§1.4.2正弦、余弦函数的单调性 2
三角函数单调性

1.4.2 《正弦、余弦函数的单调性》教学设计
邹旭娟
一、教学目标 (一)知识与技能
(二)过程与方法
1、由观察正弦函数图像得到正弦函数的单调区间,运用类比的方法得到余弦函数的单调区间;
2、由两个函数的单调区间入手进行比较大小及求复合函数的单调区间. (三)情感态度与价值观
培养学生直觉猜想、归纳抽象、类比推理,演绎证明的能力. 二、教学重、难点
重点:正弦函数、余弦函数的单调性及研究的方法; 难点:正弦函数、余弦函数单调性的应用.
1.能正确表示出正弦函数、余弦函数的单调区间;
2.会运用单调性,比较三角函数值的大小;
3. 会利用已知正弦函数、余弦函数的单调区间求
)cos()sin(ϕωϕω+=+=x A y x A y 和的单调区间.。
1.4.2 正弦函数、余弦函数的性质(三)单调性

观察图象可知: 当 x∈ 时,曲线逐渐上升,是增函数,cos x 的值由-1 增大到 1; 当 x∈ 时,曲线逐渐下降,是减函数,cos x 的值由 1 减小到-1. 推广到整个定义域可得: 当 x∈ 时,余弦函数 y=cos x 是增函数,函数值由-1 增大到 1; 当 x∈ 时,余弦函数 y=cos x 是减函数,函数值由 1 减小到-1. 【正弦函数、余弦函数的性质】 函数 y=sin x y=cos x
4
18
) _____ sin(
10
)
(2) cos(
23 17 ) _____ cos( ) 5 4
3. y sin( x ), (0 )是R上的偶函数,则 的值是 _______ π x+ 的一个递减区间是 4. 函数 f(x)=sin 6 5. 求y sin x sin x的值域 是
鸡西014 年( )月( )日 班级 姓名
1.4.2 学习 目标 重点 难点
正弦函数、余弦函数的性质(三)单调性
1.掌握 y=sin x,y=cos x 的最大值与最小值,并会求简单三角函数的值域和最 值.2.掌握 y=sin x,y=cos x 的单调性,并能利用单调性比较大小. 3.会求函数 y=Asin(ωx+φ)及 y=Acos(ωx+φ)的单调区间. 在研究正弦、余弦函数的性质时,要充分借助正弦、余弦曲线,注意 数形结合 思想方法的运用.
【正、余弦函数的定义域、值域】 在下图中利用平移画出正弦曲线
在下图中利用平移画出余弦曲线
观察图像填下列各空: 由正、余弦曲线很容易看出正弦函数、余弦函数的定义域都是实数集 R ,值域都 是 .对于正弦函数 y=sin x,x∈R 有: 当且仅当 x= 时,取得最大值 1; 当且仅当 x= 时,取得最小值-1. 对于余弦函数 y=cos x,x∈R 有: 当且仅当 x= 时,取得最大值 1; 当且仅当 x= 时,取得最小值-1. 【正、余弦函数的单调性】 正弦函数和余弦函数都是周期函数,且周期都是 2π,首先研究它们在一个周期区间上函 数值的变化情况,再推广到整个定义域. π 3π 如图补全函数 y=sin x,x∈ -2, 2 的图象:
高中数学 1.41.4.2正弦函数、余弦函数的性质(二)课件 新人教A版必修4

()
A.0,π2
B.π2,π
栏 目 链 接
C.π,32π
D.32π,π
第十一页,共30页。
自测 自评
解析:由 y=sin x,x∈[0,2π]与 y=cos x,x∈[0,2π] 的图象知:
栏 目 链 接
y=sin x 和 y=cos x 的均为减函数的一个区间是:
π2,π,故选 B.
