三角函数的图像和性质讲解(定义域,值域,周期,单调性等)
三角函数的定义和性质
三角函数与复数的基本关系：复数可以表示为三角函数的形式，即z=r(cosθ+i sinθ)。
三角函数在复平面上的表示：复平面上，三角函数可以表示为点或向量，其模长和幅角分别对应于实部和虚部。
三角函数与复数在交流电中的应用：交流电的电压和电流可以用三角函数表示，而复数则可以更方便地描述正弦波的幅度和频率。
04
三角函数的扩展知识
反三角函数
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性质：反三角函数具有连续性、单调性、奇偶性和周期性等性质。
定义：反三角函数是三角函数的反函数，表示为arcsin、arccos和arctan等。
图像：反三角函数的图像与三角函数图像关系密切，可以通过三角函数图像得出反三角函数图像。
应用：反三角函数在数学、物理和工程等领域有广泛应用，例如求解三角形、解决极值问题等。
三角恒等式和不等式
三角恒等式：表示三角函数之间关系的等式，如正弦、余弦、正切等函数之间的相互转化。
三角不等式：表示三角函数值大小关系的不等式，用于比较三角函数值的大小或证明不等关系。
三角恒等变换：通过三角函数的和差、倍角、半角等公式，进行恒等变换，简化表达式或证明等式。
三角不等式的证明方法：利用三角函数的性质和几何意义等方法，证明三角不等式的关系。
三角函数与复数在信号处理中的应用：信号处理中，信号常常被表示为复数形式的三角函数，这使得信号的合成、分析和滤波变得更加方便。
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周期性：三角函数具有明显的周期性，图像呈现规律性的重复。
奇偶性：三角函数具有奇偶性，可以根据函数值的正负判断其奇偶性。
最大值和最小值：三角函数具有最大值和最小值，可以通过函数的极值点判断其最大值和最小值。
三角函数的图象与性质 (共44张PPT)
(
)
3 3 A.－2，2 3 3 3 3 C. － ， 2 2
解析： 当 故
π π 1 π π 5π x∈0，2 时， 2x－ ∈－ 6， 6 ， sin2x－6 ∈－2，1， 6
上是减函数 － π ， 0 C．在[0，π]上是增函数，在
)
π π π π D．在2，π和－π，－2上是增函数，在－2，2 上是减函数
3．(2015· 皖南八校模拟)函数 f(x)＝cos 2x＋2sin x 的最大值与最小值 的和是 A．－2 3 C．－ 2
4．求函数 y＝cos x＋sin
2
π x|x|≤4 的最大值与最小值．
π 2 2 解：令 t＝sin x，∵|x|≤ ，∴t∈－ ， . 4 2 2
∴y＝－t
2
1 2 5 ＋t＋1＝－t－2 ＋ ， 4
1－ 2 1 5 2 ∴当 t＝ 时，ymax＝ ，当 t＝－ 时，ymin＝ . 2 4 2 2 ∴函数 y＝cos x＋sin
sin 2x＞0， 解析：由 2 9－x ≥0，
π kπ＜x＜kπ＋ ，k∈Z， 2 得 －3≤x≤3.
π π ∴－3≤x＜－ 或 0＜x＜ . 2 2 ∴函数 y＝lg(sin 2x)＋ 9－x
2
π π 的定义域为－3，2 ∪0，2 .
