Для связи в whatsapp +905441085890

Тригонометрические функции числового аргумента и их графики в математике с примерами решения и образцами выполнения

Определение:

В настоящей главе мы введем тригонометрические функции числового аргумента. Многие вопросы математики, механики, физики и других наук приводят к тригонометрическим функциям не только угла (дуги), но и аргументов совершенно различной природы (длина, время, температура и т. д.). До сих пор под аргументом тригонометрической функции понимался угол, измеренный в градусах или радианах. Теперь мы обобщим понятия синуса, косинуса, тангенса, котангенса, секанса и косеканса, введя их как функции числового аргумента.

Определение:

Тригонометрическими функциями числового аргумента х называются одноименные тригонометрические функции угла, равного х радианам.

Поясним это определение на конкретных примерах.

Пример:

Вычислим значенйе Тригонометрические функции числового аргументаТригонометрические функции числового аргумента. Здесь под Тригонометрические функции числового аргумента мы понимаем отвлеченное иррациональное число. Согласно определению Тригонометрические функции числового аргументаТригонометрические функции числового аргументаТригонометрические функции числового аргумента. Итак, Тригонометрические функции числового аргументаТригонометрические функции числового аргументаТригонометрические функции числового аргумента.

Пример:

Вычислим значение sin 1,5. Здесь под 1,5 мы понимаем отвлеченное число. Согласно определению sin 1,5 = sin (1,5 радиана) = 0,9975 (см. приложение II).

Пример:

Вычислим значение tg 1,3. Аналогично предыдущему получаем tg 1,3 = tg (1,3 радиана) = 3,6021 (см. приложение II).

Итак, в дальнейшем под аргументом тригонометрических функций мы будем понимать угол (дугу) или просто число в зависимости от той задачи, которую решаем. А в ряде случаев аргументом может служить величина, имеющая и другую размерность, например время и т. д. Называя аргумент углом (дугой), мы можем подразумевать под ним число, с помощью которого он измерен в радианах. Например, вместо слов «косинус числа 10» будем говорить «косинус угла, равного 10 радианам».

Области определения и области изменения значений тригонометрических функций

Уточним области определения (существования) и области изменения значений тригонометрических функций, рассматриваемых как функции числового аргумента (х — число). Здесь мы существенным образом воспользуемся результатами пп. 97, 98.

1) y = sin x. Так как соответствующая функция угла определена для всех углов х, то и новая функция определена для Есех действительных чисел х (—Тригонометрические функции числового аргумента < х < + Тригонометрические функции числового аргумента). Синус как функция угла изменяется в пределах от —1 до +1, следовательно, и новая функция изменяется в пределах от —1 до +1, т. е. она удовлетворяет неравенствам Тригонометрические функции числового аргумента. (Область изменения значений функции sin x — отрезок [—1, 1] оси Оу.)

Для остальных функций сообщаем просто результаты. Рассуждения аналогичны предыдущему.

2) y = cos х. Область определения (существования): Тригонометрические функции числового аргумента < х < +Тригонометрические функции числового аргумента. Область измеиения функции: Тригонометрические функции числового аргумента.

3) у = tg x. Область определения (существования): х — любое действительное число, кроме чисел вида Тригонометрические функции числового аргумента, где k = 0, ±1, ±2, … .

Область изменения функции: —Тригонометрические функции числового аргумента < tg x < +Тригонометрические функции числового аргумента.

4) у = ctg x. Область определения (существования): х —любое действительное число, кроме чисел вида Тригонометрические функции числового аргумента, где k = ±1, ±2, … . Область изменения функции: —Тригонометрические функции числового аргумента < ctg x < +Тригонометрические функции числового аргумента.

Заметим, что все свойства тригонометрических функций угла (четность, нечетность, периодичность) переносятся на тригонометрические функции числового аргумента.

Некоторые неравенства и их следствия

Выведем теперь некоторые неравенства и их следствия.

Неравенство 1. Для всех действительных значений х, удовлетворяющих неравенствам Тригонометрические функции числового аргумента, справедливы следующие неравенства:

Тригонометрические функции числового аргумента

Доказательство:

Пусть число x удовлетворяет неравенствам Тригонометрические функции числового аргумента. Построим окружность радиуса OA = 1 и в ней отложим от оси Ох центральный угол АОМ, равный х радианам (рис. 111). Из чертежа видно, что площадь Тригонометрические функции числового аргумента меньше площади сектора АОМ, которая меньше площади Тригонометрические функции числового аргумента. Соответствующие площади равны Тригонометрические функции числового аргумента, Тригонометрические функции числового аргумента и Тригонометрические функции числового аргумента. Следовательно,

Тригонометрические функции числового аргумента

Так как Тригонометрические функции числового аргумента, то Тригонометрические функции числового аргумента, Тригонометрические функции числового аргумента, и неравенства (109.2) принимают вид

Тригонометрические функции числового аргумента

Заметив, что sin 0 = tg 0 = 0, приходим к неравенствам (109.1).

