资源简介 5.4.2 正弦函数、余弦函数的性质第1课时 周期性与奇偶性[学习目标] 1.理解周期函数的概念,能熟练地求出简单三角函数的周期.(数学抽象、逻辑推理) 2.会根据之前所学结合函数的图象研究三角函数的奇偶性,能正确判断一些三角函数的变式的奇偶性.(直观想象)探究1 正弦函数、余弦函数的周期问题 观察下面正弦函数的图象,可以发现横坐标每隔2π个单位长度,对应点的纵坐标都相同,这就是正弦函数值具有的“周而复始”的变化规律.如何用数学语言描述这一现象?____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________[新知生成]1.函数的周期性一般地,设函数f (x)的定义域为D,如果存在一个_________,使得对每一个x∈D都有x+T∈D,且_____________________,那么函数f (x)就叫做周期函数._________叫做这个函数的周期.2.最小正周期如果在周期函数f (x)的所有周期中存在一个__________,那么这个最小正数就叫做f (x)的最小正周期.3.正弦函数是________,2kπ(k∈Z且k≠0)都是它的周期,最小正周期是2π.4.余弦函数是________,2kπ(k∈Z且k≠0)都是它的周期,最小正周期是2π.[典例讲评] 【链接教材P201例2】1.求下列函数的最小正周期T:(1)f (x)=7sin 2x,x∈R;(2)f (x)=cos ;(3)f (x)=|sin x|.[尝试解答] _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 求三角函数周期的方法(1)定义法:利用周期函数的定义求解.(2)图象法:画出函数图象,通过图象直接观察即可.(3)公式法:对形如y=A sin (ωx+φ)或y=A cos (ωx+φ)(A,ω,φ是常数,A≠0,ω≠0)的函数,T=.提醒:y=|A sin (ωx+φ)|(A≠0,ω≠0)的最小正周期T=.[学以致用] 【链接教材P203练习T1、T2】1.(1)若函数f (x)=cos 的最小正周期为π,则ω=( )A.1 B.±1C.2 D.±2(2)函数y=|cos x|的最小正周期为________.____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________探究2 正弦函数、余弦函数的奇偶性[新知生成]函数 y=sin x y=cos x图象 图象关于____对称 图象关于_轴对称奇偶性 ______ ______对称性 对称中心为_________________; 对称轴x= 对称中心为; 对称轴x=________[典例讲评] 2.判断下列函数的奇偶性:(1)f (x)=sin ;(2)f (x)=x2cos ;(3)f (x)=.[尝试解答] _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1.判断函数奇偶性应把握好的两个方面:一看函数的定义域是否关于原点对称.二看f (x)与f (-x)的关系.2.对于三角函数奇偶性的判断,有时可根据诱导公式先将函数式化简后再判断.3.与三角函数奇偶性有关的结论(1)要使y=A sin (ωx+φ)(Aω≠0)为奇函数,则φ=kπ(k∈Z).(2)要使y=A sin (ωx+φ)(Aω≠0)为偶函数,则φ=kπ+(k∈Z).(3)要使y=A cos (ωx+φ)(Aω≠0)为奇函数,则φ=kπ+(k∈Z).(4)要使y=A cos (ωx+φ)(Aω≠0)为偶函数,则φ=kπ(k∈Z).[学以致用] 【链接教材P203练习T3】2.判断下列函数的奇偶性:(1)f (x)=x sin (π-x);(2)f (x)=cos sin .____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________探究3 三角函数奇偶性与周期性的综合应用[典例讲评] 3.定义在R上的函数f (x)既是偶函数,又是周期函数,若f (x)的最小正周期为π,且当x∈时,f (x)=sin x,则f =( )A.- B.C.- D.[母题探究] 1.