内容正文:
7.3.3 余弦函数的性质与图象
人教B版(2019)(必修第三册)
学习目标
CONTENTS
1.会用“五点法”“图象变换法”作余弦函数和y=Acos(ωx+φ)的图象,体现逻辑推理能力(重点)
2.理解余弦函数的性质,会求余弦函数的周期、单调区间及最值,体现数学计算逻辑推理能力(重难点)
课程引入
前面学习了正弦函数与正弦型函数的图象与性质,那么余弦函数与余弦型是否与正弦函数的性质有关系?是否可以由正弦函数的性质得到余弦函数的性质?正弦曲线与余弦曲线有什么关系呢?
课程内容教学
余弦函数的定义
对于任意一个角 x,都有唯一确定的余弦 cos x 与之对应,因此 y = cos x 是一个函数,一般称为余弦函数.
课程内容教学
尝试与发现
研究余弦函数y=cos x的性质,你能给出几种不同的方案呢?请你选择其中一个方案,研究余弦函数的性质.
我们可以通过余弦线来研究余弦函数的性质,由
cos x=sin(x+ )
y=cos x的性质与图象和正弦型函数y=sin(x+ )的相同,
因此余弦函数的定义域为R;
值域为[-1,1];
余弦函数也是周期函数,且其周期为2π;
课程内容教学
尝试与发现
研究余弦函数y=cos x的性质,你能给出几种不同的方案呢?请你选择其中一个方案,研究余弦函数的性质.
在区间[-π+2kπ,2kπ](k∈Z)上递增,在[2kπ,π+2kπ](k∈Z)上递减;
另外,由诱导公式cos(-x)=cos x可知,y=cos x是一个偶函数.
课程内容教学
余弦曲线的定义
对函数y=cos x的图象称为余弦曲线.
正弦曲余弦曲线和线有什么关系?
由于y=cos x=sin(x+ ),因此余弦曲线可由正弦曲线向左平移 个单位得到,如图所示.
-2π
-π
π
2π
1
-1
x
y
O
y=sin x
y=cos x
课程内容教学
思考一下:根据上面的图象,你可以得到什么信息?
由图可以看出,余弦曲线的对称轴为x=kπ ,
对称中心为 ,其中k∈Z.
课程内容教学
例1:求下列函数的值域.
(1)y=-3cos x+1;
因为-1≤cos x≤1,所以3≥-3cos x≥-3,且
-2≤-3cos x+1≤4,
即-2≤y≤4.
当cos x=1时,ymin=-2;当cos x=-1时,ymax=4,因此y=-3cos x+1的值域为[-2,4].
课程内容教学
例1:求下列函数的值域.
(2)y=(cos x+ )2-3
令t=cos x,则
y=(t+ )2-3,t∈[-1,1].
因为-1≤t≤1时,
所以0≤(t+ )2≤ ,因此
-3≤(t+ )2-3≤
当t=1时,ymax=
当t= 时,ymin=-3,
因此y=(cos x+ )2-3的值域为
课程内容教学
例2:判断下列函数的奇偶性.
(1)y=cos x+2;
把函数y=cos x+2记作f (x)=cos x+2,因为定义域为R,且
f (-x)=cos(-x)+2=cos x+2=f (x),
所以y=cos x+2是偶函数.
(2)y=sin xcos x.
把函数y=sin xcos x记作f (x)=sin xcos x,因为定义域为R,且
f (-x)=sin(-x)cos(-x)=-sin xcos x=-f (x),
所以y=sin xcos x是奇函数.
课程内容教学
例3:求函数 的周期和其图象的对称轴方程.
因为
所以
令 (k∈Z),解得x= +3kπ(k∈Z).
所以函数 的周期为6π,其图象的对称轴方程为x= +3kπ(k∈Z).
课程内容教学
想一想:y=Acos(ωx+φ)(其中A,ω,φ都是常数,且A≠0,ω≠0)具有什么性质?
1.定义域:R
2.值域:[-|A|,|A|]
3.周期:
4.单调区间:(2k-1)π≤ωx+φ≤2kπ(k∈Z),单调递增;
2kπ≤ωx+φ≤(2k+1)π(k∈Z),单调递减.
课程内容教学
想一想:y=Acos(ωx+φ)(其中A,ω,φ都是常数,且A≠0,ω≠0)具有什么性质?
5.奇偶性:φ=kπ(k∈Z)时为偶函数;
φ=kπ+ (k∈Z)时为奇函数;
6.对称中心与对称轴:对称中心:
对称轴:x=
课程内容教学
例4:求函数 的最大值和最小值.
方法一:
由余弦函数的性质可知,f (x)=cos x在 递增,在 递减,又因为
所以函数的最大值为1,最小值为
课程内容教学
例4:求函数 的最大值和最小值.
方法二:
如图所示,作出示意图,其中OP为角 的终边,OP′为角 的终边.
区间 内的角的终边只能在直线PP′的右上方,
因此当角的余弦线为 时,f(x)取得最大值
f(0)=cos 0=1.
1
P
M
N
P'
O
x
y
当角的余弦线为 时,f(x)取得最小值
课程内容教学
总结一下:cos x的性质:
定义域 R
值域 [-1,1]
最值 当x=2kπ(k∈Z)时,ymax=1;
当x=(2k+1)π(k∈Z)时,ymin=-1.
周期性 周期函数,最小周期2π
奇偶性 偶函数,图象关于y轴对称
单调性 当x∈[(2k-1)π,2kπ](k∈Z)时,函数单调递增;
当x∈[2kπ,(2k+1)π](k∈Z)时,函数单调递减.
课后练习
B
课后练习
课后练习
C
课后练习
课后练习
D
课后练习
课后练习
D
课后练习
课后练习
B
课后练习
课后练习
f(x)=2cos 2x
课后练习
课程总结
1.余弦函数的定义
2.余弦曲线的定义
3.余弦函数的性质
感谢各位同学观看
TEACHING COURSEWARE
$