人教A版数学必修4 1.4.2 正弦函数、余弦函数的性质(课件53张PPT+40张PPT练习)

文档属性

名称 人教A版数学必修4 1.4.2 正弦函数、余弦函数的性质(课件53张PPT+40张PPT练习)
格式 zip
文件大小 6.4MB
资源类型 教案
版本资源 人教新课标A版
科目 数学
更新时间 2019-11-15 15:04:36

文档简介

第一章 1.4 1.4.2 第1课时
A级 基础巩固
一、选择题
1.设函数f(x)(x∈R)满足f(-x)=f(x),f(x+2)=f(x),则函数y=f(x)的图象是( B )
[解析] 由已知,得f(x)是周期为2的偶函数,故选B.
2.函数y=sin的最小正周期为( C )
A.π B.2π
C.4π D.
3.函数f(x)=7sin(+)是( A )
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
4.函数f(x)=cos(+2x)是( C )
A.最小正周期为2π的奇函数
B.最小正周期为2π的偶函数
C.最小正周期为π的奇函数
D.最小正周期为π的偶函数
[解析] f(x)=cos(2π++2x)=cos(+2x)=-sin2x,且f(x+π)=-sin[2(x+π)]=-sin(2x+2π)=-sin2x,所以是周期为π的奇函数.
5.下列说法中正确的是( A )
A.当x=时,sin(x+)≠sinx,所以不是f(x)=sinx的周期
B.当x=时,sin(x+)=sinx,所以是f(x)=sinx的一个周期
C.因为sin(π-x)=sinx,所以π是y=sinx的一个周期
D.因为cos(-x)=sinx,所以是y=cosx的一个周期
6.若函数y=2sinωx(ω>0)的图象与直线y+2=0的两个相邻公共点之间的距离为,则ω的值为( A )
A.3 B.
C. D.
[解析] 函数y=2sinωx的最小值是-2,该函数的图象与直线y+2=0的两个相邻公共点之间的距离恰好是一个周期,故由=,得ω=3.
二、填空题
7.若函数f(x)=sinωx(ω>0)的周期为π,则ω=__2__.
8.已知函数f(x)是定义在R上的周期为6的奇函数,且f(1)=1,则f(5)=__-1__.
[解析] 由于函数f(x)是定义在R上的周期为6的奇函数,则f(5)=f(5-6)=f(-1)=-f(1).
又f(1)=1,则f(5)=-1.
三、解答题
9.已知定义在R上的函数f(x)满足f(x+2)f(x)=1,求证:f(x)是周期函数.
[证明] ∵f(x+2)=,
∴f(x+4)=f[(x+2)+2]===f(x).
∴函数f(x)是周期函数,4是一个周期.
10.定义在R上的函数f(x)既是偶函数又是周期函数,若f(x)的最小正周期是π,且当x∈[0,]时,f(x)=sinx.
(1)求当x∈[-π,0]时,f(x)的解析式;
(2)画出函数f(x)在[-π,π]上的简图;
(3)求当f(x)≥时x的取值范围.
[解析] (1)∵f(x)是偶函数,∴f(-x)=f(x).
∵当x∈[0,]时,f(x)=sinx,
∴当x∈[-,0]时,f(x)=f(-x)=sin(-x)=-sinx.
又∵当x∈[-π,-]时,x+π∈[0,],
f(x)的周期为π,
∴f(x)=f(π+x)=sin(π+x)=-sinx.
∴当x∈[-π,0]时,f(x)=-sinx.
(2)如图.
(3)∵在[0,π]内,当f(x)=时,x=或,
∴在[0,π]内,f(x)≥时,x∈[,].
又∵f(x)的周期为π,
∴当f(x)≥时,x∈[kπ+,kπ+],k∈Z.
B级 素养提升
一、选择题
1.下列函数中,周期为的是( D )
A.y=sin B.y=sin2x
C.y=cos D.y=cos(-4x)
2.函数y=cos(x+)(k>0)的最小正周期不大于2,则正整数k的最小值应是( D )
A.10 B.11
C.12 D.13
[解析] T==≤2,∴k≥4π又k∈N*
∴k最小为13,故选D.
3.函数y=的周期是( C )
A.2π B.π
C. D.
[解析] T=·=.
4.函数y=|sinx|+|cosx|的最小正周期为( A )
A. B.π
C.2π D.4π
[解析] ∵+=|sinx|+|cosx|.∴原函数的最小正周期为.
