正余弦函数的单调性
1.4.2第2课时 正、余弦函数的单调性与最值 课件

第一章 三角函数
(4)确定含有正弦函数或余弦函数的较复杂函数的单调性时, 要注意使用复杂函数的判断方法来判断. 2.解析正弦函数、余弦函数的最值 (1)明确正弦、余弦函数的有界性,即|sin x|≤1,|cos x|≤1. (2)对有些函数,其最值不一定就是1或-1,要依赖函数的定 义域来决定. (3)形如y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的函数求最值时,通常利 用“整体代换”,即令ωx+φ=z,将函数转化为y=Asin z的 形式求最值.
第一章 三角函数
栏目 导引
第一章 三角函数
单调减区间为[34π+2kπ,74π+2kπ](k∈Z). 所以原函数 y=2sin(π4-x)的单调增区间为[34π+2kπ,74π+ 2kπ](k∈Z); 单调减区间为[-π4+2kπ,34π+2kπ](k∈Z).
栏目 导引
第一章 三角函数
【名师点评】 正弦、余弦函数单调区间的求解技巧: (1)结合正弦、余弦函数的图象,熟记它们的单调区间. (2)确定函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)单调区间的方法:采 用“换元”法整体代换,将ωx+φ看作一个整体,可令“z= ωx+φ”,即通过求y=Asin z的单调区间而求出函数的单调 区间.若ω<0,则可利用诱导公式将x的系数转变为正数.
栏目 导引
第一章 三角函数
跟踪训练
1.求函数 y=sin(π3-12x),x∈[-2π,2π]的单调递增区间. 解:y=sin(π3-12x)=-sin(12x-π3). 由 y=sin x 与 y=-sin x 的图象关于 x 轴对称可知,y=sin x 的递增 区间就是 y=-sin x 的递减区间.因此,要求 y=-sin(12x-π3)的递 增区间,只要求出 y=sin(12x-π3)的递减区间即可.
正、余弦函数的单调性与最值

比较三角函数值的大小 比较下列各组数的大小. (1)cos-253π与 cos-147π; (2)sin2 012°和 cos157°.
【思路探索】 利用诱导公式将异名三角函数转化为 同名三角函数,非同一单调区间的角,转化到同一单调区 间上,再利用函数的单调性比较.
【解】 (1)解法一: ∵cos-253π=cos-6π+75π=cos75π, cos-147π=cos-6π+74π=cos74π, ∵π<75π<74π<2π, 又 y=cosx 在[π,2π]上单调递增, ∴cos75π<cos74π,
求函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω≠0)或y=Acos(ωx+ φ)(A>0,ω≠0)的单调区间,一般将ωx+φ视作整体,代入y =sinx或y=cosx相关的单调区间所对应的不等式,解之即 得.这里实际上采用的是整体的思想,这是研究三角函数 性质的重要数学思想,一般地,ω<0时,y=Asin(ωx+ φ)(Aω≠0)变形为y=-Asin(-ωx-φ),y=Acos(ωx+ φ)(Aω≠0)变形为y=Acos(-ωx-φ),再求函数的单调区 间.所有的这些变形都是为了使x前面的系数为正值.同 时要注意A<0时单调区间的变化.
单调减区间为2kπ+π6,2kπ+76π. (2)函数 y=2sinπ3-2x=-2sin2x-3π,令 2kπ-2π≤2x -π3≤2kπ+2π(k∈Z),得 kπ-1π2≤x≤kπ+152π(k∈Z),∴函数 y=2sin3π-2x的单调减区间为kπ-1π2,kπ+152(k∈Z).令π2 +2kπ≤2x-3π≤32π+2kπ,k∈Z,解得152π+kπ≤x≤1112π+kπ, k∈Z,即原函数的单调递增区间为152π+kπ,1112π+kπ(k∈Z).