2
π 1－ 5 x通法]
1．三角函数定义域的求法 求三角函数定义域实际上是构造简单的三角不等式(组)，常借 助三角函数线或三角函数图象来求解．
2．三角函数值域的不同求法 (1)利用 sin x 和 cos x 的值域直接求；
高中新教材数学人课件必修第一册第章三角函数的应用
针对性练习题选讲
练习题1
已知sinβ = 4/5，β为第二象限角，求cosβ和tanβ的值。
练习题2
已知sin(α + β) = 1/2，sin(α - β) = 1/3，求tanα和tanβ 的值。
练习题3
一个交流发电机产生的电动势e = Eₘsinωt，其中Eₘ = 220V，ω = 100π rad/s。求t = 1/400 s时电动势的瞬时 值。
增长率、衰减率计算
计算瞬时增长率
利用三角函数导数表示瞬时变化 率，可以计算某一时刻的瞬时增
长率。
计算平均增长率
通过对三角函数在一个周期内的 积分，可以计算平均增长率。
衰减率计算
对于呈指数衰减的现象，可以利 用三角函数与指数函数的转换关
系，计算衰减率。
其他实际问题建模与求解
1 2 3
振动问题
三角函数可以用来描述振动现象，如弹簧振子、 单摆等，通过建立振动方程求解相关问题。
简谐振动
三角函数可以描述物体在平衡位置附近的往复运动，即简谐振动。通过正弦或余弦函数，可以表示振动物体的 位移、速度和加速度随时间的变化规律。
波动现象
三角函数也可以用来描述波动现象，如机械波、电磁波等。波动中的质点振动规律可以用三角函数表示，进而 分析波的传播速度、波长、频率等特性。
交流电产生及变化规律
交流电问题
交流电中的电压、电流等物理量可以用三角函数 表示，通过三角函数运算可以求解交流电相关问 题。
经济学问题
在经济学中，三角函数可以用来描述价格、需求 等经济变量的周期性波动，通过建立经济模型进 行预测和分析。
05
拓展：复数和极坐标简介
复数基本概念及运算规则
定义
三角函数的图像和性质讲解(定义域,值域,周期,单调性等)
三角函数的图象与性质教学目标：1、掌握正、余弦函数的定义域和值域；2、进一步理解三角函数的周期性和奇偶性的概念，会求它们的周期，会判断它们的奇偶性；3、能正确求出正、余弦函数的单调区间教学重点：正、余弦函数的性质教学难点：正、余弦函数的单调性知识要点：1、定义域：函数sin y x =及cos y x =的定义域都是(),-∞+∞，即实数集R2、值域：函数sin y x =，x R ∈及cos y x =，x R ∈的值域都是[]1,1-理解：（1）在单位圆中，正弦线、余弦线的长都是等于或小于半径的长1的，所以sin 1x ≤，cos 1x ≤，即1sin 1x -≤≤，1cos 1-≤≤。
（2）函数sin y x =在2,()2x k k Z ππ=+∈时，y 取最大值1，当22x k ππ=-，()k Z ∈时，y 取最小值-1；函数cos y x =在2x k π=，()k Z ∈时，y 取最大值1，当2x k ππ=+，()k Z ∈时，y 取最小值-1。
正弦函数s i n y x =，x R ∈和余弦函数cos y x =，x R ∈是周期函数，2k π(0)k Z k ∈≠且都是它们的周期，最小正周期是2π。
4、奇偶性正弦函数sin y x =，x R ∈是奇函数，余弦函数cos y x =，x R ∈是偶函数。
理解：（1）由诱导公式()sin sin x x -=-，cos()cos x x -=可知以上结论成立；（2）反映在图象上，正弦曲线关于原点O 对称，余弦曲线关于y 轴对称。
5、单调性（1）由正弦曲线可以看出：当x 由2π-增大到2π时，曲线逐渐上升，sin x 由-1增大到1；当x 由2π增大到32π时，曲线逐渐下降，sin x 由1减至-1，由正弦函数的周期性知道：①正弦函数sin y x =在每一个闭区间2,222k k ππππ⎡⎤-++⎢⎥⎣⎦()k Z ∈上，都从-1增大到1，是增函数； ②在每一个闭区间32,222k k ππππ⎡⎤++⎢⎥⎣⎦()k Z ∈上，都从1减小到-1，是减函数。
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
