(新教材)高中数学人教B版必修第三册 7.3.1 正弦函数的性质与图像(课件:31张PPT+学案+训练)

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名称 (新教材)高中数学人教B版必修第三册 7.3.1 正弦函数的性质与图像(课件:31张PPT+学案+训练)
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资源类型 教案
版本资源 人教B版(2019)
科目 数学
更新时间 2020-03-12 12:35:57

文档简介


[A 基础达标]
1.函数y=sin|x|的图像是(  )
解析:选B.因为函数y=sin|x|是偶函数,且x≥0时,sin|x|=sin x.故应选B.
2.函数y=9-sin x的单调递增区间是(   )
A.(k∈Z)
B.(k∈Z)
C.(k∈Z)
D.(k∈Z)
解析:选B.y=9-sin x的单调递增区间与y=sin x的单调递减区间相同.
3.点M在函数y=sin x的图像上,则m等于(  )
A.0              B.1
C.-1 D.2
解析:选B.把x=代入y=sin x得y=sin =1,所以m=1.
4.下列关系式中正确的是(  )
A.sin 11°B.sin 168°C.sin 11°D.sin 168°解析:选C.因为sin 168°=sin(180°-12°)=sin 12°,cos 10°=sin 80°,而y=sin x在[0°,90°]上递增,
所以sin 11°5.在[0,2π]内,不等式sin x<-的解集是(  )
A.(0,π) B.
C. D.
解析:选C.画出y=sin x,x∈[0,2π]的草图如下:
因为sin =,
所以sin=-,
sin=-.
即在[0,2π]内,满足sin x=-的是x=或x=.
可知不等式sin x<-的解集是.
6.下列各点:M(0,0),N,P,Q(π,-2)在函数y=2sin x图像上的是________.
解析:将点的坐标代入可知符合条件的是点M与N.
答案:M,N
7.函数y=sin2x+sin x的值域是________.
解析:令sin x=t,则-1≤t≤1,
则y=t2+t=-.
由于-1≤t≤1,则-≤y≤2.
答案:
8.函数y=log2(sin x)的定义域为________.
解析:据题意知sin x>0,得x∈(2kπ,2kπ+π)(k∈Z).
答案:(2kπ,2kπ+π)(k∈Z)
9.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∈时,f(x)=sin x,求f的值.
解:因为f(x)的最小正周期是π,
所以f=f=f.
因为f(x)是R上的偶函数,
所以f=f=sin =,
所以f=.
10.求函数y=(sin x-1)2+2的最大值和最小值,并说出取得最大值和最小值时相应的x的值.
解:设t=sin x,则有y=(t-1)2+2,
且t∈[-1,1],在闭区间[-1,1]上,
当t=-1时,函数y=(t-1)2+2取得最大值(-1-1)2+2=6.
由t=sin x=-1,得x=2kπ-(k∈Z),
即当x=2kπ-(k∈Z)时,函数y=(sin x-1)2+2取得最大值6.
在闭区间[-1,1]上,当t=1时,
函数y=(t-1)2+2取得最小值,最小值为2.
由t=sin x=1,得x=2kπ+(k∈Z),
即当x=2kπ+(k∈Z)时,
函数y=(sin x-1)2+2取得最小值2.
[B 能力提升]
11.下列函数中,奇函数的个数是(   )
①y=x2sin x;②y=sin x,x∈[0,2π];
③y=sin x,x∈[-π,π];④y=xcos x.
A.1 B.2
C.3 D.4
解析:选C.①因为x∈R,定义域关于原点对称,且f(-x)=(-x)2·sin(-x)=-x2·sin x=-f(x),是奇函数.②因为x∈[0,2π],定义域不关于原点对称,所以它是非奇非偶函数.③因为x∈[-π,π],所以定义域关于原点对称,且f(-x)=sin(-x)=-sin x=-f(x),是奇函数.④因为x∈R,定义域关于原点对称且f(-x)=(-x)·cos(-x)=-x·cos x=-f(x),是奇函数.综上应选C.
12.函数y=sin(2x+φ)(0≤φ≤π)是R上的偶函数,则φ的值是(  )
A.0 B.
C. D.π
解析:选C.当φ=时,y=sin=cos 2x,而y=cos 2x是偶函数,故选C.
13.若x是三角形的最小角,则y=sin x的值域是________.
解析:由三角形内角和为π知,
若x为三角形中的最小角,
则0<x≤,
由y=sin x的图像知y∈.
答案:
14.已知函数f(x)=-sin2x+sin x+a,若1≤f(x)≤对一切x∈R恒成立,求实数a的取值范围.
