【步步高】2017版高考数学一轮复习 第四章 三角函数、解三角形 4.3 三角函数的图象与性质课件 文
高考数学一轮总复习教学课件第四章 三角函数、解三角形第3节 两角和与差的正弦、余弦和正切公式
D.tan(α+β)=-1
解析:(2)由题意得
sin αcos β+sin βcos α+cos α cos β-sin αsin β
= 2 × (cos α-sin α)·sin β,整理,
得sin αcos β-sin β cos α+cos αcos β+sin αsin β=
0,即sin(α-β)+cos(α-β)=0,所以tan(α-β)=-1.故选C.
即 sin(α+β)= .故选 C.
(1)三角函数求值中变角的原则
①当“已知角”有两个时,“所求角”一般表示为两个“已知角”
的和或差的形式.
②当“已知角”有一个时,此时应着眼于“所求角”与“已知角”
的和或差的关系,再应用诱导公式把“所求角”变成“已知角”.
(2)常用的拆角、配角技巧
2α=(α+β)+(α-β),α=(α+β)-β=(α-β)+β,β=
=cos(α+ )cos -sin(α+ )sin
= × - × =- .故选 C.
( 2 )(2024 ·山东日照模拟 ) 已知α∈ (
,
) , β∈( π,
cos(α- )=- ,sin(β- )= ,则 sin(α+β)的值为(
.
又因为β∈[π, ],所以β-α∈[ , ],故 cos(β-α)=
第4章第四章三角函数、解三角形第4节二倍角公式及应用课件(共35张PPT) 高考数学一轮复习
=12-co2s2α+12+14cos2α- 43sin2α+ 43sin2α-12sin2α=1-14cos2α-12 sin2α
=1-14(1-2sin2α)-12sin2α=34.
内容索引
思考1►►► 如何利用二倍角公式进行三角函数式的化简及恒等式的证明?要注 意什么?
内容索引
要充分观察角与角之间的联系,看角是否有倍数关系?能否用二倍 角公式化简?有切有弦要弦切互化.
sin15°cos15°=12sin30°=14,故 D 不正确.
【答案】 C
内容索引
2. 已知角α的顶点为坐标原点 ,始边与x轴的非负半轴重合 ,且
P(8,3cosα)为α终边上一点,则cos2α等于( )
A. -79
B. -89
7
8
C. 9
D. 9
【分析】 根据三角函数定义和同角三角函数关系求出sinα,再由二
=cos2αcsoinsαα2cosα2=cosαsinα2cosα2=12sinαcosα=14sin2α=右边, 所以原式成立.
内容索引
某同学在一次研究性学习中发现,以下四个式子的值都等于同 一个常数:
①sin212°+cos242°+sin12°cos42°; ②sin215°+cos245°+sin15°cos45°; ③sin220°+cos250°+sin20°cos50°; ④sin230°+cos260°+sin30°cos60°. (1) 试从上述式子中选择一个,求出这个常数; (2) 根据(1)的计算结果,将该同学的发现推广为三角恒等式,并证明 你的结论.
倍角公式可求cos2α.
内容索引
【解析】 由三角函数定义可知 tanα=3c8osα=csoinsαα,则 3cos2α=8sinα =3-3sin2α,解得 sinα=13或 sinα=-3(舍去),则 cos2α=1-2sin2α=79.
2017版新步步高高考数学大一轮复习讲义课件:第4章 三角函数、解三角形 4.3
第二十五页,编辑于星期六:三点 十四分。
解析答案
(2)已知 ω>0,函数
3
7
,
范围是 2 4
.
π
π
f(x)=cosωx+4在2,π上单调递增,则
ω 的取值
解析 函数y=cos x的单调递增区间为[-π+2kπ,2kπ],k∈Z,
ωπ π
+4≥-π+2kπ,
2x-6∈-6, 6 ,sin2x-6∈-2,1,
故
π 3
3sin2x-6∈-2,3,
即此时函数
3
f(x)的值域是-2,3.
第十六页,编辑于星期六:三点 十四分。
解析答案
1- 2
π
2
2
(3)函数 y=cos x+sin x(|x|≤ )的最小值为_________.
3
3 2
3
上单调递减,则 ω=____.
2
解析
∵f(x)=sin ωx(ω>0)过原点,
π
π
∴当 0≤ωx≤2,即 0≤x≤2ω时,y=sin ωx 是增函数;
π
3π
π
3π
当 ≤ωx≤ ,即 ≤x≤ 时,y=sin ωx 是减函数.
2
2
2ω
2ω
由 f(x)=sin
π
ωx(ω>0)在0,3上单调递增,
2
π
5π
所以 2kπ+6≤x≤2kπ+ 6 (k∈Z).
【步步高】(江苏专用)2017版高考数学一轮复习 第四章 三角函数、解三角形 4.7 正弦定理、余弦定理课件 文
即 2b2=b2+c2-2bccos A,又 c2=b2+ 2bc,
2 1 ∴cos A= 2 ,A=45° ,sin B=2,
又A>B,∴B=30°,∴C=105°.
解析答案
(3)(2015· 广东)设△ABC 的内角 A,B,C 的对边分别为 a,b,c.若 a 1 π 1 = 3,sin B=2,C=6,则 b=________. 1 π 5π 解析 因为 sin B=2且 B∈(0,π),所以 B=6或 B= 6 . π π 2π 又 C=6,B+C<π,所以 B=6,A=π-B-C= 3 . a b 又 a= 3,由正弦定理得sin A=sin B,
第四章 三角函数、解三角形
§4.7 正弦定理、余弦定理
内容 索引
基础知识 自主学习
题型分类 深度剖析 审题路线图系列
思想方法 感悟提高 练出高分
基础知识 自主学习
1
知识梳理
1.正弦定理、余弦定理 在△ABC中,若角A,B,C所对的边分别是a,b,c,R为△ABC外 接圆半径,则
定理 正弦定理 余弦定理 a2= b2+c2-2bccosA ;
所以 bc=6 2,故 b=3.
思维升华 解析答案
跟踪训练2
已知a,b,c分别为△ABC三个内角A,B,C的对边,a= 3 bsin A-acos B.
