内容正文:
5.判断下列函数的奇偶性:
(1)f(x)=cos(π2+2x
)cos(π+x);
(2)f(x)= 1+sinx+ 1-sinx.
学习至此,请完成配套训练
第2课时 正弦函数、余弦函数的性质(二)
课程标准 素养解读
1.掌握y=sinx,y=cosx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,y=cosx的单调性,并能利用单调性比较大小
3.会求函数y=Asin(ωx+φ)及y=Acos(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、余弦函数的图象也很美,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、余弦函数的性质
函
数
名
称
图
象
与
性
质性质分类
y=sinx y=cosx
相
同
处
定义域 R R
值域 [-1,1] [-1,1]
周期性 最小正周期为2π 最小正周期为2π
不
同
处
图象
奇偶性 奇函数 偶函数
单调性
在
上递增;在
上递减
在
上递增;在
最值
x=
时,ymax=1;x=
时,ymin=-1
x=
时,ymax=1;
x=
时,ymin=-1
391
第五章 三角函数
1.用正、余弦的周期性考查它们的单
调性和最值,你有何发现?
2.从图象的变化趋势来看,正弦、余弦函数的
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?
4.余弦函数在[-π,π]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.下列函数中,周期为π,且在区间 0,π2
é
ë
êê
ù
û
úú 上
单调递减的是 ( )
A.y=sinx+π3
æ
è
ç
ö
ø
÷ B.y=cos12x
C.y=sin2x D.y=cos2x
3.函数y=cosx0≤x≤π3
æ
è
ç
ö
ø
÷的值域为 .
正、余弦函数的单调性
[例1](1)求函数y=sin(12x+
π
3
)x∈R的单
调区间;
(2)求函数y=2sin(π4-x
)的单调递增
区间.
[思路点拨] 把“ωx+φ”看作一个整体,
代入基本三角函数的单调区间.
(1)求y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的递
增区间由-π2+2kπ≤ωx+φ≤
π
2+2kπ
(x
∈Z)解出x的范围即可,求其递减区间由
π
2+2kπ≤ωx+φ≤
3π
2+2kπ
(k∈Z)解出x
的范围即可.
(2)对于y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω<0),
先将函数化为y=-Asin(-ωx-φ),然后
由π
2+2kπ≤-ωx-φ≤
3π
2+2kπ
(k∈Z)解
出的x的范围是递增区间,由-π2+2kπ≤
-ωx-φ≤
π
2+2kπ
(k∈Z)解出的x 的范
围是递减区间.
余弦函数y=Acos(ωx+φ)(A>0,ω≠0)
的单调性讨论同上.另外值得注意的是,k
∈Z这一条件不能省略.
491
数学必修第一册
[变式训练]
1.求下列函数的单调区间:
(1)y=cos(x2+
π
3
);
(2)y=3sin(π4-2x
).
比较三角函数值的大小
[例2]比较下列各组数的大小:
(1)cos32
,sin110
,-cos74
;
(2)sinsin3π8
æ
è
ç
ö
ø
÷和sincos3π8
æ
è
ç
ö
ø
÷.
[思路点拨] 对于不是同名函数的应先化
为同名函数,再用单调性来比较.
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.
(1)sin(-320°)与sin700°;
(2)cos17π8
与cos379π.
591
第五章 三角函数
正、余弦函数的最值(值域)
[例3](1)求函数y=2cos(2x+π3
),x∈(-
π
6
,π
6
)的值域;
(2)求函数y=cos2x+4sinx的最值及取到
最大值和最小值时的x 的集合.
[思路点拨] 根据单调性求最值.
三角函数最值问题的三种常见类型及求解方法
(1)形如y=asinx(或y=acosx)型,可利
用正弦函数,余弦函数的有界性,注意
对a正负的讨论.
(2)形如y=Asin(ωx+φ)+b(或y=Acos
(ωx+φ)+b)型,可先由定义域求得ωx
+φ的范围,然后求得sin(ωx+φ)(或
cos(ωx+φ)的范围,最后求得最值.
(3)形如y=asin2x+bsinx+c(a≠0)型,
可利用换元思想,设t=sinx,转化为
二次函数y=at2+bt+c求最值,t的范
围需要根据定义域来确定.
[变式训练]
3.已知函数f(x)=sin -2x-π6
æ
è
ç
ö
ø
÷+1.
(1)求f(x)的最小正周期,单调递增区间,
图象的对称中心;
(2)求g(x)=-f(x)在 0,π2
é
ë
êê
ù
û
úú上的值域.