Неравенство 2. Для всех действительных значений х справедливо неравенство

Тригонометрические функции числового аргумента

(Абсолютная величина функции sin x не превосходит абсолютной величины ее аргумента.)

Доказательство:

1) Если Тригонометрические функции числового аргумента, то неравенство (109.4) справедливо на основании (109.1).

2) Если Тригонометрические функции числового аргумента, то, сделав замену переменной х на у по формуле у = — х, получим sin у = sin (— х) = —sin х, где у уже удовлетворяет неравенствам Тригонометрические функции числового аргумента, и для него справедливы неравенства Тригонометрические функции числового аргумента. Вернувшись к переменной х, получим Тригонометрические функции числового аргумента или Тригонометрические функции числового аргумента. Последние неравенства равносильны неравенству Тригонометрические функции числового аргумента либо Тригонометрические функции числового аргумента.

3) Если же Тригонометрические функции числового аргумента, то и подавно Тригонометрические функции числового аргумента, так как Тригонометрические функции числового аргумента.

Итак, мы доказали, что для всех действительных значений х справедливо неравенство (109.4).

Заметим, что только при х = 0 мы имеем равенство sin 0 = 0.

Неравенство 3. Для всех действительных значений х справедливы неравенства

Тригонометрические функции числового аргумента

и, следовательно, неравенство

Тригонометрические функции числового аргумента

Доказательство:

По формуле (121.3) (см. стр. 306) имеем

Тригонометрические функции числового аргумента

На основании неравенства (109.4) можем писать Тригонометрические функции числового аргумента. Таким образом,

Тригонометрические функции числового аргумента

что и требовалось доказать.

Из (109.5) получим

Тригонометрические функции числового аргумента

С помощью полученных неравенств изучим поведение cos x, sin x и tg x при малых х.

Следствие:

При малых х

Тригонометрические функции числового аргумента

Доказательство:

На основании (109.5) имеем Тригонометрические функции числового аргумента, а это и значит, что Тригонометрические функции числового аргумента при малых х, причем ошибка, которую мы допускаем при замене cos х на 1, не превосходит Тригонометрические функции числового аргумента.

Пример:

Тригонометрические функции числового аргумента, причем Тригонометрические функции числового аргумента.

Пример:

Тригонометрические функции числового аргумента, причем Тригонометрические функции числового аргумента.

Следствие:

При малых х

Тригонометрические функции числового аргумента

Доказательство:

Пусть Тригонометрические функции числового аргумента; тогда на основании (109.3) имеем

Тригонометрические функции числового аргумента

Разделим теперь sin х на каждый из членов последних неравенств; получим

Тригонометрические функции числового аргумента

Умножим все члены неравенств (109.7) на —1; получим

Тригонометрические функции числового аргумента

Затем ко всем членам последних неравенств прибавим по единице, получим

Тригонометрические функции числового аргумента

Применив теперь одно из неравенств (109.5), получим

Тригонометрические функции числового аргумента

Мы вывели (109.10) в предположении, что Тригонометрические функции числового аргумента. Рекомендуем читателю доказать самостоятельно, что (109.10) имеет место и при Тригонометрические функции числового аргумента. Итак, при х, удовлетворяющих условию Тригонометрические функции числового аргумента, справедливы неравенства (109.10). А это и значит, что Тригонометрические функции числового аргумента, т. е. Тригонометрические функции числового аргумента, причем ошибка, которую мы допускаем при замене sin x на х, не превосходит Тригонометрические функции числового аргумента. (Из (109.10) имеем Тригонометрические функции числового аргумента)

Пример:

Тригонометрические функции числового аргумента, причем Тригонометрические функции числового аргумента.

Пример:

Тригонометрические функции числового аргумента, причем Тригонометрические функции числового аргумента.

Графики тригонометрических функций

Первоначальные сведения о таблицах тригонометрических функций: В Приложениях к настоящей книге приведены таблицы, которые дают возможность получить значения основных тригонометрических функций с четырьмя значащими цифрами.

