三角函数综合应用
三角函数平面解析几何与空间几何的综合应用
三角函数平面解析几何与空间几何的综合应用在数学中,三角函数是一组基本的数学函数,它们在平面解析几何和空间几何中有着广泛的应用。
本文将通过一些具体的例子,探讨三角函数在这两个领域中的综合应用。
一、平面解析几何中的三角函数应用1. 直角三角形在平面解析几何中,直角三角形是研究三角函数最常见的情况之一。
三角函数中的正弦函数、余弦函数和正切函数,都可以用于求解直角三角形中的各种问题。
以一个直角三角形ABC为例,其中∠C为90度。
根据三角函数的定义,我们可以得到以下关系:正弦函数sin(A) = 边BC/斜边AC余弦函数cos(A) = 边AB/斜边AC正切函数tan(A) = 边BC/边AB这些关系可以用于求解各种直角三角形中的未知量,例如已知两个角和一个边,可以求解出其他两个边的长度。
2. 三角函数的周期性三角函数具有周期性,这个性质在平面解析几何中也有一些应用。
例如,在计算圆的周长和面积时,我们可以用到正弦函数和余弦函数的周期性。
对于一个半径为r的圆,其周长C等于2πr,而面积S等于πr^2。
我们可以通过应用三角函数的周期性,用正弦函数或余弦函数的性质,将圆的周长和面积表示为三角函数的形式。
二、空间几何中的三角函数应用1. 三维坐标系中的角度计算在空间几何中,我们常常需要计算三维坐标系中的角度。
三角函数可以帮助我们计算空间中两条直线或两个平面之间的夹角。
例如,对于两条直线l1和l2,我们可以将它们的方向向量表示为三维坐标系中的向量,然后通过计算这两个向量的点积和模的乘积,得到它们夹角的余弦值。
进一步,可以利用反余弦函数来求解夹角的度数。
2. 空间中的向量运算在空间几何中,三角函数可以用于向量的运算。
例如,两个向量的夹角可以通过计算它们的点积和模的乘积得到。
另外,可以利用正弦函数和余弦函数来表示向量的投影和分解。
对于给定的两个向量a和b,它们的夹角θ可以通过以下公式表示:cos(θ) = (a·b) / (|a|·|b|)其中,a·b表示两个向量的点积,|a|和|b|分别表示向量的模。
正、余弦定理及三角函数的综合应用
(1)已知两角和任一边,求其他两边和一角;
(2)已知两边和其中一边的对角,求另一边的对角,进而求得其他边、角;
(3)已知三边,求三个角;
(4)已知两边和它们的夹角,求第三边和其他两个角.
在△ABC中,已知a、b和A时,解的情况如下:
考点一:利用正、余弦定理解三角形
8.(2010?宝鸡质检一)如右图,为了计算渭河岸边两景点B与C的距离,由于地形的限制,需要在岸上选取A和D两个测量点,现测得AD⊥CD,AD=100 m,AB=140 m,∠BDA=60°,∠BCD=135°,求两景点B与C之间的距离(假设A,B,C,D在同一平面内,测量结果保留整数;参数数据:2=1.414,3=1.732,5=2.236).
针对性练习:
已知△ABC中,sinC=sinA+sinBcosA+cosB,试判断△ABC的形状.考点三:三角形面积公式的应用
典型例题
已知△ABC中,cosA=63,a,b,c分别是角A、B、C的对边.
(1)求tan2A; (2)若sin(π2+B)=223,c=22,求△ABC的面积.知识概括、方法总结与易错点分析
(1)正弦定理和余弦定理并不是孤立的,解题时要根据具体题目合理运用,有时还需要交替使用.
(2)条件中出现平方关系多考虑余弦定理,出现一次式,一般要考虑正弦定理.
针对性练习:
1、在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且满足cosA2=255,AB→?AC→=3.
(1)求△ABC的面积; (2)若b+c=6,求a的值.
(2)若sinB+sinC=1,试判断△BC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知cos2C=-14.
三角函数的综合应用+课件-2025届高三数学一轮复习
(2)由题意,得 f(A)=2sin 2A-π3- 3=0,即 sin 2A-π3= 23,
∵A∈0,π2, 则 2A-π3∈-π3,23π, ∴2A-π3=π3,∴A=π3.
在△ABC 中, 由 a2=b2+c2-2bc cos A=42+32-2×4×3×12=13, 可得 a= 13, 又∵12bc sin A=12AD×a,即12×4×3× 23=21AD× 13, ∴AD=61339,故 BC 边上的高 AD 的长为61339.
(2)根据正弦定理得sina A=sinc C=sinb
B=
4 =8 3
3
3,
2
所以
a=8
3
3 sin
A,c=8
3
3 sin
C.
所以
a+c=8
3
3 (sin
A+sin
C).
因为 A+B+C=π,B=π3,所以 A+C=23π,
所以 a+c=8
3
3 sin
A+sin
23π-A=8
3
33 2sin
A+
23cos
A
=8sin A+π6.
因为 0<A<23π,
所以 A+π6∈π6,56π,所以 sin A+π6∈12,1,则 a+c∈(4,8].
所以 a+c 的取值范围是(4,8].
【反思感悟】已知三角形一边及其对角,求取值范围的问题 的解法
(1)(不妨设已知 a 与 sin A 的值)根据 2R=sina A求出三角形外接
∴a2+c2 b2=sin2Asi+n2Csin2B=cos22sCin+2Ccos2C =(1-2sin2Cs)in2+2C(1-sin2C)=2+4sins4iCn2-C 5sin2C
高考数学专题讲座 第7讲 三角函数的综合应用
高考数学专题讲座 第7讲 三角函数的综合应用一、考纲要求1.掌握两角和与两角差的正弦、余弦、正切公式,掌握二倍角的正弦、余弦、正切公式; 2.能正确运用三角公式,进行简单三角函数式的化简、求值和恒等式证明; 3.会由已知三角函数值求角,并会用符号arcsin x, arcos x,arctan x 表示角;4.掌握正弦定理、余弦定理,并能初步运用它们解斜三角形,能利用计算器解决解三角形的计算问题.二、基础过关 1.设α、β是一个钝角三角形的两个锐角, 下列四个不等式中不正确的是( ).A .tan αtan β<1B .sin α+sin β<2C .cos α+cos β>1D .21tan(α+β)<tan 2βα+ 2.在△ABC 中,∠A=60°,b =1,△ABC 面积为3,则CB B cb a sin sin sin ++++的值为( ).A .8138 B .3932C .3326D .72 3.)sin()(ϕω+=x A x f (A >0,ω>0)在x =1处取最大值,则( ). A .)1(-x f 一定是奇函数 B .)1(-x f 一定是偶函数C .)1(+x f 一定是奇函数D .)1(+x f 一定是偶函数4.已知方程x 2+4ax +3a +1=0(a >1)的两根均tan α、tan β,且α,β∈(-2,2ππ),则tan 2βα+的值是( ).A .21 B .2- C .34 D .21或2- 5.给出四个命题:(1)若sin2A =sin2B ,则△ABC 为等腰三角形; (2)若sin A =cos B ,则△ABC 为直角三角形;(3)若sin 2A +sin 2B +sin 2C <2,则△ABC 为钝角三角形;(4)若cos(A -B )cos(B -C )cos(C -A )=1,则△ABC 为正三角形. 以上正确命题的个数是( ).A .1B .2C .3D .46.x x x f 32cos 32sin )(+=的图象中相邻的两条对称轴间距离为( ).A .3πB .π34C .π23D .π677.︒+︒+︒+︒10cos 1)370tan 31(100sin 130sin 2= .8.下列命题正确的有 . (1)若-2π<α<β<2π,则βα-范围为(-π,π);(2)若α在第一象限,则2α在第一、三象限; (3)若θsin =53+-m m ,524cos +-=m mθ,则m ∈(3,9);(4)2sin θ=53,2cos θ=54-,则θ在第三、四象限.三、典型例题例1 已知:定义在]4,(-∞上的减函数)(x f ,使得)cos 4721()sin (2x m f x m f +-+≤- 对一切实数x 均成立,求实数m 的范围.例2 化工厂的主控制表盘高1米,表盘底边距地面2米,问值班人员坐在什么位置上表盘看得最清楚?(设值班人员坐在椅子上时,眼睛距地面2.1米)例3 已知向量a →=(2,2),向量b →与向量a →的夹角为43π,且a →·b →=-2.(1)求向量b →;(2)若t →=(1,0),且b →⊥t →,c →=(cosA,22cos 2C ),其中A ,C 是△ABC 的内角,若三角形的三内角A 、B 、C 依次成等差数列,试求|b →+c →|的取值范围.四、 热身演练 1.已知,那么下列命题成立的是( ).A .若α,β是第一象限角,则βαcos cos >B .若α,β是第二象限角,则βαtan tan >C .若α,β是第三象限角,则βαcos cos >D .若α,β是第四象限角,则βαtan tan > 2.函数的部分图象是( ).3.函数的反函数是( ).A .)20)(1arccos(≤≤--=x x yB .)20)(1arccos(≤≤--=x x y πC .)20)(1arccos(≤≤-=x x yD .)20)(1arccos(≤≤-+=x x y π4.任意实数x,不等式 ),,(0cos sin R c b a c x b x a ∈>++都成立的充要条件是( ).A .00>==c b a 且B .c b a =+22C .c b a <+22D .c b a >+225.若1cos sin =+θθ,则对任意的实数n ,θθnncos sin +的取值范围是( ).A .1B .(0,1)C .121-n D .无法确定6.定义在R 上的偶函数f (x )满足f (x+2)=f (x ),且f (x )在[-3,-2]上是减函数,又α,β是锐角三角形的两内角,则( ).A .)(cos )(sin βαf f >B .)(cos )(sin βαf f <C .)(sin )(sin βαf f >D .)(cos )(cos βαf f <7.下列说法正确的是(填上你认为正确的所有命题的代号) . ①函数y=-sin(kπ+x)(k∈Z)是奇函数; ②函数y=2sin(2x+π/3)关于点(π/12,0)对称;③函数y =sin(2x+π/3)+sin(2x -π/3)的最小正周期是π;④ΔABC 中cosA>cosB 的充要条件是A<B ; 8.在△ABC 中,sinA+cosA=137,则AA A A cos 7sin 15cos 4sin 5-+= .9.如右图,在半径为R 的圆桌的正中央上空挂一盏电灯,桌子边缘一点处的照度和灯光射到桌子边缘的光线与桌面的夹角θ的正弦成正比,角和这一点到光源的距离 r 的平方成反比,即I =k ·2sin r θ,其中 k 是一个和灯光强度有关的常数,那么怎样选择电灯悬挂的高度h ,才能使桌子边缘处最亮?10.设关于x 的方程sinx+3cosx+a=0在(0, 2π)内有相异二解α、β. (1)求α的取值范围; (2)求tan(α+β)的值.12.设α、β、γ是锐角,且tan 2α=2tan 3γ,tan β=21tan γ求证:α、β、γ成等差数列.三角函数的综合应用一、考纲要求:1. 掌握两角和与两角差的正弦、余弦、正切公式,掌握二倍角的正弦、余弦、正切公式 2. 能正确运用三角公式,进行简单三角函数式的化简、求值和恒等式证明. 3. 会由已知三角函数值求角,并会用符号arcsin x, arcos x,arctan x 表示角.4.掌握正弦定理、余弦定理,并能初步运用它们解斜三角形,能利用计算器解决解三角形的计算问题. 二、基础过关: 1.设α、β是一个钝角三角形的两个锐角, 下列四个不等式中不正确的是( A ).A .tan αtan β<1B .sin α+sin β<2C .cos α+cos β>1D .21tan(α+β)<tan 2βα+ 2.在△ABC 中,∠A=60°,b =1,△ABC 面积为3,则CB B cb a sin sin sin ++++的值为( B ).A .8138 B .3932C .3326D .72 3.)sin()(ϕω+=x A x f (A >0,ω>0)在x =1处取最大值,则( D ). A .)1(-x f 一定是奇函数 B .)1(-x f 一定是偶函数C .)1(+x f 一定是奇函数D .)1(+x f 一定是偶函数4.已知方程x 2+4ax +3a +1=0(a >1)的两根均tan α、tan β,且α,β∈(-2,2ππ),则tan2βα+的值是( B ).A .21B .2-C .34D .21或2- 5.给出四个命题:(1)若sin2A =sin2B ,则△ABC 为等腰三角形;(2)若sin A =cos B ,则△ABC 为直角三角形;(3)若sin 2A +sin 2B +sin 2C <2,则△ABC 为钝角三角形;(4)若cos(A -B )cos(B -C )cos(C -A )=1,则△ABC 为正三角形.以上正确命题的个数是( B ).A .1B .2C .3D .46.x x x f 32cos 32sin )(+=的图象中相邻的两条对称轴间距离为( C ).A .3πB .π34C .π23D .π677.︒+︒+︒+︒10cos 1)370tan 31(100sin 130sin 2= .28.下列命题正确的有 .(2)(1)若-2π<α<β<2π,则βα-范围为(-π,π); (2)若α在第一象限,则2α在第一、三象限;(3)若θsin =53+-m m ,524cos +-=m mθ,则m ∈(3,9);βφαDCBA1.2 m2 m 1 m (4)2sinθ=53,2cosθ=54-,则θ在第三、四象限. 三、典型例题例1 已知:定义在]4,(-∞上的减函数)(x f ,使得)cos 4721()sin (2x m f x m f +-+≤- 对一切实数x 均成立,求实数m 的范围.解:由题意可得 ⎪⎩⎪⎨⎧≤-+-+≥-4sin cos 4721sin 2x m xm x m , 即 ⎪⎩⎪⎨⎧+≤-+-≥+-xm x x m m sin 443sin sin 212恒成立对R x ∈,又 21)21(sin 43sin 2sin 2---=-+-x x x ,∴3sin 4≥+x ,∴⎪⎩⎪⎨⎧≤-≥+-32121m m m , ∴⎪⎩⎪⎨⎧≤+≥+32121m m m , ∴21-=m ,或323≤<m例2 化工厂的主控制表盘高1米,表盘底边距地面2米,问值班人员坐在什么位置上表盘看得最清楚?(设值班人员坐在椅子上时,眼睛距地面2.1米)解:如图,8.02.12=-=CD ,设x AD =,则x x AD BD 8.18.01tan =+==α, xAD CD 8.1tan ==β, βαβαβαφtan tan 1tan tan )tan(tan +-=-= ,∴4.2144.12144.118.08.118.08.1tan =⋅≤+=⋅+-=xx x x x x x x φ当xx 44.1=,即2.1=x 时, φtan 达到最大值4.21,φ是锐角,φtan 最大时,φ也最大,所以值班人员看表盘最清楚的位置为2.1=AD 米.