内容正文:
人教版2019高一数学(必修一)第五章 三角函数
5.4.2正弦函数、余弦函数的性质
第2课时 单调性与最值
02
03
05
06
04
典型例题(含课本例题)
知识点讲解
情景导入
课堂小结
课堂练习(含课本练习)
01
学习目标
目录/CONTENTS
学习目标
1.掌握y=sin x,y=cos x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=sin x,y=cos x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.
新知探究
3.单调性
3.单调性
根据三角函数的周期性,只要把握了它一个周期内的规律,就把握了整个三角函数的规律
x ↗ 0 ↗ ↗ ↗
sin x -1 ↗ 0 ↗ 1 ↘ 0 ↘ -1
由正弦函数的周期性可得,
正弦函数在每一个闭区间[一+2kπ, +2kπ](k∈Z)上都单调递增,其值从一1增大到1;在每一个闭区间[+2kπ, +2kπ](k∈Z)上都单调递减,其值从1减小到一1.
类似地,观察余弦函数在一个周期区间(如[一π,π]上函数值的变化规律,将看到的函数值的变化情况填入表5.4-3:
由此可得,
函数y≡cosx,x∈[-π,π]在区间 上单调递增,其值从-1增大到1;在区间上 单调递减,其值从1减小到一1.
由余弦函数的周期性可得,
余弦函数在每一个闭区间 上都单调递增,其值从-1增大到1;在每一个闭区间 上都单调递减,其值从1减小到一1.
x ↗ ↗ 0 ↗ ↗
cos x
-1 ↗ 0 ↗ 1 ↘ 0 ↘ -1
4.最大值与最小值
从上述对正弦函数、余弦函数的单调性的讨论中容易得到,
正弦函数当且仅当x= 时取得最大值1,当且仅当x= 时取得最小值-1;
余弦函数当且仅当x= 时取得最大值 1,当且仅当x= 时取得最小值-1.
课本例题
解: 容易知道,这两个函数都有最大值、最小值.
分析: 可利用三角函数的单调性比较两个同名三角函数值的大小.为此,先用诱导公式将已知角化为同一单调区间内的角,然后再比较大小.
解:
思考
将函数y=化为y=-,求原函数的单调递增区间
即求y=的单调递减区间,令z,由x∈[-2π,2π]得z∈[,],
∵y=sinz,z∈[,]的单调递成区间是[,]和[,].
故函数y=
课本练习
1.观察正弦曲线和余弦曲线,写出满足下列条件的x所在的区间:
(1) sinx>0; (2) sin x<0; (3) cosx>0; (4) cos x<0.
解(1) (2kπ,π+ 2kπ),k∈ Z; (2)(-π + 2kπ,2kπ),k∈ Z;
(3) + 2kπ, + 2kπ) , k ∈ Z; (4)( +2kπ, +2kπ) , k∈ Z.
u
y
1
-1
O
y=sinx
u
y
1
-1
O
y=sinu
题型分类讲解
1.[四川绵阳南山中学2024开学考试]下列函数中,既在上单调递增,又以 为周期且为偶
函数的是( )
D
A. B. C. D.
题型1 单调性
解析 显然函数, 都是奇函数,故A,C不符合;
当时,,而函数在上单调递减,所以函数在 上单
调递减,故B不符合;
函数是周期为 的偶函数,当时,,此时,而 在
上单调递增,故D符合.故选D.
2.(多选)[湖南株洲2024高一月考]下列不等式中成立的是( )
ABD
A. B.
C. D.
解析 对于A,因为在上单调递增,所以 ,故A正确;
对于B,, ,
又在上单调递减,所以 ,
所以 ,故B正确;
对于C,因为在上单调递减,所以 ,故C错误;
对于D,, ,
又,即 ,
,即 ,
所以,故D正确.故选 .
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3.[云南部分学校2025高一期末联考]函数, 的值域为
( )
C
A. B. C. D.
题型2 值域与最值
解析 因为,所以 ,
则 ,
故,故的值域为 .故选C.
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4.[浙江衢州2024高一期末]已知函数的最大值为,最小值为 ,则
___.
2
解析 易知 ,
令 ,
易知的定义域为,且 ,
即 是奇函数.
显然, ,
由奇函数图象的对称性易知,则 .
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5.[北京顺义一中2025高一月考]已知函数 .
(1)求 的值;
【解】因为,所以 .
(2)求函数 的单调递增区间;
[答案] 由 ,,得 , ,
所以函数的单调递增区间为 , .
(3)当时,求的最大值与最小值,并指出相应的 的值.
[答案] 当时,,令,,
则 ,作出 的图象如图所示,
由的图象知,当,即时,取得最小值 .
当,即时, 取得最大值2,
所以当时,函数取得最小值;当时,函数 取得最大值2.
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6.函数 的单调递减区间是( )
A
A. B.
C. D.
解析 ,要求函数 的单调递减区间,即求函数
的单调递增区间.令 , ,得
, .故选A.
易错警示用整体替换法求函数或 的单调区间时,
如果式子中的系数为负数,应先利用诱导公式将 的系数变为正数,再求其单调区间.本题中,函数
的内层函数中,的系数为负数,故需要先将 的系数转换为正数,即
,又要求函数 的单调递减区间,故需求函数
的单调递增区间.
易错点 单调性概念理解不理解
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课堂小结
1.确定三角函数单调区间的方法有多种,如换元法、列表法、图象法等,解题时需适当选取,同时要注意,求函数的单调区间必须在这个函数的定义域内进行.
2.函数单调性最基本的应用是比较大小与求值域,求三角函数值域的方法很多,如果函数式中含有多个三角函数式,往往要先将函数式进行变形.
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