幫我詳細解釋一下三角函式 反三角函式和對數函式

時間 2021-10-21 07:52:37

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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