答案:B
第十二页,共30页。
第二十二页,共30页。
跟踪
训练
对 C,由 0>-π6>-π5>-π2,而正弦函数 y=sin x 在区间
-π2,0上是单调递增函数,故有 sin-π5<sin-π6,C 错;
栏
对 D,由 0>-π6>-π5>-π2,而余弦函数 y=cos x 在区间
目 链 接
-π2,0上是单调递增函数,故有 cos-π5<cos-π6,D 错.故 选 B.
应不等式中,求解相应变量的取值范围.
目 链
接
(2)求复合函数单调区间(qū jiān)时,要先求定义域,
同时还要注意内层、外层函数的单调性.
第二十页,共30页。
跟踪 训练
1.下列不等式中正确的是 ( )
A.sin57π>sin47π
B.cos57π<cos47π
栏 目 链
接
C.sin-π5>sin-π6
目
知它在整个定义域内所具有的性质.
链
接
_____对___于__正上弦单调(zh递èn增gx,iá在n)π2区函,间32π数__,__结___合__图_上象单知调函递减数-在π2,区π2 间
第五页,共30页。
正弦函数、余弦函数的单调性与最值

函数名称 图象与性质 性质分类 图象 奇偶性 _________ 奇函数 _________ 偶函数 y=sinx y=cosx
不同处
函数名 称 图象与性质 性质分类 在 不同 处 y=sinx y=cosx
单调性
π π [2kπ-π,2kπ](k∈Z) 上 2kπ- ,2kπ+ (k∈Z) 在 ____________________ 2 2 ________________________ 递增; 上递增; 在 在 π 3 [2kπ,2kπ+π](k∈Z) 2kπ+ ,2kπ+ π(k∈Z) ________________________ 2 2 ________________________ 上递减 上递减
π π π 【解】 (1)由 2kπ-2≤x+3≤2kπ+2(k∈Z), 5 π 得 2kπ-6π≤x≤2kπ+6(k∈Z). π π 3 由 2kπ+2≤x+3≤2kπ+2π(k∈Z), π 7 得 2kπ+6≤x≤2kπ+6π(k∈Z). ∴函数
π y=2sinx+3的单调增区间为
(2)可化为 y=Asin2x+Bsinx+C 或 y=Acos2x+Bcosx+C(A≠0) 的最大、最小值可利用二次函数在区间[-1,1]上的最大、最小值 的求法来求(换元法). Asinx+B Acosx+B 2 (3)形如 y= 或 y= (A +C2≠0)的最大值最 Csinx+D Ccosx+D 小值可解出 sinx 或 cosx 后利用其有界性来求.
2.比较三角函数值大小的方法 先利用诱导公式把要比较的三角函数值转化为同一单调区间 上的同名三角函数值,再利用三角函数的单调性比较大小. 3.求三角函数值域或最值的常用方法 (1)可化为单一函数 y=Asin(ωx+φ)+k 或 y=Acos(ωx+φ)+k 的最大值为|A|+k, 最小值为-|A|+k(其中 A、 ω、 k 为常数, A≠0, ω≠0).
高中数学第1章三角函数1.4.2.2正、余弦函数的单调性与最值aa高一数学

(2)若将例 3(1)改为 y=sinx+π6,x∈0,2π,值域又如 何?
解 (1)y=cosx-π6, ∵x∈0,2π,∴x-π6∈-π6,π3,
2021/12/11
第三十一页,共四十八页。
由余弦函数的图象及单调性可知 cosx-π6∈12,1. ∴所求函数的值域为21,1. (2)y=sinx+π6,∵x∈0,2π,∴x+π6∈6π,23π, 由正弦函数的图象及单调性可知 sinx+π6∈12,1, ∴所求函数的值域为21,1.
sinx∈-
23,1.
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第三十五页,共四十八页。
由题意可得2a×- 23+b=-5, 或 2a+b=1
2a+b=-5, 2a×- 23+b=1,
解得ba==-122-3+6 132,3
或 ab==-191-2+126
3, 3.
