5.4.2 第1课时 正弦、余弦函数的周期性与奇偶性(课件 学案 练习)高中数学人教A版(2019)必修 第一册

文档属性

名称 5.4.2 第1课时 正弦、余弦函数的周期性与奇偶性(课件 学案 练习)高中数学人教A版(2019)必修 第一册
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文件大小 2.9MB
资源类型 教案
版本资源 人教A版(2019)
科目 数学
更新时间 2025-08-03 10:16:46

文档简介

(共57张PPT)
第1课时 
正弦、余弦函数的周期性与奇偶性
新课程标准解读 核心素养
1.了解周期函数的概念、正弦函数与余弦函数的
周期性,会求函数的周期 数学抽象、
数学运算
2.了解三角函数的奇偶性以及对称性,会判断给
定函数的奇偶性 数学抽象、直观想象、逻辑推理
3.了解正弦函数与余弦函数的单调性,并会利用函数单调性求函数的最值和值域,会求函数 y =
A sin (ω x +φ)及 y = A cos (ω x +φ)的单调区
间 数学抽象、
数学运算
目录
基础知识·重落实
01
典型例题·精研析
02
知能演练·扣课标
03
基础知识·重落实
01
课前预习 必备知识梳理
  
(1)盛夏到来,天气异常炎热.随着人民生活水平的提高,外出旅
游,消夏避暑成为人们生活的一种常态.当我们来到内蒙古大草
原,顿时感到心旷神怡,精神焕发,密密麻麻的风力发电机成
为一道靓丽的风景.风力发电机就是靠它的叶片周而复始的转
动,这种周而复始的转动就是周期现象.
(2)
【问题】 (1)你能用数学语言刻画出函数的周期性吗?
(2)从它们的图象上你能得到哪些信息?

知识点一 正弦、余弦函数的周期性
1. 周期函数
一般地,设函数 f ( x )的定义域为 D ,如果存在一个
,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.
非零常数
T  
f ( x + T )= f
( x ) 
2. 最小正周期
如果在周期函数 f ( x )的所有周期中存在一个最小的 ,
那么这个最小 就叫做 f ( x )的 .
3. 正弦、余弦函数的周期性
(1)正弦函数是 ,2 k π( k ∈Z且 k ≠0)都是它的周
期,最小正周期是 ;
正数 
正数 
最小正周期 
周期函数 
2π 
(2)余弦函数是 ,2 k π( k ∈Z且 k ≠0)都是它的周
期,最小正周期是 .
提醒 (1)对周期函数与周期定义中的“当 x 取定义域内的
每一个值时”,要特别注意“每一个值”的要求;(2)并不
是每一个函数都是周期函数,若函数具有周期性,则其周期
不唯一,任何 T 的非零整数倍都是函数的周期;(3)周期性
是三角函数的整体性质,我们在研究三角函数时,只需研究
一个周期上的图象和性质即可;(4)若不加特殊说明,一般
求三角函数的周期的问题,求的是函数的最小正周期.
周期函数 
2π 
知识点二 正弦、余弦函数的奇偶性
正弦函数是 ,余弦函数是 .
奇函数 
偶函数 
1. 函数 f ( x )= sin 2 x 的奇偶性为(  )
A. 奇函数 B. 偶函数
C. 既奇又偶函数 D. 非奇非偶函数
解析:   f ( x )= sin 2 x 的定义域为R, f (- x )= sin 2
(- x )=- sin 2 x =- f ( x ),所以 f ( x )是奇函数.
2. 函数 f ( x )= cos 的最小正周期为 .
解析:∵ f ( x )= cos = cos = cos
= ( x +π),即 ( x +π)= ( x ),∴函数
( x )= cos 的最小正周期 T =π.
π 
3. 若函数 y = f ( x )是以2为周期的函数,且 f (5)=6,则 f (1)
= .
解析:∵ f ( x )的周期为2,∴ f (5)= f (2×2+1)= f
(1)=6.
6 
典型例题·精研析
02
课堂互动 关键能力提升
题型一 三角函数的周期性
【例1】 求下列三角函数的一个周期:
(1) f ( x )= sin 2 x , x ∈R;
解: 法一(公式法)  f ( x )的周期 T = =π,
所以 f ( x )= sin 2 x , x ∈R的一个周期为π.