5.函数f(x)=4sin(x+)是( B )
A.周期为3π的偶函数 B.周期为6π的偶函数
C.周期为π的奇函数 D.周期为π的偶函数
[解析] f(x)=4sin(x+)=4sin(x+π)=-4cosx,∴T=6π,且满足f(-x)=f(x),故选B.
二、填空题
6.若函数f(x)是以为周期的偶函数,且f()=1,则f(-)=__1__.
[解析] ∵f(x)的周期为,且为偶函数,
∴f(-)=f(-3π+)=f(-6×+)=f()=f(-)=f(-)=f()=1.
7.设函数f(x)=3sin(ωx+),ω>0,x∈(-∞,+∞),且以为最小正周期.若f=,则sinα的值为__±__.
[解析] ∵f(x)的最小正周期为,ω>0,
∴ω==4.∴f(x)=3sin.
由f=3sin=3cosα=,
∴cosα=.∴sinα=±=±.
三、解答题
8.已知函数y=sinx+|sinx|.
(1)画出函数的简图;
(2)这个函数是周期函数吗?如果是,求出它的最小正周期.
[解析] (1)y=sinx+|sinx|

函数图象如图所示.
(2)由图象知该函数是周期函数,其图象每隔2π重复一次,则函数的周期是2π.
9.已知f(x)是以π为周期的偶函数,且x∈[0,]时,f(x)=1-sinx,求当x∈[π,3π]时f(x)的解析式.
[解析] x∈[π,3π]时,
3π-x∈[0,],
因为x∈[0,]时,f(x)=1-sinx,
所以f(3π-x)=1-sin(3π-x)=1-sinx.
又f(x)是以π为周期的偶函数,
所以f(3π-x)=f(-x)=f(x),
所以f(x)的解析式为f(x)=1-sinx,x∈[π,3π].
课件40张PPT。第一章三角函数1.4 三角函数的图象与性质1.4.2 正弦函数、余弦函数的性质第1课时 正弦、余弦函数的性质(一) 自主预习学案如果现在是早上9点钟,问你:24小时以后是几点钟?你会毫不犹豫地回答:还是早上9点钟.因为你很清楚,0点、1点、2点、3点……23点,每隔24小时就重复出现一次.
如果今天是星期一,问你:7天以后是星期几?你也会回答:还是星期一.因为你很清楚,星期一、星期二……星期天,每隔7天就重复出现一次.相同的间隔而重复出现的现象称为周期现象,如“24小时1天”“7天1星期”“365天1年”就是我们所熟悉的周期现象.自然界中有很多周期现象,如日出日落、月圆月缺、四季交替,等等.
正弦函数、余弦函数是否有这样的周期性呢?1.周期函数
(1)周期函数非零 f(x+T)=f(x) 周期函数 非零常数T 周期 (2)最小正周期
本书中,在没有特殊说明的情况下,三角函数的周期均是指它的______________.正数 正数 最小正周期 [知识点拨]函数周期性的理解
(1)不是所有的函数都是周期函数.
(2)一个周期函数的周期不止一个,若有最小正周期,则最小正周期只有一个.
(3)若T是函数f(x)的一个周期,则kT(k∈Z,且k≠0)也是函数f(x)的周期.
(4)设周期为T的函数的定义域为M,若x∈M,则必有x+nT∈M(n∈Z且n≠0),因此周期函数的定义域一定是无限集.
(5)函数的周期性是函数在定义域上的整体性质,只有个别的x值或只差个别的x值满足f(x+T)=f(x)都不能说T是f(x)的周期.若一个函数为周期函数,则只需研究它在一个周期范围内的性质,就可以知道它的整体性质.
2.正弦函数、余弦函数的周期
(1)正弦函数y=sinx是周期函数,2kπ(k∈Z,且k≠0)都是它的周期,最小正周期是________.
(2)余弦函数y=cosx是周期函数,2kπ(k∈Z,且k≠0)都是它的周期,最小正周期是________.2π 2π
3.正弦函数、余弦函数的奇偶性及对称性
(1)正弦函数y=sinx是______函数,其图象关于________对称.
(2)余弦函数y=cosx是______函数,其图象关于________对称.奇 原点 偶 y轴 × × × × √ B A 3 f(x) 互动探究学案命题方向1 ?三角函数的周期典例 1
命题方向2 ?三角函数奇偶性的判断典例 2
〔跟踪练习2〕判断下列函数的奇偶性.