(1)求角B;
解 由 a= 3bsin A-acos B 及正弦定理,
π 1 sinB-6= . 2
得 sin A= 3sin B· sin A-sin A· cos B,
解 因为S△ABD∶S△ADC=BD∶DC,
《新步步高》2017版高考数学(理)人教A版(全国)一轮复习第4章三角函数、解三角形4.2文档
1.同角三角函数的基本关系(1)平方关系:sin2α+cos2α=1.(2)商数关系:sinαcosα=tanα.2.下列各角的终边与角α的终边的关系【思考辨析】判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)若α,β为锐角,则sin2α+cos2β=1.(×)(2)若α∈R,则tanα=sinαcosα恒成立.(×)(3)sin(π+α)=-sinα成立的条件是α为锐角.(×)(4)诱导公式的记忆口诀中“奇变偶不变,符号看象限”,其中的奇、偶是指π2的奇数倍和偶数倍,变与不变指函数名称的变化.(√)1.(教材改编)已知α是第二象限角,sin α=513,则cos α等于( )A .-513B .-1213C.513D.1213答案 B解析 ∵sin α=513,α是第二象限角,∴cos α=-1-sin 2α=-1213.2.已知1+sin x cos x =-12,那么cos xsin x -1的值是( )A.12 B .-12C .2D .-2 答案 A解析 由于1+sin x cos x ·sin x -1cos x =sin 2x -1cos 2x =-1,故cos x sin x -1=12.3.已知sin(π-α)=log 814,且α∈(-π2,0),则tan(2π-α)的值为( )A .-255B.255 C .±255D.52答案 B解析 sin(π-α)=sin α=log 814=-23,又α∈(-π2,0),得cos α=1-sin 2α=53,tan(2π-α)=tan(-α)=-tan α=-sin αcos α=255.4.已知cos ⎝⎛⎭⎫π6-α=23,则sin ⎝⎛⎭⎫α-2π3=________. 答案 -23解析 ∵⎝⎛⎭⎫π6-α+⎝⎛⎭⎫α-2π3=-π2,∴α-2π3=-π2-⎝⎛⎭⎫π6-α, ∴sin ⎝⎛⎭⎫α-2π3=sin ⎣⎡⎦⎤-π2-⎝⎛⎭⎫π6-α =-sin ⎣⎡⎦⎤π2+⎝⎛⎭⎫π6-α=-cos ⎝⎛⎭⎫π6-α=-23. 5.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2cos π3x ,x ≤2000,x -16,x >2000,则f [f (2 016)]=________.答案 -1解析 ∵f [f (2 016)]=f (2016-16)=f (2000), ∴f (2000)=2cos 2000π3=2cos 23π=-1.题型一 同角三角函数关系式的应用例1 (1)已知tan θ=2,则sin 2θ+sin θcos θ-2cos 2θ等于( ) A .-43B.54 C .-34D.45(2)已知sin αcos α=18,且5π4<α<3π2,则cos α-sin α的值为( )A .-32B.32C .-34D.34答案 (1)D (2)B解析 (1)由于tan θ=2,则sin 2θ+sin θcos θ-2cos 2θ =sin 2θ+sin θcos θ-2cos 2θsin 2θ+cos 2θ=sin 2θcos 2θ+sin θcos θcos 2θ-2sin 2θcos 2θ+1=tan 2θ+tan θ-2tan 2θ+1=22+2-222+1=45.(2)∵5π4<α<3π2,∴cos α<0,sin α<0且cos α>sin α, ∴cos α-sin α>0.又(cos α-sin α)2=1-2sin αcos α=1-2×18=34,∴cos α-sin α=32. 思维升华 (1)利用sin 2α+cos 2α=1可以实现角α的正弦、余弦的互化,利用sin αcos α=tan α可以实现角α的弦切互化.(2)应用公式时注意方程思想的应用:对于sin α+cos α,sin αcos α,sin α-cos α这三个式子,利用(sin α±cos α)2=1±2sin αcos α,可以知一求二.(3)注意公式逆用及变形应用:1=sin 2α+cos 2α,sin 2α=1-cos 2α,cos 2α=1-sin 2α. 已知sin α-cos α=2,α∈(0,π),则tan α等于( ) A .-1 B .-22C.22D .1答案 A解析 由⎩⎨⎧sin α-cos α=2,sin 2α+cos 2α=1,消去sin α得:2cos 2α+22cos α+1=0, 即(2cos α+1)2=0, ∴cos α=-22. 又α∈(0,π), ∴α=3π4,∴tan α=tan 3π4=-1.题型二 诱导公式的应用例2 (1)已知sin ⎝⎛⎭⎫α+π12=13,则cos ⎝⎛⎭⎫α+7π12的值为________. (2)已知A =sin (k π+α)sin α+cos (k π+α)cos α(k ∈Z ),则A 的值构成的集合是( )A .{1,-1,2,-2}B .{-1,1}C .{2,-2}D .{1,-1,0,2,-2}答案 (1)-13(2)C解析 (1)cos ⎝⎛⎭⎫α+7π12=cos ⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫α+π12+π2 =-sin ⎝⎛⎭⎫α+π12=-13. (2)当k 为偶数时,A =sin αsin α+cos αcos α=2;k 为奇数时,A =-sin αsin α-cos αcos α=-2.∴A 的值构成的集合是{2,-2}. 思维升华 (1)诱导公式用法的一般思路 ①化大角为小角.②角中含有加减π2的整数倍时,用公式去掉π2的整数倍.(2)常见的互余和互补的角①常见的互余的角:π3-α与π6+α;π3+α与π6-α;π4+α与π4-α等.②常见的互补的角:π3+θ与2π3-θ;π4+θ与3π4-θ等.(1)已知sin ⎝⎛⎭⎫π3-α=12, 则cos ⎝⎛⎭⎫π6+α=________.(2)sin(-1200°)cos1290°+cos(-1020°)sin(-1050°)=________. 答案 (1)12(2)1解析 (1)∵⎝⎛⎭⎫π3-α+⎝⎛⎭⎫π6+α=π2, ∴cos ⎝⎛⎭⎫π6+α=cos ⎣⎡⎦⎤π2-⎝⎛⎭⎫π3-α =sin ⎝⎛⎭⎫π3-α=12.(2)原式=-sin1200°cos1290°-cos1020°sin1050°=-sin(3×360°+120°)cos(3×360°+210°)-cos(2×360°+300°)sin(2×360°+330°) =-sin120°cos210°-cos300°sin330°=-sin(180°-60°)cos(180°+30°)-cos(360°-60°)·sin(360°-30°) =sin60°cos30°+cos60°sin30° =32×32+12×12=1. 题型三 同角三角函数关系式、诱导公式的综合应用例3 (1)已知α为锐角,且有2tan(π-α)-3cos(π2+β)+5=0,tan(π+α)+6sin(π+β)-1=0,则sin α的值是( ) A.355B.377C.31010D.13(2)已知sin α是方程5x 2-7x -6=0的根,α是第三象限角,则sin (-α-32π)cos (32π-α)cos (π2-α)sin (π2+α)·tan 2(π-α)=________________________________________________________________________. 答案 (1)C (2)-916解析 (1)2tan(π-α)-3cos(π2+β)+5=0化简为-2tan α+3sin β+5=0,①tan(π+α)+6sin(π+β)-1=0化简为 tan α-6sin β-1=0.②由①②消去sin β,解得tan α=3. 又α为锐角,根据sin 2α+cos 2α=1, 解得sin α=31010.