三角函数的图像与性质

发布 2022-09-23 06:09:28 阅读 9479

一、知识回顾:

1.正弦、余弦、正切函数的图像和性质。

2.掌握以下与三角函数有关的值域问题。

1),其中,其值域为。

2),其中,其值域为。

3)对于形如型的函数,可以令转化为求

的值域。3.函数。

振幅是,最小正周期是,初相是;其图象的对称轴是直线,凡是该图象与轴的交点都是该图象的对称中心。

4.由y=sinx的图象变换出y=sin(ωx+)的图象一般有两个途径,只有区别开这两个途径,才能灵活进行图象变换。

利用图象的变换作图象时,提倡先平移后伸缩,但先伸缩后平移也经常出现无论哪种变形,请切记每一个变换总是对字母x而言,即图象变换要看“变量”起多大变化,而不是“角变化”多少。

途径一:先平移变换再周期变换(伸缩变换)

先将y=sinx的图象向左(>0)或向右(<0=平移||个单位,再将图象上各点的横坐标变为原来的倍(ω>0),便得y=sin(ωx+)的图象。

途径二:先周期变换(伸缩变换)再平移变换。

先将y=sinx的图象上各点的横坐标变为原来的倍(ω>0),再沿x轴向左(>0)或向右(<0=平移个单位,便得y=sin(ωx+)的图象。

要特别注意,若由得到的图象,则向左或向右平移应平移个单位,如。

1)函数的图象经过怎样的变换才能得到的图象?

答:向上平移1个单位得的图象,再向左平移个单位得的图象,横坐标扩大到原来的2倍得的图象,最后将纵坐标缩小到原来的即得的图象);

2) 要得到函数的图象,只需把函数的图象向___平移___个单位。

答:左;);

(3)将函数图像,按向量平移后得到的函数图像关于原点对称,这样的向量是否唯一?若唯一,求出;若不唯一,求出模最小的向量。

答:存在但不唯一,模最小的向量);

5.由y=asin(ωx+)的图象求其函数式。

给出图象确定解析式y=asin(ωx+)的题型,有时从寻找“五点”中的第一零点(-,0)作为突破口,要从图象的升降情况找准第一个零点的位置。

6.五点法作y=asin(ωx+)的简图。

五点取法是设x=ωx+,由x取π来求相应的x值及对应的y值,再描点作图。

附录三种基本变换规律:

1.平移变换规律。

(1)水平平移:y=f(x+ )的图象,可由y=f(x)的图象向左( >0), 或向右( <0)平移| |个单位得到。

(2)垂直平移:y=f(x)+b的图象,可由y=f(x)的图象向上(b>0)或向下(b<0)平移|b|个单位得到。

2.对称变换规律。

1) y=-f(x)与y=f(x)的图象关于x轴对称。

2) y=f(-x)与y=f(x)的图象关于y轴对称。

3) y=f -1(x)与y=f(x)的图象关于直线y=x对称。

4) y=-f-1(-x)与y=f(x) 的图象关于直线y=-x对称。

5) y=-f(-x)与y=f(x)的图象关于原点对称。

3.伸缩变换规律。

1) 水平伸缩:y=f(ωx)(ω0)的图象,可由y=f(x)的图象上每点的横坐标伸长(0<ω<1) 或缩短(ω>1)到原来的倍(纵坐标不变)得到。

2) 垂直伸缩:y=af(x)(a>0)的图象,可由y=f(x)的图象上每点的纵坐标伸长(a>1)或缩短(0<a<1)到原来的a倍(横坐标不变)得到。

注:函数y=asin(ωx+ )a>0, ω0) 的图象变换规律,是上述平移变换与伸缩变换结合在一起的特殊情况,这一变换规律对一般函数y=af(ωx+ )a>0, ω0)也成立。

二、典型例题:

例1.求下列函数的定义域:

例2.求下列函数的单调减区间:

例3.求下列函数的最小正周期:

例4.(1)已知,求的最大值与最小值.

2)求函数的最大值.

分析:可化为二次函数求最值问题.

例5.已知函数,.

i)求的最大值和最小值;

ii)若不等式在上恒成立,求实数的取值范围.

分析:观察角,单角二次型,降次整理为形式.

例6.已知函数.

ⅰ)用五点法画出函数在区间上的图象,长度为一个周期;

ⅱ)说明的图像可由的图像经过怎样变换而得到.

分析:化为形式.

例7.已知正弦函数的图像如右图所示.

1)求此函数的解析式;

2)求与图像关于直线对称的曲线的解析式;

3)作出函数的图像的简图.

分析:识别图像,抓住关键点.

