第 21 讲 · 第六章 三角恒等变换

第二十一讲:三角函数图像与不等式

巩固诱导公式,用五点法建立正弦余弦图像,并从图像读取三角不等式解集。

按讲义顺序整理

学习目标

  • 熟练使用诱导公式化简三角式。
  • 会用五个关键点画出一个周期的正弦、余弦图像。
  • 能由单位圆或函数图像解简单三角不等式。

五点作图

y=sin⁡xy=\sin x 在一个周期内的五个关键点为

0, π2, π, 3π2, 2π,\displaystyle 0,\ \frac\pi2,\ \pi,\ \frac{3\pi}2,\ 2\pi,

对应函数值 0,1,0,−1,00,1,0,-1,0。余弦图像可同样取五点,或视为正弦图像的相位平移。

图像展示的不只是形状,还同时编码零点、符号区间、最值、单调区间、周期与对称性。

图像解不等式

解 sin⁡x>c\sin x>c 时,先在一个周期内画水平线 y=cy=c 找交点,再读取曲线位于水平线上方的区间,最后加上周期 2kπ2k\pi。若区间端点来自等号,严格不等式不取端点。

三角不等式先解决“一个周期”,再进行周期延拓。不要一开始就在整个实数轴上盲目写通解。

图像变换预备

y=Asin⁡(ωx+φ)+By=A\sin(\omega x+\varphi)+B 中,∣A∣|A| 控制振幅,BB 控制上下平移,ω\omega 控制周期,φ\varphi 控制相位。图像变化最终都应回到关键点的位置变化。

从图像写解集时漏写 k∈Zk\in\mathbb Z,或把严格不等式的交点端点写成闭区间。

方法总结

五点法建立基本图像;不等式先读一周期,再加周期;端点是否取决于不等号是否含等号。

自我检查

  1. 正弦函数一个周期的五个关键点是什么? 2. 图像法解不等式时为何要先限定一个周期?