1.3.2 三角函数的图像与性质。
1.利用单位圆中正弦线作正弦函数图象作法:(几何作法)
1)在直角坐标系的轴上任取一点o1,以o1为圆心作单位圆,从⊙o1与x轴的交点a起,把⊙o1分成12等份,过⊙o1上各点作x轴的垂线,可得对应于等角的正弦线;
2)把轴上这一段分成12等份,把角的正弦线向右平行移动,使正弦线的起点与轴上的点重合;
3)用光滑曲线把这些正弦线的终点连结起来,就得到正弦函数,的图象。
因为终边相同的角的函数值相同,所以,函数,()且的图象与函数,的图象的形状完全相同,只是位置不同,于是只要将函数,的图象向左、右平移,就可得到函数,的图象。
2.余弦函数的图象。
由于,所以余弦函数,与函数,是同一个函数;这样,余弦函数的图象可由:正弦曲线向左平移个单位得到,即:
3.五点法作图。
4.正弦、余弦函数的定义域、值域。
5.正切函数的定义域是什么。
6.正切函数是不是周期函数?, 是的一个周期。
是不是正切函数的最小正周期?下面作出正切函数图象来判断。
7.作, 的图象。
说明:(1)正切函数的最小正周期不能比小,正切函数的最小正周期是;
2)根据正切函数的周期性,把上述图象向左、右扩展,得到正切函数,且的图象,称“正切曲线”。
3)由图象可以看出,正切曲线是由被相互平行的直线所隔开的无穷多支曲线组成的。
8.正切函数的性质。
1)定义域:;
2)值域:r
观察:当从小于,时,
当从大于,时,。
3)周期性:;
4)奇偶性:由知,正切函数是奇函数;
5)单调性:在开区间内,函数单调递增。
例1:求下列函数的定义域:
例2:求使下列函数取得最大值的自变量的集合,并说出最大值是什么?
例3:求下列函数的值域:
例4:求函数的值域。
例5:求函数的值域。
例6:求函数的最大值和最小值,并写出函数取最值时对应的的值。
例7:求函数的值域。
例8:如图,有一快以点为圆心的半圆形空地,要在这块空地上划出一个内接矩形辟为绿地,使其一边落在半圆的直径上,另两点、落在半圆的圆周上,已知半圆的半径长为,如何选择关于点对称的点、的位置,可以使矩形的面积最大?
例9:已知函数()的最大值为,最小值为,求函数的最大值和最小值。
例10:已知函数的定义域是,值域是,求常数.
例11:求下列函数的周期:(12)
例12:求函数的定义域、值域,指出它的周期性、奇偶性、单调性,并说明它的图象可以由正切曲线如何变换得到。
例13:用图象求函数的定义域。
例14.“”是“”的条件。
例15.与函数的图象不相交的一条直线是( )
例16.函数的定义域是。
例17.函数的值域是( )
例18.函数的奇偶性是周期是。
1.3.3 函数的图象。
1.型函数的图象。
一般地,函数, 的图象可看作把正弦曲线上所有点的纵坐标伸长(时)或缩短(时)到原来的倍(横坐标不变的情况下)而得到,因此,,的值域是,最大值为,最小值为.
2.型函数的图象。
一般地,函数,()的图象可以看作把正弦曲线上所有点的横坐标缩短(时)或伸长(时)到原来的倍(纵坐标不变的情况下)而得到的。
3.型的函数图象。
一般地,函数(),的图象,可看作把正弦曲线上所有点向左(时)或向右(时)平行移动个单位而得到。
4.的物理意义。
当,(其中,)表示一个振动量时,表示这个量振动时离开平衡位置的最大距离,通常称为这个振动的振幅,往复振动一次需要的时间称为这个振动的周期,单位时间内往复振动的次数,称为振动的频率。称为相位,时的相位称为初相。
5.图象的变换。
一般地,函数,的图象(其中,)的图象,可看作由下面的方法得到:
把正弦曲线上所有点向左(当时)或向右(当时)平行移动个单位长度;
②再把所得各点横坐标缩短(当时)或伸长(当时)到原来的倍(纵坐标不变);
再把所得各点的纵坐标伸长(当时)或缩短(当时)到原来的倍(横坐标不变)。
即先作相位变换,再作周期变换,再作振幅变换。
例1 画出函数,,,的简图。
例2 画出函数,,,的函数简图。
例3 画出函数,,,的简图。
例4 画出函数的简图。
1.3.4 函数的解析式。
1.根据函数图象求解析式。
例1:已知函数(,)一个周期内的函数图象,如下图所示,求函数的一个解析式。
2.由已知条件求解析式。
例2: 已知函数(,,的最小值是,图象上相邻两个最高点与最低点的横坐标相差,且图象经过点,求这个函数的解析式。
例3:已知函数(,,的最大值为,最小值为,周期为,且图象过点,求这个函数的解析式。
例1解: (1), 2),
例2解:(1)使函数,取得最大值的的集合,就是使函数, 取得最大值的的集合,所以,函数,的最大值是.