在本例条件中,把“偶函数”变成“奇函数”,其他不变,则f 的值为________.2.若本例中条件变为定义在R上的函数f (x)既是偶函数,又是周期函数,f =-f (x),=1,则f 的值为________. 处理三角函数奇偶性和周期性的综合应用问题立足一点:把待求向已知转化.(1)周期性的作用在于大化小.(2)奇偶性的作用在于负化正.两者相互作用,便可把待求转化到已知区间中,最终用代入法求值.[学以致用] 【链接教材P203练习T4】3.(1)设函数f (x)(x∈R)满足f (-x)=f (x),f (x+2)=f (x),则函数y=f (x)的图象是( )A BC D(2)函数y=f (x)是R上的周期为3的偶函数,且f (-2)=3,则f (2 024)=________.____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1.设函数f (x)=sin ,则f (x)的最小正周期为( )A. B.πC.2π D.4π2.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.既不是奇函数也不是偶函数3.已知a∈R,函数f (x)=sin x-|a|,x∈R为奇函数,则a=________.4.(教材P203练习T4改编)已知f (x)为奇函数,且周期为,若f =-1,则f =________.1.知识链:2.方法链:定义法、公式法、数形结合法.3.警示牌:求函数y=Asin(ωx+φ)或y=Acos(ωx+φ)(其中A,ω,φ是常数,且A≠0,ω≠0)的最小正周期时,误认为T=.1 / 15.4.2 正弦函数、余弦函数的性质第1课时 周期性与奇偶性[学习目标] 1.理解周期函数的概念,能熟练地求出简单三角函数的周期.(数学抽象、逻辑推理) 2.会根据之前所学结合函数的图象研究三角函数的奇偶性,能正确判断一些三角函数的变式的奇偶性.(直观想象)[教用·问题初探]——通过让学生回答问题来了解预习教材的情况问题1.周期函数的定义是什么?问题2.如何利用周期函数的定义求正弦、余弦函数的周期?问题3.正弦、余弦函数是否具有奇偶性?探究1 正弦函数、余弦函数的周期问题 观察下面正弦函数的图象,可以发现横坐标每隔2π个单位长度,对应点的纵坐标都相同,这就是正弦函数值具有的“周而复始”的变化规律.如何用数学语言描述这一现象?提示:sin (x+2kπ)=sin x,其中k∈Z.[新知生成]1.函数的周期性一般地,设函数f (x)的定义域为D,如果存在一个非零常数T,使得对每一个x∈D都有x+T∈D,且f (x+T)=f (x),那么函数f (x)就叫做周期函数.非零常数T叫做这个函数的周期.2.最小正周期如果在周期函数f (x)的所有周期中存在一个最小的正数,那么这个最小正数就叫做f (x)的最小正周期.3.正弦函数是周期函数,2kπ(k∈Z且k≠0)都是它的周期,最小正周期是2π.4.余弦函数是周期函数,2kπ(k∈Z且k≠0)都是它的周期,最小正周期是2π.【教用·微提醒】 (1)关键词“每一个x”体现了对定义域中每一个值都得成立.(2)周期函数的周期不唯一,任何T的非零整数倍都是函数的周期.(3)并不是所有的周期函数都存在最小正周期.如f (x)=C(C为常数,x∈R),是周期函数,但没有最小正周期.[典例讲评] 【链接教材P201例2】1.求下列函数的最小正周期T:(1)f (x)=7sin 2x,x∈R;(2)f (x)=cos ;(3)f (x)=|sin x|.[解] (1)因为7sin [2(x+π)]=7sin (2x+2π)=7sin 2x,由周期函数的定义知,y=7sin 2x的最小正周期为π.(2)法一(定义法):∵f (x)=cos =cos=cos =f (x+π),即f (x+π)=f (x),∴函数f (x)=cos 的最小正周期T=π.法二(公式法):∵f (x)=cos ,∴ω=2.又T==π.∴函数f (x)=cos 的最小正周期T=π.(3)法一(定义法):∵f (x)=|sin x|,∴f (x+π)=|sin (x+π)|=|sin x|=f (x),∴f (x)的最小正周期为π.法二(图象法):作出函数f (x)=|sin x|的图象如图所示.由图象可知T=π.