例3 已知向量a →=(2,2),向量b →与向量a →的夹角为43π,且a →·b →=-2,(1)求向量b →;(2)若t →=(1,0),且b →⊥t →,c →=(cosA,22cos 2C ),其中A ,C 是△ABC 的内角,若三角形的三内角A 、B 、C 依次成等差数列,试求|b →+c →|的取值范围.解:(1)设b →=(x,y ),则2x+2y=-2,且a →·b →=|b →||c →|cos 43π=22y x +×22×(-22)=-2,解得⎩⎨⎧=-=01y x 或⎩⎨⎧-==1y x , ∴b →=(-1,0) 或b →=(0,-1).(2)∵三角形的三内角A 、B 、C 依次成等差数列,∴b=3π,∵b →⊥t →,∴b →=(0,-1),∴b →+c →=( cosA,22cos 2C -1)=(cosA,cosC),∴|b →+c →|2=C A 22cos cos +=1+21(cos2A+cos2C)=1+cos(A+C)cos(A -C)=1-21cos(A -C),∴-32π<A -C<32π ,∴-21<cos(A -C)≤1,22≤|b →+c →|<25.例4 已知△ABC 的三内角A 、B 、C 满足A +C =2B ,设x =cos2CA -, f (x )=cosB (CA cos 1cos 1+). (1)试求函数f (x )的解析式及其定义域; (2)判断其单调性,并加以证明; (3)求这个函数的值域. 解:(1)∵A +C =2B ,∴B =60°,A +C =120°)cos()cos(2cos2cos2cos cos cos cos 21)(C A C A CA C A C A C A x f -++-+=⋅+⋅= 342122122-=-+-=x xx x , ∵0°≤|2C A -|<60°,∴x =cos 2C A -∈(21,1].又4x 2-3≠0,∴x ≠23,∴定义域为(21,23)∪(23,1). (2)设x 1<x 2,∴f (x 2)-f (x 1)=342342211222---x x x x=)34)(34()34)((222212121--+-x x x x x x ,若x 1,x 2∈(23,21),则4x 12-3<0,4x 22-3<0,4x 1x 2+3>0,x 1-x 2<0,∴f (x 2)-f (x 1)<0,即f (x 2)<f (x 1),若x 1,x 2∈(23,1],则4x 12-3>0. 4x 22-3>0,4x 1x 2+3>0,x 1-x 2<0,∴f (x 2)-f (x 1)<0.即f (x 2)<f (x 1),∴f (x )在(21,23)和(23,1]上都是减函数.(3)由(2)知,f (x )<f (21)=-21或f (x )≥f (1)=2.故f (x )的值域为(-∞,-21)∪[2,+∞). 四、热身演练: 1.已知,那么下列命题成立的是( B ).A .若α,β是第一象限角,则βαcos cos >B .若α,β是第二象限角,则βαtan tan >C .若α,β是第三象限角,则βαcos cos >D .若α,β是第四象限角,则βαtan tan > 2.函数的部分图象是( D ).AB C D3.函数的反函数是( A ).A .)20)(1arccos(≤≤--=x x yB .)20)(1arccos(≤≤--=x x y πC .)20)(1arccos(≤≤-=x x yD .)20)(1arccos(≤≤-+=x x y π4.任意实数x,不等式 ),,(0cos sin R c b a c x b x a ∈>++都成立的充要条件是( C ).A .00>==c b a 且B .c b a =+22C .c b a <+22D .c b a >+225.若1cos sin =+θθ,则对任意的实数n ,θθnncos sin +的取值范围是( D ).A .1B .(0,1)C .121-n D .无法确定6.定义在R 上的偶函数f (x )满足f (x+2)=f (x ),且f (x )在[-3,-2]上是减函数,又α,β是锐角三角形的两内角,则( A ).A .)(cos )(sin βαf f >B .)(cos )(sin βαf f <C .)(sin )(sin βαf f >D .)(cos )(cos βαf f <7.下列说法正确的是(填上你认为正确的所有命题的代号) .①②③④ ①函数y=-sin(k π+x)(k ∈Z)是奇函数; ②函数y=2sin(2x+π/3)关于点 (π/12,0)对称;③函数y=sin(2x+π/3)+sin(2x-π/3)的最小正周期是π; ④ΔABC 中cosA>cosB 的充要条件是A<B ; 8.在△ABC 中,sinA+cosA=137,则AA A A cos 7sin 15cos 4sin 5-+= .4389.如右图,在半径为R 的圆桌的正中央上空挂一盏电灯,桌子边缘一点处的照度和灯光射到桌子边缘的光线与桌面的夹角θ的正弦成正比,角和这一点到光源的距离 r 的平方成反比,即I =k ·2sin r θ,其中 k 是一个和灯光强度有关的常数,那么怎样选择电灯悬挂的高度h ,才能使桌子边缘处最亮?解:R =r cos θ,由此得:20,cos 1π<θ<θ=R r , RR h R k I Rk R k I R k R k r k I 22tan ,33sin ,392)32()()sin 1)(sin 1(sin 2)(2)cos (sin cos sin sin 232222222222222=θ==θ⋅≤⋅≤θ-θ-⋅θ⋅=θ⋅θ⋅=θ⋅θ⋅=θ⋅=此时时成立等号在由此得 10.设关于x 的方程sinx+3cosx+a=0在(0, 2π)内有相异二解α、β. (1)求α的取值范围; (2)求tan(α+β)的值. 解:(1)∵sinx+3cosx=2(21sinx+23cosx)=2 sin(x+3π),∴方程化为sin(x+3π)=-2a .∵方程sinx+3cosx+a=0在(0, 2π)内有相异二解,∴sin(x+3π)≠sin 3π=23. 又sin(x+3π)≠±1 (∵当等于23和±1时仅有一解),∴|-2a |<1,且-2a≠23, 即|a|<2,且a ≠-3.,∴a 的取值范围是(-2, -3)∪(-3, 2).(2) ∵α、 β是方程的相异解,∴sin α+3cos α+a=0 ① sin β+3cos β+a=0 ②①-②得(sin α- sin β)+3( cos α- cos β)=0, ∴ 2sin 2βα-cos2βα+-23sin 2βα+,sin2βα-=0,又sin2βα+≠0,∴tan2βα+=33, ∴tan(α+β)=2tan 22tan22βαβα+-+=3.11.求20sin 6420cos 120sin 3222+-的值.解:原式=20cos 20sin 20sin 20cos 32222-+64sin 220°=40sin 41)20sin 20cos 3)(20sin 20cos 3(2+-+64sin 220°=40sin 41)2030cos()2030cos(42-++64sin 220°=40sin 80sin 40sin 162+64sin 220°=32cos40°+64(240cos 1-)=32.12.设α、β、γ是锐角,且tan 2α=2tan 3γ,tan β=21tan γ求证:α、β、γ成等差数列.解:要证α、β、γ成等差数列,∵α、β、γ是锐角,只要证:tan β=tan 2γα+.∵tan 2γα+=2tan2tan12tan2tanγαγα-+=2tan2tan12tan 2tan 33γγγγ-+=)2tan 1)(2tan 1()2tan 1(2tan222γγγγ+-+=212tan 12tan22γγ-=21tan γ= tan β.∴α、β、γ成等差数列.。
三角函数与平面向量的综合应用
ʏ山东省威海市第二中学丛丽伟三角函数与平面向量之间的交汇与综合问题,一直是高考数学试卷中比较常见的一类热点问题,通过平面向量的工具性加以转化问题,结合三角函数中的概念及相应公式加以恒等变换,有时涉及正㊁余弦定理等相关知识,用来综合考查三角函数的基础知识㊁基本公式㊁基本技能与基本应用等㊂一㊁三角函数的求值与平面向量的综合以平面向量为载体,利用诱导公式㊁同角三角函数关系式㊁两角和与差的三角函数及倍角公式等解决三角函数中的求值问题,是高考的重要考向,考查同学们分析问题㊁解决问题的能力㊂例1已知向量m=(s i n x,3c o s x),n=(s i n x,s i n x),函数f(x)=m㊃n㊂(1)求fπ12的值;(2)当xɪ0,π2时,求函数f(x)的最大值与最小值㊂分析:(1)根据题设条件,利用平面向量的数量积公式,通过数量积的坐标运算来构建函数f(x)的解析式,把x=π12代入即可;(2)利用题设中x的取值范围所对应角的取值范围,结合三角函数的图像与性质来确定三角函数在给定区间上的最大值与最小值㊂解:(1)依题意可得f(x)=m㊃n=(s i n x,3c o s x)㊃(s i n x,s i n x)=s i n2x+3c o s x s i n x=1-c o s2x2+32s i n2x=32s i n2x-12c o s2x+12=s i n2x-π6+12,故fπ12=s i n2ˑπ12-π6+12=12㊂(2)当xɪ0,π2时,有2x-π6ɪ-π6,5π6㊂故当2x-π6=π2,即x=π3时,f(x)m a x=s i nπ2+12=1+12=32;当2x-π6=-π6,即x=0时,f(x)m i n=s i n-π6+12=-12+12=0㊂规律方法:平面向量在三角函数求值中的应用步骤:(1)利用平面向量的基本性质㊁运算公式㊁数量积等构建对应的三角函数关系式,特别是涉及向量的平行与垂直关系等;(2)利用三角恒等变换公式,以及题设条件中的角的取值限制等,通过三角函数的图像与性质来分析与求解㊂二㊁三角函数的性质与平面向量的综合以平面向量的坐标运算为载体,引入三角函数,通过三角恒等变换化为一个角的三角函数,重点考查三角函数的单调性㊁周期性㊁最值㊁取值范围及三角函数的图像变换等㊂例2已知向量m=(s i n x,-1),n=c o s x,32,函数f(x)=(m+n)㊃m㊂(1)求函数f(x)的最小正周期及单调递增区间;(2)当xɪ0,π2时,求函数f(x)的值域;(3)将函数f(x)的图像左移3π8个单位32解题篇创新题追根溯源高考数学2024年1月长度后得函数g (x )的图像,求函数g (x )在-π3,π3上的最大值㊂分析:(1)根据题设条件,通过向量的坐标运算及数量积公式,构建三角函数f (x )的解析式,并通过三角恒等变换转化为正弦型函数,进而求解对应的基本性质;(2)结合题设条件中角的取值范围,通过三角函数的图像与性质来确定函数的最值,进而得以确定函数f (x )的值域;(3)利用三角函数图像的平移变换可得函数g (x )的解析式,进而利用三角函数的图像与性质来求解最大值问题㊂解:(1)由已知可得f (x )=(m +n )㊃m =s i n x +c o s x ,12㊃(s i n x ,-1)=s i n 2x +s i n x c o s x -12=12s i n 2x -12c o s 2x =22s i n 2x -π4㊂故f (x )的最小正周期T =2π2=π㊂由2k π-π2ɤ2x -π4ɤ2k π+π2,k ɪZ ,可得k π-π8ɤx ɤk π+3π8,k ɪZ ,所以函数f (x )的单调递增区间是k π-π8,k π+3π8(k ɪZ )㊂(2)当x ɪ0,π2时,有2x -π4ɪ-π4,3π4 ,故-22ɤs i n 2x -π4 ɤ1,所以-12ɤ22s i n 2x -π4ɤ22㊂所以当x ɪ0,π2 时,函数f (x )的值域为-12,22㊂(3)根据题意可得函数g (x )=22s i n 2x +3π8-π4 =22s i n 2x +π2=22c o s 2x ㊂当x ɪ-π3,π3时,有2x ɪ-2π3,2π3㊂所以当2x =0,即x =0时,g (x )m a x =22c o s 0=22㊂规律方法:平面向量与三角函数的基本性质的综合问题的解法:(1)利用向量的相关概念㊁公式等构建相应的三角函数解析式;(2)利用三角恒等变换公式等将相应的三角函数关系式转化为正弦型(或余弦型)函数;(3)根据三角函数的图像与性质来研究相关函数的基本性质问题㊂三、平面向量在三角形计算中的应用以平面向量的线性运算㊁数量积为载体,考查三角形中正㊁余弦定理的应用,以及简单的三角恒等变换,主要解决三角形中的边㊁角及面积等问题㊂例3 在әA B C中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,已知s i n C =2s i n (B +C )㊃c o s B ㊂(1)判断әA B C 的形状;(2)设向量m =(a +c ,b ),n =(b +a ,c -a ),若m ʊn ,求A ㊂分析:(1)利用三角形的内角和公式A +B +C =π转化角后,结合题设条件进行消元处理,进而得到涉及角A ,B 的基本关系,结合三角函数值及三角形的性质来分析与判断;(2)利用两平面向量平行的关系,结合向量的坐标加以转化与应用,合理构建三角形中边与角的关系式,进而利用余弦定理加以分析与求解㊂解:(1)在әA B C 中,因为s i n C =s i n (A +B ),s i n A =s i n (B +C ),所以s i n C=s i n (A +B )=2s i n (B +C )c o s B =2s i n A c o s B ,所以s i n A c o s B +c o s A s i n B=2s i n A c o s B ,即s i n A c o s B -c o s A s i n B =0,即s i n (A -B )=0㊂又因为-π<A -B <π,所以A -B =0,即A =B ,故әA B C 为等腰三角形㊂(2)由m ʊn 得(a +c )(c -a )=b (b +a ),展开整理得b 2+a 2-c 2=-a b ,所以c o s C =a 2+b 2-c 22a b =-12㊂42 解题篇 创新题追根溯源 高考数学 2024年1月因为0<C<π,所以C=2π3㊂又A=B,故A+B=π3,所以A=π6㊂规律方法:平面向量与三角形计算综合问题的解法:(1)借助平面向量的基本概念㊁基本公式等,往往可以合理构建三角函数关系式,为利用解三角形来处理问题奠定基础;(2)合理综合解三角形㊁三角函数及平面向量的相关知识加以合理转化与巧妙应用㊂特别地,在解决三角形中的向量夹角问题时需注意向量的方向㊂四㊁三角函数㊁平面向量与其他知识的综合应用以平面向量为问题场景,通过坐标公式㊁数量积公式等变形,转化为相应的三角函数问题,综合函数与方程㊁不等式等其他相关知识来分析与综合,也是高考中比较常见的一类综合应用问题㊂例4设向量a=(4s i n x,c o s x-s i n x),b=s i n2π+2x4,c o s x+s i n x,函数f(x)=a㊃b㊂(1)求函数f(x)的解析式;(2)已知常数ω>0,若y=f(ωx)在-π2,2π3上是增函数,求ω的取值范围;(3)设集合A=xπ6ɤxɤ2π3,B= {x||f(x)-m|<2},若A⊆B,求实数m的取值范围㊂分析:(1)利用向量的数量积把三角函数关系式加以转化,即可得到函数f(x)= 2s i n x+1;(2)根据三角函数在给定区间上的单调性,通过不等式组的求解来确定参数的取值范围;(3)结合绝对值不等式的求解㊁集合的包含关系㊁三角关系式的最值,以及三角函数的图像与性质来加以直观转化与求解㊂解:(1)因为a=(4s i n x,c o s x-s i n x), b=s i n2π+2x4,c o s x+s i n x,所以函数f(x)=a㊃b=4s i n xˑs i n2π+2x4+(c o s x-s i n x)ˑ(c o s x+s i n x)= 4s i n x㊃1-c o sπ2+x2+c o s2x= 2s i n x(1+s i n x)+1-2s i n2x=2s i n x+1㊂(2)由于f(ωx)=2s i nωx+1,由2kπ-π2ɤωxɤ2kπ+π2,kɪZ,可得函数y= f(ωx)的增区间是2kπω-π2ω,2kπω+π2ω,kɪZ㊂又因为y=f(ωx)在区间-π2,2π3上是增函数,所以-π2,2π3⊆-π2ω,π2ω,即-π2ωɤ-π2,2π3ɤπ2ω,解得0<ωɤ34㊂所以ω的取值范围为0,34㊂(3)由|f(x)-m|<2解得-2<m-f(x)<2,即f(x)-2<m<f(x)+2㊂因为A⊆B,所以当π6ɤxɤ2π3时,不等式f(x)-2<m<f(x)+2恒成立㊂所以[f(x)-2]m a x<m<[f(x)+2]m i n,即[f(x)]m a x-2<m<[f(x)]m i n+2㊂因为f(x)=2s i n x+1,所以在π6,2π3上,[f(x)]m a x=fπ2=3, [f(x)]m i n=fπ6=2,所以1<m<4㊂故实数m的取值范围为(1,4)㊂规律方法:本题巧妙地把平面向量㊁三角函数㊁集合㊁不等式等相关知识加以交汇,以平面向量为问题背景,通过平面向量的数量积为媒介,结合三角函数的图像与性质来考查数学基本知识点,得以达到提高数学品质与提升数学能力的目的㊂注意高考中三角函数与平面向量的交汇综合问题往往以平面向量的相关概念与数量积等来建立相应的三角函数关系式,结合三角函数的基本公式与三角恒等变换公式㊁解三角形公式等来综合考查,一般难度中等,真正达到考查能力,注意应用的目的㊂(责任编辑王福华)52解题篇创新题追根溯源高考数学2024年1月。
