正弦函数的图像和性质
1定义
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数学
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术语
正弦函数是三角函数的一种.
定义与定理
定义:对于任意一个实数x都对应着唯一的角(弧度制中等于这个实数),而这个角又对应
着唯一确定的正弦值sin x,这样,对于任意一个实数x都有唯一确定的值sin x与它对应,
按照这个对应法则所建立的函数,表示为f(x)=sin x,叫做正弦函数。 正弦函数的定理:在一个三角形中,各边和它所对角的正弦的比相等,即 a/sin A=b/sin
B=c/sin C
在直角三角形ABC中,?C=90?,y为一条直角边,r为斜边,x为另一条直角边(在坐标
系中,以此为底),则sin A=y/r,r=?(x^2+y^2)
2性质
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图像
图像是波形图像(由单位圆投影到坐标系得出), 叫做正弦曲线(sine curve)
正弦函数x?&
定义域
实数集R
值域
[-1,1] (正弦函数有界性的体现)
最值和零点
?最大值:当x=2kπ+(π/2) ,k?Z时,y(max)=1 ?最小值:当x=2kπ+(3π/2),k?Z时,y(min)=-1 零值点:(kπ,0) ,k?Z
对称性
既是轴对称图形,又是中心对称图形。
1)对称轴:关于直线x=(π/2)+kπ,k?Z对称
2)中心对称:关于点(kπ,0),k?Z对称
周期性
最小正周期:y=sinx T=2π
奇偶性
奇函数 (其图象关于原点对称)
单调性
在[-π/2+2kπ,π/2+2kπ],k?Z上是单调递增.
在[π/2+2kπ,3π/2+2kπ],k?Z上是单调递减.
3正弦型函数及其性质
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正弦型函数解析式:y=Asin(ωx+φ)+h
各常数值对函数图像的影响:
φ(初相位):决定波形与X轴位置关系或横向移动距离(左加右减) ω:决定周期(最小正周期T=2π/|ω|)
A:决定峰值(即纵向拉伸压缩的倍数)
h:表示波形在Y轴的位置关系或纵向移动距离(上加下减) 作图方法运用“五点法”作图
“五点作图法”即当ωx+φ分别取0,π/2,π,3π/2,2π时y的值. 单位圆定义
图像中给出了用弧度度量的某个公共角。逆时针方向的度量是正角而顺时针的度量是负角。
设一个过原点的线,同x轴正半部分得到一个角θ,并与单位圆相交。这个交点的y坐标等
于 sinθ。在这个图形中的三角形确保了这个公式;半径等于斜边并有长度 1,所以有了 sin
θ=y/1。单位圆可以被认为是通过改变邻边和对边的长度并保持斜边等于 1 查看无限数目
的三角形的一种方式。即sinθ=AB,与y轴正方向一样时正,否则为负
sina
对于大于 2π 或小于 0 的角度,简单的继续绕单位圆旋转。在这种方式下,正弦变成了周
期为 2π的周期函数。[1]
4诱导公式
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sin
cos
tαn
cot
sec
csc
π/2(90?)-α
cos
sin
cot
tαn
csc
sec
π/2(90?)+α
cos
-sin -cot -tαn
-csc sec π(180?)-α
sin -cos -tαn
-cot -sec csc π(180?)+α
-sin -cos tαn
cot -sec -csc 3π/2(270?)-α
-cos -sin cot tαn
-csc -sec 3π/2(270?)+α
-cos sin -cot -tαn
csc -sec 2π(360?)-α
-sin cos -tαn
-cot sec -csc 2kπ(k*360?)+α
sin cos
tαn
cot sec csc 助记方法:
“奇变偶不变,符号看象限。”(π/2的奇数倍或偶数倍,“变”就是三角函数名的改变。)
[1]
符号、单调性
1
2
3
4
x+
y+
x-
y-
sin +,+ +,- -,- -,+ 0
1
0
-1
cos +,- -,- -,+ +,+ 1
0
-1
0
tαn
+,+ -,+ +,+ -,+ 0
+1/0-
0
+1/0-
cot
+,-
-,-
+,-
-,-
-1/0+
0
-1/0+
0
sec
+,+
-,+
-,-
+,-
1
+1/0-
-1
-1/0+
csc
+,-
+,+
-,+
-,-
-1/0+
1
+1/0-
-1
注:1/0表示不存在,+1/0=1/0+=+?,1/0-=-1/0=-?,左边的符号是左趋近,右边的符号是
右趋近,第一个是符号,第二个是单调性
四则运算
sin(α?β)=sin αcos β?cos αsin β
sin2α=2sin αcos α
sin(α+2kπ)=sin α sin(-α)=-sin α
sin(π-α)=sin α sin(π/2-α)=cos α sin α=cos(π/2-α) sin(π+α)=-sin α sin(3π/2-α)=-cos α sin(3π/2+α)=-cos α