3.5三角函数的最值及应用.ppt
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1、要点梳理要点梳理1 1、的有关概念的有关概念3.5 3.5 三角函数的最值及应用三角函数的最值及应用基础知识基础知识 自主学习自主学习y y=A Asin(sin(x x+)+)(A A0,0,0),0),x x0,+)0,+)表示一表示一个振动量时个振动量时振幅振幅周期周期频率频率相位相位初相初相A AT T=_=_ _f f=_=_=_=_2 2、用五点法画、用五点法画 一个周期内的简图一个周期内的简图 用五点法画用五点法画 一个周期内的简图时一个周期内的简图时,要找五个特征点要找五个特征点.如下表所示如下表所示.x x_0 0A A0 0-A A0 00 03 3、对称性、对称性 (1)
2、(1)正弦函数正弦函数y y=sin=sin x x的对称轴为的对称轴为_,_,对称中心为对称中心为_._.(2)(2)余弦函数余弦函数y y=cos=cos x x的对称轴为的对称轴为_,_,对对 称中心为称中心为_._.(3)(3)正切函数正切函数y y=tan=tan x x的图象的对称中心为的图象的对称中心为_ _ _,_,无对称轴无对称轴.4 4、图象变换、图象变换 由函数由函数y y=sin=sin x x的图象通过变换得到的图象通过变换得到y y=A Asin(sin(x x+)()(A A0,0,0)0)的图象的图象,有两种主要途径有两种主要途径:“先平移先平移 后伸缩后伸缩”
3、与与“先伸缩后平移先伸缩后平移”.方法一方法一:先平移后伸缩先平移后伸缩.方法二方法二:先伸缩后平移先伸缩后平移.5 5、求最值的常用方法、求最值的常用方法 (1)(1)利用函数的有界性利用函数的有界性(-1sin(-1sin x x1,-1,-1cos 1cos x x 1),1),求三角函数的值域求三角函数的值域(最值最值).).(2)(2)利用函数的单调性求函数的值域或最值利用函数的单调性求函数的值域或最值.(3)(3)利用换元法求三角函数最值时注意三角函数有界利用换元法求三角函数最值时注意三角函数有界 性,如性,如y y=sin=sin2 2x x-4sin x+5-4sin x+5,
4、令,令t t=sin=sin x x(|(|t t|1),|1),则则y y=(t t-2)-2)2 2+11,+11,解法错误解法错误.(4)(4)正余弦函数的线性关系式都可以转化为正余弦函数的线性关系式都可以转化为f f(x x)=)=a asin sin x x+b bcos cos x x=特别注意把特别注意把sin sin cos cos,sin,sin cocos s 的转化为的转化为y y=2sin(=2sin(+)+)形式时形式时,为特殊角为特殊角.(5)(5)注意注意sin sin x x+cos+cos x x和和cos cos x xsin sin x x的联系,令的联系
5、,令t t=sin sin x x+cos+cos x x 时时,sin,sin x xcos cos x x=(=(t t2 2-1).-1).基础自测基础自测1.1.已知简谐运动已知简谐运动 的图象的图象 经过点经过点(0,1),(0,1),则该简谐运动的最小正周期则该简谐运动的最小正周期T T和初相和初相 分别为分别为_._.解析解析 将将(0,1)(0,1)点代入点代入f f(x x)得得2.2.要得到函数要得到函数y y=sin=sin x x的图象的图象,只需将函数只需将函数y y=cos(=cos(x x-的图象的图象_._.解析解析3.3.下面有五个命题下面有五个命题:函数函数
6、y y=sin=sin4 4x x-cos-cos4 4x x的最小正周期是的最小正周期是.终边在终边在y y轴上的角的集合是轴上的角的集合是|=,=,k kZ Z.在同一坐标系中在同一坐标系中,函数函数y y=sin=sin x x的图象和函数的图象和函数y y=x x 的图象有三个公共点的图象有三个公共点.把函数把函数y y=3sin(2=3sin(2x x+)+)的图象向右平移的图象向右平移 得到得到 y y=3sin 2=3sin 2x x的图象的图象.函数函数y y=sin(=sin(x x-)-)在在0,0,上是减函数上是减函数.其中其中,真命题的编号是真命题的编号是_(_(写出所