Тригонометрические функции числового аргумента

Приложение I. Таблица составлена для значений аргумента х в градусной мере. В графе I даются значения аргумента х° с шагом в от до 45°. В графе II даются соответствующие значения угла в радианной мере. Этой же графой можно пользоваться для отыскания значений тригонометрических функций числового аргумента (см. п. 107). В графах III—VI даются соответственно значения тригонометрических функций— значения sin x, tg x, ctg x и cos x, если Тригонометрические функции числового аргумента, и даются значения cos x, ctg x, tg x и sin x, если Тригонометрические функции числового аргумента (читай внизу!). Тригонометрические функции остальных углов можно уже искать, используя всевозможные формулы приведения (см. п. 106). В графе VIII даются значения аргумента х° с шагом в от 45° до 99° (читай снизу вверх!). В графе VII даются соответствующие значения угла в радианной мере (или просто числа!).

Поясним, как можно пользоваться таблицей. Итак, считаем, что, использовав соответствующие формулы приведения, мы пришли к отысканию тригонометрической функции неотрицательного угла, не большего 90°.

Пример:

Найти tg 39°.

В графе I находим число 39. В графе IV (угол меньше 45°) находим соответствующее ему значение tg 39°, равное 0,8098. Итак, tg 39° — 0,8098.

Пример:

Найти tg 62°.

В графе VIII находим число 62. В графе V (угол больше 45°) находим соответствующее ему значение tg 62°, равное 1,881. Итак, tg 62° — 1,881.

Тригонометрические функции числового аргумента

Приложение II. Таблица составлена для значений х в радианной мере. В графе I даются значения аргумента х с шагом 0,1 от 0 до 1,6. В графах II—IV даются соответственно значения тригонометрических функций—значения sin x, cos x и tg x. Этой же таблицей можно пользоваться для отыскания значений тригонометрических функций числового аргумента (см. п. 107).

Тригонометрические функции остальных углов можно искать, используя всевозможные формулы приведения (см. п. 106).

Итак, допустим, что, использовав соответствующие формулы приведения, мы пришли к отысканию тригонометрической функции неотрицательного угла, не большего 1,6.

Пример:

Найти cos 0,7.

В графе I находим число 0,7. В графе III находим соответствующее ему значение cos 0,7, равное 0,7648. Итак, cos 0,7 = 0,7648.

Пример:

Найти tg l,4.

В графе I находим число 1,4. В графе IV находим соответствующее ему значение tg l,4, равное 5,7979. Итак, tg 1,4 = 5,7979.

Основные графики

1 . Синусоида (график функции у = sin x).

1) Область определения (существования) функции:

х — любое действительное число (—Тригонометрические функции числового аргумента < х < +Тригонометрические функции числового аргумента).

2) Область изменения функции:

Тригонометрические функции числового аргумента

3) Периодичность функции:

sin x — периодическая функция с основным периодом, равным Тригонометрические функции числового аргумента.

4) Четность функции:

sin х — нечетная функция, ибо sin (—х) =— sin x.

На основании пп. 3) и 4) достаточно построить график функции y= sin х на отрезке Тригонометрические функции числового аргумента, а затем продолжить его нечетно на отрезок Тригонометрические функции числового аргумента и, наконец, то, что получится на отрезке Тригонометрические функции числового аргумента, продолжить периодически на всю числовую ось. Итак, в дальнейшем будем изучать поведение нашей функции на отрезке Тригонометрические функции числового аргумента.

5) Точки пересечения с осями координат:

а) с осью Оу (х = 0): у (0) = sin 0 = 0; график функции у = sin х проходит через начало координат;

6) с осью Ох (у = 0) (нули функции).

Найдем те х, при которых y = sin x = 0. Такими значениями будут числа Тригонометрические функции числового аргумента (k = 0, ± 1, ±2, …). Нас интересуют Тригонометрические функции числового аргумента из отрезка Тригонометрические функции числового аргумента. Такими Тригонометрические функции числового аргумента будут Тригонометрические функции числового аргумента (уже найдено) и Тригонометрические функции числового аргумента, а остальные нули функции расположены вне отрезка Тригонометрические функции числового аргумента. Следовательно, нули sin x на отрезке Тригонометрические функции числового аргумента совпадают с концами этого отрезка.

б) Наименьшие и наибольшие значения функции на отрезке Тригонометрические функции числового аргумента.