【教材原题·P201例2】例2 求下列函数的周期:(1)y=3sin x,x∈R;(2)y=cos 2x,x∈R;(3)y=2sin ,x∈R.分析:通常可以利用三角函数的周期性,通过代数变形,得出等式f (x+T)=f (x)而求出相应的周期.对于(2),应从余弦函数的周期性出发,通过代数变形得出cos 2(x+T)=cos 2x,x∈R;对于(3),应从正弦函数的周期性出发,通过代数变形得出sin =sin ,x∈R.[解] (1) x∈R,有3sin (x+2π)=3sin x.由周期函数的定义可知,原函数的周期为2π.(2)令z=2x,由x∈R得z∈R,且y=cos z的周期为2π,即cos (z+2π)=cos z,于是cos (2x+2π)=cos 2x,所以cos 2(x+π)=cos 2x,x∈R.由周期函数的定义可知,原函数的周期为π.(3)令z=,由x∈R得z∈R,且y=2sin z的周期为2π,即2sin (z+2π)=2sin z,于是2sin =2sin ,所以2sin =2sin .由周期函数的定义可知,原函数的周期为4π. 求三角函数周期的方法(1)定义法:利用周期函数的定义求解.(2)图象法:画出函数图象,通过图象直接观察即可.(3)公式法:对形如y=A sin (ωx+φ)或y=A cos (ωx+φ)(A,ω,φ是常数,A≠0,ω≠0)的函数,T=.提醒:y=|A sin (ωx+φ)|(A≠0,ω≠0)的最小正周期T=.[学以致用] 【链接教材P203练习T1、T2】1.(1)若函数f (x)=cos 的最小正周期为π,则ω=( )A.1 B.±1C.2 D.±2(2)函数y=|cos x|的最小正周期为________.(1)D (2)π [(1)因为f (x)的最小正周期为π,所以=π,解得ω=±2.(2)y=|cos x|的图象如图(实线部分)所示.由图象可知,y=|cos x|的最小正周期为π.]1.【教材原题·P203练习T1】等式sin =sin 是否成立?如果这个等式成立,能否说π是正弦函数y=sin x,x∈R的一个周期?为什么?[解] 等式sin =sin 成立,但不能说是正弦函数y=sin x,x∈R的一个周期.因为不满足周期函数的定义,即对定义域内任意x,sin 不一定等于sin x,如sin ≠sin ,所以不是正弦函数y=sin x,x∈R的一个周期.2.【教材原题·P203练习T2】求下列函数的周期,并借助信息技术画出下列函数的图象进行检验:(1)y=sin x,x∈R;(2)y=cos 4x,x∈R;(3)y=cos ,x∈R;(4)y=sin ,x∈R.[解] (1)因为y=f (x)=sin x=sin =sin ,所以由周期函数的定义可知,原函数的周期为.函数的图象如图所示:(2)因为y=f (x)=cos 4x=cos (4x+2π)=,所以由周期函数的定义可知,原函数的周期为.函数的图象如图所示:(3)因为y=f (x)=cos=cos cos =f (x+π).所以由周期函数的定义可知,原函数的周期为π.函数的图象如图所示:(4)因为y=f (x)=sin =sin =sin =f (x+6π),所以由周期函数的定义可知,原函数的周期为6π.函数的图象如图所示:探究2 正弦函数、余弦函数的奇偶性[新知生成]函数 y=sin x y=cos x图象 图象关于原点对称 图象关于y轴对称奇偶性 奇函数 偶函数对称性 对称中心为(kπ,0)(k∈Z); 对称轴x= 对称中心为; 对称轴x=kπ,k∈Z[典例讲评] 2.判断下列函数的奇偶性:(1)f (x)=sin ;(2)f (x)=x2cos ;(3)f (x)=.[解] (1)显然x∈R,f (x)=cos x,f (-x)=cos =cos x=f (x),∴函数f (x)是偶函数.(2)f (x)=x2cos =-x2sin x,∵任意x∈R,都有-x∈R.又f (-x)=-(-x)2sin (-x)=x2sin x=-f (x),∴函数f (x)=x2cos 是奇函数.(3)∵1+sin x≠0,∴sin x≠-1,∴x∈R且x≠2kπ-,k∈Z.∵定义域不关于原点对称,∴该函数既不是奇函数也不是偶函数.1.判断函数奇偶性应把握好的两个方面:一看函数的定义域是否关于原点对称.