高考数学总复习教案:3.9三角函数的综合应用[ 高考]
第三章 三角函数、三角恒等变换及解三角形第9课时 三角函数的综合应用(对应学生用书(文)、(理)57~59页)1. (必修5P 9例题4题改编)设△ABC 的三个内角A 、B 、C 所对的边分别是a 、b 、c ,且a cosA =c sinC,则A =________.答案:π4解析:由a cosA =c sinC ,a sinA =c sinC ,得a sinA =acosA ,即sinA =cosA ,所以A =π4.2. (必修4P 45习题1.3第8题改编)将函数y =sinx 的图象向左平移φ(0≤φ<2π)个单位后,得到函数y =sin ⎝⎛⎭⎫x -π6的图象,则φ=________.答案:116π解析:将函数y =sinx 向左平移φ(0≤φ<2π)个单位得到函数y =sin(x +φ).只有φ=116π时有y =sin ⎝⎛⎭⎫x +116π=sin ⎝⎛⎭⎫x -π6. 3. (必修4P 109习题3.3第6(2)题改编)tan π12-1tan π12=________.答案:-23解析:原式=sinπ12cos π12-cosπ12sin π12=-⎝⎛⎭⎫cos 2π12-sin 2π12sin π12cos π12=-cosπ612sin π6=-2 3. 4. (必修4P 115复习题第13题改编)已知函数f(x)=3sinxcosx -cos 2x +12(x ∈R ),则f(x)在区间⎣⎡⎦⎤0,π4上的值域是________.答案:⎣⎡⎦⎤-12,32解析:f(x)=32sin2x -12cos2x =sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6.当x ∈⎣⎡⎦⎤0,π4时,2x -π6∈⎣⎡⎦⎤-π6,π3,故值域为⎣⎡⎦⎤-12,32.5. 在△ABC 中,AC =7,BC =2,B =60°,则边BC 上的高为________. 答案:332解析:由余弦定理,得7=c 2+4-2c ,即c 2-2c -3=0,解得c =3,所以边BC 上的高h =3sin60°=332.1. 同角三角函数的基本关系式:sin 2α+cos 2α=1,tan α=sin αcos α.2. 两角和与差的正弦余弦和正切公式:sin (α±β)=sin αcos β±cos αsin β,cos (α±β)=cos αcos βsinαsin β,tan (α±β)=tan α±tan β1tan αtan β.3. 二倍角公式:sin2α=2sin αcos α,cos2α=cos 2α-sin 2α=2cos 2α-1=1-2sin 2α,tan2α=2tan α1-tan 2α.4. 三角函数的图象和性质5. 正弦定理和余弦定理:(1) 正弦定理:a sinA =b sinB =csinC=2R(R 为三角形外接圆的半径).(2) 余弦定理:a 2=b 2+c 2-2bccosA ,cosA =b 2+c 2-a 22bc.题型1 三角恒等变换例1 已知sin ⎝⎛⎭⎫A +π4=7210,A ∈⎝⎛⎭⎫π4,π2.(1) 求cosA 的值;(2) 求函数f(x)=cos2x +52sinAsinx 的值域.解:(1) 因为π4<A<π2,且sin ⎝⎛⎭⎫A +π4=7210,所以π2<A +π4<3π4,cos ⎝⎛⎭⎫A +π4=-210.所以cosA =cos ⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫A +π4-π4=cos ⎝⎛⎭⎫A +π4cos π4+sin ⎝⎛⎭⎫A +π4sin π4=-210·22+7210·22=35. (2) 由(1)可得sinA =45.所以f(x)=cos2x +52sinAsinx=1-2sin 2x +2sinx =-2⎝⎛⎭⎫sinx -122+32,x ∈R .因为sinx ∈[-1,1],所以,当sinx =12时,f(x)取最大值32;当sinx =-1时,f(x)取最小值-3. 所以函数f(x)的值域为⎣⎡⎦⎤-3,32. 备选变式(教师专享)(2013·上海卷)若cosxcosy +sinxsiny =12,sin2x +sin2y =23,则sin(x +y)=________.答案:23解析:由题意得cos(x -y)=12,sin2x +sin2y =sin[(x +y)+(x -y)]+sin[(x +y)-(x -y)]=2sin(x +y)cos(x-y)=23sin(x +y)=23.题型2 三角函数的图象与性质 例2 已知函数f(x)=Asin ⎝⎛⎭⎫π3x +φ,x ∈R ,A>0,0<φ<π2,y =f(x)的部分图象如图所示,P 、Q 分别为该图象的最高点和最低点,点P 的坐标为(1,A).(1) 求f(x)的最小正周期及φ的值;(2) 若点R 的坐标为(1,0),∠PRQ =2π3,求A 的值.解:(1) 由题意得T =2ππ3=6.因为P(1,A)在y =Asin ⎝⎛⎭⎫π3x +φ的图象上,所以sin ⎝⎛⎭⎫π3+φ=1.因为0<φ<π2,所以φ=π6.(2) 设点Q 的坐标为(x 0,-A). 由题意可知π3x 0+π6=3π2,得x 0=4,所以Q(4,-A).连结PQ ,在△PRQ 中,∠PRQ =2π3,由余弦定理得cos ∠PRQ =RP 2+RQ 2-PQ 22RP ·RQ =A 2+9+A 2-(9+4A 2)2A·9+A 2=-12,解得A 2=3.又A>0,所以A = 3. 备选变式(教师专享)已知函数f(x)=sin (ωx +φ)(ω>0,0≤φ≤π)为偶函数,且其图象上相邻两对称轴之间的距离为π. (1) 求函数f(x)的表达式;(2) 若sin α+f(α)=23,求2sin ⎝⎛⎭⎫2α-π4+11+tan α的值.解:(1) ∵ f(x)为偶函数,∴ sin(-ωx +φ)=sin (ωx +φ),即2sin ωxcos φ=0恒成立, ∴ cos φ=0,又∵ 0≤φ≤π,∴ φ=π2. 又其图象上相邻对称轴之间的距离为π,∴ T =2π,∴ ω=1,∴f(x)=cosx. (2) ∵ 原式=sin2α-cos2α+11+tan α=2sin αcos α,又∵ sin α+cos α=23,∴ 1+2sin αcos α=49, 即2sin αcos α=-59,故原式=-59.题型3 正弦定理、余弦定理的综合应用例3 (2013·浙江)在锐角△ABC 中,内角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c ,且2asinB =3b.(1) 求角A 的大小;(2) 若a =6,b +c =8,求△ABC 的面积.解:(1) 由2asinB =3b 及正弦定理a sinA =b sinB ,得sinA =32.因为A 是锐角,所以A =π3.(2) 由余弦定理a 2=b 2+c 2-2bccosA ,得b 2+c 2-bc =36.又b +c =8,所以bc =283. 由三角形面积公式S =12bcsinA ,得△ABC 的面积为733.备选变式(教师专享)在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,C =π3,a =5,△ABC 的面积为10 3.(1) 求b ,c 的值; (2) 求cos ⎝⎛⎭⎫B -π3的值.解:(1) 由已知,C =π3,a =5,因为S △ABC =12absinC ,即103=12b ·5sin π3,解得b =8.由余弦定理可得:c 2=25+64-80cos π3=49, 所以c =7.(2) 由(1)有cosB =25+49-6470=17,由于B 是三角形的内角,易知sinB =1-cos 2B =437,所以cos ⎝⎛⎭⎫B -π3=cosBcos π3+sinBsin π3=17×12+437×32=1314.题型4 三角函数、平面向量、解三角形的综合应用例4 已知向量m =⎝⎛⎭⎫sinA ,12与n =(3,sinA +3cosA)共线,其中A 是△ABC 的内角. (1) 求角A 的大小;(2) 若BC =2,求△ABC 面积S 的最大值,并判断S 取得最大值时△ABC 的形状. 解:(1) 因为m ∥n ,所以sinA ·(sinA +3cosA)-32=0.所以1-cos2A 2+32sin2A -32=0,即32sin2A -12cos2A =1, 即sin ⎝⎛⎭⎫2A -π6=1.因为A ∈(0,π),所以2A -π6∈⎝⎛⎭⎫-π6,11π6. 故2A -π6=π2,A =π3.(2) 由余弦定理,得4=b 2+c 2-bc. 又S △ABC =12bcsinA =34bc ,而b 2+c 2≥2bcbc +4≥2bcbc ≤4(当且仅当b =c 时等号成立),所以S △ABC =12bcsinA =34bc ≤34×4= 3.当△ABC 的面积取最大值时,b =c. 又A =π3,故此时△ABC 为等边三角形.备选变式(教师专享)已知△ABC 的角A 、B 、C 所对的边分别是a 、b 、c ,设向量m =(a ,b),n =(sin B ,sin A),p =(b -2,a -2).(1) 若m ∥n ,求证:△ABC 为等腰三角形;(2) 若m ⊥p ,边长c =2,角C =π3,求△ABC 的面积.(1) 证明:∵ m ∥n ,∴ asin A =bsin B ,即a·a 2R =b·b2R ,其中R 是△ABC 外接圆半径,∴ a =b.∴ △ABC为等腰三角形.(2) 解:由题意可知m·p =0,即a(b -2)+b(a -2)=0.∴ a +b =ab.由余弦定理可知,4=a 2+b 2-ab =(a +b)2-3ab ,即(ab)2-3ab -4=0,∴ab =4(舍去ab =-1),∴ S =12absin C =12×4×sin π3= 3.在已知值求角中,应合理选择三角函数形式进行求解,避免增根. 【示例】 (本题模拟高考评分标准,满分14分) 若sin α=55,sin β=1010,且α、β均为锐角,求α+β的值. 学生错解:解: ∵ α为锐角,∴ cos α=1-sin 2α=255.又β为锐角,∴ cos β=1-sin 2β=31010. ∵ sin (α+β)=sin αcos β+cos αsin β=22, 由于0°<α<90°,0°<β<90°, ∴ 0°<α+β<180°, 故α+β=45°或135°.审题引导: 在已知值求角中,角的范围常常被忽略或不能发现隐含的角的大小关系而出现增根不能排除.要避免上述情况的发生,应合理选择三角函数形式进行求解,根据计算结果,估算出角的较精确的取值范围,并不断缩小角的范围,在选择三角函数公式时,一般已知正切函数值,选正切函数,已知正余弦函数值时,若角在(0,π)时,一般选余弦函数,若是⎝⎛⎭⎫-π2,π2,则一般选正弦函数.规范解答: 解: ∵ α为锐角,∴ cos α=1-sin 2α=255.(2分) 又β为锐角,∴ cos β=1-sin 2β=31010.(4分) 且cos (α+β)=cos αcos β-sin αsin β=22,(10分) 由于0<α<π2,0<β<π2,所以0<α+β<π,因为y =cosx 在[]0,π上是单调递减函数,故α+β=π4.(14分)错因分析: 没有注意挖掘题目中的隐含条件,忽视了对角的范围的限制,造成出错. 事实上,仅由sin (α+β)=22,0°<α+β<180°而得到α+β=45°或135°是正确的,但题设中sin α=55<12,sin β=1010<12,使得0°<α<30°,0°<β<30°从而0°<α+β<60°,故上述结论是错误的.在已知值求角中,应合理选择三角函数形式进行求解,避免增根.本题中0<α+β<π,因为y =cosx 在[]0,π上是单调函数,所以本题先求cos (α+β)不易出错.1. (2013·常州期末)函数f(x)=cos πx 2cos π(x -1)2的最小正周期为________.答案:2解析:f(x)=cos πx 2cos π(x -1)2=cos πx 2·sin πx 2=12sin πx ,最小正周期为T =2ππ=2.2. (2013·北京期末)已知函数f(x)=sin ⎝⎛⎭⎫x +π6,其中x ∈⎣⎡⎦⎤-π3,a ,若f(x)的值域是⎣⎡⎦⎤-12,1,则a 的取值范围是________.答案:⎣⎡⎦⎤π3,π 解析:若-π3≤x ≤a ,则-π6≤x +π6≤a +π6,因为当x +π6=-π6或x +π6=7π6时,sin ⎝⎛⎭⎫x +π6=12,所以要使f(x)的值域是⎣⎡⎦⎤-12,1,则有π2≤a +π6≤7π6,即π3≤a ≤π,即a 的取值范围是⎣⎡⎦⎤π3,π. 3. (2013·北京期末)已知△ABC 中,AB =3,BC =1,sinC =3cosC ,则△ABC 的面积为________. 答案:32解析:由sinC =3cosC ,得tanC =3>0,所以C =π3.根据正弦定理可得BC sinA =ABsinC ,即1sinA =332=2,所以sinA =12.