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5.4.2 正弦函数、余弦函数的性质
类比以往对函数性质的研究,你认为应该研究正弦函数、余弦函数 的那些性质?
根据研究函数的经验,我们要研究正弦函数、余弦函数的定义域、值域、单调性、奇偶性、最大(小)值等。
【问题导入】
另外,单位圆上任意一点在圆周上旋转一周又回到原来的位置,即三角函数具有周而复始的变化规律。这就是三角函数最重要的规律:周期性。
周期性
请阅读教科书5.4.2节“1.周期性”中的内容,回答下列问题:
什么是周期函数?什么叫做周期?
一般的,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
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.
存在一个非零常数T
每一个x∈D
【探究1】
问题1:观察单位圆上点的纵坐标这种周而复始的变化规律, 猜想正弦函数是否为周期函数?正弦函数的周期是多少?用代数方法如何解释你的猜想?
正弦函数为周期函数.
我们得到:
1.正弦函数是周期函数;
2. 都是它的周期。
y=sinx
周期T
追问:
对周期函数与周期定义中的“当 取定义域内的每一个值时”,要特别注意其中“每一个”的要求.如果只是对某些 有 ,那么T就不是函数 的周期.
如果在周期函数 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 的最小正周期。
y=sinx
正弦函数是周期函数, 都是它的周期,最小正周期是 。
追问:余弦函数是否为周期函数?周期是多少?
1、余弦函数是周期函数;
2、 都是它的周期,且最小正周期为
y=cosx
【探究1】
例1 求下列函数的周期
【典例精析】
定义判断
整体换元
代数运算
思考:
1、回顾例题,你能发现形如
函数的周期性与解析式中哪些量有关?
思考:
2、对形如 的函数,你能得到周期公式吗?
【学以致用】
求下列函数的周期。
问题2:知道了一个函数的周期,对研究它的图象与性质有什么帮助?
根据周期性,只要把握了函数在一个周期上的规律,就把握了整个函数的规律。
数学思想方法:特殊到一般
【探究1】
y=sinx
问题1:观察正弦函数的图象,你发现它有什么对称性?
奇函数
【探究2】
对称轴:
对称中心:
偶函数
追问:余弦函数有怎样的对称性?
对称轴:
对称中心:
y=cosx
【探究2】
y=sinx
增区间为 [ , ]
x
sinx
… 0 … … …
-1
0
1
0
-1
减区间为 [ , ]
问题1:观察正弦函数的图象,y=sinx 在 有怎样的单调性?
【探究3】
由周期性可得:正弦函数y=sinx
增区间为
减区间为
y=cosx
x
cosx
- … … 0 … …
-1
0
1
0
-1
追问:观察余弦函数的图象,y=cosx在 有怎样的单调性 ?
【探究3】
增区间为 [- ,0 ]
减区间为
[ 0, ]
由周期性可得:余弦函数y=cosx
增区间为
[ - +2k , 2k ], k Z
减区间为
[ 2k , +2k ], k Z
当且仅当x= (k∈Z)时,(sinx)max=1
当且仅当x = (k∈Z)时,(sinx)min=-1
问题1:观察正弦函数图象,你发现它的最值何时取到?
【探究4】
y=sinx
当且仅当x=2kπ(k∈Z)时,(cosx)max=1
当且仅当x= π+2kπ(k∈Z)时,(cosx)min=-1
追问:观察余弦弦函数图象,你发现它的最值何时取到?
y=cosx
【探究4】
请阅读教科书5.4.2节“2.奇偶性”“3.单调性”“4.最大值与最小值”的内容,完善以下表格:
y=sinx y=cosx
定义域
值域
图象
周期
奇偶性
对称轴
对称中心
单调递增区间
单调递减区间
最大值点
最小值点
单调递增区间:
单调递减区间:
单调递增区间:
单调递减区间:
当且仅当x= (k∈Z)时,(sinx)max=1
当且仅当x = (k∈Z) 时(sinx)min=1
当且仅当x= (k∈Z)时,(cosx)max=1
当且仅当x= (k∈Z)时,(cosx)min=1
y=sinx y=cosx
图像
定义域 R R
值域 [-1,1] [-1,1]
周期
奇偶性 奇函数 偶函数
对称轴
对称中心
单调区间
最值点
【当堂达标】
【总结提升】
这节课我们探究了什么问题?有那些发现?
正弦函数、余弦函数的图象
正弦函数、余弦函数的性质
周期性
对称性
单调性
最大(小)值
对称中心
对称轴
奇偶性
思想方法:数形结合、特殊与一般
我们使用了哪些数学思想方法?
必做:教科书习题5.4 213页第2,3,6题;214页第15题。
选做:教科书习题5.4 214页18题。
【课后作业】
谢谢,再见!
数无形时少直觉,
形少数时难入微,
数与形,
本是相倚依,
焉能分作两边飞。
——华罗庚