资源简介 第十六讲 三角函数的图象与性质【考试要求】1.能画出三角函数的图象.2.了解三角函数的周期性、奇偶性、最大(小)值.3. 借助图象理解正弦函数、余弦函数在[0,2π]上、正切函数在 ( , )上的性质.2 2【知识梳理】1.用“五点法”作正弦函数和余弦函数的简图(1)在正弦函数 y=sin x,x∈[0,2π] 的图象中,五个关键点是:(0,0),( ,1),(π,0) 3 ,( , 1),2 2(2π,0).(2)在余弦函数 y=cos x,x∈[0,2π]的图象中,五个关键点是:(0,1) ( , ,0),(π,-1),(3 ,0),2 2(2π,1).2.正弦、余弦、正切函数的图象与性质(下表中 k∈Z)函数 y=sin x y=cos x y=tan x图象定义域 R R {x | x k }2值域 [-1,1] [-1,1] R周期性 2π 2π π奇偶性 奇函数 偶函数 奇函数2kπ π 2kπ π递增区间 - , + [2kπ-π,2kπ] kπ π π- ,kπ+2 2 2 22kπ π 3π递减区间 + ,2kπ+ [2kπ,2kπ+π]2 2对称中心 (kπ,0) kπ π kπ+ ,0 ,02 2π对称轴方程 x=kπ+ x=kπ2【基础自测】1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)函数 y=sin x π的图象向右平移 个单位得到函数 y=cos x的图象.( × )2(2)正弦函数 y=sin x的图象是轴对称图形,也是中心对称图形.( √ )(3)余弦函数 y=cos x是偶函数,图象关于 y轴对称,对称轴有无数多条.( √ )(4) π正切函数图象有无数条对称轴,其对称轴是 x=kπ± ,k∈Z.( × )22 π.下列函数中,周期为 的是( )2A.y=sin x B.y x=sin 2x C.y=cos D.y=cos 4x2答案 D3.函数 f(x)=sin(-x)的奇偶性是( )A.奇函数 B.偶函数C.既是奇函数又是偶函数 D.非奇非偶函数答案 A解析 由于 x∈R,且 f(-x)=sin x=-sin(-x)=-f(x),所以 f(x)为奇函数.4.函数 y=tan (2x )的最小正周期为( )4A.2π B.π C.π D.π2 4答案 Cπ π解析 根据周期公式计算得 T= = ,故选 C.ω 25.函数 y=2cos x+1的值域为________.答案 [-1,3]6.函数 y=sin x取最大值时 x=________.π答案 +2kπ,k∈Z2【典型例题】题型一 三角函数的周期问题1.求下列函数的周期: (1)y=sin (2x );4(2)y=tan ( x ) .2 3(3)y=|sin x|.解 (1)方法一 (定义法)2x π+ 2x π+ +2π 2 x π+π +y=sin 4 =sin 4 =sin 4 ,所以周期为π.方法二 (公式法)2x π+y=sin 4 中ω=2 2π 2π,T= = =π.ω 2(2) ω 1 T ππ因为 = ,所以最小正周期 = =1=2π.2 ω2(3)作图如下:观察图象可知周期为π.2.若函数 f(x)=2tan (kx )的最小正周期 T满足 13答案 2或 3π解析 由题意得 1< <2,k∈N,kπ∴ 2反思感悟 求三角函数周期的方法(1)定义法:即利用周期函数的定义求解.(2)公式法:对形如 y=Asin(ωx+φ)或 y=Acos(ωx+φ)(A,ω,φ是常数,A≠0,ω≠0)的函数,T 2π= .|ω|(3)观察法:即通过观察函数图象求其周期.练习 13.求下列函数的周期.