因为AB>BC ,所以A<C ,所以A =π6,即B =π2,所以三角形为直角三角形,所以S △ABC =12×3×1=32.4. (2013·新课标Ⅰ卷)设当x =θ时,函数f(x)=sinx -2cosx 取得最大值,则cos θ=________. 答案:-255解析:∵ f(x)=sinx -2cosx =5⎝⎛⎭⎫55sinx -255cosx .令cos φ=55,sin φ=-255,则f(x)= 5(sinxcos φ+sin φcosx)=5sin(x +φ), 当x +φ=2k π+π2,k ∈Z ,即x =2k π+π2-φ,k ∈Z 时,f(x)取最大值,此时θ=2k π+π2-φ,k ∈Z ,∴ cos θ=cos ⎝⎛⎭⎫2k π+π2-φ=sin φ=-255.1. (2014·扬州期末)在锐角△ABC 中,角A 、B 、C 所对的边长分别为a 、b 、c.向量m =(1,cosB),n =(sinB ,-3),且m ⊥n .(1) 求角B 的大小;(2) 若△ABC 面积为103,b =7,求此三角形周长. 解:(1) m·n =sinB -3cosB ,∵ m ⊥n ,∴ m ·n =0, ∴ sinB -3cosB =0.∵ △ABC 为锐角三角形,∴ cosB ≠0, ∴ tanB = 3.∵ 0<B<π2,∴ B =π3.(2) ∵ S △ABC =12acsinB =34ac ,由题设34ac =103,得ac =40.由72=a 2+c 2-2accosB ,得49=a 2+c 2-ac ,∴ (a +c)2=(a 2+c 2-ac)+3ac =49+120=169.∴ a +c =13,∴ 三角形周长是20.2. 在△ABC 中, a 、b 、c 分别是角A 、B 、C 的对边,△ABC 的周长为2+2,且sinA +sinB =2sinC. (1) 求边c 的长;(2) 若△ABC 的面积为13sinC ,求角C 的度数.解:(1) 在△ABC 中, ∵ sinA +sinB =2sinC ,由正弦定理,得a +b =2c ,∴ a +b +c =2c +c =(2+1)c =2+2.∴ a +b =2,c = 2.(2) 在△ABC 中, S △ABC =12absinC =13sinC ,∴ 12ab =13 ,即ab =23. 又a +b =2,在△ABC 中,由余弦定理,得cosC =a 2+b 2-c 22ab =(a +b )2-2ab -22ab =12,又在△ABC中∠C ∈(0,π),∴ ∠C =60°.3. (2013·湖北卷)在△ABC 中,角A 、B 、C 对应的边分别是a 、b 、c.已知cos2A -3cos(B +C)=1. (1) 求角A 的大小;(2) 若△ABC 的面积S =53,b =5,求sinBsinC 的值.解:(1) 由已知条件得:cos2A +3cosA =1,∴ 2cos 2A +3cosA -2=0,解得cosA =12,∴ ∠A =60°.(2) S =12bcsinA =53c =4,由余弦定理,得a 2=21,(2R)2=a 2sin 2A =28,∴ sinBsinC =bc 4R 2=57.4. (2013·北京卷)在△ABC 中,a =3,b =26,∠B =2∠A. (1) 求cosA 的值; (2) 求c 的值.解:(1) 因为a =3,b =26,∠B =2∠A.所以在△ABC 中,由正弦定理得3sinA =26sin2A .所以2sinAcosAsinA =263.故cosA =63. (2) 由(1)知cosA =63,所以sinA =1-cos 2A =33. 又因为∠B =2∠A ,所以cosB =2cos 2A -1=13.所以sinB =1-cos 2B =223.在△ABC 中,sinC =sin(A +B)=sinAcosB +cosAsinB =539.所以c =sin sin a CA=5.1. 三角变换的基本策略是化异为同,即将函数名称、角、次数等化异为同.2. 对于函数y =Asin (ωx +φ)+B ,常用“五点法”画图象,运用整体思想研究性质.3. 求三角函数的单调区间、周期,及判断函数的奇偶性,要注意化归思想的运用,通过恒等变换转化为基本三角函数类型,注意变形前后的等价性.4. 解三角函数的综合题时应注意:(1) 与已知基本函数对应求解,即将ωx+φ视为一个整体X;(2) 将已知三角函数化为同一个角的一种三角函数,如y=Asin(ωx+φ)+B或y=asin2x+bsinx+c;(3) 换元方法在解题中的运用.请使用课时训练(B)第9课时(见活页).[备课札记]。
专题01 三角函数的图象与综合应用(精讲精练)(原卷版)
专题01 三角函数的图象与综合应用【命题规律】三角函数的图象与性质是高考考查的重点和热点内容,主要从以下两个方面进行考查:1、三角函数的图象,涉及图象变换问题以及由图象确定解析式问题,主要以选择题、填空题的形式考查;2、利用三角函数的性质求解三角函数的值、参数、最值、值域、单调区间等,主要以解答题的形式考查.3、三角恒等变换的求值、化简是高考命题的热点,常与三角函数的图象、性质结合在一起综合考查,如果单独命题,多用选择、填空题中呈现,难度较低;如果三角恒等变换作为工具,将其与三角函数及解三角形相结合求解最值、范围问题,多以解答题为主,中等难度.【核心考点目录】核心考点一:齐次化模型 核心考点二:辅助角与最值问题 核心考点三:整体代换与二次函数模型 核心考点四:绝对值与三角函数综合模型 核心考点五:ω的取值与范围问题 核心考点六:三角函数的综合性质【真题回归】1.(2022·全国·高考真题)记函数()sin (0)4f x x b πωω⎛⎫=++> ⎪⎝⎭的最小正周期为T .若23T ππ<<,且()y f x =的图象关于点3,22π⎛⎫⎪⎝⎭中心对称,则2f π⎛⎫= ⎪⎝⎭( ) A .1B .32C .52D .32.(2022·全国·高考真题(理))设函数π()sin 3f x x ω⎛⎫=+ ⎪⎝⎭在区间(0,π)恰有三个极值点、两个零点,则ω的取值范围是( )A .513,36⎫⎡⎪⎢⎣⎭B .519,36⎡⎫⎪⎢⎣⎭C .138,63⎛⎤⎥⎝⎦D .1319,66⎛⎤⎥⎝⎦3.(2022·全国·高考真题)若sin()cos()sin 4παβαβαβ⎛⎫+++=+⎪⎝⎭,则( )A .()tan 1αβ-=B .()tan 1αβ+=C .()tan 1αβ-=-D .()tan 1αβ+=-4.(2022·全国·高考真题(文))将函数π()sin (0)3f x x ωω⎛⎫=+> ⎪⎝⎭的图像向左平移π2个单位长度后得到曲线C ,若C 关于y 轴对称,则ω的最小值是( )A .16B .14C .13D .125.(多选题)(2022·全国·高考真题)已知函数()sin(2)(0π)f x x ϕϕ=+<<的图像关于点2π,03⎛⎫⎪⎝⎭中心对称,则( )A .()f x 在区间5π0,12⎛⎫⎪⎝⎭单调递减 B .()f x 在区间π11π,1212⎛⎫-⎪⎝⎭有两个极值点 C .直线7π6x =是曲线()y f x =的对称轴D .直线y x =-是曲线()y f x =的切线 6.(2022·全国·高考真题(理))记函数()()cos (0,0π)f x x ωϕωϕ=+><<的最小正周期为T ,若()f T =,9x π=为()f x 的零点,则ω的最小值为____________. 【方法技巧与总结】1、三角函数图象的变换(1)将sin y x =的图象变换为sin()y A x ωϕ=+(0,0)A ω>>的图象主要有如下两种方法:(2)平移变换函数图象的平移法则是“左加右减、上加下减”,但是左右平移变换只是针对x 作的变换; (3)伸缩变换①沿x 轴伸缩时,横坐标x 伸长(01)ω<<或缩短(1)ω>为原来的1ω(倍)(纵坐标y 不变);②沿y 轴伸缩时,纵坐标y 伸长(1)A >或缩短(01)A <<为原来的A (倍)(横坐标x 不变). (4)注意平移前后两个函数的名称是否一致,若不一致,应用诱导公式化为同名函数再平移. 2、三角函数的单调性 (1)三角函数的单调区间sin y x =的单调递增区间是2,2()22k k k ππ⎡⎤π-π+∈⎢⎥⎣⎦Z ,单调递减区间是32,2()22k k k ππ⎡⎤π+π+∈⎢⎥⎣⎦Z ; cos y x =的单调递增区间是[2,2]()k k k π-ππ∈Z ,单调递减区间是[2,2]()k k k ππ+π∈Z ;tan y x =的单调递增区间是,()22k k k ππ⎛⎫π-π+∈ ⎪⎝⎭Z .(2)三角函数的单调性有时也要结合具体的函数图象如结合|sin |y x =,sin ||y x =, |cos |y x =,cos ||cos y x x ==的图象进行判断会很快得到正确答案.3、求三角函数最值的基本思路(1)将问题化为sin()y A x B ωϕ=++的形式,结合三角函数的图象和性质求解. (2)将问题化为关于sin x 或cos x 的二次函数的形式,借助二次函数的图象和性质求解. (3)利用导数判断单调性从而求解. 4、对称性及周期性常用结论 (1)对称与周期的关系正弦曲线、余弦曲线相邻的两个对称中心、相邻的两条对称轴之间的距离是半个周期,相邻的对称中心与对称轴之间的距离是四分之一个周期;正切曲线相邻两个对称中心之间的距离是半个周期.(2)与三角函数的奇偶性相关的结论若sin()y A x ωϕ=+为偶函数,则有()2k k ϕπ=π+∈Z ;若为奇函数,则有()k k ϕ=π∈Z .若cos()y A x ωϕ=+为偶函数,则有()k k ϕ=π∈Z ;若为奇函数,则有()2k k ϕπ=π+∈Z . 若tan()y A x ωϕ=+为奇函数,则有()k k ϕ=π∈Z . 5、已知三角函数的单调区间求参数取值范刪的三种方法(1)子集法:求出原函数相应的单调区间,由已知区间是所求某区间的子集,列不等式(组)求解. (2)反子集法:由所给区间求出整体角的范围,由该范围是某相应正弦、余弦函数的某个单调区间的子集,列不等式(组)求解.(3)周期性:由所给区间的两个端点到其相应对称中心的距离不超过14个周期列不等式(组)求解.【核心考点】核心考点一:齐次化模型【规律方法】齐次分式:分子分母的正余弦次数相同,例如:αααα++sin cos sin cos a b c d (一次显型齐次化)或者αααααααααα++⇒+222222sin cos +sin cos sin cos +sin cos sin cos a b c a b c (二次隐型齐次化)这种类型题,分子分母同除以αcos (一次显型)或者α2cos (二次隐型),构造成αtan 的代数式,这个思想在圆锥曲线里面关于斜率问题处理也经常用到.【典型例题】例1.(2022·广东揭阳·高三阶段练习)若tan 2θ=-,则()sin 1sin 24θθπθ-=⎛⎫- ⎪⎝⎭( )A .25B .25-C .65D .65-例2.(2022·江苏省丹阳高级中学高三阶段练习)已知tan 3α=,则3cos cos πcos 2ααα-=⎛⎫+ ⎪⎝⎭( )A .34-B .34C .310-D .310例3.(2022·湖南·高三阶段练习)已知曲线y =()1,4处的切线的倾斜角为2α,则1sin cos π14ααα++=⎛⎫+ ⎪⎝⎭( ) AB.C .12D .1例4.(2022·湖北·襄阳五中高三开学考试)若ππ2θ<<,tan 3θ=-,=( ) A .35 B .54-C .45-D .45核心考点二:辅助角与最值问题【规律方法】第一类:一次辅助角:αα±sin cos a b αϕ±).(其中ϕ=tan b a)第二类:二次辅助角()ωωω±>2sin cos cos ,0a x x b x a bωωω±=2sin cos cos a x x b x ()()ωωωϕϕ±+=±±=sin2cos212(tan )222a b b b x x x a【典型例题】例5.(2022·内蒙古·赤峰二中高三阶段练习(理))已知函数()41sin cos 55f x x x =+,当x β=时,()f x 取得最大值,则cos β=( ) ABC .47D .17例6.(2022·四川省成都市新都一中高三阶段练习(理))若2,43⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦x ππ,则函数2()3sin cos =f x x x x 的值域为( )A.⎡⎢⎣⎦B.⎡⎢⎣⎦C.D.[0,3+例7.(2022·四川省成都市新都一中高三阶段练习(文))若π0,2x ∈⎡⎤⎢⎥⎣⎦,则函数()23sin cos f x x x x=的值域为( )A.⎡⎢⎣⎦B.⎡⎢⎣⎦C.⎡⎣ D.0,3⎡⎣例8.(2022·全国·高三专题练习)函数()222sin f x x x =+,若()()123f x f x ⋅=-,则122x x -的最小值是( ) A .23πB .4πC .3πD .6π例9.(2022·浙江省杭州第二中学高三阶段练习)已知关于x 的方程sin cos 2a x b x +=有实数解,则()()2211a b -+-最小值是______.例10.(2022·全国·高三专题练习)函数()44sin sin cos 44xf x x x =+的最小值为___________. 例11.(2022·全国·高三专题练习)已知2251x y -+=,,x y R ∈,则22x y +的最小值为____.核心考点三:整体代换与二次函数模型【规律方法】三角函数和二次函数交汇也是一种常见题型,我们将其分为三类,第一类是最简单的,就是sin x ,cos x 与cos2x 之间的二次函数关系,第二类则有一点隐藏,就是±sin cos x x 与sin cos x x 之间的关系,第三类则是+sin cos a x b x 与sin2x 之间的关系.【典型例题】例12.(2022·全国·高三专题练习)函数3π()sin(2)3cos 2f x x x =+-的最小值为___________. 例13.(2022·全国·高考真题(文))函数cos 22sin y x x =+的最大值为________.例14.(2022·全国·高考真题(理))函数sin cos sin cos y x x x x =++的最大值是_________. 例15.(2022·全国·高三专题练习)已知函数()sin cos 2sin cos 2f x x x x x =+++,则()f x 的最大值为___________.例16.(2022·全国·高三专题练习)若x 是三角形的最小内角,则函数sin cos sin cos y x x x x =+-的最小值是 A.12+B.12-+C .1 D核心考点四:绝对值与三角函数综合模型 【规律方法】关于=sin y x 和=sin y x ,如图,=sin y x 将=sin y x 图像中x 轴上方部分保留,x 轴下方部分沿着x 轴翻上去后得到,故=sin y x 是最小正周期为π的函数,同理ωφ=+sin()y A x 是最小正周期为πω的函数;=sin y x 是将=sin y x 图像中y 轴右边的部分留下,左边的删除,再将y 轴右边图像作对称至左边,故=sin y x 不是周期函数.我们可以这样来表示:ππππππ⎧∈+⎪=⎨-∈-⎪⎩,,sin ([22])sin sin ((22))x x k k x x x k k ,⎧≥⎪=⎨-<⎪⎩sin (0)sin sin (0)x x x x x 【典型例题】例17.