(2)y=cos2x-sinx=1-sin2x-sinx=-sinx+122+54.因 为-π4≤x≤π4,- 22≤sinx≤ 22,
(2)令 t=cosx,则-1≤t≤1. ∴y=t2-4t+5=(t-2)2+1, ∴t=-1 时,y 取得最大值 10,t=1 时,y 取得最小值
2. 所以 y=cos2x-4cosx+5 的值域为[2,10].
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第三十页,共四十八页。
[条件探究] 求值域;
(1)将例 3(1)改为 y=cosx-π6,x∈0,2π,
求形如 y=Asin(ωx+φ)或 y=Acos(ωx+φ)的函数的单调 区间时,若 ω 为负数,则要先把 ω 化为正数.
当 A>0 时,把 ωx+φ 整体放入 y=sinx 或 y=cosx 的单 调增区间内,求得的 x 的范围即函数的增区间;整体放入 y =sinx 或 y=cosx 的单调减区间内,可求得函数的减区间.当 A<0 时,上述方法求出的区间是其单调性相反的区间.
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.。
高中数学第一章三角函数1.4.2正弦函数、余弦函数的性质第2课时正弦函数、余弦函数的性质(二)
(3)换元后配方利用二次函数求最值.
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第二十一页,共三十三页。
已知函数 f(x)=sin2x+cos x+43x∈0,23π,则
函数 f(x)的值域为( )
A.[1,2]
B.-14,74
C.-34,1
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第九页,共x+φ)(A>0,ω>0)的函数(hánshù)求 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=Asin z的单调区间而求出原函数的单调区间.求形如y= Acos(ωx+φ)(A>0,ω>0)的函数的单调区间,方法同上.
D.cos-π6<cos-π5
【答案】C
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第六页,共三十三页。
3 . (2018 年 内 蒙 古 呼 伦 贝 尔 二 模 ) 若 函 数 f(x) = 1 + asin ax+π6 (a > 0) 的 最 大 值 为 3 , 则 f(x) 的 最 小 正 周 期 为 ________.
求最值.
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第二十七页,共三十三页。
1.函数 y=cos 2x 在下列哪个区间上是减函数( )
A.-π4,4π C.0,π2 【答案】C
B.π4,34π D.π2,π
【解析】若函数 y=cos 2x 递减,应有 2kπ≤2x≤π+2kπ,k
∈Z,即 kπ≤x≤π2+kπ,k∈Z,令 k=0 可得 0≤x≤π2.
第2课时(kèshí) 正弦函数、余弦函数的性质(二)
12/9/2021
第一页,共三十三页。
目标定位
重点难点
1.借助图象理解正、余弦函数在
1.4.4正余弦函数的性质对称性、单调性资料
2
2
y=sinz的增区间
2k 1 x 2k
2
2 32
5 4k x 4k 原函数的增区间
3
3
5
3
4k ,
3
4k
,
k
Z
变式1:求函数 y sin(1 x ), x [2 ,2 ]
23 的单调递增区间:
2
2
5
3
4k ,
3
4k
,
k
Z
k 1,
17
3
,
11
3
√ k 0,
(1)y cos x 1, x R;
(2)y 3sin 2x, x R.
解(:2)令t=2x,因为使函数y 3sin t,t R取最大值的t的集合是
{t | t 2k , k Z}
由
2x
t
2
2k
得
x k
2
4
所以使函数 y 3sin 2x, x R取最大值的x的集合是 {x | x k , k Z} 4
y
1
3 5
2
2 3
2
O
2
1
2
3 2
2
5 3
2
x
正弦函数的图象
y
1
3 5
2
2 3
2
O
2
1
2
3 2
2
5 3
2
x
余弦函数的图象
问题:它们的图象有何对称性?
