7.6

正弦、余弦函数的图象与性质

从单位圆生成图象并研究周期、奇偶、单调与最值。

12 分钟三角函数
本文章目录

01 · 出发点

从单位圆展开周期波形

角在单位圆上匀速转动时,纵坐标生成正弦曲线,横坐标生成余弦曲线。图象把周期、最值、零点和单调区间集中呈现出来。

正弦与余弦只相差水平平移,但奇偶性不同:正弦图象关于原点对称,余弦图象关于 yy 轴对称。

02 · 概念

正弦、余弦函数的完整性质

y=sinxy=\sin xy=cosxy=\cos x 的定义域均为 R\mathbb R,值域均为 [1,1][-1,1],最小正周期均为 2π2\pisinx\sin x 是奇函数,cosx\cos x 是偶函数。

在一个周期内标出 0,π2,π,3π2,2π0,\frac\pi2,\pi,\frac{3\pi}{2},2\pi 五个关键点,便可借周期延拓。单调区间与零点可以从图象读取,并写成带整数 kk 的通式。

03 · 方法

作图并求解三角方程

  1. 01

    在一个周期内标出关键角及函数值,用平滑曲线连接,再按 2π2\pi 周期延拓。

  2. 02

    从水平线与图象交点读取基本周期内的解,注意对称位置。

  3. 03

    若求全体解,给基本解分别加 2kπ2k\pi;若有限区间求解,则筛选端点。

04 · 例题

把方法落到具体问题

1在一个周期内解余弦方程

解方程 cosx=12\cos x=\frac12x[0,2π]x\in[0,2\pi]

  1. 1

    参考角为 π3\frac\pi3,因为 cosπ3=12\cos\frac\pi3=\frac12

  2. 2

    余弦在第一、第四象限为正,所以一个周期内对应角为 π3\frac\pi32ππ3=5π32\pi-\frac\pi3=\frac{5\pi}{3}

  3. 3

    检查区间端点:cos0=cos2π=1\cos0=\cos2\pi=1,均不是 12\frac12

05 · 辨析

容易忽略的条件与边界

回看

本节小结

  • 正弦、余弦定义域为 R\mathbb R,值域为 [1,1][-1,1]
  • 两者最小正周期均为 2π2\pi
  • 关键点、象限和周期共同决定图象与方程解。