正弦,余弦函数的单调性和奇偶性

(奇偶性,单调性) 奇偶性,单调性)
X
正弦, 正弦,余弦函数的图象和性质
y
1 -4π -3π -2π -π
o
-1
π
2π
3π
4π
5π
6π
x
y=sinx (x∈R) ∈
∈ 定义域 x∈R ∈ 值 域 y∈[ - 1, 1 ] π 周期性 T = 2π
1
y=cosx (x∈R) ∈
4
y 1
2π
3π 2
π
y=|sinu|
π
2
π
π
2
O
π
3π 2
2π
u
即: 增区间为 k π ≤ u ≤ k π , k ∈ Z 2 减区间为 k π ≤ u ≤ k π + π , k ∈ Z ∵
π
-1
y=sinu y=- |sinu|
2 3π π kπ ≤ x ≤ kπ , k ∈ Z y为增函数 为增函数 4 4 π π kπ ≤ x ≤ kπ + , k ∈ Z y为减函数 为减函数 4 4
正弦,余弦函数的奇偶性, 正弦,余弦函数的奇偶性,单调性
小 结:
函数 奇偶性 [ 正弦函数 奇函数 [
π
2
单调性(单调区间) 单调性(单调区间)
π
+2kπ, 2 +2kπ],k∈Z 单调递增 π π ∈ +2kπ, π
3π 2
π
2
+2kπ],k∈Z 单调递减 π ∈ 单调递增 单调递减
余弦函数
偶函数
4π
x
sinx
π
2
…
0 0
…
正弦函数余弦函数的单调性

正弦函数和余弦函数是周期函数,它们的单调性极为重要,它们的单调性决定了函数的性质,也是函数图形及表示形式的基础.
正弦函数是关于直角坐标系x轴的周期函数,其表达式为y=sin x,它的定义域为[-π,π], x轴上的值是周期性变化的,当x=0时,y=0,当x=π/2时,y=1,当x=π时,y=-1,其余的点也是类似的,它的单调性是递增的.
余弦函数也是关于x轴的周期函数,其表达式为y=cos x,它的定义域也是[-π,π],其形状和正弦函数类似,只是它的单调性是递减的,当x=0时,y=1,当x=π/2时,y=0,当x=π时,y=-1,它的单调性是递减的.
正弦函数和余弦函数都是周期函数,它们的单调性分别是递增和递减.它们的单调性决定了函数的性质,也是函数图形及表示形式的基础.它们也提供了许多实用的应用,在物理、工程、数学等方面都有广泛的应用,从而为科学技术发展做出了重要的贡献.。
人教版高中数学必修4《正弦函数、余弦函数的单调性》教案和教案说明

课题:正弦函数、余弦函数的单调性教材:人教版必修4(新课标A 版)教学目标:知识目标: 掌握正弦函数和余弦函数的单调性;会运用正余弦函数的单调性去判断两个同名的弦函数值的大小关系;能求出求形如的单调区间及)cos()sin(ϕωϕω+=+=x y x y 。
情感目标: 通过经历新知识的探索,培养学生善观察、勤思考、爱探究良好的学习品质。
能力目标: 培养学生的思考分析能力、自主探究能力,提高学生对新旧知识的运用能力,在推导新知及解题过程中使学生感悟数形结合思想及化归思想。
教学重点、难点:教学重点:用数形结合法探索正、余弦函数的单调性。
教学难点:求形如情形的单调区间当及0)cos()sin(>+=+=ωϕωϕωx y x y 。