正弦函数的对称性 y
1P
3 5
2
2 3
2
O
P' 2 1
2
3 2
2
5 3
2
1.4.2正弦函数余弦函数的性质-(必修四-数学-优秀课件)
第15页,共26页。
归纳总结
一般地,函数 y Asin(x )及 y Acos(x ) (其中 A,,为常数,且 A 0, 0 )的周期是
T 2
若 0 则 T 2
第16页,共26页。
练习. 求下列函数的周期:
(1) y sin 3x, x R;(2) y cos x ;
1
-4 -3
-2
- o
-1
2
3
4
5 6 x
y cos x(x R)
第25页,共26页。
函数 图形
y
1
2
0
-1
y=sinx
3
2
2
2
5 2
x
定义域 值域
最值
xR
y [1,1]
xx2222kk时时,,yymmaxin
1 1
单调性
x[-
2
2k
,
2
2k
]
增函数
x[2
2k
,
3
2
2k ]
减函数
奇偶性
奇函数
4
x
2
…
0
…
2
sinx -1
0
1
…
0
…
3 2
-1
y=sinx (xR)
增区间为
[[
2+22k,,
22
+2] k],kZ
其值从-1增至1
Байду номын сангаас
减区间为
[
2
+22k,,
33
2
+]2k],kZ
其值从 1减至-1
第20页,共26页。
余弦函数的单调性
人教a版必修4学案:1.4.2正弦函数、余弦函数的性质(2)(含答案)
1.4.2 正弦函数、余弦函数的性质(二)自主学习知识梳理自主探究正弦曲线与余弦曲线都既是轴对称图形又是中心对称图形,那么:(1)正弦函数y =sin x 的对称轴方程是______________,对称中心坐标是______________.(2)余弦函数y =cos x 的对称轴方程是______________,对称中心坐标是______________.对点讲练知识点一 求正、余弦函数的单调区间例1 求函数y =sin ⎝⎛⎭⎫π3-2x 的单调递减区间.回顾归纳 求y =A sin(ωx +φ)或y =A cos(ωx +φ)的单调区间时,如果式子中x 的系数为负数,先利用诱导公式将x 的系数变为正数再求其单调区间.变式训练1 求函数y =2cos ⎝⎛⎭⎫π4-x 2的单调增区间.知识点二 比较三角函数值的大小例2 利用三角函数的单调性,比较下列各组数的大小.(1)sin 196°与cos 156°;(2)sin 1,sin 2,sin 3.回顾归纳 用正弦函数和余弦函数的单调性来比较大小时,应先将异名化同名,再将不是同一单调区间的角用诱导公式转化到同一单调区间,再利用单调性来比较大小.变式训练2 比较下列各组数的大小.(1)cos 870°,cos 890°;(2)sin ⎝⎛⎭⎫-37π6,sin 49π3.知识点三 正、余弦函数的最值问题例3 已知函数f (x )=2a sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3+b 的定义域为⎣⎡⎦⎤0,π2,最大值为1,最小值为-5,求a 和b 的值.回顾归纳 此类问题应特别注意正、余弦函数值域的有界性,即当x ∈R 时,-1≤sin x ≤1,-1≤cos x ≤1,另外还应注意定义域对值域的影响.变式训练3 若函数y =a -b cos x (b >0)的最大值为32,最小值为-12,求函数y =-4a cosbx 的最值和最小正周期.1.求函数y =A sin(ωx +φ) (A >0,ω>0)单调区间的方法是:把ωx +φ看成一个整体,由2k π-π2≤ωx +φ≤2k π+π2(k ∈Z )解出x 的范围,所得区间即为增区间,由2k π+π2≤ωx +φ≤2k π+3π2(k ∈Z )解出x 的范围,所得区间即为减区间.若ω<0,先利用诱导公式把ω转化为正数后,再利用上述整体思想求出相应的单调区间.2.比较三角函数值的大小,先利用诱导公式把问题转化为同一单调区间上的同名三角函数值的大小比较,再利用单调性作出判断.3.求三角函数值域或最值的常用求法(1)将y 表示成以sin x (或cos x )为元的一次或二次等复合函数再利用换元或配方、或利用函数的单调性等来确定y 的范围.