三角函数的图像与性质
三角函数的图像与性质三角函数是高中数学中的重要概念之一，它们在数学和物理中有广泛的应用。
通过研究三角函数的图像和性质，我们可以更好地理解它们的特点和变化规律。
本文将从正弦函数、余弦函数和正切函数三个方面介绍它们的图像与性质。
一、正弦函数的图像与性质正弦函数是最基本的三角函数之一，它的图像可以通过单位圆的边界上的点来画出。
在单位圆上，以圆心为原点，与正x轴的交点为A，从A点逆时针旋转一个角度θ，与半径OA的交点为P，那么点P的纵坐标y就表示正弦函数的值。
从单位圆上的任一点开始，逆时针方向绕单位圆运动，所走过的角度与此时正弦函数的值是一一对应关系。
正弦函数的性质如下：1. 周期性：正弦函数的周期为360度或2π（弧度），即sin(x+360°)=sin(x)。
2. 奇偶性：正弦函数是奇函数，即sin(-x)=-sin(x)。
3. 定义域和值域：正弦函数的定义域为所有实数，值域介于-1和1之间，即-1≤sin(x)≤1。
4. 单调性：正弦函数在一个周期内是周期递增递减的。
5. 对称轴：正弦函数图像关于直线y=0对称。
二、余弦函数的图像与性质余弦函数与正弦函数非常相似，它们的主要区别在于相位差。
余弦函数的图像可以通过单位圆的边界上的点来画出。
在单位圆上，以圆心为原点，与正x轴的交点为A，从A点逆时针旋转一个角度θ，与半径OA的交点为P，那么点P的横坐标x就表示余弦函数的值。
从单位圆上的任一点开始，逆时针方向绕单位圆运动，所走过的角度与此时余弦函数的值是一一对应关系。
余弦函数的性质如下：1. 周期性：余弦函数的周期为360度或2π（弧度），即cos(x+360°)=cos(x)。
2. 偶性：余弦函数是偶函数，即cos(-x)=cos(x)。
3. 定义域和值域：余弦函数的定义域为所有实数，值域介于-1和1之间，即-1≤cos(x)≤1。
4. 单调性：余弦函数在一个周期内是周期递增递减的。
三角函数图象和性质详细讲解
1 cos( ) sin 2 1 sin( ) cos 2 1 tan( ) cot 2 1 cos( ) sin 2
tan
2 tan 1 tan
2
2
2
sin 15 cos75
2 2 cos cos 2 cos cos 2 2 cos cos 2 sin sin 2 2 6 2,
公式组五 sin(2 x) sin x cos(2 x) cos x tan(2 x) tan x cot(2 x) cot x
（二）角与角之间的互换 公式组一 cos( ) cos cos sin sin
cos( ) cos cos sin sin sin( ) sin cos cos sin sin( ) sin cos cos sin
k , k 1 上为减函
数（ k Z ）
2
2k ]
上为增函 数 ； 单调性
[ 2k , 2 3 2k ] 2
上为增函数 [2k , 2k 1 ] 上为减函数 （kZ ）
上 为 增 函 数 （kZ ）
上为减函 数 （k Z ）
图象
注意：① y sin x 与 y sin x 的单调性正好相反； y cos x 与 y cos x 的单调性也同样相 反.一般地，若 y f ( x) 在 [a, b] 上递增（减） ，则 y f ( x) 在 [a, b] 上递减（增）.
4
sin sin 2 cos
sin
人教版高中数学必修4第一章三角函数《1.4三角函数的图象与性质：1.4.2 正弦函数、余弦函数的性质》教学PPT
解：(2)当x 2k , k Z时，函数取得最大值，ymax 1
2
当x 2k , k Z时,函数取得最小值,
2
ymin 1
函数取得最大值的x的集合是x
x
2
2k
,
k
Z
，ymax
1,
函数取得最大值的x的集合是x
x
2
2k
,
k
Z
，ymin
1.
二、 正、余弦函数的奇偶性
-4 -3
例1.下列函数有最大(小)值？如果有,请写出取最大(小) 值时的自变量x的集合,并说出最大(小)值是什么？
（1）y cos x 1, x R; （2）y sin x, x R.
解：(1)当x 2k , k Z时，ymax 11 2,
当x 2k , k Z时，ymin 11 0.
