内容正文:
7.3.1 正弦函数的性质与图象
知识 清单破
知识点 1 周期函数
1.周期函数
一般地,对于函数f(x),如果存在一个非零常数T,使得对定义域内的每一个x,都满足f(x+T)=f(x),
那么就称函数f(x)为周期函数,非零常数T称为这个函数的周期.
第七章 三角函数
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2.最小正周期
对于一个周期函数f(x),如果在它的所有周期中存在一个最小的正数,那么这个最小的正数就
称为f(x)的最小正周期.
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知识拓展
①周期函数f(x)的定义是针对定义域内的每一个x值而言的,若只有个别的x值满足f(x+T)=f(x)
(T≠0),则不能说函数f(x)是周期函数.
②自变量x本身加的非零常数才是最小正周期,例如,f(2x+T)=f(2x),T≠0,T并不是f(x)的最小正
周期,而应写成f(2x+T)=f =f(2x), 才是函数f(x)的最小正周期.
③若T是函数f(x)的一个周期,则nT(n∈Z,且n≠0)也是f(x)的周期,周期不唯一.
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函数 y=sin x
图象
定义域 R
值域 [-1,1]
奇偶性 奇函数
周期性 最小正周期T=2π
知识点 2 正弦函数的图象与性质
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单调性 在区间 (k∈Z)上递增;在区
间 2kπ+ ,2kπ+ (k∈Z)上递减
最值 当x=2kπ+ (k∈Z)时,y取最大值,ymax=1;当x=2
kπ+ (k∈Z)时,y取最小值,ymin=-1
零点 kπ,k∈Z
对称轴 直线x= +kπ,k∈Z
对称中心 (kπ,0),k∈Z
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作正弦函数y=sin x的图象时,在精确度要求不高的情况下,一般先找出确定图象形状的关键
的五个点(0,0), ,(π,0),
,(2π,0)(一个周期内,函数图象的最高点、最低点以及图象与x轴的交点),再描点作图,
这种作图方法称为五点法.
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知识辨析
判断正误,正确的画“√”,错误的画“✕”.
1.存在实数x,使得sin x= . ( )
2.所有的周期函数都有最小正周期. ( )
3.若存在正数T,使f(x+T)=-f(x),则2T为函数f(x)的一个周期. ( )
4.正弦函数y=sin x的图象在x∈[2kπ,2kπ+2π)(k∈Z)上的形状相同,只是位置不同. ( )
5.正弦函数y=sin x(x∈R)的图象只关于原点中心对称. ( )
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1.✕ 正弦函数的最大值为1.
答案
2.✕ 如函数f(x)=C(C为常数,x∈R),所有的非零实数T都是它的周期,不存在最小正周期.
3.√ f(x+2T)=-f(x+T)=f(x),故2T为函数f(x)的一个周期.
4.√ 5.✕
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讲解分析
疑难 情境破
疑难 1
正弦函数图象的应用
1.利用正弦函数的图象解不等式的步骤
(1)作出正弦函数在一个周期(常取[0,2π]或[-π,π])上的图象;
(2)根据所作图象写出不等式在对应区间上的解集;
(3)根据题目要求写出不等式的解集.
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2.正弦函数与其他基本初等函数的综合问题
对于将正弦函数与其他基本初等函数联系在一起进行考查的问题,如方程解的个数问题、函数零点的个数问题、两个函数的图象交点问题等,求解时常作出函数的图象,通过图象直观地解决问题,这正是数形结合思想的应用.
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典例 用五点法作出函数y=1-2sin x,x∈[-π,π]的简图,并回答下列问题.
(1)观察函数图象,写出满足下列条件的x的取值范围:①y>1;②y<1;
(2)若直线y=a与函数y=1-2sin x,x∈[-π,π]的图象有两个交点,求实数a的取值范围;
(3)求函数y=1-2sin x,x∈[-π,π]的最大值、最小值及相应的自变量的值.
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解析 按五个关键点列表:
x -π - 0 π
y=sin x 0 -1 0 1 0
y=1-2sin x 1 3 1 -1 1
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描点、连线,如图所示:
(1)由图可知,①当x∈(-π,0)时,y>1;
②当x∈(0,π)时,y<1.
(2)由图可知,当直线y=a与函数y=1-2sin x,x∈[-π,π]的图象有两个交点时,实数a的取值范围是
{a|-1<a<1或1<a<3}.
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(3)由图可知,y的最大值为3,此时x=- ;y的最小值为-1,此时x= .
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讲解分析
利用正弦函数的单调性比较大小的步骤
(1)运用函数的周期性或诱导公式将角化到同一单调区间内;
(2)运用单调性比较大小.
疑难 2
正弦函数的单调性的应用
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典例 记a=sin 1,b=sin 2,c=sin 3,则( )
A.c<b<a B.c<a<b
C.a<c<b D.a<b<c
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解析 由诱导公式可得sin 1=sin(π-1),因为 <2<π-1<3<π,且正弦函数y=sin x在 上单调
递减,所以sin 2>sin(π-1)>sin 3,即sin 2>sin 1>sin 3,即c<a<b.
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答案 B
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