内容正文:
第一章 三角函数
§5 正弦函数、余弦函数的图象与性质再认识
5.1 正弦函数的图象与
性质再认识
(教师独具内容)
课程标准:1.能画出正弦函数的图象.2.借助图象理解正弦函数在[0,2π]上的性质.
教学重点:1.用“五点法”画正弦函数的图象.2.正弦函数的性质.
教学难点:利用正弦函数的性质解决问题.
核心概念掌握
核心素养形成
随堂水平达标
目录
课后课时精练
核心概念掌握
知识点一 正弦函数的图象
正弦函数的______称作正弦曲线.
知识点二 正弦函数性质的再认识
1.定义域
正弦函数的定义域是_____.
图象
R
核心概念掌握
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2.周期性
由正弦函数的图象或诱导公式sin(x+2kπ)=sinx(k∈Z),知2kπ(k≠0,k∈Z)是y=sinx的周期,其中_____是它的最小正周期.
2π
k∈Z
核心概念掌握
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[-1,1]
核心概念掌握
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奇函数
原点
核心概念掌握
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(0,0)
(π,0)
(2π,0)
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注意:(1)五点法是我们画正弦函数图象的基本方法,与五点法作图有关的问题曾出现在历届高考试题中.
(2)作图象时,函数自变量要用弧度制,这样自变量与函数值均为实数.
核心概念掌握
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核心概念掌握
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(2)求函数的定义域通常是解不等式组,利用“数形结合”,借助于数轴画线求交集的方法进行.在求解三角函数,特别是综合性较强的三角函数的定义域时,我们同样可以利用“数形结合”,在单位圆中求表示各三角不等式解集的扇形区域的交集来完成.
(3)判断三角函数的奇偶性就是直接利用函数奇偶性的定义,再结合三角函数的诱导公式进行判断.一个函数具有奇偶性,说明奇(偶)函数的定义域必须对称于原点,这是奇(偶)函数必须满足的条件,解题时不可忽视.
核心概念掌握
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1.判一判(正确的打“√”,错误的打“×”)
√
×
×
核心概念掌握
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A.1个值 B.2个值
C.3个值 D.4个值
(3)函数y=2-sinx的最大值为_____,取最大值时x的值为_________________.
3
核心概念掌握
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核心素养形成
题型一 正弦函数图象的画法
用“五点法”画出下列函数在区间[0,2π]上的图象.
(1)y=2sinx;(2)y=3-sinx.
解 (1)列表、描点得y=2sinx的图象(如图1).
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(2)列表、描点得y=3-sinx在一个周期内的图象(如图2).
核心素养形成
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【感悟提升】 五点法作图的注意点
五点法作三角函数的简图是常用作图方法,作图过程中要注重整体代换思想的运用,特别是在取值、描点上,这五点主要指函数的零点及最值点;五点法作三角函数的简图要掌握好上述五点的选取与连线的光滑、凸凹方向.
核心素养形成
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【跟踪训练】
1.用五点法作出函数y=sinx-2在[-2π,2π]上的图象.
解:先作y=sinx-2在[0,2π]上的图象,列表如下:
把y=sinx-2,x∈[0,2π]的图象向左平移一个周期,得到y=sinx-2,x∈[-2π,2π]的图象,如图.
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题型二 正弦函数的周期性问题
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【感悟提升】 求三角函数的周期可以利用周期函数的定义来求解.
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【跟踪训练】
2.求下列各函数的周期:
(1)y=sin2x;
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题型三 正弦函数的单调性问题
(1)比较下列各组数的大小:
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核心素养形成
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(2)求函数y=-2sinx-1的单调递增区间.
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【感悟提升】 利用正弦函数的单调性比较大小的三个步骤
(1)一化:异名函数化为同名函数.
(2)二定:利用诱导公式把角化到同一单调区间上.
(3)三比较:利用函数的单调性比较大小.
核心素养形成
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【跟踪训练】
3.(1)函数y=9-sinx的单调递增区间是( )
解析:函数y=9-sinx的单调递增区间与函数y=sinx的单调递减区间相同,故选B.
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(2)比较大小:
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题型四 正弦函数的值域、最值问题
求下列函数的值域:
(1)y=|sinx|+sinx;(2)y=-sin2x+2sinx-1;
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【感悟提升】 求正弦函数的值域、最值问题的常用方法
(1)形如y=asinx的函数的最值要注意对a的讨论.