(1)f(x)=xcos(π+x);
(2)f(x)=sin(cosx).
[解析] (1)函数f(x)的定义域为R,
∵f(x)=x·cos(π+x)=-x·cosx,
∴f(-x)=-(-x)·cos(-x)=x·cosx=-f(x).
∴f(x)为奇函数.
(2)函数f(x)的定义域为R.
∵f(-x)=sin[cos(-x)]=sin(cosx)=f(x).
∴f(x)为偶函数.三角函数奇偶性与周期性的综合运用 典例 3 『规律总结』 1.解答此类题目的关键是利用化归的思想,借助于周期函数的定义把待求问题转化到已知区间上,代入求解即可.
2.如果一个函数是周期函数,若要研究该函数的有关性质,结合周期函数的定义可知,完全可以只研究该函数在一个周期上的特征,加以推广便可以得到该函数在其他区域内的有关性质.不清楚f(x+T)表达的意义 典例 4 1.下列是定义在R上的四个函数图象的一部分,其中不是周期函数的是(  )DA B
4.函数f(x)是以2为周期的函数,且f(2)=2,则f(6)=______.
[解析] f(6)=f(4+2)=f(4)=f(2+2)=f(2)=2.2 课时作业学案第一章 1.4 1.4.2 第2课时
A级 基础巩固
一、选择题
1.函数y=2sinx(0≤x≤)的值域是( C )
A.[-2,2] B.[-1,1]
C.[0,1] D.[0,2]
2.下列关系式中正确的是( C )
A.sin11°B.sin168°C.sin11°D.sin168°[解析] cos10°=sin80°,sin168°=sin12°.
sin80°>sin12°>sin11°,即cos10°>sin168°>sin11°.
3.y=2sinx2的值域是( A )
A.[-2,2] B.[0,2]
C.[-2,0] D.R
[解析] ∵x2≥0,∴sinx2∈[-1,1],
∴y=2sinx2∈[-2,2].
4.函数y=是( A )
A.奇函数
B.偶函数
C.既是奇函数又是偶函数
D.既不是奇函数也不是偶函数
[解析] 定义域为R,f(-x)===-f(x),则f(x)是奇函数.
5.函数y=2sin(-2x)(x∈[0,π])的单调递增区间是( C )
A.[0,] B.[,]
C.[,] D.[,π]
[解析] ∵y=2sin(-2x)=-2sin(2x-),
∴函数y=2sin(-2x)的单调递增区间为函数
y=2sin(2x-)的单调递减区间.
∴2kπ+≤2x-≤2kπ+(k∈Z),
即+kπ≤x≤+kπ(k∈Z).
∵x∈[0,π],∴单调递增区间为[,].
6.函数y=lncosx(-[解析] 当x∈(-,)时,cosx∈(0,1],
∴lncosx≤0,
由此可排除B,C,D,故选A.
二、填空题
7.函数y=sin(x-),x∈[0,π]的值域为__[-,1]__.
8.函数=cos(2x-)的单调增区间是__[kπ+π,kπ+π],(k∈Z)__.
[解析] 令t=2x-,
∴2kπ+π≤t≤2kπ+2π时,y=cost单调递增.
即:2kπ+π≤2x-≤2kπ+2π,k∈Z.
∴单调递增区间为:[kπ+π,kπ+π],k∈Z.
三、解答题
9.求下列函数的单调区间.
(1)y=cos2x;
(2)y=2sin.
[解析] (1)函数y=cos2x的单调增区间、单调减区间分别由下面的不等式确定
2kπ-π≤2x≤2kπ(k∈Z)①
2kπ≤2x≤2kπ+π(k∈Z)②
解①得,kπ-≤x≤kπ(k∈Z),
解②得,kπ≤x≤kπ+(k∈Z).
故函数y=cos2x的单调增区间、单调减区间分别为(k∈Z)、(k∈Z).
(2)y=2sin化为
y=-2sin.
∵y=sinu(u∈R)的单调增、单调减区间分别为
(k∈Z),
(k∈Z).
∴函数y=-2sin的单调增、单调减区间分别由下面的不等式确定
2kπ+≤x-≤2kπ+(k∈Z)①
2kπ-≤x-≤2kπ+(k∈Z)②
解①得,2kπ+≤x≤2kπ+(k∈Z),
解②得,2kπ-≤x≤2kπ+(k∈Z).
故函数y=2sin的单调增区间、单调减区间分别为(k∈Z)、2kπ-,2kπ+(k∈Z).
