三角函数的值域和最值
三角函数的定义域、值域
要使y 1 sin z有最小值- 1，
必须
2
z
2
2k ,k z
2
要使y 1 sin z有最大值 1，
1 x 2k
必须
2
z
2
2k ,k z
1
x
2
2k
x
4k
2 x
35
2
4k
3
使原函数取得最小值的集合是
2 32
3
y sin x
x
|
x
5
3
4k ,k
Z
y sin x
角
练习 求函数 y＝cos2x＋4sin x 的最值及取到最大值和最小值 时的 x 的集合．
解 y＝cos2x＋4sin x＝1－sin2x＋4sin x ＝－sin2x＋4sin x＋1＝－(sin x－2)2＋5.
∴当 sin x＝1，即 x＝2kπ＋2π，k∈Z 时，ymax＝4； 当 sin x＝－1 时，即 x＝2kπ－2π，k∈Z 时，ymin＝－4. 所以 ymax＝4，此时 x 的取值集合是{x|x＝2kπ＋π2，k∈Z}； ymin＝－4，此时 x 的取值集合是{x|x＝2kπ－π2，k∈Z}.
2
所以结论要相反 y sin z 最小
3.二次函数的某些知识点
例 求函数 y＝sin2x－sin x＋1，x∈R 的值域．
解 设 t＝sin x，t∈[－1,1]，f(t)＝t2－t＋1. ∵f(t)＝t2－t＋1＝t－122＋34. ∵－1≤t≤1， ∴当 t＝－1，即 sin x＝－1 时，ymax＝f(t)max＝3；
x x sinx
忘掉的同学再去看看课本， 后面的老师还会讲到
课堂小结
三角函数的值域
通 过 变 形 可 得 ： f ( x) = 1 a2 + b2 sin (2x + j ) ， 所 以 最 大 值 为 1 a2 + b2 = 1 ， 即
2
2
2
a2
+ b2
= 1 ①，再利用
f
æp çè 3
ö ÷ø
=
3 可得： - 1 a -
4
4
3b= 4
3
②，通过①②可解得：
4
ìa íîb
= =
例
4：设函数
f
(x)
=
sin x
+
cos 2x
，若
x
Î
éêë-
p 6
,
p 2
ù úû
，则函数
f
( x) 的最小值是______
思路：同例 4 考虑将解析式中的项统一，cos 2x = 1 - 2sin2 x = 1 - 2 sin x 2 ，进而可将 sin x
作为一个整体，通过换元来求值域。
解： f ( x) = sin x + cos 2x = sin x + 1 - 2 sin x 2
三角函数。观察可得 cos x 次数较低，所以不利于转化，而 sin2 x,cos 2x 均可以用 cos x 进
( ) ( ) 行表示，确定核心项为 cos x ，解析式变形为 y = cos x -
1 - cos2 x
-
2cos2 x - 1
7 +，
4
化简后为
y
=
- cos2
x
+
cos x
+
7 4
=
cos
求三角函数的值域(或最值)的方法
求三角函数的值域(或最值)的方法三角函数y＝sinx及y＝cosx是有界函数，即当自变量x在R内取一定的值时，因变量y有最大值y max＝1和最小值y min＝－1，这是三角函数y＝sinx及y＝cosx的基本性质之一，利用三角函数的这一基本性质，我们可以使一些比较复杂的三角函数求最值的问题得以简化．虽然这部分内容在教材中出现不多，但是，在我们的日常练习和历年高考试题中却频频出现，学生也往往对这样的问题颇感棘手．笔者根据日常的教学积累，对三角函数求值域或最值的方法，加以归纳总结如下．1 配方分析法如果所给的函数是同名不同次或可化为同名不同次及其他能够进行配方的形式，可采用此方法．例1求函数y＝2cos2x＋5sinx－4的值域．解原函数可化为当sinx＝1时，y max＝1；当sinx＝－1时，y min＝－9，∴原函数的值域是y∈[－9，1]．注：此种方法在求三角函数的值域或最值问题中较为常见．但在最后讨论值域时，往往容易忽略自变量(例1中以sinx为自变量)的取值范围而出现错误应该引起注意．“cosx”，再求已知函数的最值例2求下列函数的最值，并求出相应的x值．y＝asinx＋bcosx或可转化为此种形式的函数，其最大值和最小值分别为y max＝3 求反函数法如果函数的表达式中仅含有某一个三角函数名，我们可考虑此种方法，用因变量y表示出该函数，再利用该函数的值域求对应的原函数的值域．∴原函数的值域是4 应用函数的有界性上面的求反函数法实际上就是在应用函数的有界性求最值，在此只不过是为了更加突出一下．