内容正文:
第2课时 正弦函数的性质与图像(二)
课程标准 素养解读
1.掌握y=sinx的最大值与最小值,并会求简单三角函数的值域和
最值
2.掌握y=sinx的单调性,并能利用单调性比较大小
3.会求函数y=Asin(ωx+φ)的单调区间
三角函数的性质是高考必考内容,通
过应用,提升学生逻辑推理和数学运
算素养
[情境引入]
生活中许多美好的事物都有
对称性,如漂亮的蝴蝶,它停飞展
翅 就 是 一 幅 异 常 美 丽 的 对 称
图案.
数学中的对称美也比比皆是,如
圆、等 腰 三 角 形、正 方 形、球、圆
柱、正方体等.
正弦函数、余弦函数的图像也很美,它们有怎样的对
称性? 除此之外还有哪些性质呢?
[知识梳理]
[知识点] 正弦函数的性质
函
数
名
称
图
像
与
性
质性质分类
y=sinx
相
同
处
定义域 R
值域 [-1,1]
周期性 最小正周期为2π
不
同
处
图像
奇偶性 奇函数
单调性
在 上递增;在
上递减
最值
x= 时,ymax=1;x=
时,ymin=-1
1.用正弦的周期性考查它们的单调性和最
值,你有何发现?
2.从图像的变化趋势来看,正弦函数的最大值、最小
值点分别处在什么位置?
3.正弦函数在[-π2
,3π
2
]上函数值的变化有什么特
点? 推广到整个定义域呢?
[预习自测]
1.函数y=2sin(x+2)的最大值是 ( )
A.-2 B.2
C.2sin2 D.-2sin2
2.下列函数,在 π2
,π[ ]上是增函数的是 ( )
A.y=sinx B.y=sin12x
C.y=sin2x D.y=-sinx
3.y=asinx+b(a>0)的最大值为3,最小值为-1,
则ab= .
72
第七章 三角函数
正弦函数的值域
[例1] 求下列函数的值域:
(1)y=2sinx-1;(2)y=sinx-2sinx+1
;
(3)求函数y=2sin2x+2sinx-1的值域.
[思路点拨] 依正弦函数的定义域、值域求解.
1.求解形如y=asinx+b的函数的最值或值域
问题,利用正、余弦函数的有界性(-1≤sinx
≤1)求解,此时有-|a|+b≤y≤|a|+b.
2.求形如y=asin2x+bsinx+c,a≠0,x∈R的函
数的值域或最值时,可以通过换元,令t=sinx,将
原函数转化为关于t的二次函数,利用配方法
求值域或最值.求解过程中要注意正弦函数的
有界性.
3.求形如y=asinx+bcsinx+d
,ac≠0的函数的值域,可
以用分离常量法求解,也可以反解出y,利用正
弦函数的有界性建立关于y的不等式求解.
[变式训练]
1.(1)函数y=1+2sinx,x∈ -π6
,π
6[ ]的值域为
( )
A.[-1,1] B.[0,1]
C.1
2
,3
2
é
ë
êê
ù
û
úú D.[0,2]
(2)设a>0,对于函数f(x)=sinx+asinx
(0<x<π),
下列结论正确的是 ( )
A.有最大值而无最小值
B.有最小值而无最大值
C.有最大值且有最小值
D.既无最大值又无最小值
比较三角函数值的大小
[例2] 下列不等式中成立的是 ( )
A.sin -π8
æ
è
ç
ö
ø
÷>sin -π10
æ
è
ç
ö
ø
÷
B.sin3>sin2
C.sin75π>sin -
2
5π
æ
è
ç
ö
ø
÷
D.sin2>cos1
[思路点拨] 把角化到同一单调区间,利用正弦
函数的单调性比较.
比较三角函数值大小的方法
(1)比较两个同名三角函数值的大小,先利用诱导
公式把两个角化为同一单调区间内的角,再利
用函数的单调性比较.