法二(定义法) 因为 f ( x +π)= sin 2(π+ x )= sin (2π+
2 x )= sin 2 x = f ( x ),
所以 f ( x )= sin 2 x , x ∈R的一个周期为π.
(2) f ( x )=| cos x |, x ∈R;
解: 法一(定义法) 
因为 f ( x )=| cos x |, x
∈R,
所以 f ( x +π)=| cos (π+ x )|=|- cos x |=| cos x |= f ( x ),所以 f ( x )=| cos x |, x ∈R的一个周期为π.
法二(图象法)  f ( x )=| cos x |的图象如图(实线部分)所示.由图象可知, f ( x )=| cos x |, x ∈R的一个周期为π.
(3) f ( x )= cos ( sin x ), x ∈R.
解: 因为 f ( x )= cos ( sin x ), x ∈R,
所以 f ( x +π)= cos [ sin (π+ x )]= cos (- sin x )= cos
( sin x )= f ( x ),
所以 f ( x )= cos ( sin x ), x ∈R的一个周期为π.
通性通法
求三角函数的周期的方法
(1)定义法:紧扣周期函数的定义,寻求对任意实数 x 都满足 f ( x
+ T )= f ( x )的非零常数 T . 该方法主要适用于抽象函数;
(2)公式法:对形如 y = A sin (ω x +φ)和 y = A cos (ω x +φ)
(其中 A ,ω,φ是常数,且 A ≠0,ω≠0)的函数,可利用 T =
来求;
(3)图象法:可画出函数的图象,借助于图象判断函数的周期,特
别是对于含绝对值的函数一般采用此法.
【跟踪训练】
 求下列三角函数的最小正周期:
(1) f ( x )=| sin x |;
解: 由 f ( x )=| sin x |, f ( x +π)=| sin ( x +
π)|=| sin x |= f ( x ),
得 f ( x )=| sin x |的最小正周期为π(或通过图象判断).
(2) f ( x )= cos 4 x ;
解: 由 f ( x )= cos 4 x ,得 T = = = .
(3) f ( x )=2 cos (2 x - ).
解: 由 f ( x )=2 cos (2 x - ),得 T = =
=π.
题型二 正弦、余弦函数的奇偶性
【例2】 判断下列函数的奇偶性:
(1) f ( x )= cos ;
解: 函数的定义域为R,因为 x ∈R,都有- x ∈R,
且 f ( x )= cos =- sin 2 x .
又 f (- x )=- sin (-2 x )= sin 2 x =- f ( x ),
所以函数 f ( x )= cos 是奇函数.
(2) f ( x )=| sin x |+ cos x ;
解: 函数 f ( x )=| sin x |+ cos x 的定义域为R,
因为 x ∈R,都有- x ∈R,
又 f (- x )=| sin (- x )|+ cos (- x )=| sin x |+
cos x = f ( x ),
所以函数 f ( x )=| sin x |+ cos x 是偶函数.
(3) f ( x )= cos (2π- x )- x3· sin x .
解: 函数的定义域为R,因为 x ∈R,都有- x ∈R,
且 f ( x )= cos x - x3· sin x ,
又 f (- x )= cos (- x )-(- x )3· sin (- x )
= cos x - x3· sin x = f ( x ),
所以 f ( x )为偶函数.
通性通法
判断函数奇偶性的方法
(1)判断函数奇偶性应把握好的两个方面:一看函数的定义域是否
关于原点对称;二看 f ( x )与 f (- x )的关系;
(2)对于三角函数奇偶性的判断,有时可根据诱导公式先将函数式
化简后再判断.
提醒 研究函数性质应遵循“定义域优先”的原则.
【跟踪训练】
 判断下列函数的奇偶性:
(1) f ( x )= sin ;
解: 函数的定义域为R,因为 f ( x )= sin ( + )=
- cos ,且 f (- x )=- cos =- cos = f ( x ),
所以函数 f ( x )= sin 是偶函数.
(2) ( x )= sin ( cos x ).
解: 函数 ( x )的定义域为R,
因为 (- x )= sin = sin ( cos x )= ( x ),
所以 ( x )为偶函数.
题型三 三角函数的奇偶性与周期性的应用
【例3】 函数 f ( x )为R上的偶函数, f ( x - )= f ( x + ),
且当 x ∈[0, ]时, f ( x )= sin x ,求 f ( π).