(2)∵方程5x 2-7x -6=0的根为-35或2,又α是第三象限角,∴sin α=-35,∴cos α=-1-sin 2α=-45,∴tan α=sin αcos α=-35-45=34,∴原式=cos α(-sin α)sin α·cos α·tan 2α=-tan 2α=-916.思维升华 利用同角三角函数基本关系式和诱导公式化简三角函数的基本思路和化简要求:(1)基本思路:①分析结构特点,选择恰当公式;②利用公式化成单角三角函数;③整理得最简形式.(2)化简要求:①化简过程是恒等变形;②结果要求项数尽可能少,次数尽可能低,结构尽可能简单,能求值的要求出值.(1)已知sin ⎝⎛⎭⎫π2+α=35,α∈⎝⎛⎭⎫0,π2,则sin(π+α)等于( )A.35 B .-35C.45D .-45(2)已知sin(π-α)-cos(π+a )=23⎝⎛⎭⎫π2<α<π,则sin α-cos α等于( )A .0 B.12 C.32D.43答案 (1)D (2)D解析 (1)由已知sin ⎝⎛⎭⎫π2+α=35, 得cos α=35,∵α∈⎝⎛⎭⎫0,π2, ∴sin α=45,∴sin(π+α)=-sin α=-45.(2)由sin(π-α)-cos(π+α)=23, 得sin α+cos α=23①, 将①两边平方得1+2sin αcos α=29,故2sin αcos α=-79,所以(sin α-cos α)2=1-2sin αcos α=1-⎝⎛⎭⎫-79=169. 又π2<α<π, 所以sin α>0,cos α<0,sin α-cos α>0, 则sin α-cos α=43.7.分类讨论思想在三角函数中的应用典例 (1)已知sin α=255,则tan(α+π)+sin ⎝⎛⎭⎫5π2+αcos ⎝⎛⎭⎫5π2-α=________.(2)在△ABC 中,若sin(2π-A )=-2sin(π-B ),3cos A =-2cos(π-B ),则C =________. 思维点拨 利用同角三角函数基本关系式中的平方关系时,要根据角的范围对开方结果进行讨论.解析 (1)∵sin α=255>0,∴α为第一或第二象限角. tan(α+π)+sin ⎝⎛⎭⎫5π2+αcos ⎝⎛⎭⎫5π2-α=tan α+cos αsin α=sin αcos α+cos αsin α=1sin αcos α. ①当α是第一象限角时,cos α=1-sin 2α=55, 原式=1sin αcos α=52.②当α是第二象限角时,cos α=-1-sin 2α=-55, 原式=1sin αcos α=-52.综上①②,原式=52或-52.(2)由已知得⎩⎨⎧sin A =2sin B , ①3cos A =2cos B ,②①2+②2得2cos 2A =1,即cos A =±22,当cos A =22时,cos B =32, 又A 、B 是三角形的内角,∴A =π4,B =π6,∴C =π-(A +B )=712π.当cos A =-22时,cos B =-32. 又A 、B 是三角形的内角, ∴A =34π,B =56π,不合题意.综上,C =712π.答案 (1)52或-52 (2)712π温馨提醒 (1)本题在三角函数的求值化简过程中,体现了分类讨论思想,即使讨论的某种情况不合题意,也不能省略讨论的步骤;(2)三角形中的三角函数问题,要注意隐含条件的挖掘及三角形内角和定理的应用.[方法与技巧]同角三角函数基本关系是三角恒等变形的基础,主要是变名、变式.1.同角关系及诱导公式要注意象限角对三角函数符号的影响,尤其是利用平方关系在求三角函数值时,进行开方时要根据角的象限或范围,判断符号后,正确取舍.2.三角函数求值、化简是三角函数的基础,在求值与化简时,常用方法有:(1)弦切互化法:主要利用公式tan x =sin xcos x 化成正弦、余弦函数;(2)和积转换法:如利用(sin θ±cos θ)2=1±2sin θcos θ的关系进行变形、转化;(3)巧用“1”的变换:1=sin 2θ+cos 2θ=cos 2θ(1+tan 2θ)=sin 2θ⎝⎛⎭⎫1+1tan 2θ=tan π4=…;(4)运用相关角的互补、互余等特殊关系可简化解题步骤.[失误与防范]1.利用诱导公式进行化简求值时,先利用公式化任意角的三角函数为锐角三角函数,其步骤:去负—脱周—化锐.特别注意函数名称和符号的确定.2.在利用同角三角函数的平方关系时,若开方,要特别注意判断符号.A 组 专项基础训练 (时间:30分钟)1.若cos α=13,α∈⎝⎛⎭⎫-π2,0,则tan α等于( ) A .-24B.24C .-2 2D .2 2答案 C解析 ∵α∈⎝⎛⎭⎫-π2,0 ∴sin α=-1-cos 2α=-1-(13)2=-232,∴tan α=sin αcos α=-2 2.2.已知sin(π-α)=-2sin(π2+α),则sin α·cos α等于( )A.25 B .-25C.25或-25 D .-15答案 B解析 由sin(π-α)=-2sin(π2+α)得sin α=-2cos α,∴tan α=-2, ∴sin α·cos α=sin α·cos αsin 2α+cos 2α=tan α1+tan 2α=-25,故选B. 3.若角α的终边落在第三象限,则cos α1-sin 2α+2sin α1-cos 2α的值为( ) A .3 B .-3 C .1 D .-1答案 B解析 由角α的终边落在第三象限得sin α<0,cos α<0, 故原式=cos α|cos α|+2sin α|sin α|=cos α-cos α+2sin α-sin α=-1-2=-3.4.已知2tan α·sin α=3,-π2<α<0,则sin α等于( )A.32B .-32C.12 D .-12答案 B解析 由2tan α·sin α=3得,2sin 2αcos α=3,即2cos 2α+3cos α-2=0, 又-π2<α<0,解得cos α=12(cos α=-2舍去),故sin α=-32.5.已知函数f (x )=a sin(πx +α)+b cos(πx +β),且f (4)=3,则f (2017)的值为( ) A .-1 B .1 C .3D .-3答案 D解析 ∵f (4)=a sin(4π+α)+b cos(4π+β)=a sin α+b cos β=3,∴f (2017)=a sin(2017π+α)+b cos(2017π+β)=a sin(π+α)+b cos(π+β)=-a sin α-b cos β=-3.6.已知α为钝角,sin(π4+α)=34,则sin(π4-α)=_________________________________________. 答案 -74解析 因为α为钝角,所以cos(π4+α)=-74, 所以sin(π4-α)=cos[π2-(π4-α)]=cos(π4+α)=-74. 7.化简:sin 2(α+π)·cos (π+α)·cos (-α-2π)tan (π+α)·sin 3(π2+α)·sin (-α-2π)=_________________________________________.答案 1解析 原式=sin 2α·(-cos α)·cos αtan α·cos 3α·(-sin α)=sin 2αcos 2αsin 2αcos 2α=1. 8.已知cos ⎝⎛⎭⎫π6-θ=a ,则cos ⎝⎛⎭⎫5π6+θ+sin ⎝⎛⎭⎫2π3-θ的值是________. 答案 0解析 ∵cos ⎝⎛⎭⎫5π6+θ=cos ⎣⎡⎦⎤π-⎝⎛⎭⎫π6-θ =-cos ⎝⎛⎭⎫π6-θ=-a .sin ⎝⎛⎭⎫2π3-θ=sin ⎣⎡⎦⎤π2+⎝⎛⎭⎫π6-θ=cos ⎝⎛⎭⎫π6-θ=a , ∴cos ⎝⎛⎭⎫5π6+θ+sin ⎝⎛⎭⎫2π3-θ=0. 9.已知α为第二象限角,则cos α1+tan 2α+sin α·1+1tan 2α=________. 答案 0解析 原式=cos α1+sin 2αcos 2α+sin α1+cos 2αsin 2α=cos α1cos 2α+sin α1sin 2α=cos α1-cos α+sin α1sin α=0.10.