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余弦函数的图像和性质


(3)余弦曲线:y=cos x(x∈[0,2π ])的图像向左、向右平行 2π 个单位)得到余弦函数y=cos x(x∈R)的图 移动(每次平移____ 像,此图像叫作余弦曲线.
2.余弦函数的性质 函数 性质 余弦函数y=cos x
图像
定义域 值域
R [-1,1]
函数
性质 最值 周期性 奇偶性 单调性
【微思考】
(1)由y=sin x,x∈R的图像得到y=cos x,x∈R的图像,平移的
方法唯一吗?
提示:可向左平移也可向右平移,方法不唯一.
(2)形如y=Acos(ω x+φ)(A>0,x∈R)的值域还是[-1,1]吗? 提示:不一定是.值域是[-A,A].
【即时练】
下列关于函数y=-3cos x-1的说法错误的是(
3.余弦函数的最值
(1)明确余弦函数的有界性,即|cos x|≤1,解题时常会用到.
(2)对有些函数,其最值不一定就是1或-1,要依赖函数的定义
域来确定.
(3)形如y=Acos(ω x+φ)(A>0,ω >0)的函数求最值时,通常 利用“整体代换”,即令ω x+φ=z,将函数转化为y=Acos z的 形式求最值.
取值要完整.
【自主解答】(1)选C.当φ=0或π时,f(x)为奇函数,当φ=
时,为非奇非偶函数.只有当φ= 时符合题意,故选C. 4 2 3 (2)因为 sin(2x ) sin[ (2x )] 2 2 =-sin(2x+ )=-cos 2x,所以f(-x)=-cos(-2x) 2
§6 余弦函数的图像与性质
问题 引航
1.如何得到余弦函数的图像?什么是余弦曲线? 2.余弦函数有哪些性质?如何利用这些性质解题?
1.余弦函数图像的画法
(1)平移法:

2
(2)五点法: ①五个关键点: x cos x 0 1 __
2
π -1 ___
3 2
2π 1 __
0 __
0 __
②函数y=cos x,x∈[0,2π ]的简图:
余弦函数y=cos x 当x=2kπ (k∈Z)时,ymax=1 当x=(2k+1)π (k∈Z)时,ymin=-1
2π 是周期函数,最小正周期为____
是偶函数,图像关于y轴对称 增加 的 在[(2k-1)π ,2kπ ](k∈Z)上是_____ 减少 的 在[2kπ ,(2k+1)π ](k∈Z)上是_____
A.最小值为-4 B.是偶函数 C.当x=kπ ,k∈Z时,函数取最大值 D.是周期函数,最小正周期为2π
)
【解析】选C.当x=kπ,k∈Z时,y=cos x取到最大值1,而函数 y=-3cos x-1取最小值.
【题型示范】 类型一 “五点法”画余弦函数的图像
【典例1】 (1)利用“五点法”作余弦函数的图像时,第三个关键点的坐 标为( ) B. ( ,0)
sin 2x+cos x, 求f(x).
【解题探究】1.f(x)为R上的偶函数应具备什么条件? 2.利用诱导公式化简sin(2x+ 3 )等于什么?
2
3.题(3)中已知函数f(x)为奇函数,求f(x)的一般原则是什么? 【探究提示】1.应满足f(-x)=f(x).
2.
3 3.先求 x=0 < 时的解析式,对定义域内的 sin(2x 时的解析式,再求 ) sin[ (2x )]x 0 sin(2x ) cos 2x. 2 2 2
=-cos 2x=f(x),即f(x)为偶函数. 答案:偶函数
(3)因为函数y=f(x)是定义在R上的奇函数, 所以f(-x)=-f(x),所以f(0)=-f(0),f(0)=0, 当x<0时,-x>0, 所以f(x)=-f(-x)=-[sin 2(-x)+cos(-x)] =sin 2x-cos x,
类型二
余弦函数的奇偶性及应用
【典例2】 (1)(2013·佛山高一检测)函数f(x)=sin(x+φ)(0≤φ≤π )是
R上的偶函数,则φ的值为(
A.0 B.
4
)
D.π
2
C.
2
(2)(2014·绵阳高一检测)函数f(x)=sin(2x+ 3 )的奇偶性为
_________.
(3)已知函数y=f(x)是定义在R上的奇函数,当x>0时,f(x)=
( 3 , 0) ,(2π,1). 2
2
2.因为cos x∈[-1,1],所以1+cos x∈[0,2],即最大 值为2,最小值为0.
【自主解答】(1)选C.由五个点的坐标知第三个关键点为 (π,-1). (2)列表如下: x y=cos x y=1+cos x 0 1 2
2
π -1 0
3 2
1.判一判 (正确的打“√”,错误的打“×”) (1)余弦函数y=cos x是偶函数,图像关于y轴对称,对称轴有 无数多条.( )
(2)余弦函数y=cos x的图像是轴对称图形,也是中心对称图 形.( )
(3)在区间[0,2π ]上,函数y=cos x仅在x=0时取得最大值
1.(
)
2.做一做(请把正确的答案写在横线上) (1)函数y=|cos x|的单调增区间是________,单调减区间是 ________,最小正周期是________. (2)函数y=2cos x-1的值域是________. (3)函数y=f(x)=-cos x的奇偶性为________.
3 3
所以函数在[-1, 2 ]上是减少的,在[ 2 ,1]上是增加的,
3 3
当t= 2 时,y有最小值;当t=-1时,y有最大值,
3
所以ymax=3+4+1=8.
2 2 1 1 y min 3( ) 2 . 3 3 3 3
所以函数的最大值为8,最小值为- 1 .
3
【延伸探究】若将本题(2)增加条件x∈ [ , 2 ], 求最大值和
3 3
最小值. 【解析】令t=cos x, 则y= 3(t 2 ) 2 1 .
3 3 因为x∈ [ , 2 ], 3 3 1 1 所以t∈ [ , ]. 2 2 1 1 函数在区间 [ , ] 上是减少的. 2 2 15 所以当t=- 1 即cos x=- 1 时,ymax= , 4 2 2 此时x= 2 .当t= 1 即x= 时,ymin=- 1 . 2 3 4 3
【解析】列表可得:
1 x 2 3
0
2 3
x
1 y cos( x ) 2 3
2 3
π
4 3
3 2 7 3