(1)y=cos x,x∈R;2(2)y=sin (1 x ),x∈R.3 4x+2π(1) cos 1(x 4π) x解 因为 + =cos 2 =cos ,2 2x由周期函数的定义知,y=cos 的周期为 4π.21 x 6π π 1+ - x+2π π 1 π- x-(2)因为 sin 3 4 =sin 3 4 =sin 3 4 ,1x π-由周期函数的定义知,y=sin 3 4 的周期为 6π.4.函数 y= | sin x |的最小正周期是________.2答案 2πx sinxx解析 ∵y=sin 的最小正周期为 T=4π,而 y=| 2|的图象是把 y=sin 的图象在 x轴下2 2方的部分翻折到 x轴上方,|sin x∴y= 2|的最小正周期为 T=2π.题型二 三角函数的奇偶性与对称性5.函数 y=sin( 2x )的图象的对称轴方程是________,对称中心的坐标是________.3k πx k ππ- ,0答案 = π+ (k∈Z) 2 6 (k∈Z)2 12解析 根据正弦函数的周期性知,过函数图象的最高点或最低点且与 x轴垂直的直线均是对称轴,而图象与 x轴的交点均为对称中心.2x π+要使 sin 3 π π k π=±1,必有 2x+ =kπ+ (k∈Z),所以 x= π+ (k∈Z),3 2 2 12k π即对称轴方程为 x= π+ (k∈Z),2 122x π+而函数 y=sin 3 的图象与 x轴的交点即为对称中心,2x π+所以令 y=0,即 sin 3 =0,π k π所以 2x+ =kπ(k∈Z),即 x= π- (k∈Z),3 2 62x π k+ π π- ,0故函数 y=sin 3 的图象的对称中心的坐标为 2 6 (k∈Z).6.已知函数 f(x)= 2sin (x )是奇函数,则φ∈[ , ]时,φ的值为________.4 2 2π答案 -4π解析 由已知 +φ=kπ(k∈Z),4φ kπ π∴ = - (k∈Z),4π π- ,又∵φ∈ 2 2 ,π∴k=0时,φ=- 符合条件.4思维升华对于可化为 f(x)=Asin(ωx+φ)(或 f(x)=Acos(ωx+φ))形式的函数,如果求 f(x)的对称轴,只需令ωx φ π+ = +kπ(k∈Z)(或令ωx+φ=kπ(k∈Z)),求 x即可;如果求 f(x)的对称中心的横坐标,2只需令ωx+φ=kπ(k π∈Z)(或令ωx+φ= +kπ(k∈Z)),求 x即可.2练习 27 .函数 y=sin (x )的对称轴为__________________,对称中心为__________________.4πx 3π+kπ,0答案 = +kπ,k∈Z 4 ,k∈Z4x π π解析 由 - = +kπ,k∈Z 3π,得 x= +kπ π,k∈Z,由 x- =kπ,k π∈Z,得 x= +kπ,k∈Z.4 2 4 4 4x π π- 3π +kπ,0故函数 y=sin 4 的对称轴为 x= +kπ,k∈Z;对称中心为 4 ,k∈Z.48.函数 f(x)=sin(2x+φ)为 R 上的奇函数,则φ的值可以是( )A.π B.π C.π D.3π4 2 2答案 C解析 要使函数 f(x)=sin(2x+φ)为 R 上的奇函数,需φ=kπ,k∈Z.故选 C.题型三 三角函数的单调性(x 9.求函数 y=2sin )的单调区间.3解 令 z=x π- ,则 y=2sin z.3z x π∵ = - 是增函数,3∴y=2sin z单调递增(减)时,x π-函数 y=2sin 3 也单调递增(减).2kπ π- ,2kπ π+由 z∈ 2 2 (k∈Z),π 2kππ π- ,2kπ+得 x- ∈ 2 2 (k∈Z),32kπ π 2kπ 5π- , +即 x∈ 6 6 (k∈Z),x π 2kπ π 2kπ 5π- - , +故函数 y=2sin 3 的单调递增区间为 6 6 (k∈Z).x π 2kπ 5π 11- + ,2kπ+ π同理可求函数 y=2sin 3 的单调递减区间为 6 6 (k∈Z).