(2)对形如y=asin2x+bsinx+C的函数,将函数看成关于sinx的二次函数,然后换元配方,利用二次函数求值域、最值.
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【跟踪训练】
4.设a>0,0≤x<2π,若函数y=-sin2x-asinx+b+1的最大值为0,最小值为-4,试求a,b的值,并求使y取最大值和最小值时的x值.
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核心素养形成
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题型五 与正弦函数有关的函数奇偶性问题
判断下列函数的奇偶性:
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核心素养形成
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核心素养形成
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(2)已知奇函数f(x)的定义域为R,当x>0时,f(x)=sinx+x+1,求f(x)的表达式.
核心素养形成
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随堂水平达标
1.下列对正弦函数y=sinx的图象描述不正确的是( )
A.在x∈[2kπ,2(k+1)π](k∈Z)上的图象形状相同,只是位置不同
B.介于直线y=1与直线y=-1之间
C.关于x轴对称
D.与y轴仅有一个交点
解析:由正弦曲线可知C不正确,其他均正确.
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3.下列关系式中正确的是( )
A.sin11°<cos10°<sin168°
B.sin168°<sin11°<cos10°
C.sin11°<sin168°<cos10°
D.sin168°<cos10°<sin11°
解析:∵cos10°=sin80°,sin168°=sin12°,∴sin80°>sin12°> sin11°,即cos10°>sin168°>sin11°.
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随堂水平达标
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5.用五点法画出y=sinx-1,x∈[0,2π]的简图,并结合y=sinx,x∈[0,2π]的图象,指出它们之间的关系.
解:按五个关键点列表:
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描点画图(如图).
通过列表、描点的过程知y=sinx-1,x∈[0,2π]的每个函数值比y=sinx,x∈[0,2π]每个对应的函数值小1,从y=sinx,x∈[0,2π]的图象(虚线部分)可看出,只要将y=sinx,x∈[0,2π]的图象向下平移1个单位,即可得到y=sinx-1,x∈[0,2π]的图象.
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课后课时精练
解析:正弦曲线的对称点是(kπ,0),k∈Z.
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2.函数y=1-sinx,x∈[0,2π]的大致图象是( )
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3.若a=sin4,b=sin2,c=sin3,则( )
A.a>b>c B.c>a>b
C.a>c>b D.a<c<b
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解法二:易知函数f(x)为偶函数,结论A正确.当x∈[2kπ,2kπ+π](k∈N)时,f(x)=2sinx;当x∈[2kπ+π,2kπ+2π](k∈N)时,f(x)=0,如图所示为f(x)的图象.
由图象易得结论B,C不正确,结论D正确.
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二、填空题
6.若f(x)是奇函数,当x>0时,f(x)=x2-sinx,则当x<0时,f(x)=______________.
解析:当x<0时,-x>0,因为f(x)为奇函数,所以f(x)=-f(-x)=-[(-x)2-sin(-x)]=-x2-sinx.
-x2-sinx
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(3,5)∪(-3,1)
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(2)y=sin2x-4sinx+5=(sinx-2)2+1.
设t=sinx,则y=g(t)=(t-2)2+1,t∈[-1,1],
结合二次函数的图象可知ymax=(-1-2)2+1=10,ymin=(1-2)2+1=2.
故此函数的值域为[2,10].
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R
3.单调性
由正弦函数的图象与周期性可知,正弦函数在每一个区间_____________________
_____上都单调递增,sinx的值由-1增大到1;在每一个区间_______________________上都单调递减,sinx的值由1减小到-1.
eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(2kπ-\f(π,2),2kπ+\f(π,2))),
eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(2kπ+\f(π,2),2kπ+\f(3π,2))),k∈Z
4.最大(小)值和值域
从正弦函数的图象可以看出,正弦曲线夹在两条平行线y=1和y=-1之间,所以正弦函数的值域是__________.特别地,正弦函数y=sinx有最大值1,当且仅当__________________时取到;有最小值-1,当且仅当____________________时取到.
[注意] sinx取[-1,1]上的每一个值,都有无数个x与之对应.
x=2kπ+eq \f(π,2),k∈Z
x=2kπ+eq \f(3π,2),k∈Z
5.奇偶性(对称性)
由诱导公式sin(-x)=-sinx可知,正弦函数是_______,正弦曲线关于_____对称.
[注意] (1)函数y=sinx的图象有无数个对称中心,它们是点(kπ,0)(k∈Z).这些点也就是所有函数值为0的点,即平衡点.