解:∵ f ( x - )= f ( x + ),
∴ f ( x )= f ( x +π),即 f ( x )为周期为π的周期函数,
∴ f ( π)= f ( π-2π)= f (- ),
又∵ f ( x )为R上的偶函数,
∴ f (- )= f ( )= sin = ,
∴ f ( π)= .
【母题探究】
1. (变条件)若本例中“偶”变“奇”其他条件不变,求
的值.
解: = =- =- sin =- .
2. (变设问)若本例条件不变,求 的值.
解: = = = = sin = .
通性通法
1. 解决三角函数的奇偶性与周期性综合问题的方法:利用函数的
周期性,可以把 x + nT ( n ∈Z)的函数值转化为 x 的函数值.
利用函数的奇偶性,可以找到- x 与 x 的函数值的关系,从而可
解决求值问题.
2. 推得函数周期的若干形式
(1)若 f ( x + t )= f ( x ),则函数周期为 t ;
(2)若 f ( x + t )=- f ( x ),则函数周期为2 t ;
(3)若 f ( x + t )= ,则函数周期为2 t ;
(4)若 f ( x + t )=- ,则函数周期为2 t .
【跟踪训练】
 函数 f ( x )= sin (ω x - )(ω≠0),则 f ( x )是
(填“奇函数”或“偶函数”),若 f ( x )的周期为π,则ω
= .
解析: f ( x )= sin (ω x - )=- cos ω x .∴ f (- x )=- cos
(-ω x )=- cos ω x = f ( x ),∴ f ( x )为偶函数,又 T =π,
∴ =π,∴ω=±2.
偶函数 
±2 
1. 函数 f ( x )= cos (- x )(  )
A. 是奇函数 B. 是偶函数
C. 既是奇函数又是偶函数 D. 是非奇非偶函数
解析:  由于 x ∈R,且 f (- x )= cos x = f ( x ),所以 f ( x )
为偶函数.
2. 下列函数中,周期为π的是(  )
B. y = sin 2 x
D. y = cos (-4 x )
解析:   y = sin 2π, T = =π.
3. 图象为如图的函数可能是(  )
A. y = x · cos x B. y = x · sin x
C. y = x ·| cos x | D. y = x ·2 x
解析:  根据图象可看到函数为奇函数,并且与 x 轴交点不止一
个,而 y = x · sin x 是偶函数, y = x ·2 x 非奇非偶,由此可排除B、
D;当 x >0时, y = x ·| cos x |>0,由此可排除C. 故选A.
4. 已知 f ( x )为奇函数,且周期为 ,若 f ( )=-1,则 f
( )= .
解析:∵ T = ,又 f ( x )为奇函数,∴ f ( )= f (8× -
)= f (- )=- f ( )=-(-1)=1.
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知能演练·扣课标
03
课后巩固 核心素养落地
1. 函数 f ( x )= x · cos x (  )
A. 是奇函数
B. 是偶函数
C. 既是奇函数又是偶函数
D. 是非奇非偶函数
解析:   f ( x )的定义域为R. ∵ f (- x )=(- x )· cos (-
x )=- x · cos x =- f ( x ),∴ f ( x )= x · cos x 是奇函数.
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2. 函数 f ( x )=7 sin 是(  )
A. 周期为3π的偶函数 B. 周期为2π的偶函数
C. 周期为3π的奇函数
解析:  因为 f ( x )=7 sin =-7 cos ,所以 f
( x )是偶函数,周期 T = =3π.
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3. 已知函数 f ( x )= sin (ω x + )(ω>0)的最小正周期为π,则
f ( )=(  )
A. 1
C. -1
解析:  ∵函数 f ( x )= sin (ω x + )(ω>0)的最小正周期
为π,∴周期 T = =π,解得ω=2,即 f ( x )= sin (2 x + ),
∴ f ( )= sin (2× + )= sin ( + )= sin =1.
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4. 已知 f ( x )在R上是奇函数,且满足 f ( x +4)= f ( x ),当 x ∈
(0,2)时, f ( x )=2 sin ( x ),则 f (7)=(  )
A. 2 B. -2
C. -98 D. 98
解析:  因为 f ( x +4)= f ( x ),所以函数的周期是4.因
为 f ( x )在R上是奇函数,且当 x ∈(0,2)时, f ( x )=2
sin ( x ),所以 f (7)= f (7-8)= f (-1)=- f (1)
=-2.故选B.