1.下列函数在区间[0,π]上是减函数的是( )
A.y=sinx B.y=cosx
C.y=sin2x D.y=cos2x
2.函数f(x)=2cos π3-x
æ
è
ç
ö
ø
÷的 单 调 递 增 区
间是 ( )
A.2kπ+π3
,2kπ+4π3
é
ë
êê
ù
û
úú(k∈Z)
B.2kπ+π2
,2kπ+2π3
é
ë
êê
ù
û
úú(k∈Z)
C.2kπ-2π3
,2kπ+π3
é
ë
êê
ù
û
úú(k∈Z)
D.2kπ-2π3
,2kπ+4π3
é
ë
êê
ù
û
úú(k∈Z)
3.函数y=sin2x+sinx-1的值域为 ( )
A.[-1,1] B.[-54
,-1]
C.[-54
,1] D.[-1,54
]
4.函数y=1+2sin(π6-x
)的单调递增区间
是 .
691
数学必修第一册
5.已知函数f(x)=12sin2x+
π
4
æ
è
ç
ö
ø
÷,x∈R.
(1)求f(x)的最小正周期;
(2)求f(x)的最大值和对应x的取值;
(3)求 f(x)在 -π2
,π
2
é
ë
êê
ù
û
úú 上 的 单 调 递 增
区间.
学习至此,请完成配套训练
5.4.3 正切函数的性质与图象
课程标准 素养解读
1.能够借助单位圆中的正切线画出函数y=tanx的图象
2.掌握正切函数的定义域、值域、周期性、奇偶性、单调性.
并能利用其性质解决相关问题
通过正切函数图象和性质的学习
培养学生数学直观想象和数学运
算素养
[情境引入]
孔子东游,见两小儿辩斗,问其故.一儿
曰:“日初出沧沧凉凉,及其日中如探汤,此不
为近者热而远者凉乎?”事实上,中午的气温较
早晨高,主要原因是早晨太阳斜射大地,中午
太阳直射大地.在相同的时间、相等的面积里,
物体在直射状态下比在斜射状态下吸收的热
量多,这就涉及太阳光和地面的角度问题.
那么这与正切函数的性质与图象有什么联
系呢?
1.仿照利用正弦线作正弦曲线的作法,你能作
出正切函数的图象吗?
2.你还有其它方法吗?
[知识梳理]
[知识点] 正切函数的图象与性质
解析式 y=tanx
图象
定义域 {x|x≠π2+kπ
,k∈Z}
值域 R
最小
正周期
奇偶性 奇函数
单调性
在开区间
上都是增函数
对称性 对称中心
791
第五章 三角函数
(2)D [因为f(x+1)是周期为2的函数,所以f(x)的周期
为2.又因为f(x+1)为奇函数,所以f(x+1)=-f(-x+
1).
因为当-1≤x≤0时,f(x)=sinπx,
所以f -43( )=f -
10
3+2( )=-f
10
3( )=
-f -23( )=-sin -
2π
3( )=
3
2.
]
随堂步步夯实
1.A 2.ABC 3.B 4.-32
5.解:(1)∵x∈R,
f(x)=cos(π2+2x
)cos(π+x)
=-sin2x(-cosx)=sin2xcosx.
∴f(-x)=sin(-2x)cos(-x)=-sin2xcosx
=-f(x).
∴函数f(x)是奇函数.
(2)对任意x∈R,-1≤sinx≤1,
∴1+sinx≥0,1-sinx≥0.
∴f(x)= 1+sinx+ 1-sinx的定义域为 R.
∵f(-x)= 1+sin(-x)+ 1-sin(-x)
= 1-sinx+ 1+sinx=f(x),
∴函数f(x)是偶函数.
第2课时 正弦函数、余弦函数的性质(二)
课前预习学案
知识梳理
知 识 点、 2kπ-π2
,2kπ[ + π2 ](k ∈ Z) 2kπ+
π
2[ ,
2kπ+32π](k∈Z) [2kπ-π,2kπ](k∈Z) [2kπ,2kπ+
π](k∈Z)上递减 2kπ+ π2
(k∈Z) 2kπ- π2
(k∈Z)
2kπ(k∈Z) 2kπ+π(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:观察图象可知:
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=
sinx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.
4.提示:观察图象可知:
当x∈[-π,0]时,曲线逐渐上升,是增函数,cosx 的值
由-1增大到1;
当x∈[0,π]时,曲线逐渐下降,是减函数,cosx的值由1
减小到-1.
推广到整个定义域可得
当x∈[2kπ-π,2kπ],k∈Z时,余弦函数y=cosx是增
函数,函数值由-1增大到1;
当x∈[2kπ,(2k+1)π],k∈Z时,余弦函数y=cosx是
减函数,函数值由1减小到-1.
预习自测
1.B 2.D 3. 12
,1[ ]
课堂互动学案
[例1] [解析] (1)设z=12x+
π
3
,则y=sinz.