已知sin(3π+α)=2sin ⎝⎛⎭⎫3π2+α,求下列各式的值:(1)sin α-4cos α5sin α+2cos α;(2)sin 2α+sin2α.解 由已知得sin α=2cos α.(1)原式=2cos α-4cos α5×2cos α+2cos α=-16.(2)原式=sin 2α+2sin αcos αsin 2α+cos 2α=sin 2α+sin 2αsin 2α+14sin 2α=85.B 组 专项能力提升(时间:15分钟)11.已知sin(π+θ)=-3cos(2π-θ),|θ|<π2,则θ等于( )A .-π6B .-π3C.π6D.π3答案 D解析 ∵sin(π+θ)=-3cos(2π-θ),∴-sin θ=-3cos θ,∴tan θ= 3.∵|θ|<π2,∴θ=π3.12.若A ,B 是锐角△ABC 的两个内角,则点P (cos B -sin A ,sin B -cos A )在() A .第一象限 B .第二象限C .第三象限D .第四象限答案 B解析 ∵△ABC 是锐角三角形,则A +B >π2,∴A >π2-B >0,B >π2-A >0,∴sin A >sin ⎝⎛⎭⎫π2-B =cos B , sin B >sin ⎝⎛⎭⎫π2-A =cos A , ∴cos B -sin A <0,sin B -cos A >0,∴点P 在第二象限,选B.13.设函数f (x )(x ∈R )满足f (x +π)=f (x )+sin x .当0≤x <π时,f (x )=0,则f ⎝⎛⎭⎫23π6等于( ) A.12B.32 C .0D .-12答案 A解析 由已知,得f ⎝⎛⎭⎫23π6=f ⎝⎛⎭⎫176π+sin 176π =f ⎝⎛⎭⎫116π+sin 116π+sin 176π =f ⎝⎛⎭⎫56π+sin 56π+sin 116π+sin 176π =0+12+⎝⎛⎭⎫-12+12=12. 14.已知角θ的顶点在坐标原点,始边与x 轴正半轴重合,终边在直线2x -y =0上,则sin (3π2+θ)+cos (π-θ)sin (π2-θ)-sin (π-θ)=________. 答案 2解析 由题意可得tan θ=2,原式=-cos θ-cos θcos θ-sin θ=-21-tan θ=2. 15.若tan α=1m,α∈(π,2π),则cos α=________. 答案 -m 1+m 21+m 2解析 由tan α=sin αcos α=1m和sin 2α+cos 2α=1, 得cos 2α=m 21+m 2, 当m >0时,α为第三象限角,cos α<0, 所以cos α=-m 21+m 2=-m 1+m 21+m 2;当m <0时,α为第四象限角,cos α>0, 所以cos α=m 21+m 2=-m 1+m 21+m 2. 故cos α=-m 1+m 21+m 2.。
【步步高】高考数学一轮复习第四章三角函数、解三角形两角和与差的正弦、余弦和正切公式文
【步步高】(江苏专用)2017版高考数学一轮复习第四章三角函数、解三角形 4.5 两角和与差的正弦、余弦和正切公式文1.两角和与差的余弦、正弦、正切公式cos(α-β)=cos αcos β+sin αsin β(C(α-β))cos(α+β)=cos αcos β-sin αsin β(C(α+β))sin(α-β)=sin αcos β-cos αsin β(S(α-β))sin(α+β)=sin αcos β+cos αsin β(S(α+β))tan(α-β)=tan α-tan β1+tan αtan β(T(α-β))tan(α+β)=tan α+tan β1-tan αtan β(T(α+β)) 2.二倍角公式sin 2α=2sin αcos α;cos 2α=cos 2α-sin 2α=2cos 2α-1=1-2sin 2α; tan 2α=2tan α1-tan 2α. 3.公式的逆用、变形等(1)tan α±tan β=tan(α±β)(1∓tan αtan β); (2)cos 2α=1+cos 2α2,sin 2α=1-cos 2α2;(3)1+sin 2α=(sin α+cos α)2,1-sin 2α=(sin α-cos α)2,sin α±cos α=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α±π4.【思考辨析】判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)存在实数α,β,使等式sin(α+β)=sin α+sin β成立.( √ ) (2)在锐角△ABC 中,sin A sin B 和cos A cos B 大小不确定.( × )(3)公式tan(α+β)=tan α+tan β1-tan αtan β可以变形为tan α+tan β=tan(α+β)(1-tanαtan β),且对任意角α,β都成立.( × )(4)存在实数α,使tan 2α=2tan α.( √ )(5)两角和与差的正弦、余弦公式中的角α,β是任意的.( √ )1.化简cos 40°cos 25°1-sin 40°= .答案2解析 原式=cos 40°cos 25°1-cos 50°=cos 90°-50°cos 25°·2sin 25°=sin 50°22sin 50°= 2.2.若sin α+cos αsin α-cos α=12,则tan 2α= .答案 34解析 由sin α+cos αsin α-cos α=12,等式左边分子、分母同除cos α得,tan α+1tan α-1=12,解得tanα=-3,则tan 2α=2tan α1-tan 2α=34. 3.(2015·重庆改编)若tan α=13,tan(α+β)=12,则tan β= .答案 17解析 tan β=tan[(α+β)-α]=tan α+β-tan α1+tan α+βtan α=12-131+12×13=17.4.(教材改编)sin 347°cos 148°+sin 77°cos 58°= . 答案22解析 sin 347°cos 148°+sin 77°cos 58°=sin(270°+77°)cos(90°+58°)+sin 77°cos 58° =(-cos 77°)·(-sin 58°)+sin 77°cos 58° =sin 58°cos 77°+cos 58°sin 77° =sin(58°+77°)=sin 135°=22. 5.设α为锐角,若cos(α+π6)=45,则sin(2α+π12)的值为 .答案17250解析 ∵α为锐角,cos(α+π6)=45,∴α+π6∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,2π3,∴sin(α+π6)=35,∴sin(2α+π3)=2sin(α+π6)cos(α+π6)=2425,∴cos(2α+π3)=2cos 2(α+π6)-1=725,∴sin(2α+π12)=sin(2α+π3-π4)=22[sin(2α+π3)-cos(2α+π3)]=17250.题型一 三角函数公式的基本应用例1 (1)已知sin α=35,α∈(π2,π),则cos 2α2sin α+π4= .(2)设sin 2α=-sin α,α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π,则tan 2α的值是 . 答案 (1)-75 (2) 3解析 (1)cos 2α2sin ⎝⎛⎭⎪⎫α+π4=cos 2α-sin 2α2⎝ ⎛⎭⎪⎫22sin α+22cos α=cos α-sin α,∵sin α=35,α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π,∴cos α=-45.∴原式=-75.(2)∵sin 2α=2sin αcos α=-sin α, ∴cos α=-12,又α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π, ∴sin α=32,tan α=-3, ∴tan 2α=2tan α1-tan 2α=-231--32= 3.