解由原式可得(3y－1)sinx＋(2y－2)cosx＝3－y，则上式即为利用函数的有界性有∴原函数的值域是5 部分分式分析法例5求下列函数的值域：当sinx＝－1时，y有极小值，y极小＝2；∴原函数的值域是(2)原函数化为部分分式为：∴原函数的值域是6 应用平均值定理求最值例6求函数y＝(1＋cosx)sinx，x∈[0，π]的最大值．7 换元法例7求函数y＝(1＋sinx)(1＋cosx)的值域．解原函数即为y＝1＋sinx＋cosx＋sinxcosx，∴原函数即为8 应用二次函数的判别式求最值9 几何法求函数的最值两点的直线的斜率，在平面直角坐标系中作出点(2，2)和单位圆，则很容易确定y的取值范围．得(k2＋1)x2－(4k2－4k)x＋4k2－8k＋3＝0，Δ＝(4k2－4k)2－4(k2＋1)(4k2－8k＋3)＝－12k2＋32k－12．10 应用函数的单调性。
三角函数的定义域、值域和最值
三角函数的定义域、值域和最值一 知识点精讲：1 三角函数的定义域 （1）r y =αsin 定义域为R. （2）rx =αcos 定义域为R.（3）xy =αtan 定义域为 ⎭⎬⎫⎩⎨⎧∈+≠Z k k ,2|ππαα. （4）y x =αcot 定义域为{}Z k k ∈≠,|παα.2 三角函数的值域① )0(,sin ≠+=a b x a y 型当0>a 时，],[b a b a y ++-∈ ； 当0<a 时 ],[b a b a y +-+∈ ② c x b x a y ++=sin sin2型此类型的三角函数可以转化成关于sinx 的二次函数形式。
通过配方，结合sinx 的取值范围，得到函数的值域。
x sin 换为x cos 也可以。
③ x b x a y cos sin +=型 利用公式ab x b a x b x a =++=+φφtan ),sin(cos sin 22， 可以转化为一个三角函数的情形。
④x x b x x a y cos sin )cos (sin ++=型利用换元法，设x x t cos sin +=, ]2,2[-∈t ，则212cos sin -=t x x ,转化为关于t 的二次函数222122b at t b t bat y -+=-+=.⑤x x c x b x a y cos sin cos sin 22++=型这是关于x x cos ,sin 的二次齐次式，通过正余弦的降幂公式以及正弦的倍角公式，22sin cos sin ,22cos 1cos,22cos 1sin22x x x xx xx =+=-=，可转化为p x n x m y ++=2cos 2sin 的形式。
⑥ d x c bx a y ++=sin sin 型 可以分离常数，利用正弦函数的有界性。
⑦bx ax y ++=cos sin 型 可以利用反解的思想方法，把分母乘过去，整理得，a by x y x -=-cos sin ，11,1)sin(22≤+-+-=-ya by ya by x φ, 通过解此不等式可得到y的取值范围。
三角函数最大值最小值
三角函数最大值最小值引言三角函数是数学中常见的一类函数，包括正弦函数(sin)、余弦函数(cos)、正切函数(tan)等。
这些函数在数学、物理、工程等领域中有着广泛的应用。
其中一个重要的问题就是如何确定三角函数的最大值和最小值。
本文将详细介绍三角函数的最大最小值及其求解方法。
正弦函数(sin)的最大最小值正弦函数是一个周期函数，它表达了一个圆的边缘点在坐标系中的y坐标值。
正弦函数的定义域是实数集，值域是[-1, 1]。
正弦函数的最大值为1，最小值为-1。
可以通过以下推导来证明：首先，正弦函数在任意时刻的值都在-1和1之间，即 -1 ≤ sin(x) ≤ 1。
这是因为正弦函数是周期为2π的函数，而在一个周期内，它的值始终在-1和1之间。
其次，为了找到正弦函数的最大值和最小值，我们需要找到函数在一个周期内的关键点。
正弦函数的关键点就是最大值和最小值所对应的点。
在一个周期内，正弦函数的最大值出现在x = π/2 + 2πn 的点，最小值出现在x = -π/2 + 2πn 的点，其中n为整数。
综上所述，正弦函数的最大值为1，最小值为-1。
余弦函数(cos)的最大最小值余弦函数是正弦函数的补函数，它也是一个周期函数，定义域是实数集，值域也是[-1, 1]。
余弦函数的最大值和最小值与正弦函数相同。