延伸探究π-x求函数 y=2sin 4 的单调递减区间.π x x π- -解 y=2sin 4 =-2sin 4 ,π ππ - +2kπ, +2kπ令 z=x- ,而函数 y=-2sin z的单调递减区间是 2 2 (k∈Z).4π π π∴原函数递减时,得- +2kπ≤x- ≤ +2kπ(k∈Z),2 4 2π 3π得- +2kπ≤x≤ +2kπ(k∈Z).4 4π 3π- +2kπ, +2kπ∴原函数的单调递减区间是 4 4 (k∈Z).反思感悟 求正、余弦函数的单调区间的策略(1)结合正、余弦函数的图象,熟记它们的单调区间.(2)在求形如 y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的函数的单调区间时,应采用“换元法”整体代换,将“ωx+φ”看作一个整体“z”,即通过求 y=Asin z的单调区间而求出原函数的单调区间.求形如 y=Acos(ωx+φ)(A>0,ω>0)的函数的单调区间同上.练习 310.求下列函数的单调递增区间:(1)y=cos 2x;(2)y=sin ( x),x∈[ ,2 ] .6 2解 (1)由 2kπ-π≤2x≤2kπ(k∈Z),所以 kπ π- ≤x≤kπ(k∈Z),2kπ π- ,kπ所以函数 y=cos 2x的单调递增区间为 2 (k∈Z).π π-x x-(2)因为 y=sin 6 =-sin 6 ,π x x π- -所以函数 y=sin 6 的单调递增区间就是函数 y=sin 6 的单调递减区间,2kπ π π 3π由 + ≤x- ≤2kπ+ ,k∈Z,得2 6 22kπ 2π 5π+ ≤x≤2kπ+ ,k∈Z.3 3π,2π因为 x∈ 2 ,2π 5π,所以所求函数的单调递增区间为 3 3 .题型四 正弦、余弦函数的最值(值域)11.求下列函数的值域: (1)y=cos (x ),x∈[0, ];6 2(2)y=cos2x-4cos x+5.x π 0 π π 2π+ , ,解 (1) π由 y=cos 6 ,x∈ 2 可得 x+ ∈ 6 3 ,6π 2π 1 3, - ,因为函数 y=cos x在区间 6 3 上单调递减,所以函数的值域为 2 2 .(2)y=cos2x-4cos x+5,令 t=cos x,则-1≤t≤1.y=t2-4t+5=(t-2)2+1,当 t=-1,函数取得最大值 10;t=1时,函数取得最小值 2,所以函数的值域为[2,10].反思感悟 求三角函数值域的常用方法(1)求解形如 y=asin x+b(或 y=acos x+b)的函数的最值或值域问题时,利用正、余弦函数的有界性(-1≤sin x≤1,-1≤cos x≤1)求解.求三角函数取最值时相应自变量 x的集合时,要注意考虑三角函数的周期性.(2)求解形如 y=asin2x+bsin x+c(或 y=acos2x+bcos x+c),x∈D的函数的值域或最值时,通过换元,令 t=sin x(或 cos x),将原函数转化为关于 t的二次函数,利用配方法求值域或最值即可.求解过程中要注意 t=sin x(或 cos x)的有界性.练习 312.求下列函数的值域:(1)y=2cos (2x ) ,x∈[ , ].6 6 4 (2)f(x)=2sin2x 2sin x 1+ - ,x∈[ , 5 ].2 6 67答案 (1)[-1,2] 1,(2) 2π π- ,解析 (1)∵x∈ 6 4 ,π 2ππ - ,∴2x+ ∈ 6 3 ,62x π 1+ - ,1∴cos 6 ∈ 2 ,∴函数的值域为[-1,2].(2)令 t=sin x,π 5π,x 1∵ ∈ 6 6 ,∴ ≤sin x≤1,21即 ≤t≤1.2t 1 1 1 1+ , ,1∴f(t)=2t2+2t 1- =2 2 2-1,t∈ 2 ,且该函数在 2 上单调递增.21∴f(t)的最小值为 f 2 =1,最大值为 f(1) 7= .21 7,即函数 f(x)的值域为 2 .