解:令t=sin x,t∈[-1,1],则原函数可化为g(t)=-t2+t+a=-+a+.
当t=时,g(t)max=a+,
即f(x)max=a+;
当t=-1时,g(t)min=a-2,
即f(x)min=a-2.
故对于一切x∈R,
函数f(x)的值域为.
所以解得3≤a≤4.
[C 拓展探究]
15.在同一坐标系中,作函数y=sin x和y=lg x的图像,根据图像判断出方程sin x=lg x的解的个数.
解:建立平面直角坐标系xOy,
先画出函数y=sin x的图像,
描出点(1,0),(10,1),并用光滑曲线连接得到y=lg x的图像,如图所示.
由图像可知方程sin x=lg x的解有3个.
7.3 三角函数的性质与图像
7.3.1 正弦函数的性质与图像
考点
学习目标
核心素养
正弦函数的性质
依据正弦线理解正弦函数的性质,会求正弦
函数的最小正周期、奇偶性、单调区间及最值
直观想象、逻辑推理
正弦函数的图像
能正确使用“五点法”作出正弦函数的图像
直观想象
问题导学
预习教材P36-P41,并思考以下问题:
1.如何把y=sin x,x∈[0,2π]的图像变换为y=sin x,x∈R 的图像?
2.正弦函数图像五个关键点分别是什么?
3.周期函数是如何定义的?
1.正弦函数的性质
(1)函数的周期性
①周期函数:一般地,对于函数f(x),如果存在一个非零常数T,使得对定义域内的每一个x,都满足f(x+T)=f(x),那么就称函数f(x)为周期函数,非零常数T称为这个函数的周期.
②最小正周期:对于一个周期函数f(x),如果在它的所有周期中存在一个最小的正数,那么这个最小的正数就称为f(x)的最小正周期.
(2)正弦函数的性质
函数
y=sin x
定义域
R
值域
[-1,1]
奇偶性
奇函数
周期性
最小正周期:2π
单调性
在(k∈Z)上递增;
在(k∈Z)上递减
最值
x=2kπ+,(k∈Z)时,y最大值=1;
x=2kπ-(k∈Z)时,y最小值=-1
2.正弦函数的图像
(1)由于y=sin x的周期是2π,所以正弦函数在[-π+2kπ,π+2kπ](k∈Z)上的函数图像与其在[-π,π]上的函数图像形状完全相同,因此平移之后可得y=sin x(x∈R)的图像.一般地,y=sin x的函数图像称为正弦曲线.
(2)正弦曲线是轴对称图形,对称轴为x=+kπ(k∈Z);正弦曲线也是中心对称图形,且对称中心为(kπ,0)(k∈Z).
(3)“五点法”作y=sin x,x∈[0,2π]的图像时,所取的五点分别是(0,0),,(π,0),,(2π,0).
■名师点拨
(1)由图(图略)可以看出,正弦函数的图像关于原点成中心对称,除了原点这个对称点外,对于正弦函数图像,点(π,0),点(2π,0),…,点(kπ,0)也是它的对称中心,由此正弦函数图像有无数个对称中心,且为(kπ,0)(k∈Z),即图像与x轴的交点,正弦函数的图像还具有轴对称性,对称轴是x=kπ+,(k∈Z),是过图像的最高点或最低点,且与x轴垂直的直线.
(2)“五点法”作图中的“五点”是指正弦、余弦函数的最高点、最低点以及图像与坐标轴的交点.这是作正弦函数、余弦函数图像最常用的方法.
函数y=xsin x是(   )
A.奇函数,不是偶函数    B.偶函数,不是奇函数
C.奇函数,也是偶函数 D.非奇非偶函数
解析:选B.f(-x)=-xsin(-x)=-x(-sin x)=xsin x=f(x),所以y=xsin x为偶函数,不是奇函数.
下列图像中,符合y=-sin x在[0,2π]上的图像的是(  )
解析:选D.把y=sin x,x∈[0,2π]上的图像关于x轴对称,即可得到y=-sin x,x∈[0,2π]上的图像,故选D.
点M在函数y=sin x的图像上,则m等于(  )
A.0             B.1
C.-1 D.2
解析:选C.由题意-m=sin ,所以-m=1,
所以m=-1.
正弦函数的图像
 用五点法作出函数y=1-2sin x,x∈[-π,π]的简图,并回答下列问题:
(1)观察函数图像,写出满足下列条件的x的区间.
①y>1;②y<1.
(2)若直线y=a与y=1-2sin x有两个交点,求a的取值范围;
(3)求函数y=1-2sin x的最大值,最小值及相应的自变量的值.
【解】 按五个关键点列表
x
-π
-
0

π
sin x
0
-1
0
1
0
1-2sin x
1
3
1
-1
1
描点连线得:
(1)由图像可知函数y=1-2sin x在y=1上方的部分y>1,在y=1下方的部分y<1,
所以当x∈(-π,0)时,y>1,当x∈(0,π)时,y<1.
(2)如图,当直线y=a与y=1-2sin x有两个交点时,1所以a的取值范围是{a|1(3)由图像可知ymax=3,
此时x=-;ymin=-1,此时x=.