思维升华 (1)使用两角和与差的三角函数公式,首先要记住公式的结构特征.(2)使用公式求值,应先求出相关角的函数值,再代入公式求值.(1)若α∈(π2,π),tan(α+π4)=17,则sin α= .(2)已知cos(x -π6)=-33,则cos x +cos(x -π3)的值是 .答案 (1)35(2)-1解析 (1)∵tan(α+π4)=tan α+11-tan α=17,∴tan α=-34=sin αcos α,∴cos α=-43sin α.又∵sin 2α+cos 2α=1, ∴sin 2α=925.又∵α∈(π2,π),∴sin α=35.(2)cos x +cos(x -π3)=cos x +12cos x +32sin x=32cos x +32sin x =3(32cos x +12sin x ) =3cos(x -π6)=-1.题型二 三角函数公式的灵活应用例2 (1)sin(65°-x )cos(x -20°)+cos(65°-x )·cos(110°-x )的值为 . (2)求值:cos 15°+sin 15°cos 15°-sin 15°= .答案 (1)22(2) 3 解析 (1)原式=sin(65°-x )·cos(x -20°)+cos(65°-x )cos[90°-(x -20°)]=sin(65°-x )cos(x -20°)+cos(65°-x )sin(x -20°)=sin[(65°-x )+(x -20°)] =sin 45°=22. (2)原式=1+tan 15°1-tan 15°=tan 45°+tan 15°1-tan 45°tan 15°=tan(45°+15°)= 3.思维升华 运用两角和与差的三角函数公式时,不但要熟练、准确,而且要熟悉公式的逆用及变形,如tan α+tan β=tan(α+β)·(1-tan αtan β)和二倍角的余弦公式的多种变形等.公式的逆用和变形应用更能开拓思路,培养从正向思维向逆向思维转化的能力.(1)在斜三角形ABC 中,sin A =-2cosB ·cosC ,且tan B ·tan C =1-2,则角A 的值为 .(2)函数f (x )=2sin 2(π4+x )-3cos 2x 的最大值为 .答案 (1)π4(2)3解析 (1)由题意知:sin A =-2cos B ·cos C =sin(B +C )=sin B ·cos C +cos B ·sin C ,在等式-2cos B ·cos C =sin B ·cos C +cos B ·sin C 两边同除以cos B ·cos C 得tan B +tan C =-2,又tan(B +C )=tan B +tan C 1-tan B tan C =-1=-tan A ,所以A =π4.(2)f (x )=1-cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2π4+x -3cos 2x =sin 2x -3cos 2x +1=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3+1,可得f (x )的最大值是3. 题型三 角的变换问题例3 (1)设α、β都是锐角,且cos α=55,sin(α+β)=35,则cos β= . (2)已知cos(α-π6)+sin α=453,则sin(α+7π6)的值是 .答案 (1)2525 (2)-45解析 (1)依题意得sin α=1-cos 2α=255, cos(α+β)=±1-sin2α+β=±45.又α,β均为锐角,所以0<α<α+β<π,cos α>cos(α+β). 因为45>55>-45,所以cos(α+β)=-45.于是cos β=cos[(α+β)-α]=cos(α+β)cos α+sin(α+β)sin α =-45×55+35×255=2525.(2)∵cos(α-π6)+sin α=453,∴32cos α+32sin α=453, 3(12cos α+32sin α)=453, 3sin(π6+α)=453,∴sin (π6+α)=45,∴sin(α+7π6)=-sin(π6+α)=-45.思维升华 (1)解决三角函数的求值问题的关键是把“所求角”用“已知角”表示.①当“已知角”有两个时,“所求角”一般表示为两个“已知角”的和或差的形式;②当“已知角”有一个时,此时应着眼于“所求角”与“已知角”的和或差的关系,然后应用诱导公式把“所求角”变成“已知角”.(2)常见的配角技巧:2α=(α+β)+(α-β),α=(α+β)-β,β=α+β2-α-β2,α=α+β2+α-β2,α-β2=(α+β2)-(α2+β)等.若0<α<π2,-π2<β<0,cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+α=13,cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-β2=33,则cos ⎝⎛⎭⎪⎫α+β2= .答案539解析 cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+β2=cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+α-⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-β2 =cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+αcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-β2+sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+αsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-β2,∵0<α<π2,∴π4<π4+α<3π4,∴sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+α=223.又-π2<β<0,则π4<π4-β2<π2,∴sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-β2=63. 故cos ⎝⎛⎭⎪⎫α+β2=13×33+223×63=539.5.三角函数求值忽视角的范围致误典例 (1)已知0<β<π2<α<π,且cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-β2=-19,sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α2-β=23,则cos(α+β)的值为 .(2)已知在△ABC 中,sin(A +B )=23,cos B =-34,则cos A = .易错分析 (1)角α2-β,α-β2的范围没有确定准确,导致开方时符号错误.(2)对三角形中角的范围挖掘不够,忽视隐含条件,B 为钝角. 解析 (1)∵0<β<π2<α<π,∴-π4<α2-β<π2,π4<α-β2<π,∴cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α2-β= 1-sin 2⎝⎛⎭⎪⎫α2-β=53,sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-β2=1-cos 2⎝⎛⎭⎪⎫α-β2=459,∴cosα+β2=cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫α-β2-⎝ ⎛⎭⎪⎫α2-β=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-β2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α2-β+sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-β2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α2-β=⎝ ⎛⎭⎪⎫-19×53+459×23=7527,∴cos(α+β)=2cos2α+β2-1=2×49×5729-1=-239729.