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高三数学一轮复习第11讲三角函数的图像与性质教案

三角函数的图像与性质先将y =sin x 的图象上各点的横坐标变为原来的ω1倍(ω>0),再沿x 轴向左(ϕ>0)或向右(ϕ<0=平移ωϕ||个单位,便得y =sin(ωx +ϕ)的图象。

5.由y =A sin(ωx +ϕ)的图象求其函数式:给出图象确定解析式y =A sin (ωx +ϕ)的题型,有时从寻找“五点”中的第一零点(-ωϕ,0)作为突破口,要从图象的升降情况找准..第一个零点的位置。

6.对称轴与对称中心:sin y x =的对称轴为2x k ππ=+,对称中心为(,0) k k Z π∈;cos y x =的对称轴为x k π=,对称中心为2(,0)k ππ+;对于sin()y A x ωφ=+和cos()y A x ωφ=+来说,对称中心与零点相联系,对称轴与最值点联系。

7.求三角函数的单调区间:一般先将函数式化为基本三角函数的标准式,要特别注意A 、ω的正负利用单调性三角函数大小一般要化为同名函数,并且在同一单调区间;8.求三角函数的周期的常用方法:经过恒等变形化成“sin()y A x ωφ=+、cos()y A x ωφ=+”的形式,在利用周期公式,另外还有图像法和定义法。

9.五点法作y =A sin (ωx +ϕ)的简图: 五点取法是设x =ωx +ϕ,由x 取0、2π、π、2π3、2π来求相应的x 值及对应的y 值,再描点作图。

