§1.4 三角函数的图象与性质
1.4.1 正弦函数、余弦函数的图象
学习目标 1.了解利用单位圆中的正弦线画正弦曲线的方法.2.掌握“五点法”画正弦曲线和余弦曲线的步骤和方法,能用“五点法”作出简单的正弦、余弦曲线.3.理解正弦曲线与余弦曲线之间的联系.
知识点一 正弦函数、余弦函数的概念
思考 从对应的角度如何理解正弦函数、余弦函数的概念?
答案 实数集与角的集合之间可以建立一一对应关系,而一个确定的角又对应着唯一确定的正弦(或余弦)值.这样,任意给定一个实数x,有唯一确定的值sinx(或cosx)与之对应.由这个对应法则所确定的函数y=sinx(或y=cosx)叫做正弦函数(或余弦函数),其定义域是R.
知识点二 几何法作正弦函数、余弦函数的图象
思考1 课本上是利用什么来比较精确的画出正弦函数的图象的?其基本步骤是什么? 答案 利用正弦线,这种作图方法称为“几何法”,其基本步骤如下:
①作出单位圆:作平面直角坐标系,并在直角坐标系中y轴左侧的x轴上取一点O1,作出以
O1为圆心的单位圆;
②等分单位圆,作正弦线:从⊙O1与x轴的交点A起,把⊙O1分成12等份.过⊙O1上各分点πππ
作x轴的垂线,得到对应于0,,,,…,2π等角的正弦线;
632③找横坐标:把x轴上从0到2π这一段分成12等份;
④找纵坐标:把角x的正弦线向右平移,使它的起点与x轴上对应的点x重合,从而得到12条正弦线的12个终点;
⑤连线:用光滑的曲线将12个终点依次从左至右连接起来,即得到函数y=sinx,x∈[0,2π]的图象,如图.
因为终边相同的角有相同的三角函数值,所以函数y=sinx,x∈[2kπ,2(k+1)π),k∈Z
且k≠0的图象与函数y=sinx,x∈[0,2π)的图象的形状完全一致.于是只要将函数y=sinx,
x∈[0,2π)的图象向左、向右平行移动(每次2π个单位长度),就可以得到正弦函数y=sinx,x∈R的图象,如图.
思考2 如何由正弦函数的图象通过图形变换得到余弦函数的图象?
π
答案 把y=sinx,x∈R的图象向左平移个单位长度,即可得到y=cosx,x∈R的图象.
2梳理 正弦函数的图象和余弦函数的图象分别叫做正弦曲线和余弦曲线.
知识点三 “五点法”作正弦函数、余弦函数的图象 思考1 描点法作函数图象有哪几个步骤? 答案 列表、描点、连线.
思考2 “五点法”作正弦函数、余弦函数在x∈[0,2π]上的图象时是哪五个点? 答案
画正弦函数图象的五点 画余弦函数图象的五点 梳理 “五点法”作正弦函数y=sinx(x∈[0,2π])、余弦函数y=cosx,x∈[0,2π]图象的步骤 (1)列表
π?(0,0) ??2,1? ??(π,0) ?3π,-1? ?2????3π,0? ?2???(2π,0) (2π,1) π?(0,1) ??2,0? (π,-1) ??x sinx cosx (2)描点
0 0 1 π 21 0 π 0 -1 3π 2-1 0 2π 0 1 画正弦函数y=sinx,x∈[0,2π]的图象,五个关键点是
?π??3π?(0,0),?,1?,(π,0),?,-1?,(2π,0); ?2??2?
画余弦函数y=cosx,x∈[0,2π]的图象,五个关键点是
?π??3π,0?,(2π,1).
(0,1),?,0?,(π,-1),??
?2??2?
(3)用光滑曲线顺次连接这五个点,得到正弦函数y=sinx(x∈[0,2π])、余弦函数y=cosx(x∈[0,2π])的简图.
1.正弦函数y=sin x的图象向左、右和上、下无限伸展.( × )
提示 正弦函数y=sinx的图象向左、右无限伸展,但上、下限定在直线y=1和y=-1之间.
2.函数y=sinx与y=sin(-x)的图象完全相同.( × ) 提示 二者图象不同,而是关于x轴对称.
3.余弦函数y=cosx的图象与x轴有无数个交点.( √ )
4.余弦函数y=cosx的图象与y=sinx的图象形状和位置都不一样.( × ) 提示 函数y=cosx的图象与y=sinx的图象形状一样,只是位置不同.
类型一 “五点法”作图的应用
例1 利用“五点法”作出函数y=1-sinx(0≤x≤2π)的简图. 考点 正弦函数的图象 题点 五点法作正弦函数的图象 解 取值列表:
x sinx 1-sinx
描点连线,如图所示.
0 0 1 π 21 0 π 0 1 3π 2-1 2 2π 0 1
反思与感悟 作正弦曲线要理解几何法作图,掌握五点法作图.“五点”即y=sinx或y=cosx的图象在[0,2π]内的最高点、最低点和与x轴的交点.“五点法”是作简图的常用方法.
跟踪训练1 (1)用“五点法”作出函数y=1-cosx(0≤x≤2π)的简图. 考点 余弦函数的图象
高中数学第一章三角函数1.4三角函数的图象与性质1.4.1正弦函数、余弦函数的图象学案新人教A版
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