• Nenhum resultado encontrado

1) sin 660°; 2) sin− ;

 



13 3

π 3) tg 135°. Р е ш е í и е

1) sin660° =sin (720° −60° =) sin (− ° +60 360 2æ )=

=sin (− ° = −60 ) sin60° = − 3. 2

2) sin− sin sin sin

 

 = − = −  +

 

 = −  +

 

 = 13

3

13

3 4 3 2 2 3

π π π π æ π π −−sinπ = − .

3 3 2

sin− sin sin sin

 

 = − = −  +

 

 = −  +

 

 = 13

3

13

3 4 3 2 2 3

π π π π æ π π −−sinπ = − .

3 3 3) tg 135° = tg (–45° + 180°) = tg (–45°) = –1. ◄ 2

На рисунке 11.1 изображен график некоторой периодической функции f с периодом T, D f( )=.

11. Свойства и графики тригонометрических функций 65

Рис. 11.1

Фрагменты графика этой функции на промежутках [0; T], [T; 2T], [2T; 3T] и т. д., а также на промежутках [–T; 0], [–2T; –T], [–3T; –2T] и т. д. являются равными фигурами, причем любую из этих фигур можно получить из любой другой параллельным пере- носом на вектор с координатами (nT; 0), где n — некоторое целое число.

З а д а ч а 2. На рисунке 11.2 изображен фрагмент графика периодической функции, период которой равен T. Постройте график этой функции на промежутке −

 



3 2

5 2 T T

; .

Решеíие. Построим образы изображенной фигуры, полученные в результате параллельно- го переноса на векторы с координатами (T; 0), (2T; 0) и (–T; 0). Объединение данной фигуры и полученных образов — искомый график (рис. 11.3). ◄

Рис. 11.3

ª Рассмотрим функцию y = sin x на промежутке [0; 2p], то есть на промежутке длиной в период этой функции.

При повороте точки P0 (1; 0) вокруг начала координат на углы от 0 до π

2 большему углу поворота соответствует точка единичной Рис. 11.2

окружности с большей ординатой (рис. 11.4). Это означает, что функция y = sin x возрастает на промежутке 0

;2π .





При повороте точки P0 (1; 0) на углы от π

2 до 3 2

π большему углу поворота соот- ветствует точка единичной окружности с меньшей ординатой (рис. 11.4). Следова- тельно, функция y = sin x убывает на про- межутке π π

2 3

; 2 .





При повороте точки P0 (1; 0) на углы от 3

2

π до 2p большему углу поворота соответ- ствует точка единичной окружности с большей ординатой (рис. 11.4).

Следовательно, функция y = sin x возрастает на промежутке 3 2π;2π .

 

Функция y = sin x на промежутке [0; 2p] имеет три нуля: x = 0, 

x = p, x = 2p.

Если x ∈ (0; p), то sin x > 0; если x ∈ (p; 2p), то sin x < 0.

Функция y = sin x на промежутке [0; 2p] достигает наибольшего значения, равного 1, при x= π

2 и наименьшего значения, равно- го –1, при x=3

2 π.

Функция y = sin x на промежутке [0; 2p] принимает все значения из промежутка [–1; 1].

Полученные свойства функции y = sin x позволяют построить ее график на промежутке [0; 2p] (рис. 11.5). График можно построить точнее, если воспользоваться данными таблицы значений тригоно- метрических функций некоторых углов, приведенной на форзаце 3.

Рис. 11.5 Рис. 11.4

11. Свойства и графики тригонометрических функций 67

Рис. 11.6

На всей области определения график функции y = sin x можно получить из построенного графика с помощью параллельных пере- носов на векторы с координатами (2pn; 0), n∈ (рис. 11.6).

График функции y = sin x называют синусоидой.