(2)将sin x 或cos x 用所求变量y 来表示,如sin x =f (y ),再由|sin x |≤1,构建关于y 的不等式|f (y )|≤1,从而求得y 的取值范围.课时作业一、选择题1.若y =sin x 是减函数,y =cos x 是增函数,那么角x 在( ) A .第一象限 B .第二象限 C .第三象限 D .第四象限2.函数y =sin ⎝⎛⎭⎫x -π2 (x ∈k )在( ) A .[0,π]上是增函数 B.⎣⎡⎦⎤-π2,π2上是增函数 C .[0,π]上是减函数 D.⎣⎡⎦⎤-π2,π2上是减函数 3.当-π2≤x ≤π2时,函数f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫x +π3有( ) A .最大值为1,最小值为-1B .最大值为1,最小值为-12C .最大值为2,最小值为-2D .最大值为2,最小值为-14.函数y =sin(x +φ)的图象关于y 轴对称,则φ的一个取值是( ) A.π2 B .-π4C .π B .2π 5.函数y =sin 2x +sin x -1的值域为( )A.[]-1,1B.⎣⎡⎦⎤-54,-1 C.⎣⎡⎦⎤-54,1 D.⎣⎡⎦⎤-1,54二、填空题6.函数y =sin(π+x ),x ∈⎣⎡⎦⎤-π2,π的单调增区间是________________. 7.函数y =log 12(1+λcos x )的最小值是-2,则λ的值是________.8.函数y =-cos 2x +cos x (x ∈R )的值域是________.三、解答题9.求下列函数的单调增区间.(1)y =1-sin x 2; (2)y =log 12(cos 2x ).10.求下列函数的值域.(1)y =1-2cos 2x +2sin x ; (2)y =2-sin x2+sin x.1.4.2 正弦函数、余弦函数的性质(二)答案(1)x =k π+π2(k ∈Z ) (k π,0) (k ∈Z )(2)x =k π (k ∈Z ) ⎝⎛⎭⎫k π+π2,0 (k ∈Z ) 对点讲练例1 解 由已知函数为y =-sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3,则欲求函数的单调递减区间,只需求y =sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3的单调递增区间. 由-π2+2k π≤2x -π3≤π2+2k π (k ∈Z ),解得-π12+k π≤x ≤5π12+k π (k ∈Z ).∴函数的单调递减区间为⎣⎡⎦⎤-π12+k π,5π12+k π (k ∈Z ). 变式训练1 解 y =2cos ⎝⎛⎭⎫π4-x 2=2cos ⎝⎛⎭⎫x 2-π4.由2k π-π≤x 2-π4≤2k π,k ∈Z ,解得2k π-3π4≤x 2≤2k π+π4,k ∈Z .即4k π-3π2≤x ≤4k π+π2,k ∈Z ,∴函数的单调增区间是⎣⎡⎤4k π-3π2,4k π+π2 (k ∈Z ). 例2 解 (1)sin 196°=sin(180°+16°)=-sin 16°, cos 156°=cos(180°-24°)=-cos 24°=-sin 66°, ∵0°<16°<66°<90°,∴sin 16°<sin 66°.从而-sin 16°>-sin 66°,即sin 196°>cos 156°.(2)∵1<π2<2<3<π,sin(π-2)=sin 2,sin(π-3)=sin 3.0<π-3<1<π-2<π2且y =sin x 在⎝⎛⎭⎫0,π2上递增, ∴sin(π-3)<sin 1<sin(π-2), 即sin 3<sin 1<sin 2.变式训练2 解 (1)cos 870°=cos(2×360°+150°)=cos 150°, cos 890°=cos(2×360°+170°)=cos 170°, ∵余弦函数y =cos x 在[0°,180°]上是减函数, ∴cos 150°>cos 170°,即cos 870°>cos 890°.