人教版新课标A必修4第一章 三角函数1.4 三角函数的图象与性质教学演示ppt课件
展开1.掌握y=sin x,y=cs x的最大值与最小值,并会求简单三角函数的值域和最值.2.掌握y=sin x,y=cs x的单调性,并能利用单调性比较大小.3.会求函数y=Asin(ωx+φ)及y=Acs(ωx+φ)的单调区间.
正弦函数、余弦函数的性质
(kπ,0)(k∈Z)
[-π+2kπ,2kπ]
[2kπ,π+2kπ] (k∈Z)
周期性、奇偶性是正弦、余弦函数所具有的基本性质,此外,正弦、余弦函数还具有哪些基本性质呢?我们将对此作进一步探究.
探究点一 正弦、余弦函数的定义域、值域
由正弦、余弦曲线很容易看出正弦函数、余弦函数的定义域都是实数集R.
思考1 观察正弦曲线和余弦曲线,正弦、余弦函数是否存在最大值和最小值?若存在,其最大值和最小值分别为多少?答 正弦、余弦函数存在最大值和最小值,分别是1和-1.
思考2 当自变量x分别取何值时,正弦函数y=sin x取得最大值1和最小值-1?答 对于正弦函数y=sin x,x∈R有:
思考3 当自变量x分别取何值时,余弦函数y=cs x取得最大值1和最小值-1?答 对于余弦函数y=cs x,x∈R有:当且仅当x=2kπ,k∈Z时,取得最大值1;当且仅当x=(2k+1)π,k∈Z时,取得最小值-1.
探究点二 正弦、余弦函数的单调性
思考1 观察正弦曲线,正弦函数在哪些区间上是增函数?在哪些区间上是减函数?如何将这些单调区间进行整合?答 正弦函数和余弦函数都是周期函数,且周期都是2π,首先研究它们在一个周期区间上函数值的变化情况,再推广到整个定义域.
推广到整个定义域可得:
思考2 观察余弦曲线,余弦函数在哪些区间上是增函数?在哪些区间上是减函数?如何将这些单调区间进行整合?答 函数y=cs x,x∈[-π,π]的图象如图所示:
观察图象可知:当x∈[-π,0]时,曲线逐渐上升,是增函数,cs x的值由-1增大到1;当x∈[0,π]时,曲线逐渐下降,是减函数,cs x的值由1减小到-1.推广到整个定义域可得:当x∈[2kπ-π,2kπ],k∈Z时,余弦函数y=cs x是增函数,函数值由-1增大到1;当x∈[2kπ,(2k+1)π],k∈Z时,余弦函数y=cs x是减函数,函数值由1减小到-1.
探究点三 函数y=Asin(ωx+φ)(或y=Acs(ωx+φ))(A>0)的单调性
思考1 怎样确定函数y=Asin(ωx+φ)(A>0)的单调性?
当ω<0时,先利用诱导公式把x的系数转化为正数后,再根据复合函数确定单调区间的原则(即同则增,异则减)求解.
余弦函数y=Acs(ωx+φ)的单调区间类似可求.
例1 利用三角函数的单调性,比较下列各组数的大小.
(2)sin 196°与cs 156°;
解 sin 196°=sin(180°+16°)=-sin 16°,cs 156°=cs(180°-24°)=-cs 24°=-sin 66°,∵0°<16°<66°<90°,∴sin 16°
反思与感悟 用正弦函数或余弦函数的单调性比较大小时,应先将异名化同名,把不在同一单调区间内的角用诱导公式转化到同一单调区间,再利用单调性来比较大小.
跟踪训练1 比较下列各组数的大小.
(2)cs 870°与sin 980°.解 cs 870°=cs(720°+150°)=cs 150°,sin 980°=sin(720°+260°)=sin 260°=sin(90°+170°)=cs 170°,∵0°<150°<170°<180°,∴cs 150°>cs 170°,即cs 870°>sin 980°.
反思与感悟 确定函数y=Asin(ωx+φ)或y=Acs(ωx+φ)单调区间的基本思想是整体换元思想,即将ωx+φ视为一个整体.若x的系数ω为负,通常利用诱导公式化为正数再求解,有时还应兼顾函数的定义域.
解 由题意得cs 2x>0且y=cs 2x递减.
例3 求函数y=sin2x-sin x+1,x∈R的值域.解 设t=sin x,t∈[-1,1],f(t)=t2-t+1.
∴当t=-1,即sin x=-1时,ymax=f(t)max=3;
反思与感悟 形如f(x)=asin2x+bsin x+c(a≠0)的函数值域问题,可以通过换元转化为二次函数g(t)=at2+bt+c在闭区间[-1,1]上的最值问题.要注意,正弦、余弦函数值域的有界性,即当x∈R时,-1≤sin x≤1,-1≤cs x≤1对值域的影响.
跟踪训练3 求函数y=cs2x+4sin x的最值及取到最大值和最小值时的x的集合.解 y=cs2x+4sin x=1-sin2x+4sin x=-sin2x+4sin x+1=-(sin x-2)2+5.
2.下列不等式中成立的是( )
即sin 2>cs 1.故选D.
4.求函数y=f(x)=sin2x-4sin x+5的值域.解 设t=sin x,则|t|≤1,f(x)=g(t)=t2-4t+5(-1≤t≤1),∴g(t)=t2-4t+5的对称轴为t=2,∴开口向上,对称轴t=2不在研究区间(-1,1)内,
∴g(t)在(-1,1)上是单调递减的,∴g(t)max=g(-1)=(-1)2-4×(-1)+5=10,g(t)min=g(1)=12-4×1+5=2,即g(t)∈[2,10].所以y=f(x)的值域为[2,10].
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