教学方法:讲授法,探究法,讲练结合法教学过程:一、复习引入:1引入:前面已学过正弦函数和余弦函数的图象以及它们周期性和奇偶性,(投影:正、余弦函数的图象),现在我们要通过正弦、余弦函数图象去研究它的另一个重要的性质——单调性。
2、板书课题:正弦函数、余弦函数的单调性3、回忆:函数在某区间上单调增(或单调减)的图象特征。
二、新课:(一)、正弦函数的单调性1、探究正弦函数]23,2[sin ππ-=在x y 上的单调性(1) 让学生观察正弦函数y=sinx 的图象启发学生思考:它有多段图象自左到右是呈现上升状态,也有多段呈下降状态,根据函数单调性知识可知它分段具有单调性,那么这里面有什么规律呢,先要找一个周期区间上的函数图象来分析研究。
引导学生分析所选用的那一个区间段的图是否最佳选择,最适合的是只有一个单调增区间和单调减区间的用这两段上的图象。
(选择区间]23,2[ππ-) (2)让学生再观察正弦函数在区间]23,2[ππ-上的图象的升降情况.提问:从图形中你发现了什么样的现象?(3)总结出y=sinx 在一个周期段的区间上的单调性结论:(投影)正弦函数y=sinx 在闭区间]2,2[ππ-上单调增,其值由-1增大到1; 在闭区间]23,2[ππ上单调减,其值由1减小到-1. 2、探讨正弦函数y=sinx 在整个定义域上的单调性(1)观察y=sinx 在闭区间⋯⋯--]2325[]25,23[ππππ,、,它们的图象是完全相同的,也一样是从左到右上升状态,这些闭区间之间的关系是相隔了整数倍的周期,引导结合正弦函数的周期性,让学生试写出它在定义域上的单调增区间(2)得出结论:正弦函数y=sinx 在每一个闭区间)](22,22[Z k k k ∈+-ππππ上单调增,其值由-1增大到1;用类似方法探索出正弦函数y=sinx 在定义域上的减区间,得到结论:在每一个闭区间)](232,22[Z k k k ∈++ππππ上单调减,其值由1减小到-1. (教师板书正弦函数的增、减区间)强调:正弦函数在定义域R 上不单调,但在各个周期上分段单调;上面写的正弦函数的增、减区间,其实是由很多个区间组成,并不止一个,因为k 每取一个整数就有一个相应的区间,书写带周期的单调区间时,勿忘了写上Z k ∈这一条件。
1.4.2 正弦 余弦函数的性质(单调性、最值)

3 5 对称中心: ( ,0),( ,0),( ,0),( ,0) 2 2 2 2
2
k ,0) k Z
1 例5:求函数 y sin( x ) 的单调递增区间: 2 3
解:
2
1 y sin x 3 2
y sin z
2k z
余弦函数的单调性
y
1 -3
5 2
-2
3 2
-
2
o
-1
2
3 2
2
5 2
x
3
7 2
4
x
cosx
-
-1
…
2
…
0
1
…
2
…
-1
0
0
y=cosx (xR) 增区间为 [ +2k, 2k],kZ + ], kZ 减区间为 [2k, 2k, 其值从-1增至1 其值从 1减至-1
y cos x
3 5 2
2
y
1
任意两相邻对称轴 ( 或对称中心 ) 的间距为 3 2 O 5 x 3 半个周期;
2
2
1
2
2
3
2
对称轴与其相邻的对称中心的间距为
对称轴:x
,0, , 2
四分之一个周期.