(1)解答本题的关键是要抓住五个关键点,使函数中x取0,,π,,2π,然后求出相应的y值,作出图像.
(2)五点法作图是画三角函数的简图的常用方法,这五点主要指函数的零点及最大值、最小值点,连线要保持光滑,注意凸凹方向.
(3)仔细观察图像,找出函数图像y=1与y=a的交点及最大值,最小值点正确解答问题. 
 用“五点法”画出函数y=+sin x,x∈[0,2π]上的图像.
解:取值列表如下:
x
0

π


sin x
0
1
0
-1
0
+sin x



-

描点,并将它们用光滑的曲线连接起来.(如图)
正弦函数的单调性及应用
 比较下列各组数的大小.
(1)sin 194°和cos 160°;
(2)sin 和cos;
【解】 (1)sin 194°=sin(180°+14°)=-sin 14°.
cos 160°=cos(180°-20°)=-cos 20°=-sin 70°.
因为0°<14°<70°<90°,
所以sin 14°从而-sin 14°>-sin 70°,
即sin 194°>cos 160°.
(2)因为cos=sin,
又<<π<+<π,
y=sin x在上是减函数,
所以sin >sin=cos,
即sin >cos.

(1)求正弦函数的单调区间和最值时要联系正弦函数的图像,同时注意三角函数的周期性.
(2)比较三角函数值的大小时,需要把角化为同一单调区间上的同名三角函数,然后用三角函数的单调性即可,如果角不在同一单调区间上,一般用诱导公式进行转化,然后再比较. 
 比较大小.
(1)sin 250°与sin 260°;
(2)sin与sin.
解析:(1)sin 250°=sin(180°+70°)=-sin 70°,sin 260°=sin(180°+80°)=-sin 80°,
因为0°<70°<80°<90°,
且函数y=sin x,x∈是增函数,
所以sin 70°<sin 80°,
所以-sin 70°>-sin 80°,
即sin 250°>sin 260°.
(2)sin=-sin =-sin 
=-sin=-sin ,
sin=-sin =-sin .
因为0<<<,
且函数y=sin x,x∈是增函数,
所以sin <sin ,-sin>-sin,
即sin<sin.
正弦函数的值域与最值问题
 求函数y=1-2sin2x+sin x的值域.
【解】 y=1-2sin2x+sin x,
令sin x=t,则-1≤t≤1,
y=-2t2+t+1=-2+.
由二次函数y=-2t2+t+1的图像可知-2≤y≤,
即函数y=1-2sin2x+sin x的值域为.

(1)换元法,旨在三角问题代数化,要防止破坏等价性.
(2)转化成同一函数,要注意不要一见sin x就有-1≤sin x≤1,要根据x的范围确定. 
 求函数y=-2cos2x+2sin x+3,x∈的最大值和最小值.
解:y=-2(1-sin2x)+2sin x+3
=2sin2x+2sin x+1=2+.
因为x∈,所以≤sin x≤1.
当sin x=1时,ymax=5;
当sin x=时,ymin=.
1.以下对于正弦函数y=sin x的图像描述不正确的是(  )
A.在x∈[2kπ,2kπ+2π],k∈Z上的图像形状相同,只是位置不同
B.关于x轴对称
C.介于直线y=1和y=-1之间
D.与y轴仅有一个交点
解析:选B.观察y=sin x图像可知A,C,D项正确,且关于原点中心对称,故选B.
2.函数y=-sin x,x∈的简图是(  )
解析:选D.可以用特殊点来验证.当x=0时,y=-sin 0=0,排除A,C;当x=时,y=-sin =1,排除B.
3.若sin x=2m+1且x∈R,则m的取值范围是__________.
解析:因为-1≤sin x≤1,sin x=2m+1,
所以-1≤2m+1≤1,
解得-1≤m≤0.
答案:[-1,0]
4.用五点法画出函数y=-2sin x在区间[0,2π]上的简图.
解:列表:
x
0

