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正弦函数性质及解析-机电应用数学

【摘要】:由正弦函数y=sinx的图像可知:定义域正弦函数y=sinx的定义域是R.值域正弦函数y=sinx,x∈R的值域是[-1,1],即对任意的x∈R,都有-1≤sinx≤1.其中,当,k∈Z,有ymax=1;当,k∈Z时,有ymin=-1.想一想等式2sinx=3,,都成立吗?例2求出下列函数的最大值和最小值:y=1-sinx; y=2sinx.解:当sinx=-1时,ymax=1-(-1)=2;当sinx=1时,ymin=1-1=0.当sinx=1时,ymax=2×1=2;sinx=-1时,ymin=2×(-1)=-2.想一想第题中的函数y=1-sinx取得最大值和最小值时,对应的x的取值集合分别是什么?

由正弦函数y=sinx的图像可知:

(1)定义域

正弦函数y=sinx的定义域是R.

(2)值域

正弦函数y=sinxxR的值域是[-1,1],即对任意的xR,都有-1≤sinx≤1.

其中,当978-7-111-45466-3-Chapter02-116.jpgkZ,有ymax=1;当978-7-111-45466-3-Chapter02-117.jpgkZ时,有ymin=-1.

想一想

等式2sinx=3,978-7-111-45466-3-Chapter02-118.jpg978-7-111-45466-3-Chapter02-119.jpg

都成立吗?为什么?

2 求出下列函数的最大值和最小值:

(1)y=1-sinx; (2)y=2sinx.

解:(1)当sinx=-1时,ymax=1-(-1)=2;

当sinx=1时,ymin=1-1=0.

(2)当sinx=1时,ymax=2×1=2;

sinx=-1时,ymin=2×(-1)=-2.

想一想

第(1)题中的函数y=1-sinx取得最大值和最小值时,对应的x的取值集合分别是什么?

工具箱“max”是英文maximum在数学中的缩写,是“最大值的”或“最大”的意思;“min”是英文minimum在数学中的缩写,是“最小值的”或“最小”的意思.

(3)周期性

一般地,对于函数y=fx),如果存在一个不为零的常T,使得对于函数定义域内的任意x,等式fx+T)=fx)恒成立,那么称函数y=fx)为周期函数.其中,常数T叫做该函数的周期.如果这样的常数T中存在一个最小的正数,那么这个最小的正数就叫做该函数的最小正周期.

观察函数y=sinx的图像,我们发现正弦函数的函数值按照一定的规律重复出现.这一点由公式sin(2kπ+x)=sinxkZ)也可以得到证实.因此,正弦函数y=sinx是周期函数,它的周期不止一个,如2π,4π,6π等.

(4)奇偶性

观察正弦函数y=sinxxR的图像,我们发现它的图像关于坐标原点对称.所以正弦函数y=sinxxR是奇函数.

(5)单调性

观察正弦函数y=sinxxR的图像可以看出:当x978-7-111-45466-3-Chapter02-120.jpg

增大到978-7-111-45466-3-Chapter02-121.jpg

时,曲线逐渐上

升,即使sinx由-1增大到1;当x978-7-111-45466-3-Chapter02-122.jpg

增大到978-7-111-45466-3-Chapter02-123.jpg

时,曲线逐渐下降,即sinx由1减少到

-1.具体变化如下表所示:

议一议

正弦函数有多少个单调区间?

3 比较下列各组正弦值的大小:(www.chuimin.cn)

(1)978-7-111-45466-3-Chapter02-125.jpg

978-7-111-45466-3-Chapter02-126.jpg;(2)978-7-111-45466-3-Chapter02-127.jpg

978-7-111-45466-3-Chapter02-128.jpg

解:(1)因为978-7-111-45466-3-Chapter02-129.jpg978-7-111-45466-3-Chapter02-130.jpg,且978-7-111-45466-3-Chapter02-131.jpg

又因为y=sinx978-7-111-45466-3-Chapter02-132.jpg

上是增函数;

所以978-7-111-45466-3-Chapter02-133.jpg

(2)因为978-7-111-45466-3-Chapter02-134.jpg978-7-111-45466-3-Chapter02-135.jpg,且978-7-111-45466-3-Chapter02-136.jpg

又因为y=sinx978-7-111-45466-3-Chapter02-137.jpg

上是减函数,

所以978-7-111-45466-3-Chapter02-138.jpg

试一试

请利用计算器比一比上述各对正弦值的大小.

练习

1.求出下列函数的最大值和最小值:

(1)y=3+sinx; (2)y=-4sinx.

2.观察正弦曲线,写出满足下列条件的x的区间:

(1)sinx>0; (2)sinx<0.

3.利用正弦函数的单调性,比较下列各对正弦值的大小,并用计算器加以验证:

(1)sin190°与sin200°; (2)978-7-111-45466-3-Chapter02-139.jpg

978-7-111-45466-3-Chapter02-140.jpg

习题六

1.求下列函数的最大值和最小值:

(1)y=3-4sinx; (2)y=2sinx-1.

2.根据函数的单调性,比较下列各组中两个三角函数值的大小:

(1)sin112°与sin126°;(2)978-7-111-45466-3-Chapter02-141.jpg

978-7-111-45466-3-Chapter02-142.jpg;(3)

sin978-7-111-45466-3-Chapter02-143.jpg

978-7-111-45466-3-Chapter02-144.jpg

3.画出下列函数在[0,2π]上的简图:

(1)y=1-2sinx

(2)978-7-111-45466-3-Chapter02-145.jpg