6.函數(shù)的單調(diào)性是在定義域或定義域的某個子區(qū)間上考慮的,要比較兩三角函數(shù)值的大小一般先將它們化歸為同一單調(diào)區(qū)間的同名函數(shù)再由該函數(shù)的單調(diào)性來比較大小。
5.求三角函數(shù)式的最小正周期時,要盡可能地化為只含一個三角函數(shù),且三角函數(shù)的次數(shù)為1的形式,否則很容易出現(xiàn)錯誤。
4.求定義域時,若需先把式子化簡,一定要注意變形時x的取值范圍不能發(fā)生變化。
3.對于具有周期性的函數(shù),應(yīng)先求出周期,作圖象時只要作出一個周期的圖象,就可根據(jù)周期性作出整個函數(shù)的圖象。
2.作函數(shù)的圖象時,首先要確定函數(shù)的定義域。
1.?dāng)?shù)形結(jié)合是數(shù)學(xué)中重要的思想方法,在中學(xué)階段,對各類函數(shù)的研究都離不開圖象,很多函數(shù)的性質(zhì)都是通過觀察圖象而得到的。
題型1:三角函數(shù)的圖象
例1.(2000全國,5)函數(shù)y=-xcosx的部分圖象是( )
解析:因為函數(shù)y=-xcosx是奇函數(shù),它的圖象關(guān)于原點對稱,所以排除A、C,當(dāng)x∈(0,)時,y=-xcosx<0。答案為D。
例2.(2002上海,15)函數(shù)y=x+sin|x|,x∈[-π,π]的大致圖象是( )
解析:由奇偶性定義可知函數(shù)y=x+sin|x|,x∈[-π,π]為非奇非偶函數(shù)。選項A、D為奇函數(shù),B為偶函數(shù),C為非奇非偶函數(shù)。
點評:利用函數(shù)的性質(zhì)來描繪函數(shù)的圖象,這樣既有利于掌握函數(shù)的圖象與性質(zhì),又能熟練地運(yùn)用數(shù)形結(jié)合的思想方法。
題型2:三角函數(shù)圖象的變換
例3.試述如何由y=sin(2x+)的圖象得到y=sinx的圖象。
解析:y=sin(2x+)
另法答案:
(1)先將y=sin(2x+)的圖象向右平移個單位,得y=sin2x的圖象;
(2)再將y=sin2x上各點的橫坐標(biāo)擴(kuò)大為原來的2倍(縱坐標(biāo)不變),得y=sinx的圖象;
(3)再將y=sinx圖象上各點的縱坐標(biāo)擴(kuò)大為原來的3倍(橫坐標(biāo)不變),即可得到y=sinx的圖象。
例4.(2003上海春,15)把曲線ycosx+2y-1=0先沿x軸向右平移個單位,再沿y軸向下平移1個單位,得到的曲線方程是( )
A.(1-y)sinx+2y-3=0 B.(y-1)sinx+2y-3=0
C.(y+1)sinx+2y+1=0 D.-(y+1)sinx+2y+1=0
解析:將原方程整理為:y=,因為要將原曲線向右、向下分別移動個單位和1個單位,因此可得y=-1為所求方程.整理得(y+1)sinx+2y+1=0.
點評:本題考查了曲線平移的基本方法及三角函數(shù)中的誘導(dǎo)公式。如果對平移有深刻理解,可直接化為:(y+1)cos(x-)+2(y+1)-1=0,即得C選項。
題型3:三角函數(shù)圖象的應(yīng)用
例5.已知電流I與時間t的關(guān)系式為。
(1)右圖是(ω>0,)
在一個周期內(nèi)的圖象,根據(jù)圖中數(shù)據(jù)求
的解析式;
(2)如果t在任意一段秒的時間內(nèi),電流都能取得最大值和最小值,那么ω的最小正整數(shù)值是多少?
解析:本小題主要考查三角函數(shù)的圖象與性質(zhì)等基礎(chǔ)知識,考查運(yùn)算能力和邏輯推理能力.