【课堂小测】1.函数 y=4sin(2x-π)的图象关于( )A.x π轴对称 B.原点对称 C.y轴对称 D.直线 x= 对称2答案 B解析 y=4sin(2x-π)=-4sin 2x是奇函数,其图象关于原点对称. 2.函数 f(x)=sin (2x )在区间[0, ]上的最小值为( )4 2A.-1 B 2 2.- C. D.02 2答案 B0 π π 3π, π - ,解析 由已知 x∈ 2 ,得 2x- ∈ 4 4 ,42x π 2- - ,1所以 sin 4 ∈ 2 ,2x π 0 π- ,故函数 f(x)=sin 4 2在区间 2 上的最小值为- .故选 B.23.(多选)已知函数 f(x)=sin (x ) (x∈R),下列结论正确的是( )2[0, A.函数 f(x)的最小正周期为 2π B.函数 f(x)在区间 ]上单调递增2C.函数 f(x)的图象关于直线 x=0对称 D.函数 f(x)是奇函数答案 ABC解析 由题意,可得 f(x)=-cos x,对于选项 A T 2π, = =2π,所以选项 A正确;10 π 0 π, ,对于选项 B,y=cos x在 2 上单调递减,所以函数 f(x)在区间 2 上单调递增,所以选项 B正确;对于选项 C,f(-x)=-cos(-x)=-cos x=f(x),所以函数是偶函数,所以其图象关于直线 x=0对称,所以选项 C正确;选项 D错误.故选 ABC.4.函数 y=sin2x+sin x-1的最大值为________ ,最小值为________.5答案 1 -4t 1+解析 令 t=sin x∈[-1,1],y=t2 t 1 2 2 5+ - = - (-1≤t≤1),45显然- ≤y≤1.45.关于 x的函数 f(x)=sin(x+φ)有以下说法:①对任意的φ,f(x)都是非奇非偶函数;②存在φ,使 f(x)是偶函数;③存在φ,使 f(x)是奇函数;④对任意的φ,f(x)都不是偶函数.其中错误的是________(填序号).答案 ①④解析 当φ=0时,f(x)=sin x,是奇函数,φ π当 = 时,f(x)=cos x是偶函数.26.已知函数 f(x)=2cos (3x ) .4(1)求 f(x)的单调递增区间.(2)求 f(x)的最小值及取得最小值时相应的 x值.解 (1)令 2kπ-π≤3x π+ ≤2kπ(k∈Z),42kπ 5π x 2kπ π解得 - ≤ ≤ - (k∈Z).3 12 3 122kπ 5π 2kπ π- , -∴f(x)的单调递增区间为 3 12 3 12 (k∈Z).(2) π当 3x+ =2kπ-π(k∈Z)时,f(x)取最小值-2.4x 2kπ 5π即 = - (k∈Z)时,f(x)取最小值-2.3 12【课后作业】1.如图中的曲线对应的函数解析式是( )A.y=|sin x| B.y=sin |x| C.y=-sin |x| D.y=-|sin x|答案 C解析 排除法,可知 C正确.2.函数 y=sin ( x )的奇偶性是( )2 2A.奇函数 B.偶函数C.非奇非偶函数 D.既是奇函数也是偶函数答案 Bx π π x- + -解析 y=sin 2 2 =sin 2 2 =cos x,故为偶函数.23 π x π.当- ≤ ≤ 时,函数 f(x)=2sin (x )有( )2 2 3A 1.最大值 1,最小值-1 B.最大值 1,最小值-2C.最大值 2,最小值-2 D.最大值 2,最小值-1考点 正弦函数、余弦函数的最大值与最小值题点 正弦函数的最大值与最小值答案 Dπ x π π π 5π解析 因为- ≤ ≤ ,所以- ≤x+ ≤ ,2 2 6 3 6x π1 +所以- ≤sin 3 ≤1,所以-1≤f(x)≤2.24.