(2022·安徽·铜陵一中高三阶段练习(理))已知函数()sin cos f x x x =+,则下列说法正确的是( ) A .()f x 的最小正周期为πB .()f xC .()3f x f x π⎛⎫-= ⎪⎝⎭D .()f x 5,012π⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上有解 例18.(2022·全国·高三专题练习)已知()sin |||sin |cos |||cos |=+++f x x x x x ,给出下述四个结论: ①()y f x =是偶函数; ②()y f x =在3,22ππ⎛⎫⎪⎝⎭上为减函数; ③()y f x =在(,2)ππ上为增函数; ④()y f x =的最大值为 其中所有正确结论的编号是( )A .①②④B .①③④C .①②③D .①④例19.(2022·江苏·泗阳县实验高级中学高三阶段练习)已知函数()cos ||2|sin |f x x x =-,以下结论正确的是( )A .π是()f x 的一个周期B .函数在2π0,3⎡⎤⎢⎥⎣⎦单调递减C .函数()f x 的值域为[D .函数()f x 在[2π,2π]-内有6个零点例20.(多选题)(2022·安徽·砀山中学高三阶段练习)已知函数()sin cos 336x x f x π⎛⎫=++ ⎪⎝⎭,则( ) A .()f x 的最小正周期为3π B .()f xC .()f x 在[5,7]ππ上单调递减D .()f x 在[4,4]ππ-上有4个零点例21.(2022·湖南省临澧县第一中学高三阶段练习)函数()sin sin cos cos f x x x x x =+++的最大值为______.例22.(2022·全国·高三专题练习)已知函数()sin 2f x x x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭,则 ①()f x 在,2ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上的最小值是1; ②()f x 的最小正周期是2π;③直线()2k x k Z π=∈是()fx 图象的对称轴;④直线2y x π=与()fx 的图象恰有2个公共点.其中说法正确的是________________.例23.(2022·陕西·长安一中高一期末)关于函数()sin sin f x x x =+有下述四个结论: ①()f x 是偶函数;②()f x 在区间()2,π上递增; ③()f x 在[]π,π-上有4个零点; ④()f x 的最大值为2.其中所有正确结论的编号__________.例24.(2022·云南省玉溪第一中学高二期中(文))设函数()cos 2sin f x x x =+,下述四个结论正确结论的编号是__________.①()f x 是偶函数; ②()f x 的最小正周期为π; ③()f x 的最小值为0; ④()f x 在[]0,2π上有3个零点.核心考点五:ω的取值与范围问题【规律方法】1、()sin()f x A x ωϕ=+在()sin()f x A x ωϕ=+区间()a b ,内没有零点⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+≤+<+<+≤≤-⇒ππϕωπππϕωπk b k k a k T a b 2⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧-+≤-≥≤-⇒ωϕππωϕπk b k a T a b 2 同理,()sin()f x A x ωϕ=+在区间[]a b ,内没有零点 ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+<+<+<+<≤-⇒ππϕωπππϕωπk b k k a k T a b 2⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧-+<-><-⇒ωϕππωϕπk b k a T a b 2 2、()sin()f x A x ωϕ=+在区间()a b ,内有3个零点⎪⎩⎪⎨⎧+≤+<++<+≤≤-<⇒ππϕωππππϕωπk b k k a k Ta b T 432(1)(3)(24)T b a k T k a k k b πϕπϕωωπϕπϕωω⎧⎪⎪-+-⎪⇒≤<⎨⎪⎪+<-≤-+-<≤⎪⎩同理()sin()f x A x ωϕ=+在区间[]a b ,内有2个零点⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+<+≤++≤+<<-≤⇒ππϕωππππϕωπk b k k a k T a b T 32232(2))2(332k TT b k a k b a k πϕππϕωωπϕπϕωω⎧⎪⎪-+-⎪⇒<≤⎨⎪⎪+≤-<-+-≤<⎪⎩ 3、()sin()f x A x ωϕ=+在区间()a b ,内有n 个零点⇒(()(+1)1)(1)22n Tn T b a k k a k n k n b πϕππϕωωπϕπϕωω-+≤-⎧⎪⎪-+-⎪≤<⎨⎪⎪+-+-<≤⎩<⎪同理()sin()f x A x ωϕ=+在区间[]a b ,内有n 个零点(1)(1()()22+1)n T n T b k k a k n k n b a πϕππϕωωπϕπϕωω-+≤-<⎧⎪⎪-+-⎪⇒<≤⎨⎪⎪+-+-≤<⎪⎩4、已知一条对称轴和一个对称中心,由于对称轴和对称中心的水平距离为214n T +,则21(21)42n n T b a πω++==-. 5、已知单调区间(,)a b ,则2T a b -≤.【典型例题】例25.(2022·河南·模拟预测(文))已知函数()()2sin 0,02f x x πωϕωϕ⎛⎫=+><< ⎪⎝⎭,3x π=-为()f x 的一个零点,3x π=为()y f x =图象的一条对称轴,且()f x 在,20216ππ⎛⎫⎪⎝⎭内不单调,则ω的最小值为______. 例26.(2022·全国·高三专题练习)若函数()()cos 0f x x ωω=>在区间()2,3ππ内既没有最大值1,也没有最小值1-,则ω的取值范围是___________.例27.(2022·上海·高三专题练习)已知函数cos ,[],y a x x ωππ=+∈-(其中,a ω为常数,且0ω>)有且仅有3个零点,则ω的最小值是_________.例28.(2022·宁夏·平罗中学高三期中(理))已知函数()sin (0)3f x x πωω⎛⎫=+> ⎪⎝⎭,若()f x 在()2ππ,内单调且有一个零点,则ω的最大值是______________.例29.(2022·湖南·永州市第一中学高三阶段练习)若函数()()π2sin 04f x x ωω⎛⎫=+> ⎪⎝⎭在ππ,46⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上为增函数,则ω的最大值为________.例30.(2022·全国·高三阶段练习(理))已知函数π()2cos (0)4f x x ωω⎛⎫=+> ⎪⎝⎭的最小正周期为T ,()f x 的一个极值点为πx=.若π2π33T <<,则ω的最大值是_____.例31.(2022·陕西·蒲城县蒲城中学高三阶段练习(文))将函数()sin2cos 222x x x f x ωωω⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭(0ω>)的图象向左平移π3个单位长度,得到曲线C .若C 关于y 轴对称,则ω的最小值是______.例32.(2022·北京师大附中高三阶段练习)记函数()()()cos 0,0f x x ωϕωϕ=+><<π的最小正周期为T ,若()f T =π12x =为()f x 的零点,则ω的最小值为_______. 例33.(2022·云南·高三阶段练习)已知函数()()πsin 0,2f x x ωϕωϕ⎛⎫=+>< ⎪⎝⎭,若π,06⎛⎫- ⎪⎝⎭是()f x 图象的一个对称中心,()f x 在区间5π7π,1818⎛⎫⎪⎝⎭上有最大值点无最小值点,且5π7π1818f f ⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,记满足条件的ω的取值集合为M ,则=M ______.例34.(2022·四川成都·模拟预测(理))已知函数()()2sin 03f x x πωω⎛⎫=+> ⎪⎝⎭,若03f π⎛⎫=⎪⎝⎭,且()f x 在5,312ππ⎛⎫ ⎪⎝⎭上有最大值,没有最小值,则ω的最大值为______. 例35.(2022·全国·高三专题练习(理))设函数()sin()f x x ωϕ=+,其中0ω>.且1(0),0263f f f ππ⎛⎫⎛⎫=+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,则ω的最小值为________.例36.(2022·福建省福州教育学院附属中学高三开学考试)已知()()sin 03f x x πωω⎛⎫=+> ⎪⎝⎭,63f f ππ⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,且()f x 在区间,63ππ⎛⎫⎪⎝⎭上有最小值,无最大值,则ω=______.例37.(多选题)(2022·山西·高三阶段练习)已知函数()(0)6f x x πωω⎛⎫=-> ⎪⎝⎭,若()f x 在区间π,π3⎛⎤⎥⎝⎦内没有零点,则ω的值可以是( )A .18B .12C .76D .32核心考点六:三角函数的综合性质 【典型例题】例38.(多选题)(2022·山东德州·高三期中)已知函数()sin()0,0,02f x A x A πωϕωϕ⎛⎫=+>><< ⎪⎝⎭同时满足下列三个条件:②该函数图象的两条对称轴之间的距离的最小值为π; ③该函数图象关于5,03π⎛⎫⎪⎝⎭对称. 那么下列说法正确的是( ) A .ϕ的值可唯一确定B .函数56f x π⎛⎫-⎪⎝⎭是奇函数 C .当52()6x k k ππ=-∈Z 时,函数()f x 取得最小值 D .函数()f x 在区间,63ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递增例39.(多选题)(2022·湖北襄阳·高三期中)函数π()sin(2)3f x x =-的图象向左平移π4个单位长度,得到函数()g x 的图象,则下列结论正确的有( ) A .直线5π6x =-是()g x 图象的一条对称轴B .()g x 在ππ(,)26-上单调递增C .若()g x 在(0,)α上恰有4个零点,则23π29π(,]1212α∈ D .()g x 在ππ[,]42上的最大值为12例40.(多选题)(2022·江苏南通·高三期中)已知函数()f x ,()g x 的定义域均为R ,它们的导函数分别为()f x ',()g x '.若()1y f x =+是奇函数,()()cos g x x π'=,()f x 与()g x 图象的交点为()11,x y ,()22,x y ,…,(),m m x y ,则( )A .()f x 的图象关于点()1,0-对称B .()f x '的图象关于直线1x =对称C .()g x 的图象关于直线12x =对称D .()1mi i i x y m =+=∑例41.(多选题)(2022·山东菏泽·高三期中)已知函数()()()sin 0,0,0πf x A x A ωϕωϕ=+>><<的部分图象如图所示,则下列说法正确的是( ).A .π2f ⎛⎫= ⎪⎝⎭B .()f x 在区间5π0,12⎛⎫⎪⎝⎭单调递减 C .()f x 在区间π11π,1212⎛⎫-⎪⎝⎭上有且仅有2个零点 D .将()f x 的图象向右平移π12个单位长度后,可得到一个奇函数的图象 例42.(多选题)(2022·河北·模拟预测)已知函数π()sin()(0,0π),()04f x x f ωϕωϕ=+><<=,且对任意x ∈R均有π()(),()2f x f f x 在π[0,]2上单调递减,则下列说法正确的有( ) A .函数()f x 为偶函数B .函数()f x 的最小正周期为2πC .若1()([0,2π])3f x x =∈的根为(1i x i =,2,⋯,)n ,则14πn i i x ==∑ D .若(2)()f x f x >在(,)m n 上恒成立,则n m -的最大值为π3例43.(多选题)(2022·广东·深圳实验学校光明部高三期中)已知函数π()sin()0,0,2f x A x A ωϕωϕ⎛⎫=+>>< ⎪⎝⎭的部分图象如图(1)所示,函数()()1111()cos 0,0,||πg x A x A ωαωα=+>><的部分图象如图(2)所示,下列说法正确的是( )A .函数()y f x =的周期为2πB .函数()y f x =的图象关于直线1912x π=对称 C .函数()1y f x =-在区间[0,2]π上有4个零点 D .将函数()y f x =的图像向左平移23π可使其图像与()y g x =图像重合例44.(多选题)(2022·福建·厦门外国语学校高三期中)将函数()πcos 23f x x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭图像上所有的点向右平移π6个单位长度,得到函数()g x 的图像,则下列说法正确的是( ) A .()g x 的最小正周期为π B .()g x 图像的一个对称中心为7π,012⎛⎫⎪⎝⎭C .()g x 的单调递增区间为()π5ππ,πZ 36k k k ⎡⎤++∈⎢⎥⎣⎦D .()g x 的图像与函数πsin 26y x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭的图像重合例45.(多选题)(2022·黑龙江齐齐哈尔·高三期中)已知()44cossin 22x xf x =+,则下列说法错误的是( ) A .函数()f x 的最小正周期为2π B .函数4f x π⎛⎫- ⎪⎝⎭为奇函数C .函数()f x 在,63ππ⎛⎫⎪⎝⎭上的值域为5,18⎛⎫⎪⎝⎭D .函数()34y f x =-在区间[]2,2ππ-上的零点个数为8【新题速递】一、单选题1.(2022·河北·张家口市第一中学高三期中)函数()()πtan 0,02f x x ωϕϕω⎛⎫=+<<> ⎪⎝⎭某相邻两支图象与坐标轴分别交于点π,06A ⎛⎫ ⎪⎝⎭,2π,03B ⎛⎫⎪⎝⎭,则方程()[]πsin 2,0,π3f x x x ⎛⎫=-∈ ⎪⎝⎭所有解的和为( ) A .5π12B .5π6 C .π2D .π2.(2022·北京市第十一中学高三阶段练习)已知函数()2π2cos 4f x x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭则( )A .()f x 是奇函数B .函数()f x 的最小正周期为4πC .曲线()y f x =关于π2x =对称D .()()12f f >3.