(1)由圖可知 A=300。
設(shè)t1=-,t2=,
則周期T=2(t2-t1)=2(+)=。
∴ ω==150π。
又當(dāng)t=時,I=0,即sin(150π·+)=0,
而, ∴ =。
故所求的解析式為。
(2)依題意,周期T≤,即≤,(ω>0)
∴ ω≥300π>942,又ω∈N*,
故最小正整數(shù)ω=943。
點評:本題解答的開竅點是將圖形語言轉(zhuǎn)化為符號語言.其中,讀圖、識圖、用圖是形數(shù)結(jié)合的有效途徑。
例6.(1)(2003上海春,18)已知函數(shù)f(x)=Asin(ωx+)(A>0,ω>0,x∈R)在一個周期內(nèi)的圖象如圖所示,求直線y=與函數(shù)f(x)圖象的所有交點的坐標(biāo)。
解析:根據(jù)圖象得A=2,T=π-(-)=4π,
∴ω=,∴y=2sin(+),
又由圖象可得相位移為-,∴-=-,∴=.即y=2sin(x+)。
根據(jù)條件=2sin(),∴=2kπ+(k∈Z)或=2kπ+π(k∈Z),
∴x=4kπ+(k∈Z)或x=4kπ+π(k∈Z)。
∴所有交點坐標(biāo)為(4kπ+)或(4kπ+)(k∈Z)。
點評:本題主要考查三角函數(shù)的基本知識,考查邏輯思維能力、分析和解決問題的能力。
(2)(2002全國文5,理4)在(0,2π)內(nèi),使sinx>cosx成立的x取值范圍為( )
A.(,)∪(π,) B.(,π)
C.(,) D.(,π)∪(,)
解析:C;
解法一:作出在(0,2π)區(qū)間上正弦和余弦函數(shù)的圖象,解出兩交點的橫坐標(biāo)和,由圖1可得C答案。
圖1 圖2
解法二:在單位圓上作出一、三象限的對角線,由正弦線、余弦線知應(yīng)選C。(如圖2)
題型4:三角函數(shù)的定義域、值域
例7.(1)已知f(x)的定義域為[0,1],求f(cosx)的定義域;
(2)求函數(shù)y=lgsin(cosx)的定義域;
分析:求函數(shù)的定義域:(1)要使0≤cosx≤1,(2)要使sin(cosx)>0,這里的cosx以它的值充當(dāng)角。
解析:(1)0≤cosx<12kπ-≤x≤2kπ+,且x≠2kπ(k∈Z)。
∴所求函數(shù)的定義域為{x|x∈[2kπ-,2kπ+]且x≠2kπ,k∈Z}。
(2)由sin(cosx)>02kπ<cosx<2kπ+π(k∈Z)。
又∵-1≤cosx≤1,∴0<cosx≤1。
故所求定義域為{x|x∈(2kπ-,2kπ+),k∈Z}。
點評:求三角函數(shù)的定義域,要解三角不等式,常用的方法有二:一是圖象,二是三角函數(shù)線。
例8.(2003京春,18)已知函數(shù)f(x)=,求f(x)的定義域,判斷它的奇偶性,并求其值域。
解析:由cos2x≠0得2x≠kπ+,解得x≠,k∈Z,所以f(x)的定義域為{x|x∈R且x≠,k∈Z},
因為f(x)的定義域關(guān)于原點對稱,
且f(-x)==f(x)。
所以f(x)是偶函數(shù)。
又當(dāng)x≠(k∈Z)時,
f(x)=。
所以f(x)的值域為{y|-1≤y<或<y≤2}。
點評:本題主要考查三角函數(shù)的基本知識,考查邏輯思維能力、分析和解決問題的能力。
題型5:三角函數(shù)的單調(diào)性
例9.求下列函數(shù)的單調(diào)區(qū)間:
(1)y=sin(-);(2)y=-|sin(x+)|。
分析:(1)要將原函數(shù)化為y=-sin(x-)再求之。
(2)可畫出y=-|sin(x+)|的圖象。
解:(1)y=sin(-)=-sin(-)。
故由2kπ-≤-≤2kπ+。
3kπ-≤x≤3kπ+(k∈Z),為單調(diào)減區(qū)間;
由2kπ+≤-≤2kπ+。
3kπ+≤x≤3kπ+(k∈Z),為單調(diào)增區(qū)間。
∴遞減區(qū)間為[3kπ-,3kπ+],
遞增區(qū)間為[3kπ+,3kπ+](k∈Z)。
(2)y=-|sin(x+)|的圖象的增區(qū)間為[kπ+,kπ+],減區(qū)間為[kπ-,kπ+]。
例10.(2002京皖春文,9)函數(shù)y=2sinx的單調(diào)增區(qū)間是( )
A.[2kπ-,2kπ+](k∈Z)
B.[2kπ+,2kπ+](k∈Z)