Функция у = sin x на отрезке Тригонометрические функции числового аргумента монотонно возрастает от 0 до +1, а на отрезке Тригонометрические функции числового аргумента монотонно убывает от +1 до 0 (см. п. 98). Следовательно, наименьшими значениями будут y (0) = sin 0 = 0 и Тригонометрические функции числового аргумента; наибольшее значение достигается в одной точке: Тригонометрические функции числового аргумента.

7) Интервалы знакопостоянства функции.

На исследуемом отрезке Тригонометрические функции числового аргумента наша функция всюду неотрицательна, т. е. Тригонометрические функции числового аргумента.

8) На основании неравенств Тригонометрические функции числового аргумента для Тригонометрические функции числового аргумента (п. 109) мы заключаем, что наша синусоида на отрезке Тригонометрические функции числового аргумента должна располагаться ниже биссектрисы y = х первого координатного угла. Так как при этом Тригонометрические функции числового аргумента, т. е. является при малых х весьма малой величиной, то график у = sin x близок к графику у = х (касается биссектрисы I координатного угла).

После того как функция исследована, приступаем к построению ее графика. Для этого найдем некоторые «опорные» точки его, а затем соединим их плавной линией с учетом свойств функции sin x. Для построения некоторых «опорных» точек можно, например, применить два способа.

Первый способ. Составим таблицу значений для sin x на отрезке Тригонометрические функции числового аргумента с шагом h = 0,2 с точностью до 0,01. (Длина последнего отрезка Тригонометрические функции числового аргумента на оси Ох немного меньше 0,2).

Тригонометрические функции числового аргумента

Значения для синуса взяты из таблицы тригонометрических функций (приложение II).

Второй способ. Воспользуемся геометрическими соображениями. Рассмотрим первую четверть единичной окружности (рис. 112). Разделим ее и соответствующий ей отрезок Тригонометрические функции числового аргумента оси Ох, например, на 8 равных частей.

Тригонометрические функции числового аргумента

Величина перпендикуляра, опущенного из точки деления окружности на ось Ох, численно равна значению синуса соответствующего угла и значению синуса соответствующего числового аргумента из отрезка Тригонометрические функции числового аргумента оси Ох. Во второй четверти Тригонометрические функции числового аргумента синус убывает от 1 до 0. На основании нашего геометрического построения можно заключить, что график синуса во второй четверти Тригонометрические функции числового аргумента симметричен его графику в первой четверти относительно прямой Тригонометрические функции числового аргумента.

Соединив полученные вторым (или первым) способом «опорные» точки плавной линией, мы получим график синуса (синусоиду) на отрезке Тригонометрические функции числового аргумента. При проведении линии (построении графика) следует иметь в виду свойства 2), 6), 7) и 8). Затем продолжим график синуса на отрезок Тригонометрические функции числового аргумента, используя нечетность синуса, а именно построим на отрезке Тригонометрические функции числового аргумента график, симметричный графику синуса на отрезке Тригонометрические функции числового аргумента относительно начала координат. Имея график синуса, построенный на отрезке Тригонометрические функции числового аргумента, мы, используя его периодичность, сможем продолжить его на всю числовую ось (рис. 113).

Тригонометрические функции числового аргумента

2. График функции у = cos х. На основании формулы приведения мы имеем Тригонометрические функции числового аргумента.

Тригонометрические функции числового аргумента

Следовательно, график косинуса — это синусоида, сдвинутая по оси Ох влево на Тригонометрические функции числового аргумента. График косинуса построен на рис. 114.

3. Тангенсоида (график функции у= tg x). 1) Область определения функции:

х — любое действительное число, кроме чисел вида Тригонометрические функции числового аргумента, где n = 0, ±1, ±2… .

2) Область изменения функции:

Тригонометрические функции числового аргумента < у < +Тригонометрические функции числового аргумента.

3) Периодичность функции:

tg x — периодическая функция с основным периодом, равным Тригонометрические функции числового аргумента.

4) Четность функции:

tg x — нечетная функция, ибо tg (—х) = — tg x.

На основании 3) и 4) достаточно построить график функции у = tg х на отрезке Тригонометрические функции числового аргумента, а далее продолжить его нечетно на отрезок Тригонометрические функции числового аргумента и, наконец, то, что получится на отрезке Тригонометрические функции числового аргумента, продолжить периодически на всю числовую ось. Итак, в дальнейшем будем изучать поведение нашей функций на отрезке Тригонометрические функции числового аргумента.

5) Точки пересечения с осями координат:

а) с осью Оу (х = 0): y (0)= tg 0 = 0; график функции y = tg x проходит через начало координат;

б) с осью Ох (у = 0) (нули функции).