在[0,2π] cos x 1上,使 ≤- 成立的 x的取值集合为________.2|2π x 4π≤ ≤答案 x 3 3解析 画出 y=cos x在[0,2π]上的简图,如图所示.cos x 1 x 2π x 4π由于 =- 时, = 或 = .2 3 32π 4π≤x≤由图象可知,在[0,2π] 1上,使 cos x≤- 成立的角 x的取值集合为 x| 3 3 .2x 5.已知函数 f(x)=cos ( ),则 f(x)的最小正周期是______;f(x)的对称中心是______.2 32kπ π+ ,0答案 4π 3 ,k∈Zx π+ 2πf(x) cos 2 3 T 4π x π π π解析 由 = ,得 = 1= ;令 + =kπ+ ,求得 x=2kπ+ ,k∈Z,可得 f(x)2 3 2 322kπ π+ ,0的对称中心是 3 ,k∈Z.x 6.设函数 f(x)=tan ( ) .2 3(1)求函数 f(x)的定义域、最小正周期、单调区间及对称中心;(2)求不等式-1≤f(x)≤ 3的解集.解 (1) x π π由 - ≠ +kπ(k∈Z),2 3 25π得 x≠ +2kπ(k∈Z),3x 5π≠ +2kπ,k∈Z所以 f(x)的定义域是 x| 3 .ω 1 ππ因为 = ,所以最小正周期 T= =1=2π.2 ω2π由- +kπ2 2 3 2π得- +2kπ3 3π- +2kπ 5π, +2kπ所以函数 f(x)的单调递增区间是 3 3 (k∈Z),无单调递减区间.x π kπ(k Z) x kπ 2由 - = ∈ ,得 = + π(k∈Z),2 3 2 3kπ 2+ π,0故函数 f(x)的对称中心是 3 ,k∈Z.x π-(2)由-1≤tan 2 3 ≤ 3,π x π π得- +kπ≤ - ≤ +kπ(k∈Z),4 2 3 3π 4π解得 +2kπ≤x≤ +2kπ(k∈Z).6 3π+2kπ x 4π≤ ≤ +2kπ,k∈Z所以不等式-1≤f(x)≤ 3的解集是 x|6 3 .第十六讲 三角函数的图象与性质【知识梳理】1.用“五点法”作正弦函数和余弦函数的简图(1)在正弦函数 y=sin x,x∈[0,2π]的图象中,五个关键点是: , , , ,.(2)在余弦函数 y=cos x,x∈[0,2π]的图象中,五个关键点是: , , , ,.2.正弦、余弦、正切函数的图象与性质(下表中 k∈Z)函数 y=sin x y=cos x y=tan x图象定义域值域周期性奇偶性递增区间递减区间对称中心对称轴方程【基础自测】1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1) π函数 y=sin x的图象向右平移 个单位得到函数 y=cos x的图象.( )2(2)正弦函数 y=sin x的图象是轴对称图形,也是中心对称图形.( )(3)余弦函数 y=cos x是偶函数,图象关于 y轴对称,对称轴有无数多条.( )(4) π正切函数图象有无数条对称轴,其对称轴是 x=kπ± ,k∈Z.( )22 π.下列函数中,周期为 的是( )2A.y=sin x B.y=sin 2x C.y=cos x D.y=cos 4x23.函数 f(x)=sin(-x)的奇偶性是( )A.奇函数 B.偶函数C.既是奇函数又是偶函数 D.非奇非偶函数4 y tan (2x .函数 = )的最小正周期为( )4A.2π B π π.π C. D.2 45.函数 y=2cos x+1的值域为________.6.函数 y=sin x取最大值时 x=________.【典型例题】题型一 三角函数的周期问题1.求下列函数的周期:(1)y=sin (2x ); (2)y=tan ( x ) .4 2 3(3)y=|sin x|.2.