当z∈(2kπ- π2
,2kπ+ π2
)(k∈Z)时,y=sinz 为 增
函数.
∴2kπ-π2≤
1
2x+
π
3≤2kπ+
π
2
得4kπ-53π≤x≤4kπ
+π3
,k∈Z.
当z∈(2kπ+π2
,2kπ+32π
)时,y=sinz为减函数.
∴2kπ+π2≤
1
2x+
π
3≤2kπ+
3
2π
得4kπ+π3≤x≤4kπ+
7
3π
,k∈Z.
故y=sin(12x+
π
3
)的增区间为
(4kπ-53π
,4kπ+π3
),k∈Z,
424
数学必修第一册
减区间为(4kπ+π3
,4kπ+73π
),k∈Z.
(2)y=2sin(π4-x
)=-2sin(x-π4
),
令z=x-π4
,则y=-2sinz.
因为z是x 的一次函数,所以要求y=-2sinz的单调递
增区间,即求sinz的单调递减区间,
即2kπ+π2≤z≤2kπ+
3π
2
(k∈Z).
∴2kπ+π2≤x-
π
4 ≤2kπ+
3π
2
(k∈Z),即2kπ+3π4 ≤x
≤2kπ+7π4
(k∈Z).
∴函数y=2sin(π4 -x
)的单调递增区间为[2kπ+3π4
,
2kπ+7π4
(k∈Z)].
[例2] [解] (1)∵sin110=cos
π
2-
1
10( ) ≈cos1.47,
-cos74=cos π-
7
4( ) ≈cos1.39,
而y=cosx在[0,π]上单调递减,
∴cos32<cos
π
2-
1
10( ) <cos π-
7
4( ) ,
故有cos32<sin
1
10<-cos
7
4.
(2)∵cos3π8=sin
π
8
,∴0<cos3π8<sin
3π
8<1<
π
2.
而y=sinx在(0,π2
)内递增,
∴sin cos3π8( ) <sin sin
3π
8( ).
即sin sin3π8( ) >sin cos
3π
8( ).
[例3] [解] (1)∵-π6<x<
π
6
,
∴0<2x+π3<
2π
3
,
∴-12<cos
(2x+π3
)<1,
∴函数 y=2cos(2x+ π3
),x∈ (- π6
,π
6
)的 值 域
为(-1,2).
(2)y=cos2x+4sinx
=1-sin2x+4sinx
=-sin2x+4sinx+1
=-(sinx-2)2+5.
所以当sinx=1,即x=2kπ+π2
,k∈Z时,ymax=4;
当sinx=-1,即x=2kπ-π2
,k∈Z时,ymin=-4.
所以ymax=4,此时x的取值集合是
{x|x=2kπ+π2
,k∈Z};
ymin=-4,此时x的取值集合是
{x|x=2kπ-π2
,k∈Z}.
变式训练
1.解:(1)当2kπ-π≤x2 +
π
3 ≤2kπ
,k∈Z时,函 数 单 调
递增,
故函数的单调递增区间是[4kπ-83π
,4kπ-23π
](k∈Z).
当2kπ≤x2+
π
3≤2kπ+π
,k∈Z时,
函数单调递 减,故 函 数 的 单 调 递 减 区 间 是[4kπ- 23π
,
4kπ+43π
](k∈Z).
(2)y=3sin(π4-2x
)=-3sin(2x-π4
),
要求y=-3sin(2x-π4
)的增区间即求y=sin(2x-π4
)
的减区间,
即2kπ+π2≤2x-
π
4≤2kπ+
3π
2
,k∈Z,
所以kπ+3π8≤x≤kπ+
7π
8
,k∈Z.
所以函数y=3sin(π4-2x
)的递增区间为[kπ+3π8
,kπ+
7π
8
](k∈Z).
要求y=-3sin(2x-π4
)的减区间即求y=sin(2x-π4
)
的增区间,
即2kπ-π2≤2x-
π
4≤2kπ+
π
2
,k∈Z,
所以kπ-π8≤x≤kπ+
3π
8
,k∈Z.
所以函数y=3sin(π4-2x
)的递减区间为[kπ-π8
,kπ+
3π
8
](k∈Z).
2.解:(1)∵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°.
(2)∵cos17π8 =cos 2π+
π
8( )=cos
π
8
,
cos37π9 =cos 4π+
π
9( )=cos
π
9.
又函数y=cosx在[0,π]上是减函数,
∴cosπ8<cos
π
9
,∴cos17π8 <cos
37π
9 .
3.解:(1)因 为 函 数 f (x)= sin -2x-π6( ) + 1
=-sin 2x+π6( )+1,
所以函数f(x)的最小正周期T=2π2=π.
