5.6三角函数的图像和性质
创设情景兴趣导入 问题 观察钟表,如果当前的时间是2点,那么时针走过12个小时后,显示的时间是多少呢?再经过12个小时后,显示的时间是多少呢?
. 解决 每间隔12小时,当前时间2点重复出现. 推广 类似这样的周期现象还有哪些?
动脑思考探索新知 概念
对于函数y?f(x),如果存在一个不为零的常数T,当x取定义域D
内的每一个值时,都有x?T?D,并且等式f(x?T)?y?f(x)叫做周期函数,常数Tf(x)成立,那么,函数
叫做这个函数的一个周期.
由于正弦函数的定义域是实数集R,对??R,恒有??2kπ?R(k?Z),
4π,6π,并且sin(??2kπ)=sin?(k?Z),因此正弦函数是周期函数,并且2π,
及?2π,?4π,都是它的周期.
通常把周期中最小的正数叫做最小正周期,简称周期,仍用T表示.今后我们所研究的函数周期,都是指最小正周期.因此,正弦函数的周期是2?.
构建问题探寻解决 说明 由周期性的定义可知,在长度为2?的区间(如?0,2??,??2?,0?,?2?,4??)上,正弦函数的图像相同,可以通过平移?0,2??上的图像得到.因此,重点研究正弦函数在一个周期内,即在?0,2??上的图像. 问题 用“描点法”作函数y?sinx在?0,2??上的图像. 解决 把区间?0,2??分成12等份,并且分别求得函数y?sinx在各分点及区间端点的函数值,列表如下:(见教材)
以表中的x,y值为坐标,描出点(x,y),用光滑曲线依次联结各点,得到y?sinx在?0,2??上的图像.(见教材) 推广 将函数y?sinx在?0,2??上的图像向左或向右平移2?,4?,,就得到y?sinx在(-?,??)上的图像,这个图像叫做正弦曲线.(见教材)
动脑思考探索新知 概念 正弦曲线夹在两条直线y??1和y?1之间,即对任意的角x,都有
sinx?1成立,函数的这种性质叫做有界性.
一般地,设函数y?f(x)在区间(a,b)上有定义,如果存在一个正数M,对任意的x?(a,b)都有
f(x)?M,那么函数y?f(x)叫做区间(a,b)内
的有界函数.如果这样的M不存在,函数y?f(x)叫做区间(a,b)上的无界函数.
显然,正弦函数是R内的有界函数.
归纳 正弦函数y?sinx的定义域是实数集R.具有下面的性质: (1)是R内的有界函数,其值域为??1,1?.当x???2k?(k?Z)时,
2ymax?1;当x???2k?(k?Z)时,ymin??1.
??(2)是周期为2π的周期函数. (3)是奇函数.
(4)在每一个区间(???2k?,??2k??(k?Z)上都是增函数,其函数值由
22?1增大到1;在每一个区间(??2k?,3??2k??(k?Z)上都是减函数,其函
22数值由1减小到?1.
动脑思考探索新知
观察发现,正弦函数y?sinx在?0,2??上的图像中有五个关键点:
(0,0),
????,1?, ?2? ??,0?,
?3???,?1?, ?2? ?2?,0?.
描出这五个点后,正弦函数y?sinx,在?0,2π?上的图像的形状就基本上确定了.因此,在精确度要求不高时,经常首先描出这关键的五个点,然后用光滑的曲线把它们联结起来,从而得到正弦函数在?0,2π?上的简图.这种作图方法叫做“五点法”.
巩固知识典型例题
例1利用“五点法”作函数y?1?sinx在?0,2π?上的图像.
分析y?sinx图像中的五个关键点的横坐标分别是0,?,?,??,??,
22这里要求出y?1?sinx在五个相应的函数值,从而得到五个点的坐标,