(2)在△ABC 中,∵cos B =-34,∴π2<B <π,sin B =1-cos 2B =74. ∵π2<B <A +B <π,sin(A +B )=23, ∴cos(A +B )=-1-sin2A +B =-53, ∴cos A =cos[(A +B )-B ]=cos(A +B )cos B +sin(A +B )sin B =⎝ ⎛⎭⎪⎫-53×⎝ ⎛⎭⎪⎫-34+23×74=35+2712. 答案 (1)-239729 (2)35+2712温馨提醒 在解决三角函数式的求值问题时,要注意题目中角的范围的限制,特别是进行开方运算时一定要注意所求三角函数值的符号.另外,对题目隐含条件的挖掘也是容易忽视的问题,解题时要加强对审题深度的要求与训练,以防出错.[方法与技巧]1.巧用公式变形:和差角公式变形:tan x ±tan y =tan(x ±y )·(1∓tan x ·tan y );倍角公式变形:降幂公式cos 2α=1+cos 2α2,sin 2α=1-cos 2α2, 配方变形:1±sin α=⎝⎛⎭⎪⎫sin α2±co s α22, 1+cos α=2cos 2α2,1-cos α=2sin 2α2.2.重视三角函数的“三变”:“三变”是指“变角、变名、变式”;变角:对角的分拆要尽可能化成同名、同角、特殊角;变名:尽可能减少函数名称;变式:对式子变形一般要尽可能有理化、整式化、降低次数等.在解决求值、化简、证明问题时,一般是观察角度、函数名、所求(或所证明)问题的整体形式中的差异,再选择适当的三角公式恒等变形.[失误与防范]1.运用公式时要注意审查公式成立的条件,要注意和、差、倍角的相对性,要注意升次、降次的灵活运用,要注意“1”的各种变通.2.在三角函数求值时,一定不要忽视题中给出的或隐含的角的范围.A 组 专项基础训练(时间:40分钟)1.cos 85°+sin 25°cos 30°cos 25°= . 答案 12解析 原式=sin 5°+32sin 25°cos 25°=sin 30°-25°+32sin 25°cos 25°=12cos 25°cos 25°=12. 2.若θ∈[π4,π2],sin 2θ=378,则sin θ= . 答案 34解析 由sin 2θ=378和sin 2θ+cos 2θ=1得(sin θ+cos θ)2=378+1=(3+74)2, 又θ∈[π4,π2],∴sin θ+cos θ=3+74. 同理,sin θ-cos θ=3-74,∴sin θ=34. 3.若tan θ=3,则sin 2θ1+cos 2θ= . 答案3 解析 sin 2θ1+cos 2θ=2sin θcos θ1+2cos 2θ-1=tan θ= 3. 4.已知cos α=-55,tan β=13,π<α<32π,0<β<π2,则α-β的值为 . 答案 54π 解析 因为π<α<32π,cos α=-55,所以sin α=-255,tan α=2,又tan β=13,所以tan(α-β)=2-131+23=1,由π<α<32π,-π2<-β<0得π2<α-β<32π,所以α-β=54π. 5.已知tan(α+β)=25,tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫β-π4=14,那么tan ⎝⎛⎭⎪⎫α+π4= . 答案 322解析 因为α+π4+β-π4=α+β, 所以α+π4=(α+β)-⎝⎛⎭⎪⎫β-π4, 所以tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π4=tan ⎣⎢⎡⎦⎥⎤α+β-⎝ ⎛⎭⎪⎫β-π4 =tan α+β-tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫β-π41+tan α+βtan ⎝⎛⎭⎪⎫β-π4=322. 6.sin 250°1+sin 10°= .答案 12 解析 sin 250°1+sin 10°=1-cos 100°21+sin 10°=1-cos 90°+10°21+sin 10°=1+sin 10°21+sin 10°=12. 7.已知α、β均为锐角,且cos(α+β)=sin(α-β),则tan α= . 答案 1解析 根据已知条件:cos αcos β-sin αsin β=sin αcos β-cos αsin β,cos β(cos α-sin α)+sin β(cos α-sin α)=0,即(cos β+sin β)(cos α-sin α)=0.又α、β为锐角,则sin β+cos β>0,∴c os α-sin α=0,∴tan α=1.8.若tan θ=12,θ∈(0,π4),则sin(2θ+π4)= . 答案 7210解析 因为sin 2θ=2sin θcos θsin 2θ+cos 2θ=2tan θtan 2θ+1=45, 又由θ∈(0,π4),得2θ∈(0,π2), 所以cos 2θ=1-sin 22θ=35, 所以sin(2θ+π4) =sin 2θcos π4+cos 2θsin π4=45×22+35×22=7210. 9.已知cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6+α·cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3-α=-14,α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π3,π2. (1)求sin 2α的值;(2)求tan α-1tan α的值. 解 (1)cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6+α·cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3-α =cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6+α·sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6+α=12sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2α+π3=-14, 即sin ⎝⎛⎭⎪⎫2α+π3=-12. ∵α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π3,π2,∴2α+π3∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π,4π3, ∴cos ⎝⎛⎭⎪⎫2α+π3=-32, ∴sin 2α=sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝⎛⎭⎪⎫2α+π3-π3 =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2α+π3cos π3-cos ⎝⎛⎭⎪⎫2α+π3sin π3 =12. (2)∵α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π3,π2,∴2α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3,π, 又由(1)知sin 2α=12,∴cos 2α=-32. ∴tan α-1tan α=sin αcos α-cos αsin α=sin 2α-cos 2αsin αcos α=-2cos 2αsin 2α=-2×-3212=2 3. 10.已知α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π,且sin α2+cos α2=62. (1)求cos α的值;(2)若sin(α-β)=-35,β∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π,求cos β的值. 