Найдем те значения х, при которых tg x = 0. Такими значениями будут Тригонометрические функции числового аргумента (k = 0, ±1, ±2, …). Нас интересуют Тригонометрические функции числового аргумента из отрезка Тригонометрические функции числового аргумента: Тригонометрические функции числового аргумента (уже найдено), а остальные нули функции расположены вне отрезка Тригонометрические функции числового аргумента. Следовательно, единственный нуль tg x, находящийся на отрезке Тригонометрические функции числового аргумента, совпадает с левым концом этого отрезка.

6) Вертикальные асимптоты:

tg x определен всюду на отрезке Тригонометрические функции числового аргумента, кроме точки Тригонометрические функции числового аргумента.

Так как Тригонометрические функции числового аргумента при Тригонометрические функции числового аргумента, Тригонометрические функции числового аргумента, то прямая Тригонометрические функции числового аргумента является вертикальной асимптотой для графика функции у = tg x.

7) Наименьшие и наибольшие значения функции на отрезке Тригонометрические функции числового аргумента.

На основании п. 98 функция tg x на отрезке Тригонометрические функции числового аргумента монотонно возрастает от 0 до +Тригонометрические функции числового аргумента. Следовательно, наименьшее значение будет y (0) = tg 0 = 0, а наибольшего значения не будет, ибо Тригонометрические функции числового аргумента, когда Тригонометрические функции числового аргумента, Тригонометрические функции числового аргумента.

8) Интервалы знакопостоянства функции.

На исследуемом отрезке Тригонометрические функции числового аргумента функция tg x всюду неотрицательна, т. е. Тригонометрические функции числового аргумента. Следовательно, график функции лежит над осью Ох. На основании неравенств Тригонометрические функции числового аргумента (см. (109.1)) для Тригонометрические функции числового аргумента мы заключаем, что тангенсоида на отрезке Тригонометрические функции числового аргумента должна располагаться выше биссектрисы у = х первого координатного угла.

После того как функция исследована, приступаем к построению ее графика. Для этого найдем некоторые «опорные» точки его, а затем соединим их плавной линией с учетом свойств функции tg x. Для построения «опорных» точек можно применять один из двух уже знакомых нам способов.

Первый способ. Составим таблицу значений для tg x на отрезке Тригонометрические функции числового аргумента с шагом h = 0,2 и с точностью до 0,01. (Длина последнего отрезка Тригонометрические функции числового аргумента на оси Ох немного меньше 0,2).

Тригонометрические функции числового аргумента

Значения для тангенса взяты из таблицы тригонометрических функций (приложение II).

Второй способ. Воспользуемся геометрическими соображениями аналогично тому, как мы это делали в случае построения графика функции y = sin x. Разделим опять первую четверть единичной окружности и соответствующий ей отрезок Тригонометрические функции числового аргумента оси Ох, например, на 8 равных частей. На оси тангенсов получим отрезки, численно равные тангенсам соответствующих углов.

Тригонометрические функции числового аргумента

Далее, эти отрезки перенесем в соответствующие точки оси Ох. Концы их соединим плавной линией и получим график функции у = tgx (рис. 115). Вся тангенсоида изображена на рис. 116.

4. График функции у = ctg x изображен на рис. 117. Рекомендуем читателю самостоятельно построить его двумя способами:

1) составить таблицу значений для ctg x на отрезке Тригонометрические функции числового аргумента с шагом h = 0,2 и точностью до 0,01;

2) воспользоваться формулой приведения Тригонометрические функции числового аргумента.

Указания к способу 1). При составлении таблицы значений для clg x воспользоваться формулой ctg x = 1/tg x и таблицей тригонометрических функций (приложение II), например: ctg 1,0 = 1/tg 1,0= 1/1,557 = 0,64.

Указания к способу 2). 1) Построить график функции у= tg x;

2) сдвинуть построенный график влево по оси Ох на Тригонометрические функции числового аргумента (получим график функции Тригонометрические функции числового аргумента);

Тригонометрические функции числового аргумента

3) последний график зеркально отразить (перевернуть) относительно оси Ох (после выполнения последнего действия получим график функции y = ctg x).

Примеры построения графиков некоторых других тригонометрических функций

В дальнейшем мы будем коротко говорить: построить график функции y = f (x), а понимать под этим следующее: провести исследование функции y = f (x) и построить ее график. Рассмотрим некоторые примеры.

Пример:

Построить график функции у = 2sin x.