ª Рассмотрим функцию y = cos x. Если воспользоваться формулой cosx=sinx+

  π

2 (см. упражнение 9.11), то становится понятно, что график функции y = cos x можно получить в результате па- раллельного переноса графика функции y = sin x на вектор с координатами −

  π 

2;0 (рис. 11.7). Это означает, что графики функций y = sin x и y = cos x — равные фигуры.

Рис. 11.7

График функции y = cos x называют косинусоидой (рис. 11.8).

Рис. 11.8

ª Рассмотрим функцию y = tg x на промежутке −

 

π π

2 2; , то есть на промежутке длиной в период этой функции (напомним, что функция y = tg x в точках −π

2 и π

2 не определена).

Можно показать, что при изменении угла поворота от −π 2 до π значения тангенса увеличиваются. Это означает, что функция 2 y = tg x возрастает на промежутке −

 

π π

2 2; . Функция y = tg x на промежутке −

 

π π

2 2; имеет один нуль: x = 0.

Если x∈ −

  π 

2;0 , то tg x < 0; если x∈ 

0 

;2π , то tg x > 0.

Полученные свойства функции y = tg x позволяют построить ее график на промежут- ке −

 

π π

2 2; (рис. 11.9). График можно по- строить точнее, если воспользоваться данны- ми таблицы значений тригонометрических функций некоторых аргументов, приведен- ной на форзаце 3.

На всей области определения график функции y = tg x можно получить из построенного графика с помощью параллельных пере- носов на векторы с координатами (pn; 0), n∈ (рис. 11.10).

Рис. 11.10

В таблице приведены основные свойства тригонометрических функций.

Рис. 11.9

11. Свойства и графики тригонометрических функций 69

Свойствоy= sinxy= cosxy= tgx Область определенияxn+π π 2 Область значений[–1; 1][–1; 1] Главный период2p2pp Нули функцииpnπ π 2+npn Функция принимает положительные значения на промежутках(2pn; p+ 2pn)−++

 

 

ππ ππ 2222nn;πππ nn; 2+

 

 

Функция принимает отрицательные значения на промежутках(p+ 2pn; 2p+ 2pn)ππ ππ 23 222++

 

 

nn;−+

 

 

π ππ 2nn; ЧетностьНечетнаяЧетнаяНечетная Промежутки возрастания−++  ππ ππ 2222nn;[p+ 2pn; 2p+ 2pn]−++

 

 

ππ ππ 22nn; Промежутки убыванияππ ππ 23 222++  nn;[2pn; p+ 2pn]— Наибольшее значение11— Наименьшее значение–1–1—

З а д а ч а 3. Сравните: 1) sin 0,7p и sin 0,71p; 2) cos 324° и cos 340°.

Р е ш е í и е. 1) Поскольку числа 0,7p и 0,71p принадлежат про- межутку π π

2 3

; 2 ,

 

 на котором функция y = sin x убывает, и 0,7p <

< 0,71p, то sin 0,7p > sin 0,71p.

2) Поскольку углы 324° и 340° принадлежат промежутку [180°; 360°], на котором функция y = cos x возрастает, и 324° < 340°, то cos 324° < cos 340°. ◄

?

1. Какую функцию называют периодической?

2. Какое число называют главным периодом функции?

3. Изобразите схематически график и сформулируйте основные свойства функции y = sin x.

4. Изобразите схематически график и сформулируйте основные свойства функции y = cos x.

5. Изобразите схематически график и сформулируйте основные свойства функции y = tg x.

Упражнения

11.1.° Найдите значение выражения:

1) sin 390°; 4) tg (–210°);

2) tg 780°; 5) cos 300°;

3) sin (–390°); 6) sin5 . 3

π 11.2.° Найдите значение выражения:

1) sin 420°; 3) sin 1110°; 2) tg (–315°); 4) cos7 .

3 π

11.3.° Принадлежит ли графику функции y = cos x точка:

1) A− −

 

π 

2; 1 ; 2) B 9 4

2 2 π; ;

 

 3) C (–4p; –1)?