二看f (x)与f (-x)的关系.2.对于三角函数奇偶性的判断,有时可根据诱导公式先将函数式化简后再判断.3.与三角函数奇偶性有关的结论(1)要使y=A sin (ωx+φ)(Aω≠0)为奇函数,则φ=kπ(k∈Z).(2)要使y=A sin (ωx+φ)(Aω≠0)为偶函数,则φ=kπ+(k∈Z).(3)要使y=A cos (ωx+φ)(Aω≠0)为奇函数,则φ=kπ+(k∈Z).(4)要使y=A cos (ωx+φ)(Aω≠0)为偶函数,则φ=kπ(k∈Z).[学以致用] 【链接教材P203练习T3】2.判断下列函数的奇偶性:(1)f (x)=x sin (π-x);(2)f (x)=cos sin .[解] (1)f (x)=x sin (π-x)=x sin x的定义域为R.由于f (-x)=-x sin (-x)=-x(-sin x)=x sin x=f (x),故f (x)为偶函数.(2)f (x)的定义域为R,由已知可得f (x)=sin x cos x.因为f (-x)=sin (-x)cos (-x)=-sin x cos x=-f (x),所以f (x)为奇函数.【教材原题·P203练习T3】下列函数中,哪些是奇函数?哪些是偶函数?(1)y=2sin x;(2)y=1-cos x;(3)y=x+sin x;(4)y=-sin x cos x.[解] (1)f (x)=2sin x,函数的定义域为R,∴f (-x)=2sin (-x)=-2sin x=-f (x),∴函数是奇函数.(2)f (x)=1-cos x,函数的定义域为R,∴f (-x)=1-cos (-x)=1-cos x=f (x),∴函数是偶函数.(3)f (x)=x+sin x,函数的定义域为R,∴f (-x)=-x-sin x=-(x+sin x)=-f (x),∴函数是奇函数.(4)f (x)=-sin x cos x,函数的定义域为R,∴f (-x)=-sin (-x)cos (-x)=sin x cos x=-f (x).∴函数是奇函数.探究3 三角函数奇偶性与周期性的综合应用[典例讲评] 3.定义在R上的函数f (x)既是偶函数,又是周期函数,若f (x)的最小正周期为π,且当x∈时,f (x)=sin x,则f =( )A.- B.C.- D.D [=f =sin .][母题探究] 1.在本例条件中,把“偶函数”变成“奇函数”,其他不变,则f 的值为________.- [=f =-sin .]2.若本例中条件变为定义在R上的函数f (x)既是偶函数,又是周期函数,f =-f (x),=1,则f 的值为________.1 [∵f =-f (x),∴f (x+π)=-f =-[-f (x)]=f (x),∴f (x)的周期T=π,∴f =1.] 处理三角函数奇偶性和周期性的综合应用问题立足一点:把待求向已知转化.(1)周期性的作用在于大化小.(2)奇偶性的作用在于负化正.两者相互作用,便可把待求转化到已知区间中,最终用代入法求值.[学以致用] 【链接教材P203练习T4】3.(1)设函数f (x)(x∈R)满足f (-x)=f (x),f (x+2)=f (x),则函数y=f (x)的图象是( )A BC D(2)函数y=f (x)是R上的周期为3的偶函数,且f (-2)=3,则f (2 024)=________.(1)B (2)3 [(1)由f (-x)=f (x),则f (x)是偶函数,图象关于y轴对称.由f (x+2)=f (x),则f (x)的周期为2.故选B.(2)∵f (x)为周期是3的偶函数,∴f (2 024)=f (3×674+2)=f (2)=f (-2)=3.]【教用·备选题】1.已知定义在R上的奇函数f (x)满足f (2+x)=f (-x),若f (-1)=2,则f (2 025)=( )A.-4 B.-2C.0 D.2B [因为定义在R上的奇函数f (x)满足f (2+x)=f (-x),所以f (2+x)=f (-x)=-f (x),所以f (4+x)=-f (2+x)=f (x),所以f (x)是周期为4的周期函数.所以f (2 025)=f (1)=-f (-1)=-2.]2.已知f (x)是以π为周期的偶函数,且x∈时,f (x)=1-sin x,求当x∈时f (x)的解析式.