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5. 4.2正弦函数、余弦函数的性质
(基础知识+基本题型)
知识点一 周期函数
定义:一般地,对于函数,如果存在一个非零常数T,使得当取定义域内的每一个值时,都有,那么函数就叫做周期函数. 非零常数T叫做这个函数的周期.
由周期函数的定义可知,周期T并不唯一,若周期函数的所有周期中存在一个最小的正数,我们便称这个数为最小正周期,以下我们说的周期一般指最小正周期.
【拓展】
(1)周期函数的定义是对定义域中的每一个来说的,只有个别的的值满足不能说T是的周期.
(2)从等式“”来看,应强调的是自变量本身加的非零常数T才是周期,例如恒成立,但T不是的周期,若写成,则是的周期.
(3)如果T是函数的周期,那么也一定是函数的周期.
(4)周期函数的定义域不一定是R,但是一定是无限集.
(5)对于周期函数来说,并不是所有的函数都有最小正周期,如函数.
【拓展】求三角函数的周期的常见方法
(1)公式法:对于或(A,ω,φ是常数,且A≠0,ω≠0),.
(2)观察法(图象法):画出函数图象,观察图象可得函数周期.
知识点二 正弦函数、余弦函数的性质
函数
图象
定义域
R
R
值域
[-1, 1]
[-1, 1]
周期性
最小正周期为2π
最小正周期为2π
奇偶性
奇函数
偶函数
单调性
在每一个闭区间()上都是增函数;在每一个闭区间()上都是减函数
在每一个闭区间[(2k-1)π, 2kπ]()上都是增函数;在每一个闭区间[2kπ, (2k+1)π]()上都是减函数
最值
当()时,ymax=1;
当()时,ymin=-1
当x=2kπ()时,ymax=1;
当x=(2k+1)π()时,ymin=-1
图象的对称性
对称中心(kπ, 0)(),
对称轴()
对称中心(),
对称轴x=kπ()
【拓展】
(1)正弦函数(余弦函数)不是定义域上的单调函数.另外,说“正弦函数(余弦函数)在第一象限内是增(减)函数”是错误的,因为在第一象限内,即使是终边相同的角,它们也可以相差2π的整数倍.
(2)正弦曲线(余弦曲线)的对称轴一定过正弦曲线(余弦曲线)的最高点或最低点,即此时的正弦值(余弦值)取最大值或最小值.
(3)正弦曲线(余弦曲线)的对称中心一定是正弦曲线(余弦曲线)与轴的交点,即此时的正弦值(余弦值)为0.
考点一 函数的奇偶性问题
【例1】若函数()是R上的偶函数,则φ可以等于
A. 0 B. C. D.
解析:因为,而是R上的偶函数,所以,故选C.
答案:C
总结:判断一个函数或者是否具备奇偶性,关键是看它能否通过诱导公式转化为或中的一个。
(1)要使为奇函数,则;
(2)要使为偶函数,则;
(3)要使为奇函数,则;
(4)要使为偶函数,则。
考点二 函数的周期性、对称性与单调性问题
【例2】 已知函数 。
求函数的周期;
求函数的对称轴与对称轴中心;
求函数的单调区间。
解:(1)由,得,所以。①
(2)令,②
得。
所以函数的对称轴为。
令③得.
所以函数的对称中心为。
当时,④
函数单调递增,故函数的单调递增区间是;
当时,
函数单调递减,故函数的单调递减区间是。
【例3】 已知,是否存在常数,使得的值域为?若存在,求出a,b的值;若不存在,请说明理由。
分析:先根据x的范围确定的范围,从而确定的取值范围,再假设存在这样的有理数,a,b最后分a>0和a<0两种情况讨论求解。
解:因为,所以,
所以,
假设存在这样的有理数a,b,则
当a>0时,
解得a=1,b=(不合题意,舍去);
当a<0时,
解得a=-1,b=1.
故a,b存在,且a=-1,b=1.
【解后反思】在求解探究性问题时,先假设结论成立,再看推理过程中是否产生矛盾,最后得出肯定或否定的结论。
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