1樓:匿名使用者
.函式y=arcsinx的定義域是 [-1, 1] ,值域是.
2.函式y=arccosx的定義域是 [-1, 1] ,值域是 [0, π] .
3.函式y=arctgx的定義域是 r ,值域是.
4.函式y=arcctgx的定義域是 r ,值域是 (0, π) .
5.arcsin(-)=; arccos(-)=; arctg(-1)=; arcctg(-)=.
6.sin(arccos)=; ctg[arcsin(-)]=; tg(arctg)=; cos(arcctg)=.
7.若cosx=-, x∈(, π),則x=.
8.若sinx=-, x∈(-, 0),則x=.
9.若3ctgx+1=0, x∈(0, π),則x=.
二.基本要求:
1.正確理解反三角函式的定義,把握三角函式與反三角函式的之間的反函式關係;
2.掌握反三角函式的定義域和值域,y=arcsinx, x∈[-1, 1], y∈[-,], y=arccosx, x∈[-1, 1], y∈[0, π], 在反三角函式中,定義域和值域的作用更為明顯,在研究問題時,一定要先看清楚變數的取值範圍;
3.符號arcsinx可以理解為[-,]上的一個角或弧,也可以理解為區間[-,]上的一個實數;同樣符號arccosx可以理解為[0,π]上的一個角或弧,也可以理解為區間[0,π]上的一個實數;
4.y=arcsinx等價於siny=x, y∈[-,], y=arccosx等價於cosy=x, x∈[0, π], 這兩個等價關係是解反三角函式問題的主要依據;
5.注意恆等式sin(arcsinx)=x, x∈[-1, 1] , cos(arccosx)=x, x∈[-1, 1], arcsin(sinx)=x, x∈[-,], arccos(cosx)=x, x∈[0, π]的運用的條件;
6.掌握反三角函式的奇偶性、增減性的判斷,大多數情況下,可以與相應的三角函式的圖象及性質結合起來理解和應用;
7.注意恆等式arcsinx+arccosx=, arctgx+arcctgx=的應用。
例一.下列各式中成立的是(c)。
(a)arcctg(-1)=- (b)arccos(-)=-
(c)sin[arcsin(-)]=- (d)arctg(tgπ)=π
解:(a)(b)中都是值域出現了問題,即arcctg(-1)∈(0, π), arccos(-)∈[0, π],
(d)中,arctg(tgπ)∈[-, ], 而π[-,], ∴ (a)(b)(d)都不正確。
例二.下列函式中,存在反函式的是(d)。
(a)y=sinx, x∈[-π, 0] (b)y=sinx, x∈[, ]
(c)y=sinx, x∈[,] (d)y=sinx, x∈[,]
解:本題是判斷函式y=sinx在哪個區間上是單調函式,由於y=sinx在區間[,]上是單調遞減函式, 所以選d。
例三. arcsin(sin10)等於(c)。
(a)2π-10 (b)10-2π (c)3π-10 (d)10-3π
解:本題是判斷哪個角度的正弦值與sin10相等,且該角度在[-, ]上。
由於sin(3π-10)=sin(π-10)=sin10, 且3π-10∈[-, ], 所以選c。
例四.求出下列函式的反函式,並求其定義域和值域。
(1)f (x)=2sin2x, x∈[, ];(2)f (x)=+arccos2x.
解:(1) x∈[, ], 2x∈[, ], 2x-π∈[-, ], -2≤y≤2
由y=2sin2x, 得sin2x=, sin(2x-π)=-sin2x=-, ∴ 2x-π=arcsin(-),
∴ x=-arcsin, ∴ f -1(x)=-arcsin, -2≤x≤2, y∈[, ].
(2) f (x)=+arccos2x, x∈[-, ], y∈[,],
∴ arccos2x=y-, 2x=cos(y-), x=cos(y-)=siny,
∴f -1(x)=sinx , x∈[,], y∈[-, ].
例五.求下列函式的定義域和值域:
(1) y=arccos; (2) y=arcsin(-x2+x); (3) y=arcctg(2x-1),
解:(1) y=arccos, 0<≤1, ∴ x≥1, y∈[0, ).
(2) y=arcsin(-x2+x), -1≤-x2+x≤1, ∴ ≤x≤,
由於-x2+1=-(x-)2+, ∴ -1≤-x2+x≤, ∴ -≤y≤arcsin.
(3) y=arcctg(2x-1), 由於2x-1>-1, ∴ 0< arcctg(2x-1)<, ∴ x∈r, y∈(0, ).
例六.求下列函式的值域:
(1) y=arccos(sinx), x∈(-, ); (2) y=arcsinx+arctgx.
解:(1) ∵x∈(-, ), ∴ sinx∈(-, 1], ∴ y∈[0, ).
(2) ∵y=arcsinx+arctgx., x∈[-1, 1], 且arcsinx與arctgx都是增函式,
∴ -≤arcsinx≤, -≤arctgx≤, ∴ y∈[-,].
例七.判斷下列函式的奇偶性:
(1) f (x)=xarcsin(sinx); (2) f (x)=-arcctgx.