7、有真命题的写出所有真命题的 编号编号)解析解析 y y=sin=sin4 4x x-cos-cos4 4x x=-cos 2=-cos 2x x.T T=正确正确.k k为偶数时为偶数时,终边在终边在x x轴上轴上,错误错误.y y=sin=sin x x与与y y=x x的图象有且只有一个公共点的图象有且只有一个公共点,当当x x 时时,x xsin sin x x,在在 上上,两函数图象无公共点两函数图象无公共点,此为本题要点此为本题要点,错误错误.正确正确.y y=sin(=sin(x x-)-)在在0,0,上是增函数上是增函数,错误错误.答案答案 4.4.已知函数已知函数f f(x x
8、)=2sin)=2sin x x(0)0)在区间在区间 上的上的 最小值是最小值是-2,-2,则则的最小值等于的最小值等于_._.解析解析【例例1 1】已知函数】已知函数 (1)(1)求它的振幅、周期、初相求它的振幅、周期、初相;(2)(2)用用“五点法五点法”作出它在一个周期内的图象作出它在一个周期内的图象;(3)(3)说明说明 的图象可由的图象可由y y=sin=sin x x的图象的图象 经过怎样的变换而得到经过怎样的变换而得到.(1)(1)由振幅、周期、初相的定义即可解决由振幅、周期、初相的定义即可解决.(2)(2)五点法作图五点法作图,关键是找出与关键是找出与x x相对应的五个点相对
9、应的五个点.(3)(3)只要看清由谁变换得到谁即可只要看清由谁变换得到谁即可.典型例题典型例题 深度剖析深度剖析分析分析解解x xX X0 0y y=sin=sin x x0 01 10 0-1-10 00 02 20 0-2-20 0(3)(3)方法一方法一 把把y y=sin=sin x x的图象上所有的点向左平移的图象上所有的点向左平移 个单位个单位,得到得到 的图象的图象,再把再把y y=sin(=sin(x x+)的的图象上的点的横坐标缩短到原来图象上的点的横坐标缩短到原来的的 倍倍(纵坐标纵坐标不变不变),),得到得到 的图象的图象,最后把最后把y y=sin(2=sin(2x x
10、+上所有点的纵坐标伸长到原来的上所有点的纵坐标伸长到原来的2 2倍倍(横坐标不变横坐标不变),),即即可得到可得到 的图象的图象.方法二方法二 将将y y=sin=sin x x 的图象上每一点的横坐标的图象上每一点的横坐标x x缩短缩短 为原来的为原来的 倍倍,纵坐标不变纵坐标不变,得到得到y y=sin 2=sin 2x x的图象的图象;再将再将y y=sin 2=sin 2x x的图象向左平移的图象向左平移 个单位个单位;再将再将 的图象上每一点的横坐标保持不的图象上每一点的横坐标保持不变变,纵坐标伸长为原来的纵坐标伸长为原来的2 2倍倍,得到得到 的图象的图象.跟踪练习跟踪练习1 1(
11、20102010南京调研南京调研)已知函数已知函数 (1)(1)用五点法作出函数的图象用五点法作出函数的图象;(2)(2)说明此图象是由说明此图象是由y y=sin=sin x x的图象经过怎么样的变的图象经过怎么样的变 化得到的化得到的;(3)(3)求此函数的振幅、周期和初相求此函数的振幅、周期和初相.解解 (1)(1)列表列表:描点、连线描点、连线,如图所示如图所示:x x0 00 03 30 0-3-30 0(2)(2)方法一方法一 “先平移先平移,后伸缩后伸缩”.先把先把y y=sin=sin x x的图象上所有点向右平移的图象上所有点向右平移 个单位,得个单位,得 到到 的图象的图象
12、;再把再把 的图象上所的图象上所有点的横坐标伸长到原来的有点的横坐标伸长到原来的2 2倍倍(纵坐标不变纵坐标不变),),得到得到 的图象,最后将的图象,最后将 的图的图象上所有点的纵坐标伸长到原象上所有点的纵坐标伸长到原来的来的3 3倍倍(横坐标不变横坐标不变),),就得到就得到 的图象的图象.方法二方法二 “先伸缩先伸缩,后平移后平移”先把先把y y=sin=sin x x的图象上所有点的横坐标伸长为原来的的图象上所有点的横坐标伸长为原来的 2 2倍倍(纵坐标不变纵坐标不变),),得到得到 的图象的图象;再把再把y y=图象上所有的点向右平移图象上所有的点向右平移 个单位个单位,得到得到 的
13、图象的图象,最后将最后将 的图象上所有点的纵坐标伸长到原来的图象上所有点的纵坐标伸长到原来的的3 3倍倍(横坐标不变横坐标不变),),就得到就得到 的图象的图象.(3)(3)周期周期 振幅振幅A A=3,=3,初相是初相是【例例2 2】已知曲线】已知曲线y y=A Asin(sin(x x+)(+)(A A00,0)0)上的上的 一个最高点的坐标为一个最高点的坐标为 由此点到相邻最低点由此点到相邻最低点 间的曲线与间的曲线与x x轴交于点轴交于点(,0),(,0),若若 (1)(1)试求这条曲线的函数解析式试求这条曲线的函数解析式;(2)(2)写出函数的单调区间写出函数的单调区间.根据根据y