二.典例分析考点一:三角函数的定义域与值域典题导入(1)(2013·湛江调研)函数y =lg(sin x )+cos x -12的定义域为________.(2)函数y =sin 2x +sin x -1的值域为( )A . B.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-54,-1 C.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-54,1D.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-1,54(1)要使函数有意义必须有⎩⎪⎨⎪⎧sin x >0,cos x -12≥0,即⎩⎪⎨⎪⎧sin x >0,cos x ≥12,解得⎩⎪⎨⎪⎧2k π<x <π+2k π,-π3+2k π≤x ≤π3+2k π(k ∈Z ),∴2k π<x ≤π3+2k π,k ∈Z ,∴函数的定义域为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪2k π<x ≤π3+2k π,k ∈Z .(2)y =sin 2x +sin x -1,令sin x =t ,则有y =t 2+t -1,t ∈,画出函数图象如图所示,从图象可以看出,当t =-12及t =1时,函数取最值,代入y =t 2+t -1可得y ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-54,1.(1)⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪2k π<x ≤π3+2k π,k ∈Z (2)C若本例(2)中x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2,试求其值域.解:令t =sin x ,则t ∈.∴y =t 2+t -1=⎝ ⎛⎭⎪⎫t +122-54.∴y ∈.∴函数的值域为.由题悟法1.求三角函数定义域实际上是解简单的三角不等式,常借助三角函数线或三角函数图象来求解.2.求解涉及三角函数的值域(最值)的题目一般常用以下方法: (1)利用sin x 、cos x 的值域;(2)形式复杂的函数应化为y =A sin(ωx +φ)+k 的形式逐步分析ωx +φ的范围,根据正弦函数单调性写出函数的值域(如本例以题试法(2));(3)换元法:把sin x 或cos x 看作一个整体,可化为求函数在给定区间上的值域(最值)问题(如例1(2)).以题试法1. (1)函数y =2+log 12x +tan x 的定义域为________.(2)(2012·山西考前适应性训练)函数f (x )=3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2上的值域为( )A.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-32,32B.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-32,3C.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-332,332D.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-332,3解析:(1)要使函数有意义则⎩⎪⎨⎪⎧2+log 12x ≥0,x >0,tan x ≥0,x ≠k π+π2,k ∈Z ⇒⎩⎪⎨⎪⎧0<x ≤4,k π≤x <k π+π2k ∈Z .利用数轴可得 函数的定义域是⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪0<x <π2,或π≤x ≤4.(2)当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2时,2x -π6∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π6,5π6,sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-12,1,故3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-32,3即此时函数f (x )的值域是⎣⎢⎡⎦⎥⎤-32,3. 答案:(1)⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪0<x <π2,或π≤x ≤4 (2)B考点二:三角函数的单调性典题导入(2012·华南师大附中模拟)已知函数y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3-2x ,求:(1)函数的周期;(2)求函数在上的单调递减区间.由y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3-2x 可化为y =-sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3. (1)周期T =2πω=2π2=π.(2)令2k π-π2≤2x -π3≤2k π+π2,k ∈Z ,得k π-π12≤x ≤k π+5π12,k ∈Z .所以x ∈R 时,y =sin ⎝⎛⎭⎪⎫π3-2x 的减区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π-π12,k π+5π12,k ∈Z .从而x ∈时, y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3-2x 的减区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π,-7π12,⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π12,0.由题悟法求三角函数的单调区间时应注意以下几点:(1)形如y =A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0)的函数的单调区间,基本思路是把ωx +φ看作是一个整体,由-π2+2k π≤ωx +φ≤π2+2k π(k ∈Z )求得函数的增区间,由π2+2k π≤ωx +φ≤3π2+2k π(k ∈Z )求得函数的减区间.(2)形如y =A sin(-ωx +φ)(A >0,ω>0)的函数,可先利用诱导公式把x 的系数变为正数,得到y =-A sin(ωx -φ),由-π2+2k π≤ωx -φ≤π2+2k π(k ∈Z )得到函数的减区间,由π2+2k π≤ωx -φ≤3π2+2k π(k ∈Z )得到函数的增区间.(3)对于y =A cos(ωx +φ),y =A tan(ωx +φ)等,函数的单调区间求法与y =A sin(ωx +φ)类似.以题试法2.(1)函数y =|tan x |的增区间为________.(2)已知函数f (x )=sin x +3cos x ,设a =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π7,b =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,c =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3,则a ,b ,c的大小关系是( )A .a <b <cB .c <a <bC .b <a <cD .b <c <a解析:(1)作出y =|tan x |的图象,观察图象可知,y =|tan x |的增区间是⎣⎢⎡⎭⎪⎫k π,k π+π2,k ∈Z . (2)f (x )=sin x +3cos x =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π3,因为函数f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π6上单调递增,所以f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π7<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,而c =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3=2sin2π3=2sin π3=f (0)<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π7, 所以c <a <b .答案:(1)⎣⎢⎡⎭⎪⎫k π,k π+π2,k ∈Z (2)B考点三:三角函数的周期性与奇偶性典题导入(2012·广州调研)已知函数f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +3π2(x ∈R ),给出下面四个命题:①函数f (x )的最小正周期为π;②函数f (x )是偶函数;③函数f (x )的图象关于直线x =π4对称;④函数f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2上是增函数.其中正确命题的个数是( )A .1B .2C .3D .4函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +3π2=-cos 2x ,则其最小正周期为π,故①正确;易知函数f (x )是偶函数,②正确;由f (x )=-cos 2x 的图象可知,函数f (x )的图象不关于直线x =π4对称,③错误;由f (x )的图象易知函数f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2上是增函数,故④正确.综上可知,选C.C由题悟法1.三角函数的奇偶性的判断技巧首先要对函数的解析式进行恒等变换,再根据定义、诱导公式去判断所求三角函数的奇偶性;也可以根据图象做判断.2.求三角函数周期的方法 (1)利用周期函数的定义;(2)利用公式:y =A sin(ωx +φ)和y =A cos(ωx +φ)的最小正周期为2π|ω|,y =tan(ωx +φ)的最小正周期为π|ω|; (3)利用图象. 3.三角函数的对称性正、余弦函数的图象既是中心对称图形,又是轴对称图形.正切函数的图象只是中心对称图形,应熟记它们的对称轴和对称中心,并注意数形结合思想的应用.以题试法3.(1)(2013·青岛模拟)下列函数中,周期为π,且在⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4,π2上为减函数的是( ) A .y =sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π2 B .y =cos ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π2C .y =sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +π2D .y =cos ⎝⎛⎭⎪⎫x +π2(2)(2012·遵义模拟)若函数f (x )=sin ax +cos ax (a >0)的最小正周期为1,则它的图象的一个对称中心为( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫-π8,0B .(0,0)C.⎝ ⎛⎭⎪⎫-18,0D.⎝ ⎛⎭⎪⎫18,0 解析:(1)选A 对于选项A ,注意到y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π2=cos 2x 的周期为π,且在⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4,π2上是减函数.(2)选C 由条件得f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ax +π4,又函数的最小正周期为1,故2πa =1,∴a=2π,故f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πx +π4.将x =-18代入得函数值为0.板书设计 三角函数的图像与性质1.正弦函数、余弦函数、正切函数的图像2.三角函数的单调区间3.函数Bx A y ++=)sin(ϕω),(其中00>>ωA 4.对称轴与对称中心 5.五点法作图教学三角函数的图像与性质是三角函数的重点知识之一,复习时,要让学生熟练记忆三角函数的图。

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