(2022·贵州·顶效开发区顶兴学校高三期中(理))已知函数()()sin f x x ωϕ=+(0ω>,π<ϕ),其图象相邻两条对称轴的距离为π2,且对任意x ∈R ,都有()7π12f x f ⎛⎫⎪⎝⎭,则在下列区间中,()f x 为单调递减函数的是( ) A .ππ,63⎡⎤-⎢⎥⎣⎦B .7π0,12⎡⎤⎢⎥⎣⎦C .π12π,2⎡⎤⎢⎥⎣⎦D .7π,π12⎡⎤⎢⎥⎣⎦4.(2022·吉林长春·模拟预测)定义域为[]0,π的函数())()1cos cos 02f x x x x ωωωω=-+>,其值域为1,12⎡⎤-⎢⎥⎣⎦,则ω的取值范围是( ) A .30,2⎛⎤ ⎥⎝⎦B .3,32⎡⎤⎢⎥⎣⎦C .10,3⎛⎤⎥⎝⎦D .12,33⎡⎤⎢⎥⎣⎦5.(2022·江苏南通·高三期中)已知112tan sin =-αα,则πtan 4α⎛⎫-= ⎪⎝⎭( )A .7-B .17-C .19D .436.(2022·河南·高三阶段练习(理))设函数()sin()(0)5f x x πωω=+>,已知()f x 在[]0,2π有且仅有5个零点,下述四个结论中,正确结论的编号是( ) ①()f x 在(0,2)π有且仅有3个极大值点②()f x 在(0,2)π有且仅有2个极小值点③()f x 在05π⎛⎫⎪⎝⎭,单调递增④ω的取值范围是1229510⎡⎫⎪⎢⎣⎭, A .①④B .②③C .①②③D .①③④7.(2022·天津市南开中学滨海生态城学校高三阶段练习)下列关于函数()4cos cos 3f x x x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭π的命题,正确的有( )个(1)它的最小正周期是π2(2)π,012⎛⎫-⎪⎝⎭是它的一个对称中心 (3)π6x =是它的一条对称轴 (4)它在π0,3⎛⎤⎥⎝⎦上的值域为[]2,3A .0B .1C .2D .38.(2022·宁夏六盘山高级中学高三期中(理))已知函数()()sin f x x ωϕ=+(其中0,2πωϕ><),()30,88f f x f ππ⎛⎫⎛⎫-=≤ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭恒成立,且()f x 在区间,1224ππ⎛⎫- ⎪⎝⎭上单调,给出下列命题①()f x 是偶函数;②()304f f π⎛⎫= ⎪⎝⎭;③ω是奇数;④ω的最大值为3;其中正确的命题有( )A .①②③B .①②④C .②③④D .①③④二、多选题9.(2022·重庆八中高三阶段练习)已知函数()()sin 2(0π)f x x ϕϕ=+<<,曲线()y f x =关于点7π,012⎛⎫- ⎪⎝⎭中心对称,则( )A .将该函数向左平移π6个单位得到一个奇函数B .()f x 在3π7π,46⎛⎫⎪⎝⎭上单调递增 C .()f x 在π7π,1212⎛⎫-⎪⎝⎭上只有一个极值点 D .曲线()y f x '=关于直线π6x =对称10.(2022·福建·泉州五中高三期中)已知函数()πsin 23f x x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,则下列结论正确的是( )A .直线7π6x =是()fx 的对称轴B .点2π,03⎛⎫⎪⎝⎭是()f x 的对称中心 C .()f x 在区间π22π,3⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递减D .()f x 的图象向右平移7π12个单位得cos 2y x =的图象11.(2022·山东青岛·高三期中)已知函数i π()sin 23s n 2cos π66f x x x x x ⎛⎫⎛⎫=++-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,则( )A .()f x 的最大值为2B .π3x =是()f x 的图象的一条对称轴C .()f x 在ππ,63⎛⎫-⎪⎝⎭上单调递减 D .()f x 的图象关于π,06⎛⎫ ⎪⎝⎭对称12.(2022·湖北·荆门市龙泉中学高三阶段练习)设()()sin f x x ωϕ=+(其中ω为正整数,π2<ϕ),且()f x 的一条对称轴为π12x =-;若当0ϕ=时,函数()f x 在ππ,55⎡⎤-⎢⎥⎣⎦单调递增且在ππ,33⎡⎤-⎢⎥⎣⎦不单调,则下列结论正确的是( ) A .2ω=B .()f x 的一个对称中心为5π,06⎛⎫⎪⎝⎭C .函数()f x 向右平移π12个单位后图象关于y 轴对称 D .将()f x 的图象的横坐标变为原来的一半,得到()g x 的图象,则()g x 的单调递增区间为()ππ5ππ,Z 242242k k k ⎛⎫-++∈ ⎪⎝⎭三、填空题13.(2022·甘肃·兰州市外国语高级中学高三阶段练习(文))已知函数()()πsin 0,02f x x ωϕωϕ⎛⎫=+><<⎪⎝⎭的相邻对称轴之间的距离为π2,且()f x 图象经过点π,03P ⎛⎫⎪⎝⎭,则下列说法正确的是___________.(写出所有正确的题号)A .该函数解析式为()πsin 23f x x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭;B .函数()f x 的一个对称中心为2π,03⎛⎫-⎪⎝⎭C .函数y =()π5ππ,π2424k k k ⎡⎤-++∈⎢⎥⎣⎦Z D .将函数()y f x =的图象向右平移(0)b b >个单位,得到函数()g x 的图象,且函数()g x 的图象关于原点对称,则b 的最小值为π3.14.(2022·四川省遂宁市教育局模拟预测(文))正割(Secant ,sec )是三角函数的一种,正割的数学符号为sec ,出自英文secant .该符号最早由数学家吉拉德在他的著作《三角学》中所用,正割与余弦互为倒数,即1sec cos x x=.若函数()sec sin f x x x x =⋅-,则下列结论正确的有__ ①函数()f x 的图像关于直线x π=对称;②函数()f x 图像在(),()f ππ处的切线与x 轴平行,且与x 轴的距离为π; ③函数()f x 在区间95,168ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递增; ④()f x 为奇函数,且()f x 有最大值,无最小值.15.(2022·河南·驻马店市第二高级中学高三阶段练习(理))若1sin cos 2θθ=,则()sin 1sin 2sin cos θθθθ-=+______.16.(2022·吉林·东北师大附中模拟预测)已知函数()sin ||f x x x =,若关于x 的方程()f x m =在4π,2π3⎛⎤- ⎥⎝⎦上有三个不同的实根,则实数m 的取值范围是_________. 四、解答题17.(2022·江西·丰城九中高三开学考试(理))已知函数()2cos 2cos 1f x x x x =-+.(1)求函数()f x 的最小正周期及单调递增区间;(2)若函数()()g x f x k =-在区间π0,2⎡⎤⎢⎥⎣⎦内有两个不同的零点,求实数k 的取值范围.18.(2022·江苏盐城·高三阶段练习)已知函数()22cos 2sin cos sin (04)f x x x x x ωωωωω=+-<<,且_____.从以下①②③三个条件中任选一个,补充在上面条件中,并回答问题:①过点;8π⎛⎝②函数()f x 图象与直线0y 的两个相邻交点之间的距离为;π③函数()f x 图象中相邻的两条对称轴之间的距离为2π.(1)求函数()f x 的单调递增区间;(2)设函数()2cos 23g x x π⎛⎫=-⎪⎝⎭,则是否存在实数m ,使得对于任意1[0,]2x π∈,存在2[0,]2x π∈,()()21m g x f x =-成立?若存在,求实数m的取值范围;若不存在,请说明理由.19.(2022·黑龙江·哈师大附中高三阶段练习)已知函数()4sin cos 3f x x x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭(1)求函数()f x 的单调递增区间;(2)若函数()()32g x f x =-在区间(0,π)上恰有2个零点()1212,x x x x <,求()12cos x x -的值.20.(2022·福建省诏安县桥东中学高三期中)已知函数()()()sin 0,0,πf x A x A ωϕωϕ=+>><的部分图象如图所示.(1)求()f x 的解析式及对称中心;(2)先将()f x 的图象横坐标不变,纵坐标缩短到原来的12倍,得到函数()g x 图象,再将()g x 图象右平移π12个单位后得到()h x 的图象,求函数()y h x =在π3π,124x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦上的单调减区间.21.(2022·青海·西宁市海湖中学高三期中)某同学用“五点法”画函数()sin()0,||2f x A x πωϕωϕ⎛⎫=+>< ⎪⎝⎭在某一个周期内的图象时,列表并填入了部分数据,如下表:()f x 的解析式;(2)将()y f x =图象上所有点向左平移(0)θθ>个单位长度,得到()y g x =的图象.若()y g x =图象的一个对称中心为5,012π⎛⎫⎪⎝⎭,求θ的最小值.22.(2022·北京·北大附中高三阶段练习)已知函数()()sin 0,22f x x ππωϕωϕ⎛⎫=+>-<<⎪⎝⎭的部分图像如下图所示.(1)直接写出()f x 的解析式;(2)若对任意0,3s π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,存在[]0,t m ∈,满足()()f s f t =-,求实数m 的取值范围.。
三角函数的综合计算与应用
三角函数的综合计算与应用正文:三角函数是数学中重要的概念,广泛应用于物理、工程、计算机图形学等领域。
本文将介绍三角函数的基本定义、综合计算方法以及具体的应用案例。
一、三角函数的基本定义1. 正弦函数(sine function):正弦函数是一个周期为2π的周期函数,表示一个角的对边与斜边的比值。
用sin表示。
2. 余弦函数(cosine function):余弦函数也是一个周期为2π的周期函数,表示一个角的邻边与斜边的比值。
用cos表示。
3. 正切函数(tangent function):正切函数是一个周期为π的周期函数,表示一个角的对边与邻边的比值。
用tan表示。
二、三角函数的综合计算方法1. 三角函数的基本关系:根据直角三角形的定义,我们可以得到三角函数之间的基本关系,即正弦函数与余弦函数的平方和等于1,即sin^2θ + cos^2θ = 1。
2. 和差化积公式:通过和差化积公式,可以将一个三角函数表示为其他三角函数的乘积形式。
例如,sin(A+B) = sinAcosB + cosAsinB。
3. 倍角公式:倍角公式是三角函数的重要计算工具,可以将一个角的两倍角表示为其他三角函数的形式。
例如,sin2θ = 2sinθcosθ。
4. 三角函数的反函数:正弦函数、余弦函数和正切函数都有反函数,分别称为反正弦函数、反余弦函数和反正切函数,记作arcsin、arccos和arctan。
反函数可以将三角函数的计算逆转,求出对应角度。
三、三角函数的应用案例1. 三角函数在三角学中的应用:三角函数广泛应用于各种三角学问题中,例如测量高度、角度、距离等。
在航海、测量和导航领域中,三角函数被用于计算船只或飞机的位置、角度和速度。
2. 三角函数在物理学中的应用:三角函数在物理学中起着重要的作用。
例如,通过正弦函数描述了声波和光波的变化规律,余弦函数则描述了震动和振动的变化规律。
在分析力学和电磁学中,三角函数也被广泛应用于描述物体的运动和电磁波。
三角函数的综合运用
三角函数的综合运用三角函数是数学中重要的一门分支,广泛应用于各个领域。
它们不仅可用于解决几何问题,还在物理、工程和计算机科学等领域起着重要作用。
本文将探讨三角函数的综合运用,并介绍一些相关的实际应用。
1. 三角函数的基本概念在开始讨论三角函数的综合运用之前,我们首先需要了解一些基本概念。
三角函数包括正弦函数、余弦函数和正切函数,分别表示为sin、cos和tan。
2. 三角函数的性质三角函数具有一些重要的性质,这些性质在综合运用中起到了关键作用。
例如,它们的周期性质使得它们常常在波浪形的变化中产生应用;另外,三角函数之间具有重要的关系,如余弦函数和正弦函数的和差公式等。
3. 三角函数的图形表示三角函数的图形可帮助我们更好地理解它们的性质和变化规律。
通过绘制正弦、余弦和正切函数的图像,我们可以观察到它们的周期性、振幅、分段性等特点。
4. 三角函数在几何中的应用三角函数在几何中有着广泛的应用。
例如,我们可以利用正弦函数来计算三角形的高度,或者利用余弦函数来计算其边长。
通过使用三角函数,我们可以更加准确地解决各种几何问题。
5. 三角函数在物理中的应用三角函数在物理学中也扮演着重要的角色。
例如,我们可以通过正弦函数来描述声音的波动、通过余弦函数来描述电流的变化,或者通过正切函数来解决带有摩擦力的斜面问题。
三角函数的应用使得物理学问题的解决更加精确。
6. 三角函数在工程中的应用在工程领域,三角函数的应用更加广泛。
例如,在建筑设计中,我们可以利用正弦函数来计算建筑物的斜塔高度;在通信工程中,我们可以利用三角函数来计算信号的传播距离。
三角函数在工程中的应用使得工程设计更加可靠和准确。
7. 三角函数在计算机科学中的应用在计算机科学领域,三角函数也有着重要的应用。
例如,图形学中的三角函数可用于计算图像的旋转和变换;在模拟仿真中,三角函数可用于计算物体的运动轨迹。
三角函数的应用使得计算机科学中的数值计算更加精确和高效。
三角函数综合应用
解 (1)m·n= 3sin x4·cos x4+cos2x4
=
3 2 sin
x2+1+c2os
x 2=sinx2+π6+12,
∵m·n=1,∴sinx2+π6=12. cosx+π3=1-2sin2x2+π6=12, cos23π-x=-cosx+π3=-12. (2)∵(2a-c)cos B=bcos C,
[4 分]
(2)解 |b+c|2=(b+c)2=b2+c2+2b·c=sin2β+16cos2β+cos2β+
16sin2β+2(sin βcos β-16sin βcos β)
=17-30sin βcos β=17-15sin 2β,
最大值为 32,所以|b+c|的最大值为 4 2.
[9 分]
(3)证明 由 tan αtan β=16,得 sin αsin β=16cos αcos β,
答题模板
平面向量与三角函数的结合问题
(14 分)设向量 a=(4cos α,sin α),b=(sin β,4cos β),c=(cos β, -4sin β). (1)若 a 与 b-2c 垂直,求 tan(α+β)的值; (2)求|b+c|的最大值; (3)若 tan αtan β=16,求证:a∥b.
因为 α 是第一象限角,故 sin α=1123.
所以,cossin4απ++π42α=sicnoαs +2απ4
=2cos
2 α-sin
α=-1134
2.
三角形中的三角恒等变换
例 2 设锐角三角形 ABC 的内角 A,B,C 的对边分别为 a,b, c,a=2bsin A. (1)求 B 的大小; (2)求 cos A+sin C 的取值范围.