Решение:

Заметим, что график функции у = 2sin x получается из графика функции у = sin x, исследование которой проведено в начале п. 111, умножением каждой его ординаты на 2. Нули же функции sin x совпадают с нулями функции 2sin x. График функции у = 2sin x изображен на рис. 118.

Тригонометрические функции числового аргумента

Пример:

Построить график функции y = sin2x.

Решение:

Заметим, что график функции y = sin2x получается из графика функции у = sin x сжатием по оси Ох в два раза (см. п. 47). Основным периодом для функции у = sin2x будет уже число Тригонометрические функции числового аргумента. График функции y = sin2x изображен на рис. 119.

Тригонометрические функции числового аргумента

Пример:

Построить графики функций: a) y = sin |x|; б) y = |sin x|.

Решение:

а) Воспользуемся общим правилом (п. 48) построения графика функции y = f (|х|) по графику функции у = f (х): сохраняем часть графика Тригонометрические функции числового аргумента и зеркально отражаем ее относительно оси Оу (часть графика у = sin x для х < 0 просто отбрасываем). Получаем график, показанный на рис. 120.

Тригонометрические функции числового аргумента

б) Снова используем результаты п. 48. Сохраняем часть синусоиды у = sin x, расположенную выше оси Ох; часть синусоиды, лежащая ниже оси Ох, зеркально отражается в оси Ох. Получаем график функции y = |sin x|, показанный на рис. 121.

Тригонометрические функции числового аргумента

Дальнейшие примеры построения графиков функций

Пример:

Построить график функции y= lg sin x.

Решение:

1) Область определения функции.

Функция определена для тех значений аргумента х, для которых sin x > 0. Такие значения аргумента заключены в пределах Тригонометрические функции числового аргумента, где k = 0, ±1, ±2, …

2) Периодичность функции.

sin x — периодическая функция с основным периодом, равным Тригонометрические функции числового аргумента. Следовательно, для тех х, для которых определена функция y = lg sin x, мы будем иметь Тригонометрические функции числового аргумента, т. е. исследуемая функция будет иметь периодом также число Тригонометрические функции числового аргумента. Исходя из соображений периодичности, достаточно исследовать нашу функцию на любом отрезке длины Тригонометрические функции числового аргумента, например на отрезке Тригонометрические функции числового аргумента. Но на отрезке Тригонометрические функции числового аргумента наша функция определена не всюду —она определена только в интервале Тригонометрические функции числового аргумента, поэтому в дальнейшем будем изучать поведение данной функции в интервале Тригонометрические функции числового аргумента.

3) Область изменения функции.

В интервале Тригонометрические функции числового аргумента наибольшее значение, которое принимает sin x, равно 1 (в точке Тригонометрические функции числового аргумента), а наименьшего значения нет, но при Тригонометрические функции числового аргумента, Тригонометрические функции числового аргумента, и Тригонометрические функции числового аргумента, Тригонометрические функции числового аргумента, Тригонометрические функции числового аргумента, оставаясь положительным. Функция lg sin x сначала возрастает от Тригонометрические функции числового аргумента до 0 (при Тригонометрические функции числового аргумента), а затем убывает от 0 до Тригонометрические функции числового аргумента (при Тригонометрические функции числового аргумента). Итак, Тригонометрические функции числового аргумента.

4) Четность функции.

Функция y = lg sin x ни четная, ни нечетная.

5) Точки пересечения с осями координат:

а) с осью Оу (х = 0); наша функция определена только в интервале Тригонометрические функции числового аргумента, а в точке х = 0 она не существует, поэтому точки пересечения с осью Оу не существует;

б) с осью Ох (у = 0) (нули функции); наша функция обращается в нуль в единственной точке интервала Тригонометрические функции числового аргумента — в точке Тригонометрические функции числового аргумента, а в остальных точках этого интервала она отлична от нуля.

6) Вертикальные асимптоты.

Заметим, что прямые х = 0 и Тригонометрические функции числового аргумента являются вертикальными асимптотами для нашей функции, ибо при Тригонометрические функции числового аргумента, Тригонометрические функции числового аргумента, Тригонометрические функции числового аргумента и при Тригонометрические функции числового аргумента, Тригонометрические функции числового аргумента, Тригонометрические функции числового аргумента.

7) Интервалы знакопостоянства функции.

На исследуемом отрезке Тригонометрические функции числового аргумента наша функция всюду неположительна, т. е. Тригонометрические функции числового аргумента, ибо Тригонометрические функции числового аргумента. Следовательно, график функции лежит под осью Ох.