[解] 当x∈时,3π-x∈,因为x∈时,f (x)=1-sin x,所以f (3π-x)=1-sin (3π-x)=1-sin x.又f (x)是以π为周期的偶函数,所以f (3π-x)=f (-x)=f (x),所以f (x)的解析式为f (x)=1-sin x,x∈.【教材原题·P203练习T4】设函数f (x)(x∈R)是以2为最小正周期的周期函数,且当x∈[0,2]时,f (x)=(x-1)2.求f (3),f 的值.[解] 由题意可知,f (3)=f (2+1)=f (1)=(1-1)2=0;f .1.设函数f (x)=sin ,则f (x)的最小正周期为( )A. B.πC.2π D.4πD [函数f (x)=sin 的最小正周期T==4π.故选D.]2.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.既不是奇函数也不是偶函数A [∵f (x)=sin (-x)=-sin x,∴f (-x)=sin x.∴f (-x)=-f (x),∴f (x)为奇函数.故选A.]3.已知a∈R,函数f (x)=sin x-|a|,x∈R为奇函数,则a=________.0 [因为f (x)=sin x-|a|,x∈R为奇函数,所以f (0)=sin 0-|a|=0,所以a=0.]4.(教材P203练习T4改编)已知f (x)为奇函数,且周期为,若f =-1,则f =________.1 [∵T=,且f (x)为奇函数,∴f=-(-1)=1.]1.知识链:2.方法链:定义法、公式法、数形结合法.3.警示牌:求函数y=Asin(ωx+φ)或y=Acos(ωx+φ)(其中A,ω,φ是常数,且A≠0,ω≠0)的最小正周期时,误认为T=.回顾本节知识,自主完成以下问题:1.若f (x+T)=f (x),x∈R,则f (x)是周期函数吗?[提示] 不一定.若T≠0,则f (x)是周期函数,否则不是.2.你能写出计算f (x)=A sin (ωx+φ)与g(x)=A cos (ωx+φ)(其中A≠0,ω≠0)的最小正周期的公式吗?[提示] 函数f (x)=A sin (ωx+φ)(A≠0,ω≠0)与g(x)=A cos (ωx+φ)(A≠0,ω≠0)的最小正周期都为T=.3.你能归纳一下正弦函数与余弦函数的奇偶性和对称性吗?[提示] 正弦函数为奇函数,其图象关于原点对称;余弦函数为偶函数,其图象关于y轴对称.正弦曲线、余弦曲线既是中心对称图形又是轴对称图形.课时分层作业(四十九) 周期性与奇偶性一、选择题1.函数f (x)=sin 2x是( )A.奇函数B.偶函数C.既是奇函数又是偶函数D.既不是奇函数也不是偶函数A [函数f (x)=sin 2x的定义域为R,且f (-x)=sin 2(-x)=-sin 2x=-f (x),所以函数是奇函数,不是偶函数.故选A.]2.已知函数f (x)=cos ,则下列各等式成立的是( )A.f (2π-x)=f (x)B.f (2π+x)=f (x)C.f (-x)=-f (x)D.f (-x)=f (x)D [ f (2π-x)=cos =cos ==-f (x),故A错误;f (2π+x)==cos =-cos =-f (x),故B错误;f (-x)=cos =cos =f (x),所以f (x)为偶函数,故C错误,D正确.故选D.]3.函数y=f (x)是定义在R上周期为2的奇函数,若f (-0.5)=-1,则f (2.5)=( )A.-1 B.1C.0 D.0.5B [ f (x)是周期为2的奇函数,f (-0.5)=-f (0.5)=-1,f (0.5)=1,所以f (2.5)=f (2+0.5)=f (0.5)=1.故选B.]4.函数y=cos (k>0)的最小正周期不大于2,则正整数k的最小值应是( )A.10 B.11C.12 D.13D [因为T=≤2,所以k≥4π,又k∈Z,所以正整数k的最小值为13.]5.(多选)下列函数中是奇函数,且最小正周期是π的函数是( )A.y=sin 2x B.y=sin |x|C.y=cos D.y=sinAC [对于A,函数y=sin 2x既是奇函数,函数的最小正周期也为π,故A正确;对于B,函数y=sin |x|不是周期函数,故B错误;对于C,y=cos =-sin 2x既是奇函数,函数的最小正周期也为π,故C正确;对于D,函数y=sin =cos 2x为偶函数,故D错误.