14、y=A Asin(sin(x x+)+)+k k的图象求其解析式的的图象求其解析式的 问题问题,主要从以下四个方面来考虑主要从以下四个方面来考虑:A A的确定的确定:根据图象的最高点和最低点根据图象的最高点和最低点,分析分析k k的确定的确定:根据图象的最高点和最低点根据图象的最高点和最低点,的确定的确定:结合图象结合图象,先求出周期先求出周期T T,然后由然后由 (0)0)来确定来确定;的确定的确定:由函数由函数y y=A Asin(sin(x x+)+)+k k最开始与最开始与x x轴轴的交点的交点(最靠近原点最靠近原点)的横坐标为的横坐标为解解所以函数所以函数f f(x x)的单调递增区
15、间为的单调递增区间为所以函数所以函数f f(x x)的单调递减区间为的单调递减区间为跟踪练习跟踪练习2 2 已知函数已知函数y y=A Asin(sin(x x+的图象的一部的图象的一部 分如图所示分如图所示.(1)(1)求求f f(x x)的表达式的表达式;(2)(2)试写出试写出f f(x x)的对称轴方程的对称轴方程.解解 (1)(1)观察图象可知观察图象可知:A A=2=2且点且点(0,1)(0,1)在图象上在图象上,1=2sin(1=2sin(0+),0+),又又 是函数的一个零点,且是图象递增穿过是函数的一个零点,且是图象递增穿过x x 轴形成的零点轴形成的零点.【例例3 3】如图
16、为一个观光缆车示意图】如图为一个观光缆车示意图,该缆车半径为该缆车半径为 4.8 4.8米米,圆上最低点与地面距离为圆上最低点与地面距离为0.80.8米,每米,每6060秒转秒转 动一圈动一圈,圆中圆中OAOA与地面垂直与地面垂直,以以OAOA为始边,逆时针为始边,逆时针 转动转动角到角到OBOB,设设B B点与地面的距离是点与地面的距离是h h.(1)(1)求求h h与与间的函数关系式间的函数关系式;(2)(2)设从设从OAOA开始转动开始转动,经过经过t t秒后到达秒后到达OBOB,求求h h与与t t之之 间的函数关系式间的函数关系式,并求缆车到达最高点时用的时间并求缆车到达最高点时用的
17、时间.分析分析 结合所学知识结合所学知识,抽象出具体函数,建立精确的抽象出具体函数,建立精确的 三角函数模型三角函数模型,再用模型去解释、分析问题再用模型去解释、分析问题,要明确各要明确各个实际量的含义个实际量的含义,写出函数的定义域写出函数的定义域.解解 (1)(1)过过O O作地面平行线作地面平行线ONON,过点过点B B作作O ON N的垂线的垂线BMBM交交ONON于于MM点点(如图如图),),h h=|=|OAOA|+|+|BMBM|+0.8|+0.8=5.6+4.8sin(=5.6+4.8sin(-).-).当当00 时时,上式也成立上式也成立.所以所以h h=5.6+4.8sin
18、(=5.6+4.8sin(-),-),0,+).0,+).(2)(2)点点A A在圆上转动的角速度是在圆上转动的角速度是 所以所以t t秒转过的弧度数为秒转过的弧度数为 到达最高点时到达最高点时,h h=10.4=10.4米米,即即t t=30=30秒时秒时,缆车达到最高点缆车达到最高点.跟踪练习跟踪练习3 3 青岛第一海水浴场位于汇泉湾畔,拥有青岛第一海水浴场位于汇泉湾畔,拥有 长长580580米米,宽宽4040余米的沙滩余米的沙滩,是亚洲较大的海水浴场是亚洲较大的海水浴场.这这 里三面环山里三面环山,绿树葱茏绿树葱茏,现代的高层建筑与传统的别墅现代的高层建筑与传统的别墅 建筑巧妙地结合在一
19、起建筑巧妙地结合在一起,景色非常秀丽景色非常秀丽.海湾内水清浪海湾内水清浪 小小,滩平坡缓滩平坡缓,沙质细软沙质细软,自然条件极为优越自然条件极为优越.已知海湾内海浪的高度已知海湾内海浪的高度y y(米米)是时间是时间t t(0t24,(0t24,单单 位位:小时小时)的函数的函数,记作记作y y=f f(t t).).下表是某日各时刻记下表是某日各时刻记 录的浪高数据录的浪高数据:经长期观测经长期观测y y=f f(t t)的曲线可近似地看成是函数的曲线可近似地看成是函数 y y=A Acos cos t t+b b.t t0 03 36 69 912121515181821212424y
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