(2)函数y=sinx的图象是轴对称图形,它有无数条对称轴,它们是直线x=kπ+eq \f(π,2)(k∈Z).
知识点三 五点(画图)法
我们作函数y=sinx,x∈[0,2π]的图象时,在精确度要求不太高时,常常先描出________,_________,________,__________,_________这五个关键点,然后用光滑曲线将它们顺次连接起来,就得到正弦函数的简图,这种作正弦曲线的方法称为“五点(画图)法”.
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2),1))
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3π,2),-1))
1.正弦函数的图象
画正弦函数y=sinx,x∈[0,2π]的图象.有五个关键点,它们是(0,0),eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2),1)),(π,0),eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3π,2),-1)),(2π,0),因此描出这五点后,正弦函数y=sinx,x∈[0,2π]图象的形状基本上就确定了.在描点时,光滑曲线是指经过最高点或最低点的连线要保持近似“圆弧”形状,经过位于x轴的点时要改变“圆弧的圆心位置”.
2.正弦函数的性质
(1)正弦函数y=sinx的对称轴为直线x=kπ+eq \f(π,2)(k∈Z);并且对称轴与正弦曲线的交点的纵坐标是正弦函数的最值;对称中心为(kπ,0)(k∈Z);正弦函数的图象与x轴的交点均是正弦函数的对称中心.
(1)y=sinx,x∈[0,2π]的图象关于点P(π,0)成中心对称.( )
(2)正弦函数在定义域内是单调函数.( )
(3)存在x∈R满足sinx=eq \r(2).( )
2.做一做
(1)下列各点中,不在y=sinx图象上的是( )
A.(0,0)
B.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2),1))
C.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3π,2),-1))
D.(π,1)
(2)从函数y=sinx,x∈[0,2π]的图象来看,对应于sinx=eq \f(1,2)的x有( )
-eq \f(π,2)+2kπ,k∈Z
x
0
eq \f(π,2)
π
eq \f(3π,2)
2π
y=sinx
0
1
0
-1
0
y=2sinx
0
2
0
-2
0
y=3-sinx
3
2
3
4
3
x
0
eq \f(π,2)
π
eq \f(3π,2)
2π
y=sinx
0
1
0
-1
0
y=sinx-2
-2
-1
-2
-3
-2
求函数y=3sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6)-3x))的周期.
解 ∵3sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6)-3x-2π))=3sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6)-3x)),
即3sineq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(π,6)-3\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(2π,3)))))=3sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6)-3x)),
∴y=3sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6)-3x))的周期是eq \f(2π,3).
(2)y=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(x,2)-\f(π,6))).
解:(1)∵sin2x=sin(2x+2π)=sin2(x+π),∴函数y=sin2x的周期是π.
(2)∵2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(x,2)-\f(π,6)))=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(x,2)-\f(π,6)+2π)),即2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(x,2)-\f(π,6)))=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(x+4π,2)-\f(π,6))),
∴函数y=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(x,2)-\f(π,6)))的周期是4π.
①sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,18)))与sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,10)));
②sineq \f(7,4)与coseq \f(5,3).
解 ①因为-eq \f(π,2)<-eq \f(π,10)<-eq \f(π,18)<0,正弦函数y=sinx在区间eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(π,2),0))上是增函数,
所以sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,18)))>sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,10))).
②因为coseq \f(5,3)=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)+\f(5,3))),又eq \f(π,2)<eq \f(7,4)<eq \f(π,2)+eq \f(5,3)<eq \f(3π,2),
而正弦函数y=sinx在eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(π,2),\f(3π,2)))上是减函数,
所以sineq \f(7,4)>sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)+\f(5,3))),
即sineq \f(7,4)>coseq \f(5,3).
解 因为y=-2sinx-1,
所以函数y=-2sinx-1的单调递增区间就是函数y=sinx的单调递减区间.
所以eq \f(π,2)+2kπ≤x≤eq \f(3π,2)+2kπ(k∈Z),
所以函数y=-2sinx-1的单调递增区间为eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(π,2)+2kπ,\f(3π,2)+2kπ))(k∈Z).
A.eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(2kπ-\f(π,2),2kπ+\f(π,2)))(k∈Z)
B.eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(2kπ+\f(π,2),2kπ+\f(3π,2)))(k∈Z)
C.[2kπ,2kπ+π](k∈Z)
D.[2kπ-π,2kπ](k∈Z)
①sin250°与sin260°;②sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(23π,5)))与sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(17π,4))).
