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函数fxsinxcosx的图象与

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将sinx与cosx分别取绝对值之后再求和,得到的函数f(x)=

sinx

+

cosx

的图象是怎样的?函数的周期性、奇偶性、增减性等是怎样的?

一、探究函数f(x)=

sinx

+

cosx

的图象,我们可以借助数学绘图软件,输入函数公式,软件自动生成的函数图象如下:

函数f(x)=

sinx

+

cosx

的图象

观察图象可得出如下结论:

1.函数图象关于y轴对称,故f(x)=

sinx

+

cosx

是偶函数。

2.函数图象呈周期性重复,整个图象可以看成是将定义域在

0,

上的这段图象不断左右连续平移得到的。故f(x)为周期函数,最小正周期T=

3.函数图象在

上单调递增,在

上单调递减。根据函数的周期性,推广到整个函数图象可知:函数f(x)=

sinx

+

cosx

的图象在

上单调递增,在

+

+

上单调递减(其中k

Z)。

二、如果没有绘图软件,如何画出函数f(x)=

sinx

+

cosx

的图象以及如何分析论证得出函数的性质?

要画出函数f(x)=

sinx

+

cosx

的图象,我们就要首先分析函数的性质,分析它的周期性、奇偶性、增减性、最值极值等,通过它的这些性质再结合描点法得到它的图象。

1.奇偶性

f(x)=

sinx

+

cosx

f(-x)=

sin(-x)

+

cos(-x)

=

-sinx

+

cosx

=

sinx

+

cosx

=f(x)

故f(x)是偶函数。

2.周期性

法一:f(x)=

sinx

+

cosx

[f(x)]

=[

sinx

+

cosx

]

=1+

2sinx·cosx

=1+

sin2x

故f(x)=

由y=

sin2x

的最小正周期为

可得f(x)的最小正周期也为

法二:①先证明T=

是函数f(x)=

sinx

+

cosx

的一个周期。

f(x)=

sinx

+

cosx

f(x+

)=

sin(x+

)

+

cos(x+

)

=

cosx

+

sin(-x)

=

cosx

+

-sinx

=

cosx

+

sinx

=f(x)

故T=

是函数f(x)=

sinx

+

cosx

的一个周期。

②再证明f(x)不存在比

更小的正周期,方法是证明f(x)在

上的图象不具有重复性(不考虑端点)。函数的周期都是函数最小正周期T的整数倍,故若m是函数的一个周期但不是最小正周期,则函数图象在区间长度为m的区间上具有重复性,它是由区间长度为T的图象重复

次得到的。

我们可以通过去绝对值得到函数f(x)=

sinx

+

cosx

上的不含绝对值符号的表达式,进而判断出它的单调性,从而判断出f(x)在

上的图象不具有重复性。从而便证明了f(x)不存在比

小的正周期。

由此便证明了f(x)的最小正周期为

3.增减性(单调性)

我们只要判断出函数在一个周期内的增减性,便可以得到函数在整个定义域区间上的增减性。

故而我们只要判断出f(x)在区间

上的增减性,便可得出f(x)在(-

,+

)上的增减性。

求f(x)在区间

上的增减性,方法是去绝对值。

当x

时,sinx0,cosx0,

f(x)=

sinx

+

cosx

=sinx+cosx=

sin(x+

)

根据正弦函数的单调性性质易知f(x)在

上单调递增,在

上单调递减,在x=

时取得最大值(极大值)

,在x=0和x=

时取得最小值(极小值)1。

根据周期性推广到整个区间就是:

函数f(x)=

sinx

+

cosx

的图象在

上单调递增,在

+

+

上单调递减(其中k

Z),在x=

+

时取得最大值(极大值)

,在x=

时取得最小值(极小值)1。

于是在没有函数图象绘制软件的情况下,我们就通过分析得出了函数的周期性、奇偶性、增减性等性质,进而得出了它的图象。

对于数学而言,分析论证推出结论的过程比结论本身更重要,数学能力的提高就隐藏在分析推导过程之中,通过动脑分析解决问题可以让我们的大脑更聪明。小伙伴们,你们get到了吗?

#组合函数的单调性与最值问题#

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