(2)比较两个不同名的三角函数值的大小,先应利
用诱导公式五、六将名称化为一致.然后再利
用正、余弦函数的单调性进行比较,当角不在
同一个单调区间时,再利用诱导公式一~四将
角转化为同一单调区间内.对于正弦函数,一
般将两个角转化到[-π2
,π
2
]或[π
2
,3π
2
]内,
对于余弦函数,一般将两个角转化到[-π,0]
或[0,π]内.
[变式训练]
2.比较下列各组数的大小.
sin(-320°)与sin700°.
82
必修第三册 数学B
正弦函数的单调性及应用
[例3] 函数y=asinx+1的最大值为1-a,最小值
为-3.
(1)求实数a的值;
(2)求该函数的单调递增区间;
(3)若x∈[-π,π],求该函数的递增区间.
[思路点拨] 依题意区分a>0还是a<0,利用
正弦函数的单调性求解.
1.求形如y=asinx+b的三角函数的单调区间.
当a>0时,其单调区间与y=sinx 的单调区
间相同,当a<0时,其单调区间与y=sinx的
单调区间相反.
2.求复合函数单调区间的方法是“同增异减”原
则,但要注意函数的定义域.
[变式训练]
3.求y=log2sinx的单调递增区间.
1.已知sin2x+2a-1=0,则a的取值范围是 ( )
A.[0,1] B.0,12[ ]
C.0,12
æ
è
ç
ö
ø
÷ D.(0,1)
2.y=2sinx-3,x∈R的减区间为 ( )
A.x π2+2kπ≤x≤
3π
2+2kπ
,k∈Z{ }
B.x -π2+2kπ≤x≤
π
2+2kπ
,k∈Z{ }
C.-π2+2kπ
,π
2+2kπ[ ],k∈Z
D.π2+2kπ
,3π
2+2kπ[ ],k∈Z
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°
4.已知函数y=-3sinx+2,当x= 时,y有
最大值等于 .
5.求函数f(x)=sin2x-4sinx+5的值域.
学习至此,请完成配套训练
第3课时 正弦函数的性质与图像(三)
课程标准 素养解读
1.了解利用单位圆作正弦函数图像的方法,会用“五点法”
画正弦函数的图像
2.会用正弦函数的图像解简单问题
1.通过“五点法”作函数图像培养学生数学直观
素养
2.根据正弦函数的图像的简单应用提升逻辑推
理和数学抽象素养
[情境引入]
如图所示,装满细沙的漏斗在做单摆运动时,沙
子落在与单摆运动方向垂直的运动木板上的曲线
轨迹.
[问题] 图中细沙形成的曲线是什么曲线类型?
92
第七章 三角函数
(3)y=sin3x,x∈R,
f(-x)=sin[3(-x)]=sin(-3x)=-sin3x=-f(x),
∴y=sin3x为奇函数.
[例3] [解]∵f(x)的最小正周期是π,
∴f(5π3
)=f(5π3-2π
)=f(-π3
).
∵f(x)是R上的偶函数,
∴f(-π3
)=f(π3
)=sinπ3=
3
2.
∴f(5π3
)= 32.
变式训练
3.(1)B [法一:f(x)= 2sin(x+π4+φ
)为奇函数,则只需
π
4+φ=kπ
,k∈Z,从而φ=kπ-
π
4
,k∈Z.
显然当k=0时,φ=-
π
4
满足题意.
法二:因为f(x)是奇函数,所以f(0)=0,即 2sin(π4+
φ)=0,所以φ+
π
4=kπ
,k∈Z,即φ=kπ-
π
4
,k∈Z.令k
=0,则φ=-
π
4.
]
(2)解析:∵f(x+π2
)=-f(x),∴f(x+π)=f(x),即T
=π,f(5π3
)=f(5π3-2π
)=f(-π3
)=f(π3
)=1.
答案:1
随堂步步夯实
1.A [由于x∈R,
且f(-x)=sinx=-sin(-x)=-f(x),
所以f(x)为奇函数.]
2.ABC [对于 D,x∈(-1,1)时的图像与其他区间图像不
同,不是周期函数.]
