内容正文:
数学·必修·第一册(苏教)
第7章
三角函数
7.3.2 三角函数的图象与性质
第一课时 正弦函数、余弦函数的图象
课下培优巩固练(四十一)
[课程标准] 能画出正弦、余弦三角函数的图象,了解正弦、余弦三角函数的周期性、奇偶性、最大(小)值.
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3π,2),0))
函数
y=sin x
y=cos x
图象
图象画法
“五点法”
“五点法”
关键五点
(0, 0),______,(π,0),________,(2π,0)
(0,1),______,(π,-1),________,(2π,1)
正弦函数、余弦函数的图象可以通过左右平移得到.
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2),1))
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3π,2),-1))
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2),0))
【基点小试】
1.对于正弦函数y=sin x的图象,下列说法错误的是( )
A.向左右无限伸展
B.与y=cos x的图象形状相同,只是位置不同
C.与x轴有无数个交点
D.关于y轴对称
解析:由正弦曲线知,A、B、C均正确,D不正确.
答案:D
2.用“五点法”作出函数y=3-cos x的图象,下列各点中不属于五点作图中的五个关键点的是( )
A.(π,-1)
B.(0,2)
C. eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2),3))
D. eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3π,2),3))
解析:可以利用代入排除法,A中(π,-1)不满足解析式,故选A.
答案:A
3.函数y=-cos x,x∈[0,2π]的图象与y=cos x,x∈[0,2π]的图象( )
A.关于x轴对称
B.关于原点对称
C.关于原点和x轴对称
D.关于y轴对称
解析:在同一直角坐标系中作出两函数的简图易知A选项正确.
答案:A
4.用“五点法”作函数y=1-sin x,x∈[0,2π]的图象时,应取的五个关键点是(0,1), eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2),0)) ,(π,1),________,(2π,1).
答案: eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3π,2),2))
题型一 “五点法”作正、余弦函数的图象
例1.用“五点法”画出下列函数的图象.
(1)y= eq \f(1,2) +sin x,x∈[0,2π];
(2)y=2+cos x,x∈[0,2π].
解:(1)按五个关键点列表:
x
0
eq \f(π,2)
π
eq \f(3π,2)
2π
sin x
0
1
0
-1
0
eq \f(1,2) +sin x
eq \f(1,2)
eq \f(3,2)
eq \f(1,2)
- eq \f(1,2)
eq \f(1,2)
描点,并将它们用光滑的曲线连接起来可得其图象如图所示.
(2)列表:
x
0
eq \f(π,2)
π
eq \f(3π,2)
2π
cos x
1
0
-1
0
1
2+cos x
3
2
1
2
3
描点连线,如图所示.
[总结] 作形如y=a sin x+b(或y=a cos x+b),x∈[0,2π]的图象的三个步骤
【练一练】
1.利用正弦或余弦函数图象作出y= eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(sin \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(3π,2))))) 的图象.
解:由于y= eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(sin \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(3π,2))))) =|cos x|,因此只需作出y=|cos x|的图象即可,而y=|cos x|可由y=cos x将x轴下方的图象折到x轴上方,图象如图所示:
题型二 正、余弦函数图象的简单应用
例2.求下列函数的定义域.
(1)f(x)= eq \r(2sin x+1) ;
(2)f(x)= eq \r(sin x-cos x) .
解:(1)要使f(x)= eq \r(2sin x+1) 有意义,则必须满足2sin x+1≥0,即sin x≥- eq \f(1,2) ,作出正弦曲线如图所示.
结合图象可知,函数f(x)= eq \r(2sin x+1) 的定义域为 eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|(\a\vs4\al\co1(2kπ-\f(π,6)≤x≤2kπ+\f(7π,6),k∈Z)))) .
(2)要使函数f(x)= eq \r(sin x-cos x) 有意义,必须使sin x-cos x≥0.利用图象.
在同一坐标系中画出[0,2π]上y=sin x和y=cos x的图象,如图所示.
在[0,2π]内,满足sin x=cos x的x为 eq \f(π,4) , eq \f(5π,4) ,再结合正弦、余弦函数的图象,
所以函数f(x)= eq \r(sin x-cos x) 的定义域为
eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|(\a\vs4\al\co1(2kπ+\f(π,4)≤x≤2kπ+\f(5π,4),k∈Z)))) .
例3.函数f(x)=sin x+2|sin x|,x∈[0,2π]的图象与直线y=k有且仅有两个不同的交点,求k的取值范围.
解:f(x)=sin x+2|sin x|= eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(3sin x,x∈[0,π],,-sin x,x∈(π,2π].)) 图象如图所示.
若使f(x)的图象与直线y=k有且仅有两个不同的交点,则由图象可得k的取值范围是(1,3).
[总结] 利用三角函数图象解sin x>a(或cos x>a)的三个步骤
(1)作出直线y=a,y=sin x(或y=cos x)的图象.
(2)确定sin x=a(或cos x=a)的x值.
(3)确定sin x>a(或cos x>a)的解集.
【练一练】
2.在同一坐标系中,作函数y=sin x和y=lg x的图象,根据图象判断出方程sin x=lg x的解的个数为________.
解析:建立平面直角坐标系xOy,先画出函数y=sin x的图象,描出点(1,0),(10,1),并用光滑曲线连接得到y=lg x的图象,如图所示.
由图象可知方程sin x=lg x的解有3个.
答案:3
3.求下列函数的定义域.
(1)y=log3(sin x- eq \f(\r(3),2) );
(2)y= eq \r(2cos x-\r(2)) .
解:(1)要使函数有意义,则sin x> eq \f(\r(3),2) ,作出y=sin x在[0,2π]内的图象如图所示.
由图象知,在[0,2π]内使sin x> eq \f(\r(3),2) 的x的取值范围是 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3),\f(2π,3))) .
故原函数的定义域为(2kπ+ eq \f(π,3) ,2kπ+ eq \f(2,3) π)(k∈Z).
(2)要使函数有意义,则2cos x- eq \r(2) ≥0,
∴cos x≥ eq \f(\r(2),2) ,画出y=cos x的图象及直线y= eq \f(\r(2),2) ,如图所示,
由图象可知函数的定义域为
eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|(\a\vs4\al\co1(2kπ-\f(π,4)≤x≤2kπ+\f(π,4),k∈Z)))) .
$