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5. (多选)下列函数中,周期为2π的是(  )
D. y =| cos 2 x |
解析:   y = cos 的周期为 T = =4π; y = cos 的周
期为 T =2π; y = 的周期为 T =2π; y =| cos 2 x |的周期
为 T = .故选B、C.
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6. (多选)设函数 f ( x )= sin , x ∈R,则关于 f ( x )的
说法正确的是(  )
A. 最小正周期为π
C. 奇函数 D. 偶函数
解析:   f ( x )= sin =- sin ( -2 x )=- cos 2
x ,因此 f ( x )是偶函数,且是最小正周期为 =π的周期函数,
故选A、D.
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7. 函数 f ( x )= cos 2 x +1的图象关于 对称.(填“原
点”或“ y 轴”)
解析:函数的定义域为R, f (- x )= cos 2(- x )+1=
cos (-2 x )+1= cos 2 x +1= f ( x ),故 f ( x )为偶函数,
所以图象关于 y 轴对称.
y 轴 
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8. 函数 y = cos ( k >0)的最小正周期不大于2,则正整数 k
的最小值为 .
解析:∵ k >0,∴ T = ≤2,即 k ≥4π,∴正整数 k 的最小值是
13.
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9. 奇函数 f ( x )满足 f ( x + )= f ( x ),当 x ∈(- ,0)时, f
( x )= cos x ,则 f (- )=  -  .
解析:∵ f ( x + )= f ( x ),∴ T = ,∴ f (- )= f (-
+6× )= f ( )=- f (- )=- cos (- )=-
cos =- .
-  
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10. 判断下列函数的奇偶性:
(1) f ( x )= cos cos (π+ x );
解: ∵ x ∈R, f ( x )= cos cos (π+ x )=
- sin 2 x ·(- cos x )= sin 2 x cos x ,
∴ (- x )= sin (-2 x ) cos (- x )=- sin 2 x cos x =
- ( x ).
∴函数 ( x )是奇函数.
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(2) f ( x )= + .
解: 对任意 x ∈R,-1≤ sin x ≤1,
∴1+ sin x ≥0,1- sin x ≥0.
∴ ( x )= + 的定义域为R.
∵ (- x )= +
= + = ( x ),
∴函数 f ( x )是偶函数.
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11. 已知 k ∈Z,则“函数 f ( x )= sin (2 x +θ)为偶函数”是“θ
= +2 k π, k ∈Z”的(  )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
解析:  当 f ( x )= sin (2 x +θ)为偶函数时,θ= + k
π, k ∈Z;当θ= +2 k π, k ∈Z时, f ( x )= sin (2 x + )=
cos 2 x 为偶函数.综上,“函数 f ( x )= sin (2 x +θ)为偶函
数”是“θ= +2 k π, k ∈Z”的必要不充分条件.
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12. 设 f ( x )是定义域为R,最小正周期为 的函数,若 f ( x )=
则 f ( )- f (- )=(  )
A. 1
C. 0
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解析:   f ( )= f ( -2× )= f (- )= cos (-
)= , f (- )= f (- +3× )= f ( )= sin
= ,∴ f ( )- f (- )= - =0.故选C.
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13. 已知 f ( x )= ,若 f (5)=-2,则 f (-5)= .
解析:因为 f ( x )= ,所以 f (- x )=
=- =- f ( x ),所以 f (-5)=
- f (5)=2.
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14. 已知函数 f ( x )对于任意实数 x 满足条件 f ( x +2)=-
( f ( x )≠0).
(1)求证:函数 f ( x )是周期函数;
解: 证明:∵ f ( x +2)=- ,
∴ f ( x +4)=- =- = f ( x ),
∴ f ( x )是周期函数,4是它的一个周期.
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(2)若 x ∈(0, )时 f ( x )=- sin x ,求 f ( f (5))的值.
解: ∵4是 f ( x )的一个周期,
∴ f (5)= f (1)=- sin =-1,
∴ f ( f (5))= f (-1)= f (-3+2)=- ,
又 f ( x )是以4为周期的周期函数,
∴ f (-3)= f (1),故 f ( f (5))=- =1.