C.[2kπ-π,2kπ](k∈Z)
D.[2kπ,2kπ+π](k∈Z)
解析:A;函數(shù)y=2x為增函數(shù),因此求函數(shù)y=2sinx的單調(diào)增區(qū)間即求函數(shù)y=sinx的單調(diào)增區(qū)間。
題型6:三角函數(shù)的奇偶性
例11.判斷下面函數(shù)的奇偶性:f(x)=lg(sinx+)。
分析:判斷奇偶性首先應(yīng)看定義域是否關(guān)于原點對稱,然后再看f(x)與f(-x)的關(guān)系。
解析:定義域為R,又f(x)+f(-x)=lg1=0,
即f(-x)=-f(x),∴f(x)為奇函數(shù)。
點評:定義域關(guān)于原點對稱是函數(shù)具有奇偶性的必要(但不充分)條件。
例12.(2001上海春)關(guān)于x的函數(shù)f(x)=sin(x+)有以下命題:
①對任意的,f(x)都是非奇非偶函數(shù);
②不存在,使f(x)既是奇函數(shù),又是偶函數(shù);
③存在,使f(x)是奇函數(shù);
④對任意的,f(x)都不是偶函數(shù)。
其中一個假命題的序號是_____.因為當(dāng)=_____時,該命題的結(jié)論不成立。
答案:①,kπ(k∈Z);或者①,+kπ(k∈Z);或者④,+kπ(k∈Z)
解析:當(dāng)=2kπ,k∈Z時,f(x)=sinx是奇函數(shù)。當(dāng)=2(k+1)π,k∈Z時f(x)=-sinx仍是奇函數(shù)。當(dāng)=2kπ+,k∈Z時,f(x)=cosx,或當(dāng)=2kπ-,k∈Z時,f(x)=-cosx,f(x)都是偶函數(shù).所以②和③都是正確的。無論為何值都不能使f(x)恒等于零。所以f(x)不能既是奇函數(shù)又是偶函數(shù)。①和④都是假命題。
點評:本題考查三角函數(shù)的奇偶性、誘導(dǎo)公式以及分析問題的能力,注意k∈Z不能不寫,否則不給分,本題的答案不惟一,兩個空全答對才能得分。
題型7:三角函數(shù)的周期性
例13.求函數(shù)y=sin6x+cos6x的最小正周期,并求x為何值時,y有最大值。
分析:將原函數(shù)化成y=Asin(ωx+)+B的形式,即可求解。
解析:y=sin6x+cos6x=(sin2x+cos2x)(sin4x-sin2xcos2x+cos4x)
=1-3sin2xcos2x=1-sin22x=cos4x+。
∴T=。
當(dāng)cos4x=1,即x=(k∈Z)時,ymax=1。
例14.設(shè)的周期,最大值,
(1)求、、的值;
(2)。
解析:(1) , , ,
又 的最大值。
, 、佟 ,且 ②,
由 ①、②解出 a=2 , b=3.
(2) , ,
,
, 或 ,
即 ( 共線,故舍去) , 或 ,
。
點評:方程組的思想是解題時常用的基本思想方法;在解題時不要忘記三角函數(shù)的周期性。
題型8:三角函數(shù)的最值
例15.(2003京春文,2)設(shè)M和m分別表示函數(shù)y=cosx-1的最大值和最小值,則M+m等于( )
A. B.- C.- D.-2
解析:D;因為函數(shù)g(x)=cosx的最大值、最小值分別為1和-1。所以y=cosx-1的最大值、最小值為-和-。因此M+m=-2。
例16.(2000京、皖春理,10)函數(shù)y=的最大值是( )
A.-1 B.+1 C.1- D.-1-
解析:B;。
9.五點法作y=Asin(ωx+)的簡圖:
五點取法是設(shè)x=ωx+,由x取0、、π、、2π來求相應(yīng)的x值及對應(yīng)的y值,再描點作圖。
8.求三角函數(shù)的周期的常用方法:
經(jīng)過恒等變形化成“、”的形式,在利用周期公式,另外還有圖像法和定義法。
7.求三角函數(shù)的單調(diào)區(qū)間:一般先將函數(shù)式化為基本三角函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)式,要特別注意A、的正負(fù)利用單調(diào)性三角函數(shù)大小一般要化為同名函數(shù),并且在同一單調(diào)區(qū)間;
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