故选AC.]二、填空题6.写出一个最小正周期为2的奇函数f (x)=________.sin πx(答案不唯一) [基本初等函数中既为周期函数又为奇函数的函数为y=sin x,∴此题可考虑在此基础上调整周期使其满足题意.由此可知f (x)=sin ωx且T= f (x)=sin πx.]7.若函数f (x)=3cos 的最小正周期为π,则常数a= ________.±2 [根据余弦函数的性质,可知周期T==π,所以|a|=2,即a=±2.]8.设f (x)是定义域为R,最小正周期为的函数,若f (x)=则f =________. [=f =sin .]三、解答题9.已知函数y=sin x+.(1)画出函数的简图;(2)此函数是周期函数吗?若是,求出其最小正周期.[解] (1)y=sin x+=该函数的图象如图所示:(2)由图象知该函数是周期函数,且最小正周期是2π.10.图象为如图的函数可能是( )A.y=x·cos x B.y=x·sin xC.y=x·|cos x| D.y=x·2xA [根据图象可看到函数为奇函数,并且与x轴交点不止一个,而y=x·sin x是偶函数,y=x·2x既不是奇函数也不是偶函数,由此可排除B,D;当x>0时,y=x·|cos x|≥0,由此可排除C.故选A.]11.函数f (x)=x3+sin x+1(x∈R),若f (a)=2,则f (-a)的值为( )A.3 B.0C.-1 D.-2B [可构造g(x)=x3+sin x(x∈R),则g(x)=x3+sin x(x∈R)为奇函数,由g(-x)=-g(x)得f (-a)=g(-a)+1=-g(a)+1,又f (a)=g(a)+1=2,所以g(a)=1.所以f (-a)=0.]12.(多选)下列x∈R的函数是偶函数的是( )A.y=sin (sin x) B.y=cos (sin x)C.y=cos (cos x) D.y=sin (cos x)BCD [因为函数的定义域为R,对于选项A:因为sin [sin (-x)]=sin (-sin x)=-sin (sin x),可知y=sin (sin x)是奇函数,故A错误;对于选项B:因为cos [sin (-x)]=cos (-sin x)=cos (sin x),所以y=cos (sin x)是偶函数,故B正确;对于选项C:因为cos [cos (-x)]=cos (cos x),所以y=cos (cos x)是偶函数,故C正确;对于选项D:因为sin [cos (-x)]=sin (cos x),所以y=sin (cos x)是偶函数,故D正确.故选BCD.]13.若函数f (x)=sin (2x+φ)(-π<φ<π)在R上是偶函数,则φ=________.或- [∵函数f (x)=sin (2x+φ)在R上是偶函数,∴φ=kπ+,k∈Z,又-π<φ<π,∴φ=(k=0时),或φ=-(k=-1时).]14.若定义在R上的函数f (x)满足f (x)·f (x+2)=13.(1)证明:函数f (x)是周期函数;(2)若f (1)=2,求f (99)的值.[解] (1)证明:因为f (x)·f (x+2)=13,所以f (x+2)=,所以f (x+4)==f (x),所以函数f (x)是周期为4的周期函数.(2)由(1)得f (99)=f (3+4×24)=f (3)=.15.已知函数f (x)=cos x,求f (1)+f (2)+f (3)+…+f (2 025)的值.[解] 因为f (1)=cos ,f (2)=cos ,f (3)=cos π=-1,f (4)=cos ,f (5)=cos ,f (6)=cos 2π=1,所以f (1)+f (2)+f (3)+f (4)+f (5)+f (6)=0,即每连续六项的和均为0.所以f (1)+f (2)+f (3)+…+f (2 025)=f (1)+f (2)+f (3)=-1.1 / 1 展开更多...... 收起↑ 资源列表 5.4 5.4.2 第1课时 周期性与奇偶性(学生版).docx 5.4 5.4.2 第1课时 周期性与奇偶性(教师版).docx