可以通过以下推导来证明：余弦函数在任意时刻的值也都在-1和1之间，即 -1 ≤ cos(x) ≤ 1。
这是因为余弦函数也是一个周期为2π的函数，在一个周期内，它的值始终在-1和1之间。
与正弦函数类似，余弦函数的最大值出现在x = 2πn 的点，最小值出现在x = π + 2πn 的点，其中n为整数。
综上所述，余弦函数的最大值为1，最小值为-1。
正切函数(tan)的最大最小值正切函数是一个非周期函数，定义域不包括π/2 + kπ (其中k为整数)，值域是全体实数。
正切函数并没有最大值和最小值。
可以通过以下推导来证明：首先，正切函数的定义域是除去一些特殊点的全体实数。
三角函数的值域与最值-张素云
4) ∴ 1 m 4 ，即 m 的取值范围是 (1， ．
点评：第（Ⅱ）问属于恒成立问题，可以先去绝对值，利用参数分离转 化为求最值问题．本小题主要考查三角函数和不等式的基本知识，以及 运用三角公式、三角函数的图象和性质解题的能力． 例 4．扇形 AOB 的半径为 1，中心角为 60 ， P Q R S 是扇形的内接矩形， 问 P 在怎样的位置时，矩形 P Q R S 的面积最大，并求出最大值． 分析：引入变量 AOP x ，建立目标函数． 解：连接 OP ，设 AOP x ，则 PS sin x ， OS cos x ，
是
___________________． 4.当 0 x
2
时，函数 f ( x )
1 cos 2 x 8 sin sin 2 x
2
x
的Hale Waihona Puke 小值为 14 ．．
5.已知 k＜－4，则函数 y＝cos2x＋k(cosx－1)的最小值是
6. 若 2 ， 则 y co s 6 sin 的 最 大 值 与 最 小 值 之 和 为 第 1 页 共 4 页
厉庄高级中学
____2____． 【范例解析】
2011-2012 学年度第一学期
高三数学学科电子教案
例 1.（1）已知 sin x sin y
1 3
，求 sin y cos 2 x 的最大值与最小值．
（2）求函数 y sin x cos x sin x cos x 的最大值． 分析：可化为二次函数求最值问题． 解： （1）由已知得： sin y
【基础练习】 1.函数 y sin x 3 cos x 在区间 [0, ] 上的最小值为
专题——三角函数值域与最值
三角函数的值域和最值1.正弦函数y=sinx 定义域是R ，值域是[-1,1]，在x=2k π-π/2(k ∈Z)时取最小值-1，在x=2k π+π/2(k ∈Z)时，取最大值1 .2.余弦函数y=cosx 定义域是R ，值域是[-1，1]，在x=2k π(k ∈Z)时，取最大值1，在x=2k π+π(k ∈Z)时，取最小值-13.正（余）切函数y=tanx 定义域是(k π-π/2，k π+π/2)(k ∈Z)，值域是R ，无最值.4. asinx+bcosx 型函数)sin(cos sin 22ϕ++=+x b a x b x a其中 ab arctan =ϕ，φ角所在象限是由点P(a,b)所在象限确定) 练习题1．.若sin x ≥1/2，则x 的范围是____________________________；若√3+2cos x ＜0，则x 的范围是 ；若tanx ≤1,则x 的范围是________________________；若sin2x ＞cos2x ，则x 的范围是__________________________( 2k π+π/6≤x ≤2k π+5π/6，k ∈Z ；2k π+5π/6<x<2k π+7π/6，k ∈Z ；k π-π/2<x ≤k π+π/4，k ∈Z ；k π+π/4<x<k π+3π/4，k ∈Z )2．函数y=√3sin x+cos x,x ∈[-π/6，π/6]的值域是( ) D(A)[-√3，3] (B)[-2，2] (C)[0，2] (D)[0，√3]【x 有范围限制时，y 的范围要根据单调性得出】3．函数y=2sinx(sinx+cosx)的最大值为( ) A(A)1+√2 (B)√2-1 (C)2 (D)24.设 0cos sin,cos sin 33<+=+ααααt ，则t 的取值范围是( ) B (A) ()()∞+-，，303 (B) [)02，-(C) ()()3101，， - (D) [)33，- 5．