解 (1)因为sin α2+cos α2=62, 两边同时平方,得sin α=12. 又π2<α<π,所以cos α=-32. (2)因为π2<α<π,π2<β<π, 所以-π<-β<-π2,故-π2<α-β<π2.又sin(α-β)=-35,得cos(α-β)=45. cos β=cos[α-(α-β)]=cos αcos(α-β)+sin αsin(α-β) =-32×45+12×⎝ ⎛⎭⎪⎫-35 =-43+310. B 组 专项能力提升(时间:20分钟)11.已知tan(α+π4)=12,且-π2<α<0,则2sin 2α+sin 2αcos α-π4= . 答案 -255解析 由tan(α+π4)=tan α+11-tan α=12, 得tan α=-13. 又-π2<α<0, 所以sin α=-1010. 故2sin 2α+sin 2αcos α-π4=2sin αsin α+cos α22sin α+cos α=22sin α =-255. 12.已知α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,且sin 2α-sin αcos α-2cos 2α=0,则tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3-α= . 答案 8-5311解析 ∵sin 2α-sin αcos α-2cos 2α=0,cos α≠0,∴tan 2α-tan α-2=0.∴tan α=2或tan α=-1, ∵α∈⎝⎛⎭⎪⎫0,π2,∴tan α=2,tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3-α=tan π3-tan α1+tan π3tan α =3-21+23 =3-223-123-123+1 =8-5312-1=8-5311. 13.已知cos 4α-sin 4α=23,且α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,则cos ⎝⎛⎭⎪⎫2α+π3= . 答案 2-156解析 ∵cos 4α-sin 4α=(sin 2α+cos 2α)(cos 2α-sin 2α)=cos 2α=23, 又α∈⎝⎛⎭⎪⎫0,π2, ∴2α∈(0,π),∴sin 2α=1-cos 22α=53, ∴cos ⎝⎛⎭⎪⎫2α+π3=12cos 2α-32sin 2α =12×23-32×53=2-156. 14.设f (x )=1+cos 2x 2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-x +sin x +a 2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4的最大值为2+3,则常数a = . 答案 ± 3解析 f (x )=1+2cos 2x -12cos x +sin x +a 2sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +π4 =cos x +sin x +a 2sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +π4 =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4+a 2sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +π4 =(2+a 2)sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +π4.依题意有2+a 2=2+3,∴a =± 3. 15.已知函数f (x )=1-2sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +π8 ·⎣⎢⎡⎦⎥⎤sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π8-cos ⎝⎛⎭⎪⎫x +π8. (1)求函数f (x )的最小正周期;(2)当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π2,π12,求函数f ⎝⎛⎭⎪⎫x +π8的值域. 解 (1)函数f (x )=1-2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π8[sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π8-cos ⎝⎛⎭⎪⎫x +π8] =1-2sin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π8+2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π8cos ⎝⎛⎭⎪⎫x +π8 =cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π4+sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π4=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π2 =2cos 2x ,所以f (x )的最小正周期T =2π2=π. (2)由(1)可知f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π8=2cos ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π4. 由于x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π2,π12, 所以2x +π4∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-3π4,5π12, 所以cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π4∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-22,1, 则f ⎝⎛⎭⎪⎫x +π8∈[-1,2], 所以f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π8的值域为[-1,2].。
【步步高】(江苏专用)2017版高考数学一轮复习 第四章 三角函数、解三角形 4.8 解三角形的综合应用课件 文
一点C,测出AC的距离为50 m,∠ACB=45°,∠CAB=105°,则A,
50 2 m. B两点的距离为________
解析 由正弦定理得
2 AC· sin∠ACB 50× 2 AB= = =50 2(m). sin B 1 2
解析答案
(2)(2015· 湖北)如图,一辆汽车在一条水平的公路上向 正西行驶,到A处时测得公路北侧一山顶D在西偏北30° 的方向上,行驶600 m后到达B处,测得此山顶在西偏 北75°的方向上,仰角为30°,则此山的高度CD=________m.
∴山高为18-11.4=6.6 km.
解析答案
4.轮船A和轮船 B 在中午 12时同时离开海港 C,两船航行方向的夹角为 120°,两船的航行速度分别为25 n mile/h,15 n mile/h,则下午2时两 70 船之间的距离是________n mile. 解析 设两船之间的距离为d, 则d2=502+302-2×50×30×cos 120°=4 900, ∴d=70,即两船相距70 n mile.
答案
2.方向角 相对于某正方向的水平角,如南偏东30°,北偏西45°等. 3.方位角 指从 正北 方向顺时针转到目标方向线的水平角,如B点的方位 角为α(如图②).