10.求函数y=sin2x+sinx-1的值域.
[解析] 令t=sinx,则t∈[-1,1],
∴y=t2+t-1=(t+)2-,(t∈[-1,1]),
∴当t=-即sinx=-,x=2kπ-或2kπ-π(k∈Z)时,ymin=-.
当t=1,即sinx=1,x=2kπ+(k∈Z)时,ymax=1.
∴原函数的值域为[-,1].
B级 素养提升
一、选择题
1.下列函数中,周期为π,且在[,]上为减函数的是( A )
A.y=sin(2x+) B.y=cos(2x+)
C.y=sin(x+) D.y=cos(x+)
[解析] C、D两项中函数的周期都为2π,不合题意,排除C、D;B项中y=cos(2x+)=-sin2x,该函数在[,]上为增函数,不合题意;A项中y=sin(2x+)=cos2x,该函数符合题意,选A.
2.函数f(x)=sin(2x-)在区间[0,]上的最小值为( B )
A.-1 B.-
C. D.0
[解析] 由x∈[0,]得2x-∈[-,],所以sin(2x-)∈[-,1],故函数f(x)=sin(2x-)在区间[0,]上的最小值为-.
3.已知函数f(x)=则下列结论正确的是( D )
A.f(x)是偶函数 B.f(x)是增函数
C.f(x)是周期函数 D.f(x)的值域为[-1,+∞)
[解析] 因为f(π)=π2+1,f(-π)=-1,所以f(-π)≠f(π),所以函数f(x)不是偶函数,排除A;函数f(x)在(-2π,-π)上单调递减,排除B;函数f(x)在(0,+∞)上单调递增,所以函数f(x)不是周期函数,排除C;因为x>0时,f(x)>1,x≤0时,-1≤f(x)≤1,所以函数f(x)的值域为[-1,+∞),D正确.
4.若函数f(x)=sin(φ∈[0,2π])是偶函数,则φ=( C )
A. B.
C. D.
[解析] ∵f(x)是偶函数,
∴f(0)=sin=±1,
∴=kπ+,∴φ=3kπ+,(k∈Z),
又φ∈[0,2π],∴φ=π.
二、填空题
5.y=的定义域为__[2kπ,π+2kπ](k∈Z)__,单调递增区间为__[2kπ,2kπ+],k∈Z__.
[解析] ∵sinx≥0,∴2kπ≤x≤π+2kπ,k∈Z;当x∈[0,π]时,y=在[0,]上单调递增.
∴其递增区间为:[2kπ,2kπ+],k∈Z.
6.已知函数f(x)=3sin(ωx-)(ω>0)和g(x)=2cos(2x+φ)+1的图象的对称轴完全相同,若x∈[0,],则f(x)的取值范围是__[-,3]__.
[解析] ∵f(x)与g(x)的图象的对称轴完全相同,
∴f(x)与g(x)的最小正周期相等,
∵ω>0,∴ω=2,∴f(x)=3sin(2x-),
∵0≤x≤,∴-≤2x-≤,
∴-≤sin(2x-)≤1,∴-≤3sin(2x-)≤3,
即f(x)的取值范围是[-,3].
二、解答题
7.已知函数y=sin(-2x).
(1)求函数的周期;
(2)求函数在[-π,0]上的单调递减区间.
[解析] y=sin(-2x)可化为y=-sin(2x-).
(1)周期T===π.
(2)令2kπ-≤2x-≤2kπ+,k∈Z,
得kπ-≤x≤kπ+,k∈Z,
所以x∈R时,y=sin(-2x)的单调递减区间为[kπ-,kπ+],k∈Z.
从而x∈[-π,0]时,y=sin(-2x)的单调递减区间为[-π,-],[-,0].
8.已知函数f(x)=2asin(2x+)+a+b的定义域为[0,],值域是[-5,1],求a、b的值.
[解析] ∵0≤x≤,∴≤2x+≤.
∴-≤sin(2x+)≤1.
∴a>0时,解得
a<0时,解得
综上,a=2,b=-5或a=-2,b=1.
9.已知函数f(x)=-sin2x+sinx+a.
当f(x)=0有实数解时,求a的取值范围.
[解析] -1≤sinx≤1,令t=sinx,则-1≤t≤1.
f(x)=0有实数解,即t2-t-a=0在[-1,1]内有实数解.
令g(t)=t2-t-a=(t-)2-a-,t∈[-1,1].