π


sin x
0
1
0
-1
0
y=-2sin x
0
-2
0
2
0
描点、连线得y=-2sin x的图像如图.
[A 基础达标]
1.函数y=sin|x|的图像是(  )
解析:选B.因为函数y=sin|x|是偶函数,且x≥0时,sin|x|=sin x.故应选B.
2.函数y=9-sin x的单调递增区间是(   )
A.(k∈Z)
B.(k∈Z)
C.(k∈Z)
D.(k∈Z)
解析:选B.y=9-sin x的单调递增区间与y=sin x的单调递减区间相同.
3.点M在函数y=sin x的图像上,则m等于(  )
A.0              B.1
C.-1 D.2
解析:选B.把x=代入y=sin x得y=sin =1,所以m=1.
4.下列关系式中正确的是(  )
A.sin 11°B.sin 168°C.sin 11°D.sin 168°解析:选C.因为sin 168°=sin(180°-12°)=sin 12°,cos 10°=sin 80°,而y=sin x在[0°,90°]上递增,
所以sin 11°5.在[0,2π]内,不等式sin x<-的解集是(  )
A.(0,π) B.
C. D.
解析:选C.画出y=sin x,x∈[0,2π]的草图如下:
因为sin =,
所以sin=-,
sin=-.
即在[0,2π]内,满足sin x=-的是x=或x=.
可知不等式sin x<-的解集是.
6.下列各点:M(0,0),N,P,Q(π,-2)在函数y=2sin x图像上的是________.
解析:将点的坐标代入可知符合条件的是点M与N.
答案:M,N
7.函数y=sin2x+sin x的值域是________.
解析:令sin x=t,则-1≤t≤1,
则y=t2+t=-.
由于-1≤t≤1,则-≤y≤2.
答案:
8.函数y=log2(sin x)的定义域为________.
解析:据题意知sin x>0,得x∈(2kπ,2kπ+π)(k∈Z).
答案:(2kπ,2kπ+π)(k∈Z)
9.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∈时,f(x)=sin x,求f的值.
解:因为f(x)的最小正周期是π,
所以f=f=f.
因为f(x)是R上的偶函数,
所以f=f=sin =,
所以f=.
10.求函数y=(sin x-1)2+2的最大值和最小值,并说出取得最大值和最小值时相应的x的值.
解:设t=sin x,则有y=(t-1)2+2,
且t∈[-1,1],在闭区间[-1,1]上,
当t=-1时,函数y=(t-1)2+2取得最大值(-1-1)2+2=6.
由t=sin x=-1,得x=2kπ-(k∈Z),
即当x=2kπ-(k∈Z)时,函数y=(sin x-1)2+2取得最大值6.
在闭区间[-1,1]上,当t=1时,
函数y=(t-1)2+2取得最小值,最小值为2.
由t=sin x=1,得x=2kπ+(k∈Z),
即当x=2kπ+(k∈Z)时,
函数y=(sin x-1)2+2取得最小值2.
[B 能力提升]
11.下列函数中,奇函数的个数是(   )
①y=x2sin x;②y=sin x,x∈[0,2π];
③y=sin x,x∈[-π,π];④y=xcos x.
A.1 B.2
C.3 D.4
解析:选C.①因为x∈R,定义域关于原点对称,且f(-x)=(-x)2·sin(-x)=-x2·sin x=-f(x),是奇函数.②因为x∈[0,2π],定义域不关于原点对称,所以它是非奇非偶函数.③因为x∈[-π,π],所以定义域关于原点对称,且f(-x)=sin(-x)=-sin x=-f(x),是奇函数.④因为x∈R,定义域关于原点对称且f(-x)=(-x)·cos(-x)=-x·cos x=-f(x),是奇函数.综上应选C.
12.函数y=sin(2x+φ)(0≤φ≤π)是R上的偶函数,则φ的值是(  )
A.0 B.
C. D.π
解析:选C.当φ=时,y=sin=cos 2x,而y=cos 2x是偶函数,故选C.
13.若x是三角形的最小角,则y=sin x的值域是________.
解析:由三角形内角和为π知,
若x为三角形中的最小角,
则0<x≤,
由y=sin x的图像知y∈.
答案:
14.已知函数f(x)=-sin2x+sin x+a,若1≤f(x)≤对一切x∈R恒成立,求实数a的取值范围.
解:令t=sin x,t∈[-1,1],则原函数可化为g(t)=-t2+t+a=-+a+.
当t=时,g(t)max=a+,
即f(x)max=a+;
当t=-1时,g(t)min=a-2,
即f(x)min=a-2.
故对于一切x∈R,
函数f(x)的值域为.
所以解得3≤a≤4.
[C 拓展探究]
15.在同一坐标系中,作函数y=sin x和y=lg x的图像,根据图像判断出方程sin x=lg x的解的个数.
解:建立平面直角坐标系xOy,
先画出函数y=sin x的图像,
描出点(1,0),(10,1),并用光滑曲线连接得到y=lg x的图像,如图所示.
由图像可知方程sin x=lg x的解有3个.
课件31张PPT。第七章 三角函数第七章 三角函数非零常数T每一个所有周期中最小的正数最小的正数R[-1,1]奇1正弦曲线本部分内容讲解结束按ESC键退出全屏播放