正切、余切函数图象和性质反三角函数
[知识要点]
1.正切函数、余切函数的图象与性质
2.反三角函数的图象与性质
3.已知三角函数值求角
[目的要求]
1.类比正、余弦函数的研究,讨论正切函数与余切函数的图象和性质,关注其不同点.
2.从反函数概念入手,引入反三角函数定义,并定性讨论其图象和性质.
3.能熟练运用正、余弦函数性质解决问题.
4.能用反三角函数值表示不同范围内的角.
[重点难点]
1.正切函数图象与性质2.已知三角函数值求角
[内容回顾]
一、正切函数与余切函数图象
由前面我们正、余弦函数图象和性质的过程知,在中学阶段,对一个函数的认识,多是“由图识性”.因此,可以先作出正、余切函数的图象.
作三角函数图象的一般方法,有描点法和平移三角函数线法.
与正、余弦函数的五点法作图相类似,我们可以选择正切函数在一个周期内的图
象上三点及两条重要的辅导线——渐近线,来作正切函
数在区间上的简图,不妨称之为“三点两线法”.
若想迅速作出余切函数y=cotx 的图象,如何选择“三点”及“两线”呢?请大家看余切函数的图象,不难得到答案.
二、正、余切函数的性质
由图象可得:
在
在
,
奇函数
注: 1、由定义域知,y=tanx 与y=cotx 图象都存在无数多个间断点(不连续点).
2、每个单调区间一定是连续的.
3、由单调性可解决比较大小问题,但要务必使两个自变量在同一单调区间内.
三、反三角函数的概念和图象
四种三角函数都是由x 到y 的多值对应,要使其有反函数,必须缩小自变量x 的范围,使之成为由x 到y 的对应.从方便的角度而言,这个x 的范围应该(1)离原点较近;(2)包含所有的锐角;(3)能取到所有的函数值;(4)最好是连续区间.从这个原则出发,我们给出如下定义:
1.y=sinx, x ∈的反函数记作y=arcsinx, x ∈[-1,1],称为反正弦函数.
y=cosx, x ∈[0, π]的反函数记作y=arccosx, x ∈[-1,1],称为反余弦函数.
y=tanx,x∈的反函数记作y=arctanx, x∈R,称为反正切函数. y=cotx,x∈(0, π)的反函数记作y=arccotx, x∈R,称为反余切函数. 2.反三角函数的图象
反三角函数的所有公式由互为反函数的两个函数图象间的关系,可作出其图象.
注:(1)y=arcsinx, x∈[-1,1]图象的两个端点是
(2)y=arccosx, x∈[-1,1]图象的两个端点是(1,0)和(-1,π).
(3)y=arctanx, x∈R图象的两条渐近线是和.
(4)y=arccotx, x ∈R 图象的两条渐近线是y=0和y=π.
四、反三角函数的性质由图象,有
另外:
1.三角的反三角运算
arcsin(sinx)=x(x ∈) arccos(cosx)=x (x ∈[0, π])
arctan(tanx)=x(x ∈) arccot(cotx)=x(x ∈(0, π))
2.反三角的三角运算
sin(arcsinx)=x (x ∈[-1,1]) cos(arccosx)=x (x ∈[-1,1]) tan(arctanx)=x (x ∈R) cot(arccotx)=x (x ∈R)
3.x 与-x 的反三角函数值关系 arcsin(-x)=-arcsinx(x ∈[-1,1]) arccos(-x)=π-arccosx (x ∈[-1,1]) arctan(-x)=-arctanx (x ∈R) arccot(-x)=π-arccotx(x ∈R)
4.
五、已知三角函数值求角
1. 若sinx=a (|a|≤1),则x=kπ+(-1)k arcsina(k∈Z)
2. 若cosx=a (|a|≤1),则x=2kπ±arccosa(k∈Z)
3. 若tanx=a (a∈R), 则x=kπ+arctana (k∈Z)
4. 若cotx=a (a∈R), 则x=kπ+arccota(k∈Z)
具体计算和表示时,应根据x的范围来确定x的个数.
[典型例题分析]
例1.比较大小:
(1) (2)
分析:不在余切函数的同一单调区间内,应利用诱导公式设法将其化到同一单调区间内,再利用单调性来比较大小.
解:(1)∵,
而,由余切函数在(0,π)上的单减性,有
,∴
(2)∵
∴.
例2.写出下列函数的单调区间
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