3.B [因为f(x)=sin(2x-π2
)=-sin(π2-2x
)=-cos
2x,所以该函数的最小正周期为π,且为偶函数,故选B.]
4.D [当θ=0时,f(x)=sinx在[0,π]上不单调,故 A 不
正确;当θ=π2
时,f(x)=cosx在[0,π]上单调递减,故B
不正确;当θ=π时,f(x)=-sinx在[0,π]上不单调,故
C不正确;当θ=3π2
时,f(x)=-cosx在[0,π]上单调递
增,故 D正确.]
5.解:(1)y=|sinx|,定义域为R.
∴f(-x)=|sin(-x)|=|-sinx|=|sinx|=f(x),
∴y=|sinx|是偶函数.
(2)y=cos3π2+x( )=sinx,定义域为R,
∴y=cos3π2+x( ) 为奇函数.
第2课时 正弦函数的性质与图像(二)
课前预习学案
情境引入
提示:它们既是轴对称图形,又是中心对称图形.
知识梳理
知 识 点 2kπ-π2
,2kπ[ + π2 ](k∈ Z) 2kπ+
π
2[ ,
2kπ+32π](k∈Z) 2kπ+
π
2
(k∈Z) 2kπ-π2
(k∈Z)
[思考]
1.提示:对于正弦函数,任意的两个递增区间相差周期2π
的整数倍,任意的两个递减区间也相差周期2π的整数
倍,取得最大值的任意两个x 的值相差周期2π的整数
倍,取得最小值的任意两个x 的值相差周期2π的整数
倍.对于余弦函数,也有同样规律.
2.提示:正弦、余弦函数的最大值、最小值点均处于图形拐
弯的地方.
3.提示:观察图像可知:
当x∈[-π2
,π
2
]时,曲线逐渐上升,是增函数,sinx的值
由-1增大到1;
当x∈[π2
,3π
2
]时,曲线逐渐下降,是减函数,sinx的值由
1减小到-1.
推广到整个定义域可得
当x∈[-π2+2kπ
,π
2+2kπ
](k∈Z)时,正弦函数y=sin
x是增函数,函数值由-1增大到1;
当x∈[π2+2kπ
,3π
2+2kπ
](k∈Z)时,正弦函数y=sinx
是减函数,函数值由1减小到-1.
预习自测
1.B 2.D
3.解析:∵sinx∈[-1,1],且a>0,
∴
-a+b=-1,
a+b=3,{ 解得
b=1,
a=2.{ ∴ab=2.
答案:2
课堂互动学案
[例1] [解] (1)由-1≤sinx≤1知,y=2sinx-1的值
域为[-3,1].
(2)法一 y=sinx-2sinx+1=
sinx+1-3
sinx+1
=1- 3sinx+1.
∵sinx+1∈(0,2],
∴ 3sinx+1∈
3
2
,+∞[ ).
当 sin x =1 时,ymax = -
1
2
,故 该 函 数 的 值 域
为 -∞,-12( ].
法二 由y=sinx-2sinx+1
,得(sinx+1)y=sinx-2,即(1-
y)sinx=y+2,
显然y≠1,∴sinx=y+21-y.
∵-1<sinx≤1,
∴-1<y+21-y≤1
,
解得y≤-12
,即函数的值域为 -∞,-12( ].
79
参考答案
(3)将函数配方得y=2 sinx+12( )
2
-32.
∵-1≤sinx≤1,当sinx=-12
时,ymin=-
3
2
;当sinx
=1时,ymax=3.
∴函数的值域为 -32
,3[ ].
变式训练
1.解析:(1)∵-π6≤x≤
π
6
,
∴-12≤sinx≤
1
2
,∴0≤1+2sinx≤2,故函数的值域为
[0,2].
(2)因为0<x<π,所以0<sinx≤1, 1sinx≥1
,又因为a
>0,所以函数f(x)=sinx+asinx =1+
a
sinx
有最小值而无
最大值,故选B.