11.4.° Проходит ли график функции y = tg x через точку:

1) A−

  π 

4; ;1 2) B− −

 

π 

3; 3 ; 3) C (p; 0)?

11. Свойства и графики тригонометрических функций 71

11.5.° Проходит ли график функции y = sin x через точку:

1) A− −

 

π 

2; 1 ; 2) B (p; –1); 3) C 23 6

1 2 π;− ?

 



11.6.° Среди чисел –2p, −3 2

π, –p, −π 2, 0, π

2, 3 2

π, 2p, 9 2

π, 6p, 7p укажите:

1) нули функции y = sin x;

2) значения аргумента, при которых функция y = sin x прини- мает наибольшее значение;

3) значения аргумента, при которых функция y = sin x прини- мает наименьшее значение.

11.7.° Среди чисел −5 2

π, −3 2

π, –p, 0, π 2, p, 3

2 π, 5

2 π, 7

2

π, 5p, 8p укажите:

1) нули функции y = cos x;

2) значения аргумента, при которых функция y = cos x прини- мает наибольшее значение;

3) значения аргумента, при которых функция y = cos x прини- мает наименьшее значение.

11.8.° Какие из чисел −3 2

π, –p, −π 2, 0, π

3, π 2, 5

2 π, 3p: 1) являются нулями функции y = tg x;

2) не принадлежат области определения функции y = tg x?

11.9. На рисунке 11.11 изображена часть графика периодической функции, период которой равен T. Постройте график этой функ- ции на промежутке [–2T; 3T].

а б в

Рис. 11.11

11.10. На рисунке 11.12 изображена часть графика периодической функции, период которой равен T. Постройте график этой функ- ции на промежутке [–2T; 2T].

y

x 0 T2 2

T

а б

Рис. 11.12

11.11. На каких из указанных промежутков функция y = sin x возрастает:

1) −

 



π π

2 2; ; 2) −

 



π π 2

3

; 2 ; 3) − −

 



3

2 2

π π

; ; 4) − −

 



5 2

3 2

π π

; ?

11.12. На каких из указанных промежутков функция y = sin x убывает:

1) − −

 



7 2

5 2

π π

; ; 2) [–p; 0]; 3) −

 



π π

2 2; ; 4) 5 2

7 2 π π

; ?

 



11.13. Какие из данных промежутков являются промежутками убывания функции y = cos x:

1) − −

 



5 2

3 2

π π

; ; 2) [–2p; –p]; 3) −

 



π π

2 2; ; 4) [6p; 7p]?

11.14. Какие из данных промежутков являются промежутками возрастания функции y = cos x:

1) [–3p; –2p]; 2) [0; p]; 3) [–p; p]; 4) [3p; 4p]?

11.15. Сравните:

1) sin 20° и sin 21°; 3) sin10 9

π и sin25 ; 18

π 2) cos 20° и cos 21°; 4) tg (–38°) и tg (–42°).

11.16. Сравните:

1) cosπ

9 и cos4 ; 9

π 2) sin5 9

π и sin17 ; 18

π 3) tg 100° и tg 92°.

12. Основные соотношения между тригонометрическими функциями... 73 11.17.•• Докажите, что число T является периодом функции f:

1) f x( )=cos ,x

4 T = 8p; 2) f (x) = tg 3x, T= −2 3

π.

11.18.•• Докажите, что числа 2 3

π и –4p являются периодами функ- ции f (x) = cos 3x.

11.19.* Сравните:

1) sin 58° и cos 58°; 2) sin 18° и cos 18°; 3) cos 80° и sin 70°.

Упражнения Для пОвтОрения 11.20. Найдите нули функции:

1) f x x x ( )= x + ;

2 3 2

1 2) f x( )= x2+9; 3) f x( )=x x−1. 11.21. Найдите область значений функции:

1) f (x) = x2 + 2; 2) f x( )=2 x+3.

12. Основные соотношения

между тригонометрическими функциями