(
x k , k Z
o
-1
2
3
4
5
6
x
sin(-x)= - sinx (xR) cos(-x)= cosx (xR)
求三角函数的单调性的基本方法[推荐]
![求三角函数的单调性的基本方法[推荐]](https://img.taocdn.com/s3/m/e3a81160580102020740be1e650e52ea5518cefc.png)
求三角函数的单调性的基本方法[推荐] 三角函数的单调性是函数在其定义域内的特定区间内单调增加或减少的特性。
对于三角函数,如正弦函数(sine function)、余弦函数(cosine function)和正切函数(tangent function),它们的单调性取决于其角度或弧度的值。
为了理解和确定三角函数的单调性,我们可以采用以下的基本方法:方法一:使用函数图像对于三角函数,其图像是理解其单调性的直观且有效的方式。
通过绘制函数的图像,我们可以清晰地看到函数在哪些区间内是单调增加或减少的。
例如,正弦函数的图像呈现了周期性的变化,其在每个周期内都有一段上升和下降的区间,这就是正弦函数的单调性。
方法二:利用三角恒等式和三角函数的性质除了观察图像,我们还可以利用三角恒等式和三角函数的性质来理解和确定函数的单调性。
例如,我们知道正弦函数在任何角度下都有定义,但在0到π/2(弧度)之间是单调增加的,而在π/2到π(弧度)之间是单调减少的。
这是因为正弦函数在这个范围内的导数(也就是变化率)是正的(增加)和负的(减少)。
方法三:利用导数判断对于一般函数,我们可以通过求导数来判断其单调性。
对于三角函数,我们也可以通过求导数来判断其单调性。
例如,我们可以求正弦函数的导数,然后观察其在哪个区间内为正(即函数在此区间内单调增加),在哪个区间内为负(即函数在此区间内单调减少)。
这种方法可以与第一种方法(使用函数图像)相互验证。
结论:理解和确定三角函数的单调性需要综合运用以上三种方法。
通过绘制函数图像、掌握三角恒等式和三角函数的性质、以及利用导数判断函数的单调性,我们可以更全面地理解三角函数的性质,从而更好地解决涉及三角函数的数学问题。
具体来说,我们可以按照以下步骤进行:1.首先,我们需要了解所研究的三角函数的定义和基本特性,例如正弦函数、余弦函数和正切函数的定义域、值域和周期等。
2.其次,我们可以绘制出该函数的图像,通过观察图像的形状和变化趋势来初步判断其单调性。
2 第2课时 正、余弦函数的单调性与最值

第2课时 正、余弦函数的单调性与最值问题导学预习教材P204-P207,并思考以下问题:1.正、余弦函数的单调区间相同吗?它们分别是什么? 2.正、余弦函数的最值分别是多少?正弦、余弦函数的图象和性质正、余弦函数不是定义域上的单调函数,如说“正弦函数在第一象限是增函数”也是错误的,因为在第一象限的单调递增区间有无穷多个,在每个单调增区间上,y =sin x 都是从0增加到1,但不能看作一个单调区间.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)函数y =12sin x 的最大值为1.( )(2)∃x 0∈[0,2π],满足cos x 0= 2.( )(3)正弦函数、余弦函数在定义域内都是单调函数.( ) 答案:(1)× (2)× (3)×在下列区间中,使函数y =sin x 为增函数的是( ) A .[0,π] B.⎣⎡⎦⎤π2,3π2C.⎣⎡⎦⎤-π2,π2 D .[π,2π]答案:C函数y =1-2cos π2x 的最小值、最大值分别是( )A .-1,3B .-1,1C .0,3D .0,1 答案:A函数y =sin x (π3≤x ≤2π3)的值域为________.答案:[32,1]函数y =-cos x 的单调递减区间是____________; 单调递增区间是____________. 答案:[-π+2k π,2k π](k ∈Z ) [2k π,2k π+π](k ∈Z )正、余弦函数的单调性求下列函数的单调递减区间:(1)y =12cos ⎝⎛⎭⎫2x +π3;(2)y =2sin ⎝⎛⎭⎫π4-x .【解】 (1)令z =2x +π3,而函数y =cos z 的单调递减区间是[2k π,2k π+π](k ∈Z ).所以当原函数单调递减时,可得2k π≤2x +π3≤2k π+π(k ∈Z ),解得k π-π6≤x ≤k π+π3(k ∈Z ).所以原函数的单调递减区间是⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π-π6,k π+π3(k ∈Z ).(2)y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-x =-2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π4.令z =x -π4,则y =-2sin z ,求y =-2sin z 的单调递减区间,即求sin z 的单调递增区间.所以-π2+2k π≤z ≤π2+2k π,k ∈Z .即-π2+2k π≤x -π4≤π2+2k π,k ∈Z .所以-π4+2k π≤x ≤3π4+2k π,k ∈Z .所以函数y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-x 的单调递减区间是⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π4+2k π,3π4+2k π(k ∈Z ).