变式训练 1
高中数学导数与三角综合
高中数学导数与三角综合导数是数学中的重要概念之一,与三角函数的综合运用也是高中数学的重要内容。
本文将重点探讨导数与三角函数的综合应用,以帮助学生更好地理解和应用这一知识点。
一、导数的定义与基本性质导数的定义是指函数在某一点处的变化率,可以用极限的概念来表示。
常见的导数记号有f'(x)、dy/dx或y',表示函数f(x)关于自变量x的导数。
在计算导数时,我们可以利用基本的求导法则,如常数法则、乘积法则、链式法则等来简化计算过程。
此外,导数还具有一些基本性质,如线性性、可导必连续等,这些性质在计算中十分重要。
二、导数的应用导数在实际问题中有广泛的应用,尤其在物理学和经济学等领域中经常被使用。
下面我们将重点讨论导数在三角函数中的应用。
1. 最值问题通过对函数进行求导,我们可以找到函数的驻点和拐点,进而确定函数的最值点。
在三角函数中,最常见的最值问题是求解极值点和最大最小值问题。
2. 函数图像的描绘函数的导数可以告诉我们函数图像的变化趋势,在描绘函数图像时起到了关键的作用。
通过分析导函数的正负性、零点、增减区间等信息,我们可以描绘出函数的基本形态,并且确定函数的极值点和拐点。
三、三角函数的综合应用三角函数是高中数学中的重要内容,也是数学与实际问题相结合的桥梁。
下面我们将介绍一些三角函数的综合应用。
1. 三角函数的周期性三角函数的周期性是指函数图像在一定区间内呈现出重复的规律性。
利用三角函数的周期性,我们可以解决各种周期性问题,如周期函数的图像变化、正弦定理、余弦定理等。
2. 三角函数的和差角公式三角函数的和差角公式是指将两个三角函数的角度进行加减运算时所满足的一些关系。
这些公式在解决三角函数的综合问题中十分有用,例如求解三角方程、计算三角函数的具体数值等。
通过本文的探讨,我们对高中数学中的导数与三角综合有了更深入的了解。
导数的应用可以帮助我们解决函数的最值问题和描绘函数图像,而三角函数的综合应用则为我们解决各种周期性问题和三角方程提供了方法和工具。
三角函数的综合应用
城东蜊市阳光实验学校三角函数的综合应用一、明确复习目的1.掌握三角函数的图象、性质和恒等变形,会用反三角函数表示角; 2.掌握正、余弦定理解斜三角形的方法;3.能解决三角函数与几何、向量综合的题目,能用三角知识解决简单的实际问题。
二.建构知识网络1. 三角函数的性质和图象变换;2. 三角函数的化简,求值,证明——恒等变形的策略与技巧.3. 正、余弦定理,斜三角形的可解类型;在应用题中要能抽象或者者构造出三角形;4.在应用与综合性题目中,当角不是特殊角,要“用反三角函数表示角〞: (1)arcsin [,],;22a a a ππ-∈表示上正弦值等于的角,[-1,1] (2)arccosa 表示[0,π]上余弦值等于a 的角,a∈[-1,1]; (3)arctan (,),;22aa a R ππ-∈表示上正切值等于的角,(4)对于不是上述范围内的角,可借助诱导公式和三角函数线,找出与上述反三角的关系进而求出.例如:sinα=0.3,α是钝角,那么α=π-arcsin0.3.三、双基题目练练手 1.tan 3x =-,那么x 等于〔〕2.假设A 、B 是锐角△ABC 的两个内角,那么点P 〔cosB -sinA ,sinB -cosA 〕在()A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限3.111A B C ∆的三个内角的余弦值分别等于222A B C ∆的三个内角的正弦值,那么(〕 A .111A B C ∆和222A B C ∆都是锐角三角形 B .111A B C ∆和222A B C ∆都是钝角三角形C .111A B C ∆是钝角三角形,222A B C ∆是锐角三角形D .111A B C ∆是锐角三角形,222A B C ∆是钝角三角形4.如图,△ABC 是简易遮阳棚,A 、B 是南北方向上两个定点,正向射出的太阳光线与地面成40°角,为了使遮阴影面ABD 面积最大,遮阳棚ABC 与地面所成的角为A.75°B.60°C.50°D.45°5.〔2021〕假设x=3π是方程2cos 〔x+α〕=1的解,其中α∈〔0,2π〕,那么α=_________. 6.〔2021西城二模〕函数y=sinx(sinx+3cosx 〕〔x∈R〕的最大值是_______. ◆答案:1-4.CBDC;2.A+B >2π.∴A>2π-B ,B >2π-A. ∴sinA>cosB ,sinB >cosA.,P 在第二象限.3.sinA2=cosA1,……A1、B1、C1是锐角。
三角函数最值及其综合运用知识点总结及经典高考题解析
三角函数最值及其综合运用【考纲说明】1、了解三角函数的最值(值域),理解三角函数取最值的条件,掌握求三角函数最值的常用方法。
2、结合三角函数的性质,会求形如函数)0>,0≠)(+sin(=w A φwx A y 、)0>,0≠)(+cos(=w A φwx A y 、)0>,0≠)(+tan(=w A φwx A y 的综合问题。
【知识梳理】一、三角函数的最值 1、定义 (1)当2-2=ππk x )∈(Z k 时,x y sin =取最小值1-;当2+2=ππk x )∈(Z k 时,x y sin =取最大值1;正弦函数x y sin =)∈(R x 的值域为[]1,1-。
(2)当ππk x +2=)∈(Z k 时,x y cos =取最小值1-;当πk x 2=)∈(Z k 时,x y cos =取最大值1;余弦函数x y cos =)∈(R x 的值域为[]1,1-。
(3))2+≠,∈(tan =ππk x R x x y 的值域为R 。
2、常用方法(1)求三角函数最值的常用方法①配方法(主要利用二次函数理论及三角函数的有界性);②化为一个角的三角函数(主要利用和差角公式及三角函数的有界性);③数形结合法(常用到直线的斜率关系);④换元法(如万能公式,将三角问题转化为代数问题);⑤基本不等式法等。
(2)三角函数的最值都是在给定区间上取得的,因而特别要注意题设中所给出的区间。
①求三角函数最值时,一般要进行一些代数变换和三角变换,要注意函数有意义的条件及弦函数的有界性②含参数函数的最值问题,要注意参数的作用和影响。
(3)具体方法:①y =a sin x +b cos x 型函数最值的求法:常转化为y (x +ϕ) ②y =a sin 2x +b sin x +c 型:常通过换元法转化为y =at 2+bt +c 型: ③y =dx c b x a ++cos sin 型:i 当x R ∈时,将分母与y 乘转化变形为sin (x +ϕ)=()f y 型。
专题复习:三角函数的综合应用题编
专题复习:三角函数的综合应用题编(推荐时间:推荐时间:7070分钟分钟) )1. 设函数f (x )=a ·b ,其中向量a =(2cos x,1)1),,b =(cos x ,3sin 2x ),x ∈R .(1)(1)若函数若函数f (x )=1-3,且x ∈ëêéûúù-π3,π3,求x 的值;的值;(2)(2)求函数求函数y =f (x )的单调增区间,的单调增区间,并在给出的坐标系中画出并在给出的坐标系中画出y =f (x )在区间[0[0,,π]上的图象.上的图象.解 (1)(1)依题设得依题设得f (x )=2cos 22x +3sin 2x =1+cos 2x +3sin 2x =2sin èçæø÷ö2x+π6+1.由2sin èçæø÷ö2x +π6+1=1-3,得sin èçæø÷ö2x +π6=-32.∵-π3≤x ≤π3,∴-π2≤2x +π6≤5π6, ∴2x +π6=-π3,即x =-π4. (2)(2)当-当-π2+2k π≤2x +π6≤π2+2k π(k ∈Z ), 即-π3+k π≤x ≤π6+k π(k ∈Z )时,函数y =f (x )单调递增,即函数y =f (x )的单调增区间为ëêéûúù-π3+k π,π6+k π(k ∈Z ),x 0 π6 π3 π2 2π3 5π6 π y232-122. 已知向量a =(cosx +3sin x ,3sin x ),b =(cos x -3sin x ,2cos x ),函数f (x )=a ·b -cos 2x . (1)(1)求函数求函数f (x )的值域;的值域;(2)(2)若若f (θ)=15,θ∈ëêéûúùπ6,π3,求sin 2θ的值.的值.解 (1)f (x )=a ·b -cos 2x=(cos x +3sin x )(cos x -3sin x )+3sin x ·2cos x -cos 2x =cos 2x -3sin 2x +23sin x cos x -cos 2x =cos 2x -sin 2x -2sin 2x +23sin x cos x -cos 2x =cos 2x +3sin 2x -1 =2sin èçæø÷ö2x +π6-1,f (x )的值域为的值域为[[-3,1]3,1]..(2)(2)由由(1)(1)知知f (θ)=2sin èçæø÷ö2θ+π6-1,由题设2sin èçæø÷ö2θ+π6-1=15,即sin èçæø÷ö2θ+π6=35,∵θ∈ëêéûúùπ6,π3,∴,∴22θ+π6∈ëêéûúùπ2,5π6, ∴cos èçæø÷ö2θ+π6=-45,∴sin 2θ=sin ëêéûúùèçæø÷ö2θ+π6-π6=sin èçæø÷ö2θ+π6cos π6-cos èçæø÷ö2θ+π6sinπ6=35×32-èçæø÷ö-45×12=33+410.3. 已知向量m =èçæø÷ösin A ,12与n =(3(3,,sin A +3cos A )共线,其中A 是△ABC的内角.的内角.(1)(1)求角求角A 的大小;的大小;(2)(2)若若BC =2,求△ABC 面积S 的最大值.的最大值.解 (1)(1)∵∵m ∥n ,∴,∴sin sin A ·(sin A +3cos A )-32=0.∴1-cos 2A 2+32sin 2A -32=0, 即32sin 2A -12cos 2A =1, 即sin èçæø÷ö2A -π6=1.∵A ∈(0(0,,π),∴,∴22A -π6∈èçæø÷ö-π6,11π6. 故2A -π6=π2,A =π3. (2)(2)∵∵BC =2,由余弦定理得b 22+c 22-bc =4,又b 22+c 22≥2bc ,∴bc ≤4(4(当且仅当当且仅当b =c 时等号成立时等号成立)), 从而S △ABC =12bc sin A =34bc ≤34×4= 3.即△ABC 面积S 的最大值为 3.4. 在△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c 已知cos A -3cos C cos B=3c -ab . (1)(1)求求sin Csin A的值;的值;(2)(2)若若B 为钝角,b =1010,求,求a 的取值范围.的取值范围. 解 (1)(1)由正弦定理,设由正弦定理,设asin A =bsin B =csin C=k ,则3c -a b =3k sin C -k sin A k sin B =3sin C -sin Asin B , 所以cos A -3cos C cos B =3sin C -sin Asin B,即(cos A -3cos C )sin B =(3sin C -sin A )cos B , 化简可得sin(A +B )=3sin(B +C ). 又A +B +C =π,所以sin C =3sin A , 因此sin Csin A=3. (2)(2)由由sin C sin A =3得c =3a . 由题意知îíìa +c >ba 2+c 2<b2,又b =1010,所以,所以52<a <10.5. 已知函数f (x )=A sin(ωx +φ)èçæø÷ö其中x ∈R ,A >0>0,,ω>0>0,-,-π2<φ<π2的部分图象如图所示.图象如图所示.(1)(1)求函数求函数f (x )的解析式;的解析式;(2)(2)已知函数已知函数f (x )的图象上的三点M ,N ,P 的横坐标分别为-的横坐标分别为-1,1,51,1,5,,求sin ∠MNP 的值.的值.解 (1)(1)由图可知,由图可知,A =1,最小正周期T =4×2=8. 由T =2πω=8,得ω=π4.又f (1)(1)==sin èçæø÷öπ4+φ=1,且-π2<φ<π2,所以π4+φ=π2,解得φ=π4. 所以f (x )=sin èçæø÷öπ4x +π4. (2)(2)因为因为f (-1)1)==0,f (1)(1)==1,f (5)(5)==sin èçæø÷ö5π4+π4=-=-11, 所以M (-1,0)1,0),,N (1,1)(1,1),,P (5(5,-,-1)1)..所以所以||MN |=5,|PN |=2020,,|MP |=37. 由余弦定理得由余弦定理得cos cos∠∠MNP =5+2020--3725×20=-35. 因为∠MNP ∈(0(0,,π), 所以sin sin∠∠MNP =45.6. 已知向量a =(cos α,sin α),b =(cosx ,sin x ),c =(sin x +2sin α,cos x +2cos α),其中0<α<x <π. (1)(1)若若α=π4,求函数f (x )=b ·c 的最小值及相应x 的值;的值; (2)(2)若若a 与b 的夹角为π3,且a ⊥c ,求tan 2α的值.的值.解 (1)(1)∵∵b =(cos x ,sin x ),c =(sin x +2sin α,cos x +2cos α),α=π4, ∴f (x )=b ·c =cos x sin x +2cos x sin α+sin x cos x +2sin x cos α=2sin x cos x +2(sin x +cos x ).令t =sin x +cos x èçæø÷öπ4<x <π,则2sin x cos x =t 2-1,且-,且-1<1<t < 2.则y =t 2+2t -1=èçæø÷öt +222-32,-,-1<1<t <2,∴t =-22时,y min =-32,此时sin x +cos x =-22,即2sin èçæø÷öx +π4=-22,∵π4<x <π,∴π2<x +π4<54π, ∴x +π4=76π,∴x =11π12. ∴函数f (x )的最小值为-32,相应x 的值为11π12.的夹角为,cos=a·b==π.ø÷ö+π3+∴52sin 2+32cos 2=-35.。
第6讲-三角函数综合应用二(B组)
三角函数综合应用(二)学习目标1.三角恒等变换2、三角函数的性质3、解三角形例1..△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,则“a>b”是“cos 2A<cos 2B”的() A.充分不必要条件 B.必要不充分条件C.充分必要条件D.既不充分也不必要条件【解析】因为在△ABC中,a>b⇔sin A>sin B⇔sin2A>sin2B⇔2sin2A>2sin2B⇔1-2sin2A<1-2sin2B⇔cos 2A<cos 2B.所以“a>b”是“cos 2A<cos 2B”的充分必要条件.,选C。
例2.已知函数()sin()(0,0,||)f x A x A ωϕωϕπ=+>><的部分图像如图所示,将函数()f x 的图像向左平移6π个单位,得到()g x 的图像,则当[0,]x π∈时,不等式()1g x <的解集为( ) A. [0,)4π B. 7(,]12ππ C. 7[0,)(,]412πππ⋃ D. 7(,)412ππ2yx-2O6π-712π【解析】易知2A =,令()f x 的周期为T ,则373()41264T πππ=--=,故T π=,从而2ω=。
由()06f π-=知sin(2)06πϕ-⨯+=,结合7()212f π=,易得23πϕ=-;故2()2sin(2)3f x x π=-,故2()2sin(2())2sin(2)633g x x x πππ=+-=-,显然(0)1,()1g g π<<,选C 。
【解法二】易得()2sin(2)3g x x π=-,现解不等式()1g x <,也即1sin(2)32x π-<易得7222636k x k πππππ-<-<+,也即5()124k x k k Z ππππ-<<+∈,考虑到[0,]x π∈,故()1g x <的解集为7[0,)(,]412πππ⋃ π6−7π6例3.方程1sin 4x x π=的解的个数是( )A.5B.6C.7D.8【解】问题⇔函数()sin f x x π=与函数1()4g x x=图象的交点个数,易知()f x 与()g x 均为奇函数,其图像均关于原点对称,故可只考虑0x ≥的情况。
三角函数的复合与反函数的综合应用
三角函数的复合与反函数的综合应用在数学中,三角函数是一个重要的概念,广泛应用于各个领域。
本文将探讨三角函数的复合与反函数的综合应用,旨在帮助读者深入理解并灵活运用三角函数。
一、复合函数的应用复合函数是指将一个函数作为另一个函数的输入,即将一个函数的输出作为另一个函数的自变量。
在三角函数中,复合函数的应用非常广泛。
1. 高度和角度的应用在建筑或地理测量中,我们经常需要根据已知的两条直线和一个夹角来确定两点之间的距离。
这时,我们可以利用正弦函数的复合来计算。
假设已知一条直线的长度为a,另一条直线的长度为b,夹角为θ,则两点之间的距离d可以通过以下公式计算得出:d = √(a² + b² - 2abcosθ)在这个公式中,cosθ就是一个复合函数的应用,它将a、b和θ作为输入,输出为相关的距离。
2. 信号处理中的应用在信号处理中,复合函数也发挥着重要的作用。
例如,在音频压缩中,我们可以利用正切函数的复合来实现对信号的压缩。
具体而言,我们可以使用如下公式:Y = atan(X)在公式中,X代表原始信号,Y代表压缩后的信号。
通过利用正切函数的性质,我们可以实现对信号的有效压缩,减小存储和传输的开销。
二、反函数的应用反函数是指将一个函数的输入和输出进行交换后得到的新函数。
在三角函数中,反函数的应用同样非常重要。
1. 三角函数的逆运算在解三角方程中,我们常常需要用到三角函数的反函数。
例如,当我们已知一个三角函数的值,想要求出对应的角度时,就需要用到反函数。
以正弦函数为例,当我们知道sin(x)的值为1/2时,可以通过反正弦函数求得x的解。
2. 导航系统的应用在现代导航系统中,我们经常使用反余弦函数来计算两个位置之间的夹角。
通过已知的两个位置的纬度和经度,我们可以利用反余弦函数来计算出它们之间的夹角,从而帮助我们确定行进方向。
三、综合应用除了上述单独应用外,三角函数的复合与反函数也常常在实际问题中综合应用。
三角函数的最值与综合应用.
