三角函数图象的对称性质及其应用
观察三角函数的图象,不难发现它们都具有对称性 ,虽然历届高考中关于三角函数图象的对称性问题屡有涉及,但教材中却是一个盲点。
为此,本文谈谈三角函数图象的对称性质及其应用。
一、正弦曲线和余弦曲线都是轴对称图形
性质1、函数)sin(ϕω+=x A y 和)cos(ϕω+=x A y 的图象关于过最值点且垂直于x 轴的直线分别成轴对称图形;
)sin(ϕω+=x A y 对称轴方程的求法是:令1)sin(±=+ϕωx ,得
2ππϕω+=+k x )(Z k ∈,则ω
ϕπ22)12(-+=
k x ,所以函数)sin(ϕω+=x A y 的图象的对称轴方程为ωϕπ22)12(-+=k x ; )cos(ϕω+=x A y 对称轴方程的求法是:令1)cos(±=+ϕωx ,得πϕωk x =+)(Z k ∈,则ωϕπ-=
k x ,所以函数)cos(ϕω+=x A y 的图象的对称轴方程为ωϕ
π-=k x 。
例1、函数)62sin(3π+
=x y 图象的一条对称轴方程是( ) (A )0=x (B )32π=x (C )6π-=x (D )3π=x 解:由性质1知,令1)62sin(3±=+π
x 得262π
ππ
+=+k x )(Z k ∈,即
62ππ+=k x )(Z k ∈,取1=k 时,3
2π=x ,故选(B )。
例2、函数)3
3cos(21)(π+=x x f 的图象的对称轴方程是 解:由性质1知, 令1)33cos(±=+π
x 得ππ
k x =+33)(Z k ∈,即
93ππ-=
k x )(Z k ∈,所以)3
3cos()(π+=x x f 的图象的对称轴方程是9
3ππ-=k x )(Z k ∈。
二、正弦曲线和余弦曲线都是中心对称图形 性质2、函数)sin(ϕω+=x A y 和)cos(
ϕω+=x A y 的图象关于其与x 轴的交点分别成中心对称图形;
)sin(ϕω+=x A y 的对称中心求法是:令0)sin(=+ϕωx ,得πϕωk x =+)(Z k ∈,则ωϕπ-=
k x )(Z k ∈,所以函数)sin(ϕω+=x A y 的图象关于点)0,(ωϕ
π-k )(Z k ∈成中心对称;
)cos(ϕω+=x A y 对称中心的求法是:令0)cos(=+ϕωx ,得
2
ππϕω+=+k x )(Z k ∈,则ω
ϕπ22)12(-+=k x )(Z k ∈,所以函数)cos(ϕω+=x A y 的图象关于点)0,22)12((ωϕπ-+k )(Z k ∈成中心对称; 例3、函数)6
2sin(4π-=x y 的图象的一个对称中心是( ) (A ))0,12(π (B ))0,3(π (C ))0,6(π- (D ))0,6
(π 解:由性质2知,令0)62sin(=-πx 得ππk x =-62)(Z k ∈,即122ππ+=k x )(Z k ∈,取0=k 时,12
π=x ,故选(A )。
例4、函数)8
21cos(2π-=x y 的图象的对称中心是 解:由性质2知, 令0)821cos(=-πx 得2
821πππ+=-k x )(Z k ∈,即452ππ+=k x )(Z k ∈,所以函数)8
21cos(2π-=x y 的图象的对称中心是)0,4
52(ππ+k )(Z k ∈。
三、正切曲线和余切曲线都是中心对称图形 性质3、函数)tan(ϕω+=x A y 和)cot(ϕω+=x A y 的图象关于其与x 轴的交点分别成中心对称图形;
)tan(ϕω+=x A y 对称中心的求法是:令0)tan(=+ϕωx ,得πϕωk x =+)(Z k ∈,则ωϕπ-=
k x ,所以函数)tan(ϕω+=x A y 的图象关于点
)0,(ωϕπ-k )(Z k ∈成中心对称;
)cot(ϕω+=x A y 对称中心求法是:令0)cot(=+ϕωx ,得2π
πϕω+=+k x )(Z k ∈,则ω
ϕπ22)12(-+=k x ,所以函数)cot(ϕω+=x A y 的图
象关于点)0,22)12((ωϕ
π-+k )(Z k ∈成中心对称; 例5、求函数)32tan(3π
+=x y 的对称中心的坐标。
解:由性质3知, 令0)32tan(=+π
x 得ππ
k x =+32)(Z k ∈,即
62π
π-=k
x )(Z k ∈,所以函数)32tan(3π
+=x y 的图象的对称中心是
)0,62(π
π-k
)(Z k ∈。