解:①sin250°=sin(180°+70°)=-sin70°,sin260°=sin(180°+80°)=-sin80°.
因为0°<70°<80°<90°,且函数y=sinx,x∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(π,2)))是增函数,所以sin70°<sin80°,
所以-sin70°>-sin80°,即sin250°>sin260°.
②sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(23π,5)))=-sineq \f(23π,5)=-sineq \f(3π,5)=-sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(π-\f(2π,5)))=-sineq \f(2π,5).
sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(17π,4)))=-sineq \f(17π,4)=-sineq \f(π,4).
因为0<eq \f(π,4)<eq \f(2π,5)<eq \f(π,2),且函数y=sinx,x∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(π,2)))是增函数,所以sineq \f(π,4)<sineq \f(2π,5),
所以-sineq \f(π,4)>-sineq \f(2π,5),
即sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(23π,5)))<sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(17π,4))).
(3)y=eq \f(sinx-2,sinx-1).
解 (1)当sinx≥0时,y=2sinx≤2,这时0≤y≤2;
当sinx<0时,y=0.∴函数的值域为[0,2].
(2)y=-sin2x+2sinx-1=-(sinx-1)2.
∵-1≤sinx≤1,∴y∈[-4,0].
(3)解法一:∵y=eq \f(sinx-2,sinx-1)=eq \f(sinx-1-1,sinx-1)=1-eq \f(1,sinx-1)=1+eq \f(1,1-sinx),
∴当sinx=-1时,ymin=1+eq \f(1,2)=eq \f(3,2),
得函数的值域为eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2),+∞)).
解法二:由y=eq \f(sinx-2,sinx-1),得sinx=eq \f(y-2,y-1),又-1≤sinx≤1,
∴eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\f(y-2,y-1)≥-1,,\f(y-2,y-1)≤1,))∴eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(y≥\f(3,2)或y<1,,y>1,))∴y≥eq \f(3,2).∴函数的值域为eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2),+∞)).
解:设sinx=t,t∈[-1,1],所以y=1-sin2x-asinx+b=-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(sinx+\f(a,2)))eq \s\up12(2)+eq \f(a2,4)+b+1=-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(t+\f(a,2)))eq \s\up12(2)+eq \f(a2,4)+b+1.
①当-1<-eq \f(a,2)<0,即0<a<2时,ymax=eq \f(a2,4)+b+1=0eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(此时t=-\f(a,2))),ymin=-a+b=
-4(此时t=1).
解得a=2,b=-2或a=-6,b=-10.都不满足a的范围,舍去.
②当-eq \f(a,2)≤-1,即a≥2时,ymax=a+b=0,
此时t=-1,即sinx=-1,又0≤x<2π,所以x=eq \f(3π,2);
ymin=b-a=-4,此时t=1,即sinx=1,又0≤x<2π,所以x=eq \f(π,2).
同时,由eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a+b=0,,b-a=-4,))解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a=2,,b=-2.))
综上所述,a=2,b=-2,且y取最大值时x的值是eq \f(3π,2),y取最小值时x的值是eq \f(π,2).
(1)f(x)=eq \r(2)sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(5π,2)));(2)f(x)=eq \r(2sinx-1);(3)f(x)=lgeq \f(1-sinx,1+sinx).
解 (1)函数定义域为R,且f(x)=eq \r(2)sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(5π,2)))=eq \r(2)sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,2)))=eq \r(2)cosx,显然有
f(-x)=f(x)恒成立.∴函数f(x)=eq \r(2)sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(5π,2)))为偶函数.
(2)由2sinx-1≥0,即sinx≥eq \f(1,2),得函数定义域为eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(2kπ+\f(π,6),2kπ+\f(5π,6)))(k∈Z),此定义域在x轴上表示的区间不关于原点对称.∴该函数不具有奇偶性,为非奇非偶函数.
(3)由eq \f(1-sinx,1+sinx)>0,得(1-sinx)(1+sinx)>0,∴-1<sinx<1.
∴x≠kπ+eq \f(π,2)(k∈Z),函数定义域关于原点对称.
∵f(-x)=lg eq \f(1-sin(-x),1+sin(-x))=lg eq \f(1+sinx,1-sinx)
=lg eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1-sinx,1+sinx)))
eq \s\up12(-1)=-lg eq \f(1-sinx,1+sinx)=-f(x),
∴函数f(x)=lg eq \f(1-sinx,1+sinx)为奇函数.