2)令,那么必须并且只需,且使函数,取得最大值的的集合是,由,得,即:使函数,取得最大值的的集合是,函数的最大值是.
例3解:(1)∵,所以,值域为.
2解得, 所以,值域为.
例4解: ,所以,函数的值域是.
例5解: ,所以,函数的值域为.
例6解: 令,则,∴(当,即或()时,当,即()时,.
例7解:令,则,又∵,∴当时,,当时,所以,函数的值域为.
例8解:设,则,,∴当取得最大值时,取得最大值,此时,答:、应该选在离点处,才能使矩形的面积最大,最大面积为.
例9解:()
当时,, 当时,,
由①②得,∴,所以,当时,,当时,.
例10解:
若,则当时函数取得最大值,当时函数取得最小值,,解得:,若时,则当时函数取得最大值,当时函数取得最小值,,解得:, 所以,或.
例11(1) 答:。(2)答:。的周期.
例12解:由得,所求定义域为,值域为r,周期,是非奇非偶函数,在区间上是增函数。将图象向右平移个单位,得到的图象;再将。
的图象上所有点的横坐标变为原来的倍(纵坐标不变),就得到函数的图象。
例13解:由得,利用图象知,所求定义域为,亦可利用单位圆求解。
例14既不充分也不必要
例15 d 例16例17 例18奇函数。
例1解:先画出它们在上的图象,再向左右扩展,由图可知,对于同一个,,的图象上的点的纵坐标等于,的图象上的点的纵坐标的倍,因此,,的图象可以看作正弦曲线上所有点的纵坐标伸长到原来的倍(横坐标不变的情况下)而得到的。,的图象的情况也类似:
纵坐标变为原来的(横坐标不变情况下)。
例2解:先画出它们在一个周期内的图象,再向左、右扩展,例3解:由函数图象的平移知:
,的图象可看作,的图象向左平移个单位得到;,的图象可看作,的图象向右平移个单位得到。可得图象如下:
例4解:函数的周期为,先画出它在长度为一个周期内的闭区间上的简图,再左右拓展即可,先用五点法画图:
函数的图象可看作由下面的方法得到的:
①图象上所有点向左平移个单位,得到的图象上;②再把图象上所点的横坐标缩短到原来的,得到的图象;③再把图象上所有点的纵坐标伸长到原来的倍,得到的图象。
问题:以上步骤能否变换次序?
所以,函数的图象还可看作由下面的方法得到的:
①图象上所点的横坐标缩短到原来的,得到函数的图象;②再把函数图象上所有点向左平移个单位,得到函数的图象;③再把函数的图象上所有点的纵坐标伸长到原来的倍,得到的图象。
例1解:由图知:函数最大值为,最小值为,又∵,∴由图知∴,∴又∵,
∴图象上最高点为,∴,即,可取,所以,函数的一个解析式为.
例2解:由题意。
又∵图象经过点, ∴即,又∵, 所以,函数的解析式为.
例3 解: ,又∵, 又∵图象过点,∴,又∵,∴或,所以,函数解析式为或.
一般的最常用公式有:
sin(a+b)=sina*cosb+sinb*cosa
sin(a-b)=sina*cosb-sinb*cosa
cos(a+b)=cosa*cosb-sina*sinb
cos(a-b)=cosa*cosb+sina*sinb
tan(a+b)=(tana+tanb)/(1-tana*tanb)
tan(a-b)=(tana-tanb)/(1+tana*tanb)
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