8) Наименьшие и наибольшие значения функции на отрезке Тригонометрические функции числового аргумента.

Наибольшего значения функция достигает в единственной точке Тригонометрические функции числового аргумента, и это значение равно Тригонометрические функции числового аргумента. Наименьшего значения функция не имеет, ибо при Тригонометрические функции числового аргумента, Тригонометрические функции числового аргумента, и при Тригонометрические функции числового аргумента, Тригонометрические функции числового аргумента, Тригонометрические функции числового аргумента. График функции y = lg sin x изображен на рис. 122.

Тригонометрические функции числового аргумента

Пример:

Построить график функции y = x sin 2x.

Решение:

1) Область определения функции: х — любое действительное число.

2) Область расположения графика функции.

Заметим, что Тригонометрические функции числового аргумента (так как Тригонометрические функции числового аргумента, поэтому

Тригонометрические функции числового аргумента

Геометрически это означает, что график функции у = х sin 2х заключен между графиками функций у = —х и у = х.

3) Четность функции.

Данная функция, как произведение двух нечетных функций (х и sin2x), есть функция четная.

В дальнейшем будем исследовать функцию при Тригонометрические функции числового аргумента.

4) Точки пересечения с осями координат:

а) с осью Оу (х = 0); при х = 0 мы имеем у = 0, следовательно, график функции проходит через начало координат;

б) с осью Ох (у = 0) (нули функции); функция обращается в нуль в точках, где sin 2x = 0, т. е. в точках вида Тригонометрические функции числового аргумента (n = 0, 1, 2, …).

5) Точки, в которых функция принимает значения, равные х, или —х.

a) x sin 2x = x в точках, где sin 2x = 1, т. е. в точках

Тригонометрические функции числового аргумента

б) x sin 2x = — х в точках, где sin 2x =—1, т. е. в точках

Тригонометрические функции числового аргумента

Построим график функции сначала для Тригонометрические функции числового аргумента, а затем, используя четность нашей функции, отразим его зеркально в оси Оу. График функции у = — х sin 2х изображен на рис. 123.

Тригонометрические функции числового аргумента

Пример:

Построить график функции Тригонометрические функции числового аргумента.

Решение:

1) Область определения функции.

Функция определена для тех значений х, для которых существует и отлична от нуля функция tg x, т. е. для всех х, кроме Тригонометрические функции числового аргумента и Тригонометрические функции числового аргумента, где n = 0, ±1, ±2, … .

2) Для всех х из области определения функции имеем

Тригонометрические функции числового аргумента

3) Четность функции. Функция — четная. Следовательно, достаточно сначала построить ее график для х > 0.

4) Заметим, что tg х > 0 при х > 0 в интервалах

Тригонометрические функции числового аргумента, где n = 0,1,2,…,

т. е. в интервалах Тригонометрические функции числового аргумента, Тригонометрические функции числового аргумента и т.д.; tg x < 0 при х > 0 в интервалах

Тригонометрические функции числового аргумента, где n = 0,1,2,…,

т. е. в интервалах Тригонометрические функции числового аргумента, Тригонометрические функции числового аргумента и т. д.

Окончательно имеем (для x > 0)

Тригонометрические функции числового аргумента

Построим график функции сначала для х > 0, а затем, используя четность данной функции, отразим его зеркально в оси Оу.

График функции Тригонометрические функции числового аргумента изображен на рис. 124.

Тригонометрические функции числового аргумента

Решение заданий и задач по предметам:

Дополнительные лекции по высшей математике:

  1. Тождественные преобразования алгебраических выражений
  2. Функции и графики
  3. Преобразования графиков функций
  4. Квадратная функция и её графики
  5. Алгебраические неравенства
  6. Неравенства
  7. Неравенства с переменными
  8. Прогрессии в математике
  9. Арифметическая прогрессия
  10. Геометрическая прогрессия
  11. Показатели в математике
  12. Логарифмы в математике
  13. Исследование уравнений
  14. Уравнения высших степеней
  15. Уравнения высших степеней с одним неизвестным
  16. Комплексные числа
  17. Непрерывная дробь (цепная дробь)
  18. Алгебраические уравнения
  19. Неопределенные уравнения
  20. Соединения
  21. Бином Ньютона
  22. Число е
  23. Непрерывные дроби
  24. Функция
  25. Исследование функций
  26. Предел
  27. Интеграл
  28. Двойной интеграл
  29. Тройной интеграл
  30. Интегрирование
  31. Неопределённый интеграл
  32. Определенный интеграл
  33. Криволинейные интегралы
  34. Поверхностные интегралы
  35. Несобственные интегралы
  36. Кратные интегралы
  37. Интегралы, зависящие от параметра
  38. Квадратный трехчлен
  39. Производная
  40. Применение производной к исследованию функций
  41. Приложения производной
  42. Дифференциал функции
  43. Дифференцирование в математике
  44. Формулы и правила дифференцирования
  45. Дифференциальное исчисление
  46. Дифференциальные уравнения
  47. Дифференциальные уравнения первого порядка
  48. Дифференциальные уравнения высших порядков
  49. Дифференциальные уравнения в частных производных
  50. Тригонометрические функции
  51. Тригонометрические уравнения и неравенства
  52. Показательная функция
  53. Показательные уравнения
  54. Обобщенная степень
  55. Взаимно обратные функции
  56. Логарифмическая функция
  57. Уравнения и неравенства
  58. Положительные и отрицательные числа
  59. Алгебраические выражения
  60. Иррациональные алгебраические выражения
  61. Преобразование алгебраических выражений
  62. Преобразование дробных алгебраических выражений
  63. Разложение многочленов на множители
  64. Многочлены от одного переменного
  65. Алгебраические дроби
  66. Пропорции
  67. Уравнения
  68. Системы уравнений
  69. Системы уравнений высших степеней
  70. Системы алгебраических уравнений
  71. Системы линейных уравнений
  72. Системы дифференциальных уравнений
  73. Арифметический квадратный корень
  74. Квадратные и кубические корни
  75. Извлечение квадратного корня
  76. Рациональные числа
  77. Иррациональные числа
  78. Арифметический корень
  79. Квадратные уравнения
  80. Иррациональные уравнения
  81. Последовательность
  82. Ряды сходящиеся и расходящиеся
  83. Тригонометрические функции произвольного угла
  84. Тригонометрические формулы
  85. Обратные тригонометрические функции
  86. Теорема Безу
  87. Математическая индукция
  88. Показатель степени
  89. Показательные функции и логарифмы
  90. Множество
  91. Множество действительных чисел
  92. Числовые множества
  93. Преобразование рациональных выражений
  94. Преобразование иррациональных выражений
  95. Геометрия
  96. Действительные числа
  97. Степени и корни
  98. Степень с рациональным показателем
  99. Тригонометрические функции угла
  100. Тригонометрические выражения и их преобразования
  101. Преобразование тригонометрических выражений
  102. Комбинаторика
  103. Вычислительная математика
  104. Прямая линия на плоскости и ее уравнения
  105. Прямая и плоскость
  106. Линии и уравнения
  107. Прямая линия
  108. Уравнения прямой и плоскости в пространстве
  109. Кривые второго порядка
  110. Кривые и поверхности второго порядка
  111. Числовые ряды
  112. Степенные ряды
  113. Ряды Фурье
  114. Преобразование Фурье
  115. Функциональные ряды
  116. Функции многих переменных
  117. Метод координат
  118. Гармонический анализ
  119. Вещественные числа
  120. Предел последовательности
  121. Аналитическая геометрия
  122. Аналитическая геометрия на плоскости
  123. Аналитическая геометрия в пространстве
  124. Функции одной переменной
  125. Высшая алгебра
  126. Векторная алгебра
  127. Векторный анализ
  128. Векторы
  129. Скалярное произведение векторов
  130. Векторное произведение векторов
  131. Смешанное произведение векторов
  132. Операции над векторами
  133. Непрерывность функций
  134. Предел и непрерывность функций нескольких переменных
  135. Предел и непрерывность функции одной переменной
  136. Производные и дифференциалы функции одной переменной
  137. Частные производные и дифференцируемость функций нескольких переменных
  138. Дифференциальное исчисление функции одной переменной
  139. Матрицы
  140. Линейные и евклидовы пространства
  141. Линейные отображения
  142. Дифференциальные теоремы о среднем
  143. Теория устойчивости дифференциальных уравнений
  144. Функции комплексного переменного
  145. Преобразование Лапласа
  146. Теории поля
  147. Операционное исчисление
  148. Системы координат
  149. Рациональная функция
  150. Интегральное исчисление
  151. Интегральное исчисление функций одной переменной
  152. Дифференциальное исчисление функций нескольких переменных
  153. Отношение в математике
  154. Математическая логика
  155. Графы в математике
  156. Линейные пространства
  157. Первообразная и неопределенный интеграл
  158. Линейная функция
  159. Выпуклые множества точек
  160. Система координат