1.4.2 正弦、余弦函数的性质
(1)周期性
定义域、值域
-4 -3
y
1
-2
- o
-1
y=sinx (xR)
2
3
4
定义域 xR
-4 -3
y=cosx (xR)
y
1
-2
- o
-1
值 域 y[ - 1, 1 ]
2
3
4
5 6x 5 6x
举例：
生活中“周而复始”的变化规律。
24小时1天、7天1星期、365天1年……. 相同的间隔重复出现的现象称为周期现象. 数学中又有哪些周期现象呢？
思考：y=sinx，x∈R的图象为什么会重复出现形 状相同的曲线呢?
y
1
4
3
2
7 2
5
3
2
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三角函数的图象与性质
教学目标：
1、掌握正、余弦函数的定义域和值域；
2、进一步理解三角函数的周期性和奇偶性的概念，会求它们的周期，会判断它们的奇偶性；
3、能正确求出正、余弦函数的单调区间
教学重点：
正、余弦函数的性质
教学难点：
正、余弦函数的单调性
知识要点：
1、定义域：
函数sin y x =及cos y x =的定义域都是(),-∞+∞，即实数集R
2、值域：
函数sin y x =，x R ∈及cos y x =，x R ∈的值域都是[]1,1-
理解：（1）在单位圆中，正弦线、余弦线的长都是等于或小于半径的长1的，所以sin 1x ≤，
cos 1x ≤，即1sin 1x -≤≤，1cos 1-≤≤。
（2）函数sin y x =在2,()2x k k Z π
π=+∈时，y 取最大值1，当22x k π
π=-，
()k Z ∈时，y 取最小值-1；函数cos y x =在2x k π=，()k Z ∈时，y 取最大值1，当2x k ππ=+，()k Z ∈时，y 取最小值-1。
正弦函数sin y x =，x R ∈和余弦函数cos y x =，x R ∈是周期函数，2k π(0)k Z k ∈≠且都是它们的周期，最小正周期是2π。
4、奇偶性
正弦函数sin y x =，x R ∈是奇函数，余弦函数cos y x =，x R ∈是偶函数。
理解：（1）由诱导公式()sin sin x x -=-，cos()cos x x -=可知以上结论成立；
（2）反映在图象上，正弦曲线关于原点O 对称，余弦曲线关于y 轴对称。
5、单调性
（1）由正弦曲线可以看出：当x 由2π-增大到2π时，曲线逐渐上升，sin x 由-1增大到1；当x 由2
π增大到32π时，曲线逐渐下降，sin x 由1减至-1，由正弦函数的周期性知道：
①正弦函数sin y x =在每一个闭区间2,222k k ππππ⎡⎤-++⎢⎥⎣⎦
()k Z ∈上，都从-1增大到1，是增函数； ②在每一个闭区间32,222k k ππππ⎡⎤++⎢⎥⎣⎦
()k Z ∈上，都从1减小到-1，是减函数。
（2）由余弦曲线可以知道：
①余弦函数cos y x =在每一个区间()21,2k k ππ-⎡⎤⎣⎦()k Z ∈上，都从-1增大到1，是增函数；
②在每一个闭区间()2,21k k ππ+⎡⎤⎣⎦()k Z ∈上，都从1减小到-1，是减函数。
练习：不求值，分别比较下列各组中两个三角函数值的大小：
（1）0sin 250与0sin 260； （2）15cos
8π与14cos 9
π
例3、求下列函数的最大值及取得最大值时自变量x 的集合：
（1）cos 3
x y =； （2）2sin 2y x =-
例4、求函数sin 23y x π⎛⎫=+ ⎪⎝
⎭的单调增区间。
练习：
1、（1）求函数y =（2）求函数2cos 2sin 2y x x =+-的值域； 公式一： 设α为任意角，终边相同的角的同一三角函数的值相等： sin （2kπ+α）=sinα k∈z
cos （2kπ+α）=cosα k∈z
tan （2kπ+α）=tanα k∈z
公式二： 设α为任意角，π+α的三角函数值与α的三角函数值之间的关系： sin （π+α）=—sinα
cos （π+α）=－cosα
tan （π+α）=tanα
公式三： 任意角α与-α的三角函数值之间的关系：
sin （－α）=－sinα
cos （－α）=cosα
tan （－α）=－tanα。