函数f(x)=Msin(ωx+φ)(ω＞0)在区间[a,b ]上是增函数，且f(a)=-M ，f(b)=M ，则函数g(x)=Mcos(ωx+φ)在[a,b ]上( ) B(A)是增函数 (B)可以取得最大值M(C)是减函数 (D)可以取得最小值-M6．已知△ABC 中， 324tan --=⎪⎭⎫ ⎝⎛+πA ，求使⎪⎭⎫ ⎝⎛++=62sin sin 2y 2πB B 取最大值时∠C 的大小.【形如y=acos2x+bcosxsinx+csin2x+d(a 、b 、c 、d 为常数)的式子，都能仿照上例变形为形如y=Acos(2x+φ)+B 的式子，从而有关问题可在变形式的基础上求解 另外，求最值时不能忽视对定义域的思考】7．试求函数y=sinx+cosx+2sinxcosx+2的最大值和最小值.又若x ∈[0，π/2]呢？【此为sinx+cosx 与sinx·cosx 型.(注意与上例形式的不一样)，一般地，含有sinx+cosx,sinx-cosx ，sinx·cosx 的三角函数都可以采用换元法转化为t 的二次函数去解.但必须注意换元的取值范围.】【换元后，要研究定义域的变化，脱离定义域研究函数没有意义】8．求函数1cos 21cos 2-+=x x y 的值域 【此为dx c b x a y ++=sin sin 型三角函数(分子、分母的三角函数同角同名)这类函数，一般用拆分法及三角函数的有界性去解.思考如何求1cos 21sin 2-+=x x y 的值域呢? 】 9．已知函数f(x)=-sin2x-asinx+b+1的最大值为0，最小值为-4，若实数a ＞0，求a,b 的值【上述两题为y=asin2x+bsinx+c 型的三角函数.此类函数求最值，可转化为二次函数y=at2+bt+c 在闭区间[-1，1]上的最值问题解决.】10．.在Rt △ABC 内有一内接正方形，它的一条边在斜边BC 上．(1)设AB=a,∠ABC=θ，求△ABC 的面积P 与正方形面积Q(2)当θ变化时求P /Q 的最小值．【此题为 xa x sin sin +型三角函数．当sin x ＞0且a ＞1时，不能用均值不等式求最值，往往用函数单调性求解】。
三角函数的图象、定义域、最值(值域)、单调性
[学习要求] 1.能画出 y ＝ sin x ， y ＝ cos x ， y ＝tan x 的图象. 2.理解
正弦函数、余弦函数在区间[0，2π]上的性质(如单调性、最大值和最小
值、图象与 x 轴的交点等). 3.理解正切函数在区间
π
π
− ，
2
2
上的性质.
π
π
− ＜＜
2
2
由题意得 y ＝ cos x ·｜tan x ｜＝ቐ
的大致图象是(
sin，0 ≤
π
＜ ，
2
π
−sin, − ＜
2
所以其图象的大致形状如选项C所示.
< 0，
C )
2. 已知函数 f ( x )＝ sin x ＋2｜ sin x ｜， x ∈[0，2π]，若直线 y ＝ k
与其仅有两个不同的交点，则 k 的取值范围为
， k ∈Z，
2
2
π
π
π
＋ ≥ + 2π，
4
2
所以ቐ 2
k ∈Z，
π
3π
π＋ ≤ + 2π，
4
2
1
5
解得4 k ＋ ≤ω≤2 k ＋ ， k ∈Z.
2
4
1
5
5
又由4 k ＋ － 2＋ ≤0， k ∈Z，且2 k ＋ ＞0， k ∈Z，解得 k ＝0，
2
4
4
1
5
所以ω∈ ， .
2
4
方法总结
A. [－1，1]
令 sin x ＝ t ， t ∈[－1，1]，
则 y ＝ t 2＋ t －1＝
1 2
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要点·疑点·考点
3.正切函数 y tan x 的定义域为{x | x k , k Z},值域为R，无最值。
2
4. asinx + bcosx 型函数
asin x bcosx a2 b2 sinx
(其中 由tan b 确定， 角所在象限由点 P(a,b)
a 所在象限确定。)
要点·疑点·考点
须利用换元寻找 “sinx+cosx”与 “sinxcosx”之间的关系,进而
统又一2变si量n .x cos x (sin x cos x)2 1 t2 1
y t t 2 1 2 (t 1)2 3 24
显然，y 的最小值为 3，y 的最大值为3 2 4
能力·思维·方法
5. 试 求 函 数 y=sinx+cosx+2sinxcosx+2 的 最 大 值 和 最 小 值 . 又若x∈[0，π/2]呢?