答案:(1)D (2)B
[例2] [解析] D [∵sin2=sin(π-2),cos1=
sin π2-1( ),且(π-2)-
π
2-1( )=
π
2-1>0
,
∴π2>π-2>
π
2-1>0
,
∴sin(π-2)>sin π2-1( ),即sin2>cos1.]
变式训练
2.解:∵sin(-320°)=sin(-360°+40°)=sin40°,
sin700°=sin(720°-20°)=sin(-20°)
又函数y=sinx在 -π2
,π
2[ ] 上是增函数,
∴sin40°>sin(-20°),
∴sin(-320°)>sin700°.
[例3] [解] (1)∵ymax=1-a,
∴a<0,
故ymin=1+a=-3,∴a=-4,
∴y=-4sinx+1.
(2)当π2+2kπ≤x≤
3π
2+2kπ
,k∈Z时,
函数y=-4sinx+1递增,
∴y=-4sinx+1的递增区间为
π
2+2kπ
,3π
2+2kπ[ ](k∈Z).
(3)∵x∈[-π,π],∴ π2+2kπ
,3π
2+2kπ[ ](k∈Z)∩[-
π,π]= -π,-π2[ ]∪
π
2
,π[ ].
即当x∈[-π,π]时,y=-4sinx+1 的 递 增 区 间 为
-π,-π2[ ],
π
2
,π[ ]
变式训练
3.解:令t=sinx,则原函数由y=log2t,t=sinx复合而成,
由复合函数的单调性可知,y=log2sinx的单调递增区间
为(2kπ,2kπ+π2
](k∈Z).
随堂步步夯实
1.B [1-2a=sin2x,
∵sinx∈[-1,1],
∴sin2x∈[0,1],
∴0≤1-2a≤1,
即0≤a≤12.
]
2.D
3.C [∵sin168°=sin(180°-12°)=sin12°,
cos10°=sin(90°-10°)=sin80°.
∴由正弦函数的单调性,得sin11°<sin12°<sin80°,
即sin11°<sin168°<cos10°.]
4.解析:当x=-π2+2kπ
,k∈Z时,(sinx)min=-1,此时
ymax=5.
答案:-π2+2kπ
,k∈Z 5
5.解:设t=sinx,则|t|≤1,
f(x)=g(t)=t2-4t+5(-1≤t≤1),
g(t)=t2-4t+5的对称轴为t=2.
因为g(t)的图像开口向上,
对称轴t=2在区间[-1,1]右侧.
所以g(t)在[-1,1]上是单调递减的,
所以g(t)max=g(-1)=(-1)2-4×(-1)+5=10,
g(t)min=g(1)=12-4×1+5=2,
即g(t)∈[2,10].
所以函数f(x)的值域为[2,10].
第3课时 正弦函数的性质与图像(三)
课前预习学案
情境引入
提示 细沙在木板上形成的曲线是正弦型函数的曲线.
知识梳理
知识点 (2)(π2
,1) (3π2
,-1)
[思考]
1.提示:(1)图像与x轴的交点:(0,0),(π,0),(2π,0);
(2)图像上的最高点 π2
,1( ) 和最低点 3π2,-1( ).
2.提示:(1)图像与x轴的交点:(0,0),(π,0),(2π,0);
(2)图像上的最高点 π2
,1( ) 和最低点 3π2,-1( ).
3.提示:作正弦函数y=2+sinx,x∈[0,2π]的图像时,起
关键作用的点有以下五个:
(0,2),(π2
,3),(π,2),(3π2
,1),(2π,2).
预习自测
1.B [根据正弦曲线的作法可知函数y=sinx,x∈[0,2π]与
y=sinx,x∈[2π,4π]的图像只是位置不同,形状相同.]
2.B
3.(0,0) (π2
,1) (π,0) (3π2
,-1) (2π,0)
课堂互动学案
[例1] [解析] 按五个关键点列表:
x 0 π2 π
3π
2 2π
sinx 0 1 0 -1 0
sinx-1 -1 0 -1 -2 -1
描点并将它们用光滑的曲线连接起来,如图所示.
89
必修第三册 数学B