【感悟提升】
(1)判断函数奇偶性时,必须先检查定义域是否关于原点对称,如果是,再验证f(-x)是否等于-f(x)或f(x),进而判断函数的奇偶性;如果不是,则该函数必为非奇非偶函数.
(2)本例(3)中用到了运算logaeq \f(1,N)=logaN-1=-logaN,很有代表性.
【跟踪训练】
5.(1)判断下列函数的奇偶性:
①f(x)=eq \r(2)sin2x;②f(x)=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3x,4)+\f(3π,2)));③f(x)=eq \f(1+sinx-cos2x,1+sinx).
解:①显然x∈R,f(-x)=eq \r(2)sin(-2x)=-eq \r(2)sin2x=-f(x),∴f(x)是奇函数.
②∵x∈R,f(x)=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3x,4)+\f(3π,2)))=-coseq \f(3x,4),
∴f(-x)=-coseq \f(3(-x),4)=-coseq \f(3x,4)=f(x),∴函数f(x)=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3x,4)+\f(3π,2)))是偶函数.
③函数应满足1+sinx≠0,∴函数定义域为eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x∈R\b\lc\|(\a\vs4\al\co1(x≠2kπ+\f(3π,2),k∈Z)))),
显然定义域不关于原点对称,∴该函数是非奇非偶函数.
解:f(x)的定义域为R,且为奇函数,
则x=0时,得f(-0)=-f(0),即f(0)=0.
当x<0时,-x>0,故f(-x)=sin(-x)-x+1=-sinx-x+1.
又因为f(x)是奇函数,所以f(-x)=-f(x)=-sinx-x+1.
所以当x<0时,f(x)=sinx+x-1.
综上所述,f(x)=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(sinx+x+1,x>0,,0,x=0,,sinx+x-1,x<0.))
2.函数y=2sinx+eq \f(1,2)的值域为( )
A.[-1,1]
B.[-2,2]
C.eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(3,2),\f(5,2)))
D.R
解析:由y=sinx的值域为[-1,1],得y=2sinx的值域为[-2,2],则y=2sinx+eq \f(1,2)的值域为eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(3,2),\f(5,2))).
4.函数f(x)=7sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3)x+\f(15π,2)))是( )
A.周期为3π的偶函数
B.周期为2π的奇函数
C.周期为3π的奇函数
D.周期为eq \f(4π,3)的偶函数
解析:f(x)=7sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3)x-\f(π,2)))=-7coseq \f(2,3)x(x∈R),因为f(x)=-7coseq \f(2,3)x=-7coseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3)x+2π))=-7coseq \f(2,3)(x+3π),所以T=3π,且f(-x)=-7coseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(2,3)x))=-7coseq \f(2,3)x=f(x),即f(x)是周期为3π的偶函数.
x
0
eq \f(π,2)
π
eq \f(3π,2)
2π
sinx
0
1
0
-1
0
sinx-1
-1
0
-1
-2
-1
一、选择题
1.下列为正弦曲线的一个对称点的是( )
A.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2),1))
B.(π,0)
C.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3π,2),-1))
D.(0,1)
解析:首先作出(或想象出)y=sinx,x∈[0,2π]的图象,如图.然后作出(或想象出)y=-sinx,x∈[0,2π]的图象(虚线部分);最后作出(或想象出)y=-sinx+1的图象.易得图象应为B.本题亦可验证(0,1),eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2),0))两点.
解析:sin2=sin(π-2),sin3=sin(π-3).因为0<π-3<π-2<eq \f(π,2),且y=sinx在eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(π,2)))上单调递增,所以sin3<sin2,又π<4<eq \f(3π,2),所以sin4<0,所以a<c<b.
4.定义在R上的函数f(x)既是奇函数又是周期函数,若f(x)的最小正周期为π,且当x∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,2),0))时,f(x)=sinx,则feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(5π,3)))的值为( )
A.-eq \f(1,2) B.eq \f(1,2)
C.-eq \f(\r(3),2)
D.eq \f(\r(3),2)
解析:∵f(x)的最小正周期为π,∴feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(5π,3)))=feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(5π,3)+2π))=feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3))),又f(x)为R上的奇函数,∴feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3)))=-feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,3)))=-sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,3)))=eq \f(\r(3),2).