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15. 已知定义域为R的函数 f ( x )同时满足以下三个条件:①函数的
图象不过原点;②对任意 x ∈R,都有 f ( x )= f (- x );③对
任意 x ∈R,都有 f ( x +π)= f ( x ). f ( x )的解析式为 f ( x )
= .(写出一个即可)
解析:由题意,根据②可知函数 f ( x )为偶函数,由③可知函数
f ( x )的周期为π,再由函数 f ( x )的图象不过原点,可得满足
条件的一个函数为 f ( x )= cos 2 x .
cos 2 x (答案不唯一) 
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16. 已知函数 f ( x )= cos x ,求 f (1)+ f (2)+ f (3)+…+ f
(2 024)的值.
解:由ω= ,得 T =6,因为 f (1)= cos = , f (2)= cos
=- , f (3)= cos π=-1, f (4)= cos =- , f (5)=
cos = , f (6)= cos 2π=1,
所以 f (1)+ f (2)+ f (3)+ f (4)+ f (5)+ f (6)=0,
即每连续六项的和均为0.
所以 f (1)+ f (2)+ f (3)+…+ f (2 024)= f (2 023)+ f
(2 024)= f (1)+ f (2)= - =0.
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谢 谢 观 看!5.4.2 正弦函数、余弦函数的性质
第1课时 正弦、余弦函数的周期性与奇偶性
1.函数f(x)=x·cos x(  )
A.是奇函数
B.是偶函数
C.既是奇函数又是偶函数
D.是非奇非偶函数
2.函数f(x)=7sin是(  )
A.周期为3π的偶函数
B.周期为2π的偶函数
C.周期为3π的奇函数
D.周期为的偶函数
3.已知函数f(x)=sin(ωx+)(ω>0)的最小正周期为π,则f()=(  )
A.1  B.
C.-1 D.-
4.已知f(x)在R上是奇函数,且满足f(x+4)=f(x),当x∈(0,2)时,f(x)=2sin(x),则f(7)=(  )
A.2 B.-2
C.-98 D.98
5.(多选)下列函数中,周期为2π的是(  )
A.y=cos B.y=cos
C.y= D.y=|cos 2x|
6.(多选)设函数f(x)=sin,x∈R,则关于f(x)的说法正确的是(  )
A.最小正周期为π B.最小正周期为
C.奇函数 D.偶函数
7.函数f(x)=cos 2x+1的图象关于    对称.(填“原点”或“y轴”)
8.函数y=cos(k>0)的最小正周期不大于2,则正整数k的最小值为    .
9.奇函数f(x)满足f(x+)=f(x),当x∈(-,0)时,f(x)=cos x,则f(-)=    .
10.判断下列函数的奇偶性:
(1)f(x)=coscos(π+x);
(2)f(x)=+.
11.已知k∈Z,则“函数f(x)=sin(2x+θ)为偶函数”是“θ=+2kπ,k∈Z”的(  )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
12.设f(x)是定义域为R,最小正周期为的函数,若f(x)=则f()-f(-)=(  )
A.1 B.
C.0 D.-
13.已知f(x)=,若f(5)=-2,则f(-5)=    .
14.已知函数f(x)对于任意实数x满足条件f(x+2)=-(f(x)≠0).
(1)求证:函数f(x)是周期函数;
(2)若x∈(0,)时f(x)=-sinx,求f(f(5))的值.
15.已知定义域为R的函数f(x)同时满足以下三个条件:①函数的图象不过原点;②对任意x∈R,都有f(x)=f(-x);③对任意x∈R,都有f(x+π)=f(x).f(x)的解析式为f(x)=    .(写出一个即可)
16.已知函数f(x)=cos x,求f(1)+f(2)+f(3)+…+f(2 024)的值.
第1课时 正弦、余弦函数的周期性与奇偶性
1.A f(x)的定义域为R.∵f(-x)=(-x)·cos(-x)=-x·cos x=-f(x),∴f(x)=x·cos x是奇函数.
2.A 因为f(x)=7sin=-7cos ,所以f(x)是偶函数,周期T==3π.
3.A ∵函数f(x)=sin(ωx+)(ω>0)的最小正周期为π,∴周期T==π,解得ω=2,即f(x)=sin(2x+),∴f()=sin(2×+)=sin(+)=sin =1.
4.B 因为f(x+4)=f(x),所以函数的周期是4.因为f(x)在R上是奇函数,且当x∈(0,2)时,f(x)=2sin(x),所以f(7)=f(7-8)=f(-1)=-f(1)=-2.故选B.
5.BC y=cos 的周期为T==4π;y=cos的周期为T=2π;y=的周期为T=2π;y=|cos 2x|的周期为T=.故选B、C.