2 cos x 1 3 2cos x 1
3
解法二：（不等式法） y 2 cos x 1 cos x y 1
2 cos x 1
2( y 1)
1 cos x 1即| cos x |1 y 1 1
解之得：y 1 或 y 3
2( y 1)
3
能力·思维·方法
6.求函数 y 2 cos x 1 的值域 2 cos x 1
d为常数)的式子，都能仿照上例变形为形如y=Asin(2x+φ)
+B的式子，
，
求最值时不能忽视对定义域的思考
能力·思维·方法
5. 试 求 函 数 y=sinx+cosx+2sinxcosx+2 的 最 大 值 和 最 小 值 . 又若x∈[0，π/2]呢?
解简单题解地分：利析令用:对t “于sain“sinxsxin+xcb+occsoosxsx,x=则+√2ats2i+nb[xc2soisn2x(”,x形+φ2式)]”,的统式一子变已量经,而不必能
4．已知△ABC中， tan A 2 3 ,求使
4
y 2 sin 2 B sin 2B 取最大值时∠C 的大小.
解 同解时题：应分t注析an意:(先A端化点简4角函) 度数的,再2限利定6用范3正,围、。即余11弦函ttaa数nn的AA有界2性思考3,，
tan A 3, A
3
3
2B 7
6 当且仅当
2B
6
6
, 即B
时，
62
3
y 有最大值。此时C
3
能力·思维·方法
4．已知△ABC中， tan A 2 3 ,求使
4
y 2 sin 2 B sin 2B 取最大值时∠C 的大小.
6
【解题回顾】形如y=acos2x+bcosxsinx+csin2x+d(a、b、c、
解解题法分一析：:分（2子直c与o接s 分x观母察1 中法出）现原的函三数角变函形数为为同y 名1三 2角co函s2x数1,可 用该1函数co的s x有界1,性思3考或2直co接s x观察1 .1 又2cos x 1 0
即 3 2cos x 1 0 或 0 2cos x 11,
2 2 或 2 2, 即 y 1 或 y 3
又
y
2 sin
2
B
sin(
3 2B
),
6
1 cos 2B 3 sin 2B 1 cos 2B
Hale Waihona Puke sin(2B)
2 1
2
6
能力·思维·方法
4．已知△ABC中， tan A 2 3 ,求使
4
y 2 sin 2 B sin 2B 取最大值时∠C 的大小.
6
由A 可知，0 B 2
A. 3, 3 B. 2,2 C.[0,2] D. 0, 3
2.函数 y 2sin x(sin x cos x) 的最大值是（ A ）
A.1 2 B. 2 1 C. 2 D.2
3. 当
0
x
4
时，函数f
(x)
cos
x
cos2 sin x
x
sin
2
x
的最小值是_4___
能力·思维·方法
若 x [0, ],则t [1, 2]
2 y (t 1)2 3 在[1, 2] 单调递增，当t 1，
24
即x 0或 时，y 取得最小值3，
2
当且仅当t 2 即x 时，y取得最大值3 2
4
能力·思维·方法
5. 试 求 函 数 y=sinx+cosx+2sinxcosx+2 的 最 大 值 和 最 小 值 . 又若x∈[0，π/2]呢?
5.反三角函数
(1)反正弦函数y=arcsinx的定义域为[-1,1],
值域为
2
,
2
(2)反余弦函数y=arccosx的定义域为[-1,1], 值域为 [0,π],
(3)反正切函数y=arctanx的定义域为R,
值域为
2
,
2
基础题例题
1.函数y
3 sin
x
cos
x,
x
6
,
6
的值域是（ D ）
第四章 三角函数
第5课时 三角函数的值域和最值
要点·疑点·考点
1.正弦函数
y sin x定义域是R，值域为[1,1],
在 x 2k (k Z ) 时取得最小值1，
2
在 x 2k (k Z ) 时取得最大值1
2
2.余弦函数
y cosx定义域是R，值域为[1,1],
在 x (2k 1) (k Z ) 时取得最小值1， 在 x 2k (k Z ) 时取得最大值1
【解题回顾】此为
y
a sin c sin
x x
b d型三角函数(分子、分母的
三角函数同角同名)这类函数，一般用拆分法及三角函数
的有界性去解.思考如何求y 2sin x 1的值域呢? 2 cos x 1
【解题回顾】此为sinx+cosx与sinx·cosx型.(注意与上例形
式 的 不 一 样 ) ， 一 般 地 ， 含 有 sinx+cosx, sinx-cosx ， sinx·cosx的三角函数都可以采用换元法转化为t的二次函数
去解.但必须注意换元的取值范围.
能力·思维·方法
6.求函数 y 2 cos x 1 的值域