10 3
1
0
-1
0
1
4 7 10 即五个点分别为:( 2 ,, 1) ( ,0), ( , 1), ( ,0), ( ,1). 3 3 3 3 3 4 7 10 答案: ( 2 ,, 1) ( ,0), ( , 1), ( ,0), ( ,1) 3 3 3 3 3
类型三
余弦函数的单调性与最值
【典例3】 (1)函数y=cos 2x的一个增区间是(
A.[ , ] 4 4 3 C.[ , ] 4 4 B.[0, ] 2 D.[ , ] 2
)
(2)求函数y=3cos2x-4cos x+1的最大值和函数是哪种? 2.题(2)中若将cos x变为t,则函数变为什么? 【探究提示】1.涉及的函数是余弦函数. 2.函数变为y=3t2-4t+1.
(2)√
(3)×
2.(1)y=cos x的图像在x轴上方的不动,将下方部分对称地翻
到x轴上方,即得到函数y=|cos x|的图像,如图所示,
由图像可知,函数的最小正周期为π,又因为在 [ , ] 上, 函数的增区间是 [ ,0], 减区间是 [0, ]. 而函数的周期是
2
2 2 2
2 D. ( 3 ,0) 2
A.(0,1) C.(π ,-1)
(2)用“五点法”作出y=1+cos x(0≤x≤2π )的简图.
【解题探究】1.对余弦函数而言,五点法作图的五个点的坐 标分别是什么? 2.题(2)中函数y=1+cos x的最大值与最小值分别等于什么? 【探究提示】1.五个点分别为(0,1),( , 0) , (π,-1),
【要点探究】 知 识 点 余弦函数的图像与性质
1.余弦函数性质与图像的关系 (1)余弦函数性质的研究可以类比正弦函数的研究方法. (2)余弦函数的性质可以由图像直接观察,但要经过解析式或 单位圆推导才能下结论.
2.对余弦函数单调性的三点说明 (1)余弦函数在定义域R上不是单调函数,但存在单调区间. (2)求解或判断余弦函数的单调区间(或单调性),是求与之相 关的值域(或最值)的关键,通常借助其求值域(或最值). (3)确定较复杂函数的单调性,要注意使用复合函数单调性的 判断方法.
【方法技巧】求函数最大值、最小值的方法 (1)直接法:根据函数值域的定义,由自变量的取值范围求出函 数值的取值范围. (2)单调性法:利用函数的单调性. (3)图像法:利用函数的图像,转化为求函数图像上最高点和最 低点的纵坐标的问题. (4)换元法:转化为一次函数、二次函数等函数问题.
π
3 2

y=cos x
y=1-cos x
1
0
0
1
-1
2
0
1
1
0
描点连线得y=1-cos x的图像(如图所示).
【补偿训练】“五点法”画y=cos ( 1 x ) 时,所取的五个点
2 3
为_______. 【解题指南】把 1 x 作为一个整体看作是y=cos x中的x
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