三、同步练习:

1.函数的最小正周期为。

2.设函数,则在上的单调递减区间为。

3.函数的单调递增区间是。

4.设函数,则的最小正周期为。

5.函数在上的单调递增区间是。

6.已知函数.

ⅰ)求的定义域;

ⅱ)若角在第一象限且,求.

7. 设函数图像的一条对称轴是直线.

ⅰ)求;ⅱ)求函数的单调增区间;

ⅲ)画出函数在区间上的图像。

8.函数的最小值等于。

9.当时,函数的最小值是。

10.函数的最大值为___最小值为___

11.函数的值域为。

12.已知函数在区间上的最小值是,则的最小值等于。

13.已知函数.

ⅰ)求函数的最小正周期;

ⅱ)求函数在区间上的最小值和最大值.

14.为了得到函数的图像,只需把函数,的图像上所有的点。

向左平移个单位长度,再把所得各点的横坐标缩短到原来的倍(纵坐标不变);

向右平移个单位长度,再把所得各点的横坐标缩短到原来的倍(纵坐标不变);

向左平移个单位长度,再把所得各点的横坐标伸长到原来的3倍(纵坐标不变);

向右平移个单位长度,再把所得各点的横坐标伸长到原来的3倍(纵坐标不变).

其中,正确的序号有。

15.为了得到函数的图象,可以将函数的图象向右平移___个单位长度.

16.若函数,(其中,)的最小正周期是,且,则。

17.在内,使成立的取值范围为。

18.下列函数:

其中函数图象的一部分如右图所示的序号有。

19.如图,某地一天从6时至14时的温度变化曲线近似满足函数。

1)求这段时间的最大温差;

2)写出这段时间的函数解析式.

20.如图,函数的图象与轴相交于点,且该函数的最小正周期为.

1)求和的值;

2)已知点,点是该函数图象上一点,点是的中点,当,时,求的值.

参***:典型例题:

例1.解:(1)即,故函数的定义域为且。

2)即。故函数的定义域为.

点评:由几个函数的和构成的函数,其定义域是每一个函数定义域的交集;第(2)问可用数轴取交集.

例2.解:(1)因为,故原函数的单调减区间为.

2)由,得,又,所以该函数递减区间为,即.

点评:利用复合函数求单调区间应注意定义域的限制.

例3.解:(1)由函数的最小正周期为,得的周期.

点评:求三角函数的周期一般有两种:(1)化为的形式特征,利用公式求解;(2)利用函数图像特征求解.

例4.解:(1)由已知得:,,则.

当时,有最小值;当时,有最小值.

2)设,则,则,当时,有最大值为.

点评:第(1)小题利用消元法,第(2)小题利用换元法最终都转化为二次函数求最值问题;但要注意变量的取值范围.

例5.解:(ⅰ

又,,即,ⅱ)且,即的取值范围是.

例6.解:(i)由。

列表,取点,描图:

故函数在区间上的图象是:

ⅱ)解法一:把图像上所有点向右平移个单位,得到的图像,再把的图像上所有点的横坐标缩短为原来的(纵坐标不变),得到的图像,然后把的图像上所有点纵坐标伸长到原来的倍(横坐标不变),得到的图像,再将的图像上所有点向上平移1个单位,即得到的图像.

解法二:把图像上所有点的横坐标缩短为原来的(纵坐标不变),得到的图像,再把图像上所有点向右平移个单位,得到的图像,然后把的图像上所有点纵坐标伸长到原来的倍(横坐标不变),得到的图像,再将的图像上所有点向上平移1个单位,即得到的图像.

例7.解:(1)由图知,,,即.

将,代入,得,解得,即.

2)设函数图像上任一点为,与它关于直线对称的对称点为,得解得代入中,得.

3),简图如图所示.

点评:由图像求解析式,比较容易求解,困难的是待定系数求和,通常利用周期确定,代入最高点或最低点求.

同步练习:2.,。3.。4.。5.

6.解:(ⅰ由得,即.

故的定义域为.

ⅱ)由已知条件得.

从而。7.解:(ⅰ的图像的对称轴,ⅱ)由(ⅰ)知。

由题意得。所以函数。

ⅲ)由。故函数。

13.解:(ⅰ

因此,函数的最小正周期为.

ⅱ)因为在区间上为增函数,在区间上为减函数,又,故函数在区间上的最大值为,最小值为.

19.解:(1)由图示,这段时间的最大温差是℃

2)图中从6时到14时的图象是函数的半个周期,解得。

由图示, 这时,将代入上式,可取。

综上,所求的解析式为()

20.解:(1)将,代入函数得,因为,所以.

又因为该函数的最小正周期为,所以,因此.

2)因为点,是的中点,所以点的坐标为.

又因为点在的图象上,所以.

因为,所以,从而得或.即或.

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