本文由 shagua521 收集发布,转载请注明出处,如有问题请联系我们!高中数学必修4:第12课时 正弦函数、余弦函数的性质(2)――单调性、最值 Word版含解析
第12课时 正弦函数、余弦函数的性质(2)——单调性、最值
课时目标
1.理解正、余弦函数单调性的意义,会求其单调区间.
2.会求正、余弦函数的最大(小)值.
识记强化
1.y=sinx单调递增区间k∈Z,单调递减区间k∈Z.x=2kπ+,k∈Z,y=sinx取得最大值1,x=2kπ+,k∈Z,y=sinx取得最小值-1.
2.y=cosx单调递增区间[-π+2kπ,2kπ]k∈Z,单调递减区间[2kπ,2kπ+π]k∈Z.x=2kπ,k∈Z,y=cosx取最大值1,x=2kπ+π,k∈Z,y=cosx取最小值-1.
课时作业
一、选择题
1.函数y=cos的单调递减区间是( )
A.(k∈Z)
B.(k∈Z)
C.(k∈Z)
D.(k∈Z)
答案:C
解析:∵2kπ≤2x-≤2kπ+π,k∈Z.
∴kπ+≤x≤kπ+π,k∈Z.
2.函数y=3cos+1取得最大值时,x的值应为( )
A.2kπ-,k∈Z B.kπ-,k∈Z
C.kπ-,k∈Z D.kπ+,k∈Z
答案:B
解析:依题意,当cos(2x+)=1时,y有最大值,此时2x+=2kπ,k∈Z,变形为x=kπ-,
k∈Z.
3.已知函数f(x)=sin(x-)(x∈R),下面结论错误的是( )
A.函数f(x)的最小正周期为2π
B.函数f(x)在区间[0,]上是增函数
C.函数f(x)的图象关于直线x=0对称
D.函数f(x)是奇函数
答案:D
解析:f(x)=sin=-cosx,所以f(x)是偶函数,故D错.
4.函数y=cos,x∈的值域是( )
A. B.
C. D.
答案:B
解析:由x∈,得x+∈.
故ymax=cos=,ymin=cos=-.
所以,所求值域为.
5.函数y=|sinx|的一个单调递增区间是( )
A. B.
C. D.
答案:C
解析:画出y=|sinx|的图象,如图.
由图象可知,函数y=|sinx|的一个递增区间是.
6.下列关系式中正确的是( )
A.sin11°B.sin168°C.sin11°D.sin168°答案:C
解析:∵sin168°=sin(180°-12°)=sin12°,cos10°=sin(90°-10°)=sin80°,由函数y=sinx的单调性,得sin11°二、填空题
7.函数y=sin(x+π)在上的单调递增区间为________.
答案:
解析:因为sin(x+π)=-sinx,所以要求y=sin(x+π)在上的单调递增区间,即求y=sinx在上的单调递减区间,易知为.
8.如果函数y=3cos(2x+φ)的图象关于点中心对称,那么|φ|的最小值为________.
答案:
解析:令2×π+φ=kπ+,k∈Z,则φ=kπ-π,k∈Z,当k=2时,|φ|min=.
9.函数y=的最大值为________.
答案:3
解析:由y=,得y(2-cosx)=2+cosx,即cosx=(y≠-1),因为-1≤cosx≤1,所以-1≤≤1,解得≤y≤3,所以函数y=的最大值为3.
三、解答题
10.求下列函数的单调递增区间.
(1)y=1-sin;
(2)y=log (cos2x).
解:(1)由题意可知函数y=sin的单调递减区间即为原函数的单调递增区间,
由2kπ+≤≤2kπ+π(k∈Z),
得4kπ+π≤x≤4kπ+3π(k∈Z).
∴函数y=1-sin的单调递增区间为[4kπ+π,4kπ+3π](k∈Z).
(2)由题意,得cos2x>0,
∴2kπ-<2x<2kπ+,k∈Z,
即kπ-<x<kπ+,k∈Z.
∵函数y=logx在定义域内单调递减,
∴函数y=cos2x(x∈(kπ-,kπ+),k∈Z)的单调递减区间即为原函数的单调递增区间,
∴x只需满足2kπ<2x<2kπ+,k∈Z.
∴kπ<x<kπ+,k∈Z.
∴函数y=log(cos2x)的单调递增区间为(kπ,kπ+),k∈Z.
11.设a>0,0≤x<2π,若函数y=cos2x-asinx+b的最大值为0,最小值为-4,试求a与b的值,并求该函数取得最大值和最小值时x的值.
解:y=cos2x-asinx+b=-(sinx+)2++b+1,
由-1≤sinx≤1,a>0,知
①若0<≤1,即0<a≤2,
当sinx=-时,ymax=+b+1=0,
当sinx=1时,ymin=-(1+)2++b+1=-4,
解得a=2,b=-2.
②若>1,即a>2,
当sinx=-1时,ymax=-(-1+)2++b+1=0,
当sinx=1时,ymin=-(1+)2++b+1=-4,
解得a=2,b=-2不合题意,舍去.
综上,a=2,b=-2,
当x=时,ymax=0;当x=时,ymin=-4.
能力提升
12.定义运算a*b=例如:1] .
答案:
解析:在同一直角坐标系中作出y=sinx和y=cosx的图象,结合a*b的新定义可知.f(x)的最小值为-1,最大值为,故其值域为.
13.已知ω是正数,函数f(x)=2sinωx在区间上是增函数,求ω的取值范围.
解:由2kπ-≤ωx≤2kπ+(k∈Z)得
-+≤x≤+(k∈Z).