解:(1) f (x)的定義域是r, f (-x)=(-x)arcsin[sin(-x)]=xarcsin(sinx)=f (x),
∴ f (x)是偶函式;
(2) f (x)的定義域是r,
f (-x)=-arcctg(-x)=-(π-arcctgx)=arcctgx-=-f (-x),
∴ f (x)是奇函式.
例八.作函式y=arcsin(sinx), x∈[-π, π]的圖象.
解:y=arcsin(sinx), x∈[-π, π], 得, 圖象略。
例九.比較arcsin, arctg, arccos(-)的大小。
解:arcsin<, arctg<, arccos(-)>, ∴arccos(-)最大,
設arcsin=α,sinα=, 設arctg=β, tgβ=, ∴ sinβ=.
解:(1) x∈[-1, 1], 當x=時, arcsinx=arccosx, 又arcsinx是增函式,arccosx是減函式,
∴ 當x∈[-1, )時, arcsinx, ∴ arcsinx>=arcsin,
∵ arcsinx是增函式, ∴ 0 (b)π-arcctgx>0 (c)arcsinx-≥0 (d)arctgx->0
2.定義在(-∞, ∞)上的減函式是(d)。
(a)y=arcsinx (b)y=arccosx (c)y=arctgx (d)y=arcctgx
3.不等式arcsinx>-的解集是. 4.不等式arccosx>的解集是.
四.試題精選:
(一) 選擇題:
1.cos(arccos)的值是(d)。
(a) (b) (c)cos (d)不存在
2.已知arcsinx>1,那麼x的範圍是(c)。
(a)sin10)以2為最小正週期,且能在x=2時取得最大值,則θ的一個值是( )
(a)- π (b)- π (c) π (d)
7.ω是正實數,函式 在 上遞增,那麼( )
(a) (b) (c) (d)
8.y=cos( +2x)sin( -2x)的單調遞增區間是(以下k∈z)( )
(a)[ ] (b)[ ]
(c)[ ] (d)[ ]
9.函式y=3sin(x+ 的最大值為( )
(a)4 (b) (c)7 (d)8
10.當x∈( )時,f(x)=|sin(3kx+ )|有一個完整的週期,則k能取的最小正整數值是( )
(a)12 (b)13 (c)25 (d)26
答案與解析
答案:1、d 2、c 3、a 4、d 5、c 6、a 7、a 8、a 9、d 10、b
解析:1.對於x∈r,-1≤sinx≤1,cos(sinx)>0恆成立,所以x∈r。
2.整理得到f(x)=2sin(+θ-3x),則根據f(0)=0代入選項驗證即可。
注:奇函式的一個性質:如果奇函式f(x)的定義域中有0,則f(0)=0(反之不一定成立)。
3.首先整理,y=cos(x-π)=-cosx,
y= =|cosx|=-cosx (∵x∈,cosx<0)
y= (x= 時無意義,顯然不是答案)
y=cos(x- π)=-sinx,
y=cos(-x-4π)=cosx。
4.y=sin(2x- ) y=sin(2(x- )- )=-cos2x。
注:對於函式圖象平移,掌握左加右減(向左平移時x加一個數,向右平移時x減一個數)的法則,還需注意,只是改變(x)。
5.y=sin x=sin[ (x- )+ ], y=sin( x+ )→y=sin[ (x- )+ ]
即x變成x- ,所以是向右平移 個單位。
6.整理得f(x)= sin(2ωx+2θ),由t= =2,ω= ,且x=2時,f(x)取最大值,代入選項驗證即可。
7.令ωx=t,因為f(x)=2sint在[- , ]上是增函式,
所以- ≤t≤ ,即- ≤ωx≤ ,- ≤x≤ ,
根據已知f(x)在[- , ]上遞增,所以 ,解出0<ω≤ 。
8.化簡出y= - sin4x=- sin4x+ ,原題即求sin4x的遞減區間,
2kπ+ ≤4x≤2kπ+ π ≤x≤ π。
9.注意到 ,化簡原式y=8cos(x- )。
10.函式f(x)的週期t= ,根據題意t ,即 ,解出k≥4π。
注:函式f(x)=|sinωx|的週期是t= 。
含引數的三角函式問題
有關含引數的問題,因為能很好的考察分類討論的數學思想和比較深刻地考察數學能力,在前幾年的高考中一度成為熱門。但是因為難度較大,近兩年有所降溫。含引數問題較多的出現在不等式和函式的有關問題中,在三角函式中也時有涉及。
但因為三角函式在高考中多以低檔題和中檔題出現,本部分內容較難。
所謂的含引數,就是與變數有關。因此處理這類問題要有變數的思想,就是要把引數看作是一個運動的、一個變化的量。這個引數變化為不同的值時,可能對解題過程產生不同的影響,這就需要分類討論。
下面幾個例題都是參變數與三角函式的圖象與性質相結合的問題。