a a 2 b2
,sin φ
知识清单
考点一
三角函数的最值
1.当x=2kπ- (k∈Z)时,y=sin x取最小值-1;当x=2kπ+ (k∈Z)时,y= 2 2 sin x取最大值① 1 ;正弦函数y=sin x(x∈R)的值域为[-1,1]. 2.当x=2kπ+π(k∈Z)时,y=cos x取最小值-1;当x=2kπ(k∈Z)时,y=cos x取最
k φ k φ ;函数y=Acos(ωx+φ)的图象的对称轴为x= - ,对称中心为 ,0 ω ω ω ω k φ ;函数y=Atan(ωx+φ)的图象的对称中心为 k φ .上 ,0 ,0 ω ω 2 ω 2 ω ω
2 2
y=Asin 2x+Bcos 2x+C=
B A B sin(2x+φ)+C.其中tan φ= A ,再利用有界性处理. a sin x c a cos x c (3)y= 或y= 可转化为只有分母含有sin x或cos x的函数 b sin x d b cos x d
bt c (其中a,b,c为常数,且abc≠0),令t=sin x,则转化为y=at+ b sin x
cห้องสมุดไป่ตู้ (t∈[-1,0)∪(0,1])的最值,一般利用函数的单调性或函数图象求之.
t 2 1 (3)y=a(sin x±cos x)+bsin x· cos x,可令t=sin x±cos x,则sin x· cos x=± ,把 2
2 2
1 5 = cos x - , 4 2 5 1 当cos x= ,即x=2kπ± ,k∈Z时,f(x)取得最小值- .故选D. 3 4 2
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学 大 教 育 个 性 化 教 学 学 案综合知识复习归纳一、 角的概念与推广:任意角的概念;角限角、终边相同的角; 二、 弧度制:把长度等于半径的弧所对的圆心角叫做1弧度;弧长公式:r lα= 扇形面积:S=α22121r r l =⋅三角函数线:如右图,有向线段AT 与MP OM 分别叫做α 的的正切线、正弦线、余弦线。
三、 同角三角函数关系:即:平方关系、商数关系、倒数关系。
四、 诱导公式:()ααπf nf '±=⎪⎭⎫⎝⎛±2 记忆:单变双不变,符号看象限。
单双:即看πn 中的n 是2π的单倍还是双倍,单倍后面三角函数名变,双不变则三角函数名不变;符号看象限:即把α看成锐角,加上2πn 终边落在第几象限则是第几象限角的符号。
五、 有关三角函数单调区间的确定、最小正周期、奇偶性、对称性以及比较三角函数值的大小问题,一般先化简成单角三角函数式。
然后再求解。
六、 三角函数的求值、化简、证明问题常用的方法技巧有:姓 名 年 级 性 别课 题教 学 目 的教 学 重 难 点教 学 过 程(内容可附后)y xM PTAO1、 常数代换法:如:αααααα2222tan sec cot tan cos sin 1-=⋅=+=2、 配角方法:ββαα-+=)( ()βαβαα-++=)(2 22βαβαβ--+=3、 降次与升次:22cos 1sin 2αα-= 22cos 1cos 22αα+=以及这些公式的变式应用。
4、()θααα++=+sin cos sin 22b a b a (其中ab=θtan )的应用,注意θ的符号与象限。
5、 常见三角不等式:(1)若x x x x t a n s in .2,0<<⎪⎭⎫ ⎝⎛∈则π (2)、若2cos sin 1.2,0≤+<⎪⎭⎫⎝⎛∈x x x 则π (3)1cos sin ≥+x x6、 常用的三角形面积公式:(1)、c b a ch bh ah S212121===(2)、B ac A bc C ab S sin 21sin 21sin 21=== (3)()22221OB OA OB OA S ⋅-⋅=七、 三角函图象和性质:正弦函数图象的变换:()()αωαωω+=−−−→−+=−−−→−=−−−→−=x A y x y x y x y sin sin sin sin 振幅变换平移变换横伸缩变换三角函数的图象和性质定义域 RR值 域RR周期性奇偶性 对称性 奇函数,图象关于坐标原点对称 偶函数,图象关于 轴对称奇函数,图象关于坐标 原点对称 奇函数,图象关于 原点对称 单调性 在区间在区间上单调递增;在区间在区间上单调递减。
上单调递增; 在区间上单调递减。
在区间上单调递减。
上单调递增。
考点分析:考点一: 求三角函数的定义域、值域和最值、三角函数的性质(包括奇偶性、单调性、周期性)这类问题在选择题、填空题、解答题中出现较多,主要是考查三角的恒等变换及三角函数的基础知识。
样题1、已知函数f(x)=)x cos x (sin log 21-(1)求它的定义域和值域;求它的单调区间;判断它的奇偶性;判断它的周期性。
样题2、化简),,)(23sin(32)2316cos()2316cos()(Z k R x x x k x k x f ∈∈++--+++=πππ并求函数)(x f 的值域和最小正周期.样题3、(1)已知cos(2α+β)+5cos β=0,求tan(α+β)·tan α的值; (2)已知5cos 3sin cos sin 2-=θ-θθ+θ,求θ+θ2sin 42cos 3的值。
样题4 求函数y=sin 2x+2sinxcosx+3cos 2的最大值考点二: 三角与其他知识的结合,三角函数仍将以选择题、填空题和解答题三种题型出现,难度会控制在中等偏易的程度;样题5、已知00<α<β<900,且sin α,sin β是方程-+-020240cos x )40cos 2(x 21=0的两个实数根,求sin(β-5α)的值。
考点三: 关于三角函数的图象, 立足于正弦余弦的图象,重点是函数的图象与y=sinx 的图象关系。
根据图象求函数的表达式,以及三角函数图象的对称性 样题6、 如下图,某地一天从6时到14时的温度变化曲线近似满足函数y =A sin(ωx +φ)+b .(1)求这段时间的最大温差.(2)写出这段曲线的函数解析式.样题7(05年福建)函数)20,0,)(sin(πϕωϕω<≤>∈+=R x x y 的部分图象如图,则 ( )A .4,2πϕπω== B .6,3πϕπω==C .4,4πϕπω==D .45,4πϕπω==样题8、(05年全国卷Ⅰ17)设函数)(),0( )2sin()(x f y x x f =<<-+=ϕπϕ图像的一条对称轴是直线8π=x 。
(Ⅰ)求ϕ;(Ⅱ)求函数)(x f y =的单调增区间;(Ⅲ)画出函数)(x f y =在区间],0[π上的图像。
(本小题主要考查三角函数性质及图像的基本知识,考查推理和运算能力,满分12分.)考点四:三角函数与其它知识交汇设计试题,是突出能力、试题出新的标志,近年来多出现于三角函数与向量等知识交汇。
样题9(05年江西)已知向量b a x f x x b x x a ⋅=-+=+=)()),42tan(),42sin(2()),42tan(,2cos 2(令πππ.求函数f (x )的最大值,最小正周期,并写出f (x )在[0,π]上的单调区间.样题10、(05年山东卷)已知向量528),2,(),cos ,sin 2()sin ,(cos =+ππ∈θθθ-=θθ=n m n m 且和, 求)82cos(π+θ的值.课后练习1.集合M ={x |x =sinn π3,n ∈Z},N ={x |x =cosn π2,n ∈N},则M ∩N 等于 ( )A.{-1,0,1}B.{0,1}C.{0}D.∅2.已知α∈(π2,π),sin α=35,则tan(α+π4)等于A.17B.7C.-17D.-7 3.若函数f (x )=(1+3tan x )cos x,0≤x <π2,则f (x )的最大值为A.1B.2C.3+1D.3+24.函数f (x )=2sin(2x +π6)在[-π2,π2]上对称轴的条数为A.1B.2C.3 D .05.要得到y =sin(2x -π3)的图象,只要将y =sin2x 的图象 ( )A.向左平移π3个单位B.向右平移π3个单位C.向左平移π6个单位D.向右平移π6个单位6.使奇函数f (x )=sin(2x +θ)+3cos(2x +θ)在[-π4,0]上为减函数的θ 值为( )A.-π3B.-π6C.5π6D.2π37.给定函数①y =x cos(3π2+x ),②y =1+sin 2(π+x ),③y =cos(cos(π2+x ))中,偶函数的个数是 ( )A.3B.2C.1D.08.在△ABC 中,若sin 2A +sin 2B -sin A sin B =sin 2C ,且满足ab =4,则该三角形的面积为 A.1 B.2 C. 2 D. 39.有一种波,其波形为函数y =sin(π2x )的图象,若在区间[0,t ]上至少有2个波峰(图象的最高点),则正整数t 的最小值是A.3B.4C.5D.610.设集合M ={平面内的点(a ,b )},N ={f (x )|f (x )=a cos2x +b sin2x ,x ∈R},给出从M 到N 的映射f :(a ,b )→f (x )=a cos2x +b sin2x ,则点(1,3)的象f (x )的最小正周期为( )A.πB.π3C.π2D.π411.函数y =sin(2x -π3)在区间[-π2,π]上的简图是( )12.设函数f (x )=A sin(ωx +φ),(A ≠0,ω>0,-π2<φ<π2)的图象关于直线x =2π3对称,它的周期是π,则 ( )A.f (x )的图象过点(0,12)B.f (x )的图象在[5π12,2π3]上递减C.f (x )的最大值为AD.f (x )的一个对称中心是点(5π12,0)二、填空题(本大题共4小题,每小题4分,共16分.请把正确答案填在题中横线上) 13.已知扇形内切圆半径与扇形半径之比为1∶3,则内切圆面积与扇形面积之比为14.已知函数f (x )=2sin(ωx +φ)的图象如下图所示,则f (7π12)= .15.设△ABC 的内角A ,B ,C 所对的边长分别为a ,b ,c 且a cos B -b cos A =35c .则tan Atan B的值为16.下面有五个命题:①函数y =sin 4x -cos 4x 的最小正周期是π;②终边在y 轴上的角的集合是{α|α=k π2,k ∈Z};③在同一坐标系中,函数y =sin x 的图象和函数y =x 的图象有三个公共点;④把函数y =3sin(2x +π3)的图象向右平移π6个单位得到y =3sin2x 的图象;⑤函数y =sin(x -π2)在[0,π]上是减函数.其中真命题的序号是 .17.(本小题满分12分)已知AC =(cos x 2+sin x 2,-sin x 2),BC =(cos x 2-sin x 2,2cos x2).(1)设f (x )=AC ·BC,求f (x )的最小正周期和单调递减区间;(2)设有不相等的两个实数x 1,x 2∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-2π2,π2,且f (x 1)=f (x 2)=1,求x 1+x 2的值.18.(本小题满分12分)在△ABC 中,角A 、B 、C 所对的边分别是a 、b 、c ,tan A =12,cos B=31010.(1)求角C ;(2)若△ABC 的最短边长是5,求最长边的长.19.(本小题满分12分)在△ABC 中,A 、B 为锐角,角A 、B 、C 所对的边分别为a 、b 、c ,且sin A =55,sin B =1010.(1)求A +B 的值;(2)若a -b =2-1,求a 、b 、c 的值.20.(本小题满分12分)如图,点A ,B 是单位圆上的两点,A ,B 点分别在第一、二象限,点C 是圆与x 轴正半轴的交点,△AOB 是正三角形,若点A 的坐标为(35,45),记∠COA=α.(1)求1+sin2α1+cos2α的值;(2)求|BC |2的值.21.(本小题满分12分)已知函数f (x )=A sin(ωx +φ)+B (A >0,ω>0)的一系列对应值如下表:x π6 π35π6 4π3 11π6 7π317π6y-1131-113(1)根据表格提供的数据求函数f (x )的一个解析式;(2)根据(1)的结果,若函数y =f (kx )(k >0)周期为2π3,当x ∈[0,π3]时,方程f (kx )=m恰有两个不同的解,求实数m的取值范围;。