6.AD f(x)=sin=-sin(-2x)=-cos 2x,因此f(x)是偶函数,且是最小正周期为=π的周期函数,故选A、D.
7.y轴 解析:函数的定义域为R,f(-x)=cos 2(-x)+1=cos(-2x)+1=cos 2x+1=f(x),故f(x)为偶函数,所以图象关于y轴对称.
8.13 解析:∵k>0,∴T=≤2,即k≥4π,∴正整数k的最小值是13.
9.- 解析:∵f(x+)=f(x),∴T=,∴f(-)=f(-+6×)=f()=-f(-)=-cos(-)=-cos =-.
10.解:(1)∵x∈R,f(x)=cos(+2x)·cos(π+x)=-sin 2x·(-cos x)=sin 2xcos x,
∴ (-x)=sin(-2x)cos(-x)=-sin 2xcos x=- (x).
∴函数 (x)是奇函数.
(2)对任意x∈R,-1≤sin x≤1,
∴1+sin x≥0,1-sin x≥0.
∴ (x)=+的定义域为R.
∵ (-x)=+
=+= (x),
∴函数f(x)是偶函数.
11.B 当f(x)=sin(2x+θ)为偶函数时,θ=+kπ,k∈Z;当θ=+2kπ,k∈Z时,f(x)=sin(2x+)=cos 2x为偶函数.综上,“函数f(x)=sin(2x+θ)为偶函数”是“θ=+2kπ,k∈Z”的必要不充分条件.
12.C f()=f(-2×)=f(-)=cos(-)=,f(-)=f(-+3×)=f()=sin=,∴f()-f(-)=-=0.故选C.
13.2 解析:因为f(x)=,所以f(-x)==-=-f(x),所以f(-5)=-f(5)=2.
14.解:(1)证明:∵f(x+2)=-,
∴f(x+4)=-=-=f(x),
∴f(x)是周期函数,4是它的一个周期.
(2)∵4是f(x)的一个周期,
∴f(5)=f(1)=-sin=-1,
∴f(f(5))=f(-1)=f(-3+2)=-,
又f(x)是以4为周期的周期函数,
∴f(-3)=f(1),故f(f(5))=-=1.
15.cos 2x(答案不唯一) 解析:由题意,根据②可知函数f(x)为偶函数,由③可知函数f(x)的周期为π,再由函数f(x)的图象不过原点,可得满足条件的一个函数为f(x)=cos 2x.
16.解:由ω=,得T=6,因为f(1)=cos =,f(2)=cos =-,f(3)=cos π=-1,f(4)=cos =-,f(5)=cos =,f(6)=cos 2π=1,
所以f(1)+f(2)+f(3)+f(4)+f(5)+f(6)=0,即每连续六项的和均为0.
所以f(1)+f(2)+f(3)+…+f(2 024)=f(2 023)+f(2 024)=f(1)+f(2)=-=0.
2 / 25.4.2 正弦函数、余弦函数的性质
新课程标准解读 核心素养
1.了解周期函数的概念、正弦函数与余弦函数的周期性,会求函数的周期 数学抽象、数学运算
2.了解三角函数的奇偶性以及对称性,会判断给定函数的奇偶性 数学抽象、直观想象、逻辑推理
3.了解正弦函数与余弦函数的单调性,并会利用函数单调性求函数的最值和值域,会求函数y=Asin(ωx+φ)及y=Acos(ωx+φ)的单调区间 数学抽象、数学运算
第1课时 正弦、余弦函数的周期性与奇偶性
(1)盛夏到来,天气异常炎热.随着人民生活水平的提高,外出旅游,消夏避暑成为人们生活的一种常态.当我们来到内蒙古大草原,顿时感到心旷神怡,精神焕发,密密麻麻的风力发电机成为一道靓丽的风景.风力发电机就是靠它的叶片周而复始的转动,这种周而复始的转动就是周期现象.
(2)
【问题】 (1)你能用数学语言刻画出函数的周期性吗?
(2)从它们的图象上你能得到哪些信息?
                       
                       
                       
知识点一 正弦、余弦函数的周期性
1.周期函数
一般地,设函数f(x)的定义域为D,如果存在一个      ,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.
2.最小正周期
如果在周期函数f(x)的所有周期中存在一个最小的   ,那么这个最小   就叫做f(x)的      .