例1.若對於一切實數x,cos2x=acos2x+bcosx+c恆成立,那麼a2+b2+c2=_______。
分析:當變數x變化時,cosx的值也在變化,但這個變化不能影響整個式子的值。
解:原式整理成:(a-2)cos2x+bcosx+c+1=0,即不論x取何值,這個式子恆成立,
則必須a-2=0,b=0,c+1=0同時成立,解出a=2,b=0,c=-1,所以a2+b2+c2=5。
注:要使acosx不受x值變化的影響,只能a=0。
例2.已知α,β∈[- , ],sinα=1-a, sinβ=1-a2, 又α+β<0, 求a的取值範圍。
分析:要求變數a的取值範圍,則必須根據已知條件找到一個含有a的不等式,同時注意本題中正弦函式的有界性。
解:因為α+β<0,則α<-β,同時α,-β∈[- , ],
根據y=sinx在[- , ]上是增函式,得到sinα (sinθ-1<0)
令y= ,則y是一個變數,要使2m>y成立,只要2m>y的最大值即可。
下面求y的最大值(0≤sinθ<1 0<1-sinθ≤1)
y= =sinθ+
=sinθ+1+
=-[(1-sinθ)+ ]+2
∵ (1-sinθ)+ 在1-sinθ=1即θ=0時,取最小值3,
∴ y最大值=-1,2m>-1,m>- ,
所以當θ= 時,m取任意實數,原式都成立,
當0≤θ< 時,m>- 原式都成立。
注意:1、本題是一個綜合題,屬於較難的題目,考察的知識較多,但要體會變數的思想。
2、求函式y=x+ (a>0)的最值,可根據影象觀察在(0,+∞)的圖象,如圖(是奇函式)。
總結:在例1,3,4,5中都體現了變數的思想,注意體會。例5比較深刻地考察了分類討論的思想。另外,含引數問題往往和取值範圍聯絡在一起,也就註定了要與不等式聯絡在一起。
高考精題
1.下列四個函式中,以π為最小正週期,且在區間 上為減函式的是( )。
a、y=cos2x b、y=2|sinx| c、 d、y=-cotx
解:y=cos2x, ,週期是π,在區間 上是增函式,
y=2|sinx|,週期是π,在區間 上是減函式,
,至少可以判斷,在區間 上不是減函式,
y=-cotx,在區間 上是增函式,∴應選b。
2.函式y=x+sin|x|, x∈[-π,π]的大致圖象是( )。
解:由函式的奇偶性(非奇非偶)及特殊點的座標先刪去a、b、d。∴ 應選c。
3.設函式f(x)=sin2x,若f(x+t)是偶函式,則t的一個可能值是___。
解:畫出f(x)=sin2x的草圖,不難看出將影象向左水平移 ,就可得到關於y軸對稱的影象,
∴ 應填 。
4. 函式y=-xcosx的部分影象是( )。
解:∵ f(x)=-xcosx,∴ f(-x)=-(-x)cos(-x)=xcosx=-f(x),
那麼f(x)是奇函式(x∈r),可在b、d中選,
又∵ 設影象上一點 ,在x軸下方,
∴ 應選d。
5.已知函式f(x)=x2+2x·tanθ-1, ,其中 。
(1)當 時,求函式f(x)的最大值與最小值;
(2)求θ的取值範圍,使y=f(x)在區間 上是單調函式。
解:(1)當 時, ,
∴ 時,f(x)的最小值為 ,
x=-1時,f(x)的最大值為 。
(2)函式f(x)=(x+tanθ)2-1-tan2θ影象的對稱軸為x=-tanθ,
∵ y=f(x)在區間[-1, ]上是單調函式,
∴ -tanθ≤-1或 ,
即tanθ≥1或tanθ≤ ,
因此,θ的取值範圍是 。
評註:本題是二次函式與三角函式基本知識的綜合題,問題(1)解中,得到二次函式的解析式後,要注意區間端點處的函式值與該函式的最值的正確比較,加以取捨。
第(2)問中,依題設f(x)在區間 上是單調函式,要分類考慮,若是單調遞增,則-tanθ≤-1,若是單調遞減,則 ,這一步是解題的關鍵,也是難點。
6.已知函式 x∈r。
(i)當函式y取得最大值時,求自變數x的集合;
(ii)該函式的影象可由y=sinx(x∈r)的影象經過怎樣的平移和伸縮變換得到?
解:(i)
y取得最大值必須且只需
即 k∈z。
所以當函式y取得最大值時,自變數x的集合為 .
(ii)將函式y=sinx依次進行如下變換:
(i)把函式y=sinx的影象向左平移 ,得到函式 的影象;
(ii)把得到的影象上各點橫座標縮短到原來的 倍(縱座標不變),得到函式 的影象;
(iii)把得到的影象上各點縱座標縮短到原來的 倍(橫座標不變),得到函式 的影象;
(iv)把得到的影象向上平移 個單位長度,得到函式 的影象;
綜上得到函式 的影象。
評註:應用三角公式,將已知函式式化成一個角[即 ]的簡單函式解析式,便可討論其最值,本題的解答以相應的影象變換給以詳細說明,要理解掌握。
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