5.(多选)已知函数f(x)=sin|x|+|sinx|,则( )
A.f(x)是偶函数
B.f(x)在区间eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2),π))上单调递增
C.f(x)在区间[-π,π]上有4个零点
D.f(x)的最大值为2
解析:解法一:f(-x)=sin|-x|+|sin(-x)|=sin|x|+|-sinx|=sin|x|+|sinx|=f(x),则函数f(x)是偶函数,故A正确;当x∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2),π))时,f(x)=sin|x|+|sinx|=sinx+sinx=2sinx,易得f(x)在区间eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2),π))上单调递减,故B不正确;当x∈[0,π]时,f(x)=sin|x|+|sinx|=sinx+sinx=2sinx,令2sinx=0,得x=0或x=π,又函数f(x)是偶函数,故f(x)在[-π,0)上有一个零点-π,所以f(x)在区间[-π,π]上有3个零点,故C不正确;当x∈[2kπ,2kπ+π](k∈N)时,f(x)=2sinx;当x∈[2kπ+π,2kπ+2π](k∈N)时,f(x)=0,又f(x)为偶函数,所以f(x)的最大值为2,故D正确.
-eq \f(11,12)
7.已知sinx+siny=eq \f(1,3),则t=siny+sin2x-1的最大值是____,最小值是_____.
解析:∵sinx+siny=eq \f(1,3),∴siny=eq \f(1,3)-sinx.又-1≤siny≤1,∴-1≤eq \f(1,3)-sinx≤1,∴-eq \f(2,3)≤sinx≤1.∴t=eq \f(1,3)-sinx+sin2x-1=sin2x-sinx-eq \f(2,3)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(sinx-\f(1,2)))eq \s\up12(2)-eq \f(11,12).∴当sinx=-eq \f(2,3)时,t取得最大值eq \f(4,9);当sinx=eq \f(1,2)时,t取得最小值-eq \f(11,12).
eq \f(4,9)
8.若函数f(x)=1+4sinx-t在区间eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6),2π))上有2个零点,则t的取值范围是__________________.
解析:令f(x)=0,可得sinx=eq \f(t-1,4).由题意可知y=sinx在区间eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6),2π))上的图象与直线y=eq \f(t-1,4)有两个交点.作出函数y=sinx在区间
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6),2π))上的图象和直线y=eq \f(t-1,4),如图所示.
则eq \f(1,2)<eq \f(t-1,4)<1或-1<eq \f(t-1,4)<0,解得3<t<5或-3<t<1.
三、解答题
9.求下列函数的值域.
(1)y=sinx+eq \f(2,sinx),x∈eq \b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(π,2)));(2)y=sin2x-4sinx+5.
解:(1)∵0<x≤eq \f(π,2),∴0<sinx≤1.
设t=sinx,则y=g(t)=t+eq \f(2,t),t∈(0,1].
∵g(t)在(0,1]上为减函数,
∴t=1时,g(t)min=3,
∴y≥3.故原函数的值域为[3,+∞).
10.已知f(x)是以π为周期的偶函数,且x∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(π,2)))时,f(x)=2-sinx,求当x∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(5π,2),3π))时,f(x)的解析式.
解:当x∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(5π,2),3π))时,3π-x∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(π,2))),∵当x∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(π,2)))时,f(x)=2-sinx,
∴f(3π-x)=2-sin(3π-x)=2-sinx.
又f(x)是以π为周期的偶函数,∴f(3π-x)=f(-x)=f(x).
∴当x∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(5π,2),3π))时,f(x)的解析式为f(x)=2-sinx,x∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(5π,2),3π)).
11.若函数y=a-bsinx(b>0)的最大值为eq \f(3,2),最小值为-eq \f(1,2),则函数y=-4asinbx的最大值为______,最小正周期为______.
解析:由题意,可知eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a+b=\f(3,2),,a-b=-\f(1,2),))解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a=\f(1,2),,b=1.))
所以函数y=-4asinbx=-2sinx的最大值为2,最小正周期为2π.
12.已知函数f(x)=-sin2x+sinx+a,若1≤f(x)≤eq \f(17,4)对一切x∈R恒成立,求实数a的取值范围.
解:令t=sinx,则t∈[-1,1],则原函数可化为g(t)=-t2+t+a=-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(t-\f(1,2)))eq \s\up12(2)+a+eq \f(1,4).
当t=eq \f(1,2)时,g(t)max=a+eq \f(1,4),即f(x)max=a+eq \f(1,4);
当t=-1时,g(t)min=a-2,即f(x)min=a-2.
故对于一切x∈R,函数f(x)的值域为eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(a-2,a+\f(1,4))).所以eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a+\f(1,4)≤\f(17,4),,a-2≥1,))解得3≤a≤4.
$$