若函数 f(x)=2tan (kx )的最小正周期 T满足 13练习 13.求下列函数的周期.(1)y=cos x,x∈R; (2)y=sin (1 x ),x∈R.2 3 44.函数 y= | sin x |的最小正周期是________.2题型二 三角函数的奇偶性与对称性5 y sin( 2x .函数 = )的图象的对称轴方程是________,对称中心的坐标是________.36.已知函数 f(x)= 2sin (x ) φ [ , 是奇函数,则 ∈ ]时,φ的值为________.4 2 2练习 27.函数 y=sin (x )的对称轴为__________________,对称中心为__________________.48.函数 f(x)=sin(2x+φ)为 R上的奇函数,则φ的值可以是( )A.π B.π C π D.3π.4 2 2题型三 三角函数的单调性9 .求函数 y=2sin (x )的单调区间.3练习 310.求下列函数的单调递增区间:(1)y=cos 2x; (2)y=sin ( x) ,x∈[ ,2 ] .6 2题型四 正弦、余弦函数的最值(值域)11.求下列函数的值域:(1)y cos (x = ),x∈[0, ]; (2)y=cos2x-4cos x+5.6 2练习 312.求下列函数的值域:(1)y 2cos (2x ) x [ , = , ∈ ]. (2)f(x)=2sin2x 2sin x 1+ - ,x [ , 5 ∈ ].6 6 4 2 6 6【课堂小测】1.函数 y=4sin(2x-π)的图象关于( )A.x轴对称 B.原点对称 C.y π轴对称 D.直线 x= 对称22.函数 f(x)=sin (2x )在区间[0, ]上的最小值为( )4 2A 2 2.-1 B.- C. D.02 23.(多选)已知函数 f(x)=sin (x ) (x∈R),下列结论正确的是( )2A.函数 f(x) 的最小正周期为 2π B.函数 f(x)在区间[0, ]上单调递增2C.函数 f(x)的图象关于直线 x=0对称 D.函数 f(x)是奇函数4.函数 y=sin2x+sin x-1的最大值为________ ,最小值为________.5.关于 x的函数 f(x)=sin(x+φ)有以下说法:①对任意的φ,f(x)都是非奇非偶函数;②存在φ,使 f(x)是偶函数;③存在φ,使 f(x)是奇函数;④对任意的φ,f(x)都不是偶函数.其中错误的是________(填序号).6.已知函数 f(x)=2cos (3x ) .4(1)求 f(x)的单调递增区间.(2)求 f(x)的最小值及取得最小值时相应的 x值.【课后作业】1.如图中的曲线对应的函数解析式是( )A.y=|sin x| B.y=sin |x| C.y=-sin |x| D.y=-|sin x|2 x .函数 y=sin ( )的奇偶性是( )2 2A.奇函数 B.偶函数C.非奇非偶函数 D.既是奇函数也是偶函数3 π.当- ≤x π ≤ 时,函数 f(x)=2sin (x )有( )2 2 3A 1.最大值 1,最小值-1 B.最大值 1,最小值-2C.最大值 2,最小值-2 D.最大值 2,最小值-14.在[0,2π]上,使 cos x 1≤- 成立的 x的取值集合为________.25.已知函数 f(x)=cos ( x ),则 f(x)的最小正周期是______;f(x)的对称中心是______.2 36 x .设函数 f(x)=tan ( ) .2 3(1)求函数 f(x)的定义域、最小正周期、单调区间及对称中心;(2)求不等式-1≤f(x)≤ 3的解集. 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第16讲 三角函数的图像与性质 学生版.pdf 第16讲 三角函数的图像与性质 教师版.pdf