3.正弦、余弦函数的周期性
(1)正弦函数是      ,2kπ(k∈Z且k≠0)都是它的周期,最小正周期是   ;
(2)余弦函数是      ,2kπ(k∈Z且k≠0)都是它的周期,最小正周期是   .
提醒 (1)对周期函数与周期定义中的“当x取定义域内的每一个值时”,要特别注意“每一个值”的要求;(2)并不是每一个函数都是周期函数,若函数具有周期性,则其周期不唯一,任何T的非零整数倍都是函数的周期;(3)周期性是三角函数的整体性质,我们在研究三角函数时,只需研究一个周期上的图象和性质即可;(4)若不加特殊说明,一般求三角函数的周期的问题,求的是函数的最小正周期.
知识点二 正弦、余弦函数的奇偶性
正弦函数是    ,余弦函数是    .
1.函数f(x)=sin 2x的奇偶性为(  )
A.奇函数      B.偶函数
C.既奇又偶函数 D.非奇非偶函数
2.函数f(x)=cos的最小正周期为    .
3.若函数y=f(x)是以2为周期的函数,且f(5)=6,则f(1)=    .
题型一 三角函数的周期性
【例1】 求下列三角函数的一个周期:
(1)f(x)=sin 2x,x∈R;
(2)f(x)=|cos x|,x∈R;
(3)f(x)=cos(sin x),x∈R.
通性通法
求三角函数的周期的方法
(1)定义法:紧扣周期函数的定义,寻求对任意实数x都满足f(x+T)=f(x)的非零常数T.该方法主要适用于抽象函数;
(2)公式法:对形如y=Asin(ωx+φ)和y=Acos(ωx+φ)(其中A,ω,φ是常数,且A≠0,ω≠0)的函数,可利用T=来求;
(3)图象法:可画出函数的图象,借助于图象判断函数的周期,特别是对于含绝对值的函数一般采用此法.
【跟踪训练】
 求下列三角函数的最小正周期:
(1)f(x)=|sin x|;
(2)f(x)=cos 4x;
(3)f(x)=2cos(2x-).
题型二 正弦、余弦函数的奇偶性
【例2】 判断下列函数的奇偶性:
(1)f(x)=cos;
(2)f(x)=|sin x|+cos x;
(3)f(x)=cos(2π-x)-x3·sin x.
通性通法
判断函数奇偶性的方法
(1)判断函数奇偶性应把握好的两个方面:一看函数的定义域是否关于原点对称;二看f(x)与f(-x)的关系;
(2)对于三角函数奇偶性的判断,有时可根据诱导公式先将函数式化简后再判断.
提醒 研究函数性质应遵循“定义域优先”的原则.
【跟踪训练】
 判断下列函数的奇偶性:
(1)f(x)=sin;
(2) (x)=sin(cos x).
题型三 三角函数的奇偶性与周期性的应用
【例3】 函数f(x)为R上的偶函数,f(x-)=f(x+),且当x∈[0,]时,f(x)=sin x,求f(π).
【母题探究】
1.(变条件)若本例中“偶”变“奇”其他条件不变,求 的值.
2.(变设问)若本例条件不变,求 的值.
通性通法
1.解决三角函数的奇偶性与周期性综合问题的方法:利用函数的周期性,可以把x+nT(n∈Z)的函数值转化为x的函数值.利用函数的奇偶性,可以找到-x与x的函数值的关系,从而可解决求值问题.
2.推得函数周期的若干形式
(1)若f(x+t)=f(x),则函数周期为t;
(2)若f(x+t)=-f(x),则函数周期为2t;
(3)若f(x+t)=,则函数周期为2t;
(4)若f(x+t)=-,则函数周期为2t.
【跟踪训练】
 函数f(x)=sin(ωx-)(ω≠0),则f(x)是   (填“奇函数”或“偶函数”),若f(x)的周期为π,则ω=    .
1.函数f(x)=cos(-x)(  )
A.是奇函数
B.是偶函数
C.既是奇函数又是偶函数
D.是非奇非偶函数
2.下列函数中,周期为π的是(  )
A.y=sin B.y=sin 2x C.y=cos D.y=cos(-4x)
3.图象为如图的函数可能是(  )
A.y=x·cos x
B.y=x·sin x
C.y=x·|cos x|
D.y=x·2x
4.已知f(x)为奇函数,且周期为,若f()=-1,则f()=    .