求正、余弦函数的单调区间的策略(1)结合正、余弦函数的图象,熟记它们的单调区间.(2)在求形如y =A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0)的函数的单调区间时,应采用“换元法”整体代换,将“ωx +φ”看作一个整体“z ”,即通过求y =A sin z 的单调区间而求出原函数的单调区间.求形如y =A cos(ωx +φ)(A >0,ω>0)的函数的单调区间同上.1.函数y =sin ⎝⎛⎭⎫x +π2,x ∈R 在( )A.⎣⎡⎦⎤-π2,π2上是增函数 B .[0,π]上是减函数 C .[-π,0]上是减函数 D .[-π,π]上是减函数解析:选B.因为y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π2=cos x ,所以在区间[-π,0]上是增函数,在[0,π]上是减函数. 2.求函数y =⎪⎪⎪⎪sin ⎝⎛⎭⎫x +π4的单调增区间.解:设x +π4=u ,y =|sin u |的大致图象如图所示,函数的周期是π.当u ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π,k π+π2(k ∈Z )时,函数y =|sin u |递增.函数y =⎪⎪⎪⎪⎪⎪sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4的单调递增区间是⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π-π4,k π+π4(k ∈Z ).比较三角函数值的大小比较下列各组数的大小. (1)sin1017π与sin 1117π; (2)cos ⎝⎛⎭⎫-7π8与cos 6π7;(3)sin 194°与cos 160°.【解】 (1)因为函数y =sin x 在⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2,π上单调递减,且π2<1017π<1117π<π,所以sin 1017π>sin 1117π. (2)cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫-7π8=cos 7π8,因为0<6π7<7π8<π,y =cos x 在(0,π)上是减函数,所以cos7π8<cos 6π7. 所以cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫-7π8<cos 6π7.(3)由于sin 194°=sin(180°+14°)=-sin 14°, cos 160°=cos(180°-20°)=-cos 20°=-sin 70°, 又0°<14°<70°<90°,而y =sin x 在[]0°,90°上单调递增, 所以sin 14°<sin 70°,-sin 14°>-sin 70°, 即sin 194°>cos 160°.比较三角函数值大小的步骤(1)异名函数化为同名函数;(2)利用诱导公式把角转化到同一单调区间上; (3)利用函数的单调性比较大小.1.sin 470°________cos 760°(填“>”“<”或“=”).解析:sin 470°=sin 110°=cos 20°>0,cos 760°=cos 40°>0且cos 20°>cos 40°, 所以cos 760°<sin 470°. 答案:>2.比较下列各组数的大小. (1)sin ⎝⎛⎭⎫-376π与sin ⎝⎛⎭⎫493π; (2)cos 870°与sin 980°. 解:(1)sin ⎝⎛⎭⎫-376π =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫-6π-π6=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π6,sin ⎝⎛⎭⎫493π=sin ⎝⎛⎭⎪⎫16π+π3=sin π3, 因为y =sin x 在⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π2,π2上是增函数,所以sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π6<sin π3,即sin ⎝⎛⎭⎫-376π<sin 493π. (2)cos 870°=cos(720°+150°) =cos 150°,sin 980°=sin(720°+260°) =sin 260°=sin(90°+170°)=cos 170°, 因为0°<150°<170°<180°, 且y =cos x 在[0°,180°]上是减函数,所以cos 150°>cos 170°,即cos 870°>sin 980°.正、余弦函数的最值(值域)求下列函数的最值. (1)y =3+2cos ⎝⎛⎭⎫2x +π3;(2)y =-sin 2x +3sin x +54.【解】 (1)因为-1≤cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3≤1,所以当cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3=1时,y max =5;当cos ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π3=-1时,y min =1.(2)y =-sin 2x +3sin x +54=-(sin x -32)2+2.