如图,方程t2-t-a=0在[-1,1]内有实数解等价于函数g(t)的图象与坐标系的横轴在[-1,1]上有交点,故只需满足解得-≤a≤2.
∴所求a的取值范围是[-,2].
课件53张PPT。第一章三角函数1.4 三角函数的图象与性质1.4.2 正弦函数、余弦函数的性质第2课时 正弦、余弦函数的性质(二)自主预习学案
1.正弦函数的图象与性质
正弦函数的图象与性质如下表所示:R [-1,1] 2π 奇 2.余弦函数的图象与性质
余弦函数的图象与性质如下表所示:R [-1,1] 2kπ(k∈Z) 2kπ+π(k∈Z) 2π 偶 [(2kπ-1)π,2kπ] [2kπ,(2k+1)π] [知识点拨]1.对正弦函数、余弦函数单调性的两点说明
(1)正弦函数、余弦函数在定义域R上均不是单调函数,但存在单调区间.
(2)由正弦函数、余弦函数的最小正周期为2π,所以任给一个正弦函数、余弦函数的单调区间,加上2kπ,(k∈Z)后,仍是单调区间,且单调性相同.
2.对正弦函数、余弦函数最值的三点说明
(1)明确正、余弦函数的有界性,即|sinx|≤1,|cosx|≤1.
(2)函数y=sinx,x∈D,(y=cosx,x∈D)的最值不一定是1或-1,要依赖函数定义域D来决定.
(3)形如y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的函数最值通常利用“整体代换”,即令ωx+φ=z,将函数转化为y=Asinz的形式求最值.× × √ × √ √ C 互动探究学案命题方向1 ?三角函数的单调区间典例 1 『规律总结』 与正弦、余弦函数有关的单调区间的求解技巧:
(1)结合正弦、余弦函数的图象,熟记它们的单调区间.
(2)确定函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)单调区间的方法:采用“换元”法整体代换,将ωx+φ看作一个整体,可令“z=ωx+φ”,即通过求y=Asinz的单调区间而求出函数的单调区间.若ω<0,则可利用诱导公式将x的系数转变为正数.命题方向2 ?三角函数单调性的应用典例 2 『规律总结』 比较三角函数值大小的步骤:(1)异名函数化为同名函数.(2)利用诱导公式把角化到同一单调区间上.(3)利用函数的单调性比较大小.命题方向3 ?三角函数对称轴、对称中心典例 3 『规律总结』 求y=Asin(ωx+φ)或y=Acos(ωx+φ)函数的对称轴或对称中心时,应把ωx+φ作为整体,代入相应的公式中,解出x的值,最后写出结果.1.求形如y=asinx+b的函数的最值或值域时,可利用正弦函数的有界性(-1≤sinx≤1)求解.
2.对于形如y=Asin(ωx+φ)+k(A,ω≠0)的函数,当定义域为R时,值域为[-|A|+k,|A|+k];当定义域为某个给定的区间时,需确定ωx+φ的范围,结合函数的单调性确定值域.与三角函数有关的函数的值域(或最值)的求解问题 典例 4 [思路分析] (1)①先确定sinx的最值再求y的最值;②换元转化为二次函数的最值,通过确定新元的范围,求y的最值.
(2)①利用y=sinx的图象求解;②利用分离常数法或|sinx|≤1求解.
〔跟踪练习4〕求下列函数的值域:
(1)y=3-2cos2x,x∈R;
(2)y=cos2x+2sinx-2,x∈R;
(3)y=|sinx|+sinx.
[解析] (1)∵-1≤cos2x≤1,∴-2≤-2cos2x≤2.
∴1≤3-2cos2x≤5,即1≤y≤5.
∴函数y=3-2cos2x,x∈R的值域为[1,5].忽略定义域导致求错单调区间 典例 5 1.函数f(x)=sin(-x)的奇偶性是(  )
A.奇函数
B.偶函数
C.既是奇函数又是偶函数
D.非奇非偶函数AB 3.函数y=2cosx-1的最大值、最小值分别是(  )
A.2、-2 B.1、-3
C.1、-1 D.2、-1BB
5.函数y=cos2x-4cosx+5的值域为________________.
[解析] 令t=cosx,
由于x∈R,故-1≤t≤1.
y=t2-4t+5=(t-2)2+1,
当t=-1时,即cosx=-1时函数有最大值10;
当t=1,即cosx=1时函数有最小值2.
所以该函数的值域是[2,10].[2,10] 课时作业学案