5.4.2 正弦函数、余弦函数的性质
第1课时 正弦、余弦函数的周期性与奇偶性
【基础知识·重落实】
知识点一
1.非零常数T f(x+T)=f(x) 
2.正数 正数 最小正周期
3.(1)周期函数 2π (2)周期函数 2π
知识点二
奇函数 偶函数
自我诊断
1.A f(x)=sin 2x的定义域为R,f(-x)=sin 2(-x)=-sin 2x=-f(x),所以f(x)是奇函数.
2.π 解析:∵f(x)=cos=cos(2x++2π)=cos[2(x+π)+]= (x+π),即 (x+π)= (x),∴函数 (x)=cos的最小正周期T=π.
3.6 解析:∵f(x)的周期为2,∴f(5)=f(2×2+1)=f(1)=6.
【典型例题·精研析】
【例1】 解:(1)法一(公式法) f(x)的周期T==π,
所以f(x)=sin 2x,x∈R的一个周期为π.
法二(定义法) 因为f(x+π)=sin 2(π+x)=sin(2π+2x)=sin 2x=f(x),
所以f(x)=sin 2x,x∈R的一个周期为π.
(2)法一(定义法) 因为f(x)=|cos x|,x∈R,
所以f(x+π)=|cos(π+x)|=|-cos x|=|cos x|=f(x),
所以f(x)=|cos x|,x∈R的一个周期为π.
法二(图象法) f(x)=|cos x|的图象如图(实线部分)所示.
由图象可知,f(x)=|cos x|,x∈R的一个周期为π.
(3)因为f(x)=cos(sin x),x∈R,
所以f(x+π)=cos[sin(π+x)]=cos(-sin x)=cos(sin x)=f(x),
所以f(x)=cos(sin x),x∈R的一个周期为π.
跟踪训练
 解:(1)由f(x)=|sin x|,f(x+π)=|sin(x+π)|=|sin x|=f(x),
得f(x)=|sin x|的最小正周期为π(或通过图象判断).
(2)由f(x)=cos 4x,得T===.
(3)由f(x)=2cos(2x-),得T===π.
【例2】 解:(1)函数的定义域为R,因为 x∈R,都有-x∈R,
且f(x)=cos=-sin 2x.
又f(-x)=-sin(-2x)=sin 2x=-f(x),
所以函数f(x)=cos是奇函数.
(2)函数f(x)=|sin x|+cos x的定义域为R,
因为 x∈R,都有-x∈R,
又f(-x)=|sin(-x)|+cos(-x)=|sin x|+cos x=f(x),
所以函数f(x)=|sin x|+cos x是偶函数.
(3)函数的定义域为R,因为 x∈R,都有-x∈R,
且f(x)=cos x-x3·sin x,
又f(-x)=cos(-x)-(-x)3·sin(-x)
=cos x-x3·sin x=f(x),
所以f(x)为偶函数.
跟踪训练
 解:(1)函数的定义域为R,因为f(x)=sin(+)=-cos ,且f(-x)=-cos=-cos =f(x),
所以函数f(x)=sin是偶函数.
(2)函数 (x)的定义域为R,
因为 (-x)=sin=sin(cos x)= (x),
所以 (x)为偶函数.
【例3】 解:∵f(x-)=f(x+),
∴f(x)=f(x+π),即f(x)为周期为π的周期函数,
∴f(π)=f(π-2π)=f(-),
又∵f(x)为R上的偶函数,
∴f(-)=f()=sin=,
∴f(π)=.
母题探究
1.解: = =- =-sin=-.
2.解: = = = =sin =.
跟踪训练
 偶函数 ±2 解析:f(x)=·sin(ωx-)=-cos ωx.∴f(-x)=-cos(-ωx)=-cos ωx=f(x),∴f(x)为偶函数,又T=π,∴=π,∴ω=±2.
随堂检测
1.B 由于x∈R,且f(-x)=cos x=f(x),所以f(x)为偶函数.
2.B y=sin 2π,T==π.
3.A 根据图象可看到函数为奇函数,并且与x轴交点不止一个,而y=x·sin x是偶函数,y=x·2x非奇非偶,由此可排除B、D;当x>0时,y=x·|cos x|>0,由此可排除C.故选A.
4.1 解析:∵T=,又f(x)为奇函数,∴f()=f(8×-)=f(-)=-f()=-(-1)=1.
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