因为-1≤sin x ≤1,所以当sin x =32时,函数取得最大值,y max =2;当sin x =-1时,函数取得最小值,y min =14- 3.(变条件)在本例(1)中,若x ∈⎣⎡⎦⎤-π6,π12,则函数y =3+2cos ⎝⎛⎭⎫2x +π3的最大、最小值分别是多少?解:因为x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π6,π12,所以0≤2x +π3≤π2,所以0≤cos ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π3≤1,所以当cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3=1时,y max =5;当cos ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π3=0时,y min =3.所以函数y =3+2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3,x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π6,π12的最大值为5,最小值为3.三角函数最值问题的求解方法(1)形如y =a sin x (或y =a cos x )型,可利用正弦函数、余弦函数的有界性,注意对a 正负的讨论.(2)形如y =A sin(ωx +φ)+b (或y =A cos(ωx +φ)+b )型,可先由定义域求得ωx +φ的范围,然后求得sin(ωx +φ)(或cos(ωx +φ))的范围,最后求得最值.(3)形如y =a sin 2x +b sin x +c (a ≠0)型,可利用换元思想,设t =sin x ,转化为二次函数y =at 2+bt +c 求最值.t 的范围需要根据定义域来确定.1.函数y =cos(x +π6),x ∈[0,π2]的值域是( )A .(-32,12) B .[-12,32]C .[32,1] D .[12,1]解析:选B.由0≤x ≤π2,得π6≤x +π6≤2π3,所以-12≤cos(x +π6)≤32,故选B.2.求函数y =cos 2x +4sin x 的最值及取到最大值和最小值时的x 的集合.解:y =cos 2x +4sin x =1-sin 2x +4sin x =-sin 2x +4sin x +1 =-(sin x -2)2+5.所以当sin x =1,即x =2k π+π2,k ∈Z 时,y max =4;当sin x =-1,即x =2k π-π2,k ∈Z 时,y min =-4.所以y max =4,此时x 的取值集合是⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x |x =2k π+π2,k ∈Z ; y min =-4,此时x 的取值集合是⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x |x =2k π-π2,k ∈Z .1.下列函数中,在区间⎝⎛⎭⎫π2,π上恒正且是增函数的是( )A .y =sin xB .y =cos xC .y =-sin xD .y =-cos x解析:选D.作出四个函数的图象,知y =sin x ,y =cos x 在⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π上单调递减,不符合;而y =-sin x 的图象虽满足在⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π上单调递增但其值为负,所以只有D 符合,故选D.2.函数y =3cos ⎝⎛⎭⎫12x -π4在x =________时,y 取最大值.解析:当函数取最大值时,12x -π4=2k π(k ∈Z ),x =4k π+π2(k ∈Z ).答案:4k π+π2(k ∈Z )3.sin 21π5________sin 425π(填“>”或“<”).解析:sin 215π=sin(4π+π5)=sin π5,。
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正弦、余弦函数的单调性
姓名: 班级: 小组:
一、画出正余弦函数的图象并写出其单调区间:
二、形如()00)sin(>>+=ωϕω,A x A y 的单调区间,基本思路是把 整
体代换,由 解出的范围即为单调递增区间;由 解出的范围即为单调递减区间.
三、若上述函数中0<ω,为了防止出错,以及便于计算,遇到负号 .
四、复合函数的单调性: (四字概括).注意定义域.
例1 求函数⎪⎭⎫ ⎝⎛+=32
1sin πx y 的单调递增区间.
变式1 求函数⎪⎭⎫ ⎝⎛+=32
1sin πx y 在[]ππ2,2-上的单调递增区间.
变式2 求函数⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=32
1sin πx y 的单调递增区间.
例2 求函数12143sin +⎪⎭
⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛+πx y 的单调递增区间.
变式1 求函数⎪⎭⎫ ⎝
⎛-=32sin lg πx y 的单调递增区间.
变式2 求函数4
1sin cos 22+-=x x y 的单调递增区间.
反思与总结:。