∴f(x)的单调递增区间是
(k∈Z).
据题意,
⊆(k∈Z).
从而有,解得0<ω≤.
故ω的取值范围是.
课时目标
1.理解正、余弦函数单调性的意义,会求其单调区间.
2.会求正、余弦函数的最大(小)值.
识记强化
1.y=sinx单调递增区间k∈Z,单调递减区间k∈Z.x=2kπ+,k∈Z,y=sinx取得最大值1,x=2kπ+,k∈Z,y=sinx取得最小值-1.
2.y=cosx单调递增区间[-π+2kπ,2kπ]k∈Z,单调递减区间[2kπ,2kπ+π]k∈Z.x=2kπ,k∈Z,y=cosx取最大值1,x=2kπ+π,k∈Z,y=cosx取最小值-1.
课时作业
一、选择题
1.函数y=cos的单调递减区间是( )
A.(k∈Z)
B.(k∈Z)
C.(k∈Z)
D.(k∈Z)
答案:C
解析:∵2kπ≤2x-≤2kπ+π,k∈Z.
∴kπ+≤x≤kπ+π,k∈Z.
2.函数y=3cos+1取得最大值时,x的值应为( )
A.2kπ-,k∈Z B.kπ-,k∈Z
C.kπ-,k∈Z D.kπ+,k∈Z
答案:B
解析:依题意,当cos(2x+)=1时,y有最大值,此时2x+=2kπ,k∈Z,变形为x=kπ-,
k∈Z.
3.已知函数f(x)=sin(x-)(x∈R),下面结论错误的是( )
A.函数f(x)的最小正周期为2π
B.函数f(x)在区间[0,]上是增函数
C.函数f(x)的图象关于直线x=0对称
D.函数f(x)是奇函数
答案:D
解析:f(x)=sin=-cosx,所以f(x)是偶函数,故D错.
4.函数y=cos,x∈的值域是( )
A. B.
C. D.
答案:B
解析:由x∈,得x+∈.
故ymax=cos=,ymin=cos=-.
所以,所求值域为.
5.函数y=|sinx|的一个单调递增区间是( )
A. B.
C. D.
答案:C
解析:画出y=|sinx|的图象,如图.
由图象可知,函数y=|sinx|的一个递增区间是.
6.下列关系式中正确的是( )
A.sin11°
解析:∵sin168°=sin(180°-12°)=sin12°,cos10°=sin(90°-10°)=sin80°,由函数y=sinx的单调性,得sin11°
7.函数y=sin(x+π)在上的单调递增区间为________.
答案:
解析:因为sin(x+π)=-sinx,所以要求y=sin(x+π)在上的单调递增区间,即求y=sinx在上的单调递减区间,易知为.
8.如果函数y=3cos(2x+φ)的图象关于点中心对称,那么|φ|的最小值为________.
答案:
解析:令2×π+φ=kπ+,k∈Z,则φ=kπ-π,k∈Z,当k=2时,|φ|min=.
9.函数y=的最大值为________.
答案:3
解析:由y=,得y(2-cosx)=2+cosx,即cosx=(y≠-1),因为-1≤cosx≤1,所以-1≤≤1,解得≤y≤3,所以函数y=的最大值为3.
三、解答题
10.求下列函数的单调递增区间.
(1)y=1-sin;
(2)y=log (cos2x).
解:(1)由题意可知函数y=sin的单调递减区间即为原函数的单调递增区间,
由2kπ+≤≤2kπ+π(k∈Z),
得4kπ+π≤x≤4kπ+3π(k∈Z).
∴函数y=1-sin的单调递增区间为[4kπ+π,4kπ+3π](k∈Z).
(2)由题意,得cos2x>0,
∴2kπ-<2x<2kπ+,k∈Z,
即kπ-<x<kπ+,k∈Z.
∵函数y=logx在定义域内单调递减,
∴函数y=cos2x(x∈(kπ-,kπ+),k∈Z)的单调递减区间即为原函数的单调递增区间,
∴x只需满足2kπ<2x<2kπ+,k∈Z.
∴kπ<x<kπ+,k∈Z.
∴函数y=log(cos2x)的单调递增区间为(kπ,kπ+),k∈Z.
11.设a>0,0≤x<2π,若函数y=cos2x-asinx+b的最大值为0,最小值为-4,试求a与b的值,并求该函数取得最大值和最小值时x的值.
解:y=cos2x-asinx+b=-(sinx+)2++b+1,
由-1≤sinx≤1,a>0,知
①若0<≤1,即0<a≤2,
当sinx=-时,ymax=+b+1=0,
当sinx=1时,ymin=-(1+)2++b+1=-4,
解得a=2,b=-2.
②若>1,即a>2,
当sinx=-1时,ymax=-(-1+)2++b+1=0,
当sinx=1时,ymin=-(1+)2++b+1=-4,
解得a=2,b=-2不合题意,舍去.
综上,a=2,b=-2,
当x=时,ymax=0;当x=时,ymin=-4.
能力提升
12.定义运算a*b=例如:1] .
答案:
解析:在同一直角坐标系中作出y=sinx和y=cosx的图象,结合a*b的新定义可知.f(x)的最小值为-1,最大值为,故其值域为.
13.已知ω是正数,函数f(x)=2sinωx在区间上是增函数,求ω的取值范围.
解:由2kπ-≤ωx≤2kπ+(k∈Z)得
-+≤x≤+(k∈Z).
∴f(x)的单调递增区间是
(k∈Z).
据题意,
⊆(k∈Z).
从而有,解得0<ω≤.
故ω的取值范围是.
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