(2)sin ⎝⎛⎭⎫-37π6=sin ⎝⎛⎭⎫-6π-π6=sin ⎝⎛⎭⎫-π6, sin 49π3=sin ⎝⎛⎭⎫16π+π3=sin π3, ∵正弦函数y =sin x 在⎣⎡⎦⎤-π2,π2上是增函数, ∴sin ⎝⎛⎭⎫-π6<sin π3,即sin ⎝⎛⎭⎫-37π6<sin 49π3. 例3 解 ∵0≤x ≤π2,∴-π3≤2x -π3≤2π3,∴-32≤sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3≤1,易知a ≠0. 当a >0时,f (x )max =2a +b =1, f (x )min =-3a +b =-5.由⎩⎨⎧ 2a +b =1-3a +b =-5,解得⎩⎨⎧a =12-63b =-23+123. 当a <0时,f (x )max =-3a +b =1, f (x )min =2a +b =-5.由⎩⎨⎧ -3a +b =12a +b =-5,解得⎩⎨⎧a =-12+63b =19-123. 变式训练3 解 ∵y =a -b cos x (b >0),∴y max =a +b =32,y min =a -b =-12.由⎩⎨⎧a +b =32a -b =-12,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =12b =1.∴y =-4a cos bx =-2cos x , ∴y max =2,y min =-2,T =2π. 课时作业 1.C 2.A3.D [∵-π2≤x ≤π2,∴-π6≤x +π3≤5π6.∴当x +π3=-π6,即x =-π2时,f (x )有最小值-1.当x +π3=π2,即x =π6时,f (x )有最大值2.]4.A [若y =sin(x +φ)的图象关于y 轴对称.则φ=k π+π2,∴当k =0时,φ=π2.]5.C [y =sin 2x +sin x -1=⎝⎛⎭⎫sin x +122-54 ∵-1≤sin x ≤1,∴当sin x =-12时,y 取最小值-54,当sin x =1时,y 取最大值1.] 6.⎣⎡⎦⎤π2,π 7.±3解析 由题意,1+λcos x 的最大值为4, 当λ>0时,1+λ=4,λ=3; 当λ<0时,1-λ=4,λ=-3. ∴λ=±3.8.⎣⎡⎦⎤-2,14 解析 y =-⎝⎛⎭⎫cos x -122+14 ∵-1≤cos x ≤1,∴当cos x =12时,y max =14.当cos x =-1时,y min =-2.∴函数y =-cos 2x +cos x 的值域是⎣⎡⎦⎤-2,14. 9.解 (1)由2k π+π2≤x 2≤2k π+32π,k ∈Z ,得4k π+π≤x ≤4k π+3π,k ∈Z .∴y =1-sin x2的增区间为[4k π+π,4k π+3π] (k ∈Z ).(2)由题意得cos 2x >0且cos 2x 递减.∴x 只须满足:2k π<2x <2k π+π2,k ∈Z .∴k π<x <k π+π4,k ∈Z .∴y =log 12(cos 2x )的增区间为⎝⎛⎭⎫k π,k π+π4,k ∈Z . 10.解 (1)y =1-2cos 2x +2sin x =2sin 2x +2sin x -1=2⎝⎛⎭⎫sin x +122-32 当sin x =-12时,y min =-32;当sin x =1时,y max =3.∴函数y =1-2cos 2x +2sin x 的值域为⎣⎡⎦⎤-32,3. (2)方法一 y =4-(2+sin x )2+sin x =42+sin x-1∵-1≤sin x ≤1,∴1≤2+sin x ≤3, ∴13≤12+sin x ≤1,∴43≤42+sin x ≤4, ∴13≤42+sin x -1≤3,即13≤y ≤3.∴函数y =2-sin x 2+sin x的值域为⎣⎡⎦⎤13,3. 方法二 由y =2-sin x 2+sin x ,解得sin x =2-2yy +1,由|sin x |≤1,得⎪⎪⎪⎪⎪⎪2-2y y +1≤1,∴(2-2y )2≤(y +1)2, 整理得3y 2-10y +3≤0,解得13≤y ≤3.∴函数y =2-sin x 2+sin x 的值域为⎣⎡⎦⎤13,3.。