令2kπ+ π2 ≤
2x+π6≤2kπ+
3π
2
(k∈Z),解得kπ+π6≤x≤kπ+
2π
3
(k
∈Z),
524
参考答案
所以函数f(x)的单调递增区间为 kπ+π6
,kπ+2π3[ ](k
∈Z).
令2x+π6=kπ
,k∈Z,解得x=kπ2-
π
12
,k∈Z,所以函数
f(x)图象的对称中心为 kπ2-
π
12
,1( )(k∈Z).
(2)因为f(x)=-sin 2x+π6( ) +1,g(x)=-f(x),所
以函数g(x)=sin 2x+π6( )-1.
若x∈ 0,π2[ ] ,则2x+
π
6∈
π
6
,7π
6[ ] ,当2x+
π
6=
7π
6
时,函数g(x)取最小值-32
;
当2x+π6=
π
2
时,函数g(x)取最大值0.所以函数g(x)
在 0,π2[ ] 上的值域为 -
3
2
,0[ ].
随堂步步夯实
1.B 2.C 3.C
4.[23π+2kπ
,5
3π+2kπ
](k∈Z)
5.解:(1)因 为 函 数f(x)= 12sin 2x+
π
4( ) ,x∈R,所 以
f(x)的最小正周期为T=2π2=π.
(2)因为f(x)=12sin 2x+
π
4( ) ,x∈R,
由2x+π4=
π
2+2kπ
,k∈Z,可得x=π8+kπ
,k∈Z.
所以当x=π8+kπ
,k∈Z时,函数f(x)有最大值12.
(3)由-π2+2kπ≤2x+
π
4 ≤
π
2+2kπ
,k∈Z,可得-3π8
+kπ≤x≤π8+kπ
,k∈Z,又x∈ -π2
,π
2[ ] ,
所 以 函 数 f (x)在 -π2
,π
2[ ] 的 单 调 递 增 区 间
为 -3π8
,π
8[ ].
5.4.3 正切函数的性质与图象
课前预习学案
情境引入
1.提示:还可以利用单位圆中的正切线作正切函数y=tan
x的图象.
2.提示:描点法作y=tanx在x∈[- π2
,π
2
]上的草图描
出三点(-π4
,-1),(0,0),(π4
,1),两线x=±π2.
知识梳理
知识点、π (-π2+kπ
,π
2+kπ
)(k∈Z) (kπ2
,0)(k∈Z)
[思考]
1.提示:y=tanx是中心对称图形,对称中心为(kπ2
,0)(k∈
Z),不是轴对称图形.
2.提示:不是.正切函数在每一个单调区间(- π2+kπ
,π
2
+kπ)(k∈Z)内都是增函数.但在整个定义域内不是,比
如180°>30°,但tan180°=0<tan30°= 33.
3.提示:画正切函数图象常用三点两线法:“三点”是指(-
π
4
,-1),(0,0),(π4
,1),“两线”是 指x=- π2
和x=
π
2
,大致画出正切函数在(- π2
,π
2
)上的简图后向左、
向右扩展即得正切曲线.
预习自测
1.C 2.A
3.kπ-π3
,kπ+π3[ ] ,k∈Z
课堂互动学案
[例1] [解] (1)由题意得
tanx+1≥0
1-tanx>0{ ,即-1≤tanx
<1.
在 -π2
,π
2( ) 内,满 足 上 述 不 等 式 的 x 的 取 值 范 围
是 -π4
,π
4[ ).
又y=tanx的周期为π,
所以-π4+kπ≤x<
π
4+kπ
,k∈Z.
所以函数的定义域为 -π4+kπ
,π
4+kπ[ ) ,k∈Z.
(2)令z=2x+π6
,
∵x∈ -5π24
,π
12( ] ,∴-
π
4<z≤
π
3.
∵y=tanz在 -π4
,π
3( ] 上是增函数,
∴tan -π4( ) <y≤tan
π
3
,即-1<y≤ 3.
∴函数的值域为(-1,3].
[例2] [解] (1)y=tan -12x+
π
4( )
=-tan 12x-
π
4( ) ,
由kπ-π2<
1
2x-
π
4<kπ+
π
2
,k∈Z,
得2kπ-π2<x<2kπ+
3π
2
,k∈Z,
所以 函 数 y=tan -12x+
π
4( ) 的 单 调 递 减 区 间 是
2kπ-π2
,2kπ+32π( ) ,k∈Z.
(2)tan2=tan(2-π),tan3=tan(3-π).
因为 π
2<2<π
,所以-π2<2-π<0.
因为 π
2<3<π
,所以-π2<3-π<0.
624
数学必修第一册