ,显然定义域不关于原点对称,
为非奇非偶函数.
(2)由 得 ,
函数的定义域为 ,定义域关于原点对称.
当 时, , ,
既是奇函数又是偶函数.
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反思感悟
方法总结
判断函数奇偶性的方法:
定义域关于原点对称;
计算或,并判断奇偶性.
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二、正弦、余弦函数的奇偶性
跟踪训练2 判断下列函数的奇偶性:
(1);
(2) .
【解析】(1) 函数 的定义域为 ,
,
,
为奇函数.
(2)函数 的定义域为 ,
,
为偶函数.
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三、三角函数奇偶性与周期性的应用
例题3 定义在上的函数既是偶函数又是周期函数,若的最小正周期是,且当时,,求的值.
【解析】 的最小正周期是 ,
.
又 是 上的偶函数,
.
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三、三角函数奇偶性与周期性的应用
变式 定义在上的函数既是奇函数又是周期函数,若的最小正周期是,且当时,,求的值.
【解析】 的最小正周期是 ,
.
又 是 上的奇函数,
.
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反思感悟
方法总结
1.解决三角函数