答案
思考辨析
判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)从A处望B处的仰角为α,从B处望A处的俯角为β,则α,β的关系为 α+β=180°.( × )
所以 2absin C= 3(a2+b2-c2)⇒sin C
a2+b2-c2 ⇒sin C = 3 2ab
= 3cos C⇒tan C= 3,
π 解得 C= . 3
解析答案 返回
题型分类 深度剖析
《新步步高》2017版高考数学(理)人教A版(全国)一轮复习第4章三角函数、解三角形4.5文档
1.两角和与差的余弦、正弦、正切公式cos(α-β)=cos αcos β+sin αsin β (C (α-β))cos(α+β)=cos_αcos_β-sin_αsin_β (C (α+β))sin(α-β)=sin_αcos_β-cos_αsin_β (S (α-β))sin(α+β)=sin_αcos_β+cos_αsin_β (S (α+β))tan(α-β)=tan α-tan β1+tan αtan β (T (α-β)) tan(α+β)=tan α+tan β1-tan αtan β(T (α+β)) 2.二倍角公式sin2α=2sin_αcos_α;cos2α=cos 2α-sin 2α=2cos 2α-1=1-2sin 2α;tan2α=2tan α1-tan 2α. 3.公式的逆用、变形等(1)tan α±tan β=tan(α±β)(1∓tan_αtan_β);(2)cos 2α=1+cos2α2,sin 2α=1-cos2α2; (3)1+sin2α=(sin α+cos α)2,1-sin2α=(sin α-cos α)2,sin α±cos α=2sin ⎝⎛⎭⎫α±π4. 【思考辨析】判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)存在实数α,β,使等式sin(α+β)=sin α+sin β成立.( √ )(2)在锐角△ABC 中,sin A sin B 和cos A cos B 大小不确定.( × )(3)公式tan(α+β)=tan α+tan β1-tan αtan β可以变形为tan α+tan β=tan(α+β)(1-tan αtan β),且对任意角α,β都成立.( × )(4)存在实数α,使tan2α=2tan α.( √ )(5)两角和与差的正弦、余弦公式中的角α,β是任意的.( √ )1.已知sin α+cos α=13,则sin 2⎝⎛⎭⎫π4-α等于( ) A.118 B.1718C.89D.29答案 B 解析 由sin α+cos α=13两边平方得1+sin2α=19, 解得sin2α=-89, 所以sin 2⎝⎛⎭⎫π4-α=1-cos ⎝⎛⎭⎫π2-2α2=1-sin2α2=1+892=1718,故选B. 2.若sin α+cos αsin α-cos α=12,则tan2α等于( ) A .-34 B.34 C .-43 D.43答案 B解析 由sin α+cos αsin α-cos α=12,等式左边分子、分母同除cos α得,tan α+1tan α-1=12,解得tan α=-3, 则tan2α=2tan α1-tan 2α=34. 3.(2015·重庆)若tan α=13,tan(α+β)=12,则tan β等于( ) A.17 B.16 C.57 D.56答案 A解析 tan β=tan [(α+β)-α]=tan (α+β)-tan α1+tan (α+β)tan α=12-131+12×13=17. 4.(教材改编)sin347°cos148°+sin77°cos58°=________.答案 22 解析 sin347°cos148°+sin77°cos58°=sin(270°+77°)cos(90°+58°)+sin77°cos58°=(-cos77°)·(-sin58°)+sin77°cos58°=sin58°cos77°+cos58°sin77°=sin(58°+77°)=sin135°=22. 5.设α为锐角,若cos(α+π6)=45,则sin(2α+π12)的值为________. 答案 17250解析 ∵α为锐角,cos(α+π6)=45, ∴α+π6∈⎝⎛⎭⎫π6,2π3, ∴sin(α+π6)=35, ∴sin(2α+π3)=2sin(α+π6)cos(α+π6)=2425, ∴cos(2α+π3)=2cos 2(α+π6)-1=725, ∴sin(2α+π12)=sin(2α+π3-π4) =22[sin(2α+π3)-cos(2α+π3)]=17250.题型一 三角函数公式的基本应用例1 (1)已知sin α=35,α∈(π2,π),则cos2α2sin (α+π4)=________. (2)设sin2α=-sin α,α∈⎝⎛⎭⎫π2,π,则tan2α的值是________. 答案 (1)-75(2) 3 解析 (1)cos2α2sin ⎝⎛⎭⎫α+π4 =cos 2α-sin 2α2⎝⎛⎭⎫22sin α+22cos α =cos α-sin α,∵sin α=35,α∈⎝⎛⎭⎫π2,π, ∴cos α=-45. ∴原式=-75.(2)∵sin2α=2sin αcos α=-sin α,∴cos α=-12, 又α∈⎝⎛⎭⎫π2,π,∴sin α=32,tan α=-3, ∴tan2α=2tan α1-tan 2α=-231-(-3)2= 3. 思维升华 (1)使用两角和与差的三角函数公式,首先要记住公式的结构特征.(2)使用公式求值,应先求出相关角的函数值,再代入公式求值.(1)若α∈(π2,π),tan(α+π4)=17,则sin α等于( ) A.35B.45 C .-35 D .-45 (2)已知cos(x -π6)=-33,则cos x +cos(x -π3)的值是( ) A .-233B .±233C .-1D .±1答案 (1)A (2)C解析 (1)∵tan(α+π4)=tan α+11-tan α=17, ∴tan α=-34=sin αcos α, ∴cos α=-43sin α. 又∵sin 2α+cos 2α=1, ∴sin 2α=925. 又∵α∈(π2,π),∴sin α=35. (2)cos x +cos(x -π3) =cos x +12cos x +32sin x =32cos x +32sin x=3(32cos x +12sin x ) =3cos(x -π6)=-1. 题型二 三角函数公式的灵活应用例2 (1)sin(65°-x )cos(x -20°)+cos(65°-x )·cos(110°-x )的值为( )A. 2B.22C.12D.32(2)(2015·重庆)若tan α=2tan π5,则cos ⎝⎛⎭⎫α-3π10sin ⎝⎛⎭⎫α-π5等于( ) A .1B .2C .3D .4答案 (1)B (2)C解析 (1)原式=sin(65°-x )·cos(x -20°)+cos(65°-x )cos [90°-(x -20°)]=sin(65°-x )cos(x -20°)+cos(65°-x )sin(x -20°)=sin [(65°-x )+(x -20°)]=sin45°=22.故选B. (2)cos ⎝⎛⎭⎫α-3π10sin ⎝⎛⎭⎫α-π5=sin ⎝⎛⎭⎫π2+α-3π10sin ⎝⎛⎭⎫α-π5=sin ⎝⎛⎭⎫α+π5sin ⎝⎛⎭⎫α-π5 =sin αcos π5+cos αsin π5sin αcos π5-cos αsin π5=tan αtan π5+1tan αtan π5-1=2+12-1=3. 思维升华 运用两角和与差的三角函数公式时,不但要熟练、准确,而且要熟悉公式的逆用及变形,如tan α+tan β=tan(α+β)·(1-tan αtan β)和二倍角的余弦公式的多种变形等.公式的逆用和变形应用更能开拓思路,培养从正向思维向逆向思维转化的能力.(1)在斜三角形ABC 中,sin A =-2cos B ·cos C ,且tan B ·tan C =1-2,则角A 的值为( ) A.π4B.π3C.π2D.3π4(2)函数f (x )=2sin 2(π4+x )-3cos2x 的最大值为( ) A .2 B .3C .2+ 3D .2- 3答案 (1)A (2)B 解析 (1)由题意知:sin A =-2cos B ·cos C =sin(B +C )=sin B ·cos C +cos B ·sin C ,在等式-2cos B ·cos C =sin B ·cos C +cos B ·sin C 两边同除以cos B ·cos C 得tan B +tan C =-2,又tan(B +C )=tan B +tan C 1-tan B tan C=-1=-tan A ,所以A =π4. (2)f (x )=1-cos2(π4+x )-3cos2x =sin2x -3cos2x +1=2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3+1,可得f (x )的最大值是3.题型三 角的变换问题例3 (1)设α、β都是锐角,且cos α=55,sin(α+β)=35,则cos β等于() A.2525 B.255 C.2525或255 D.55或525(2)已知cos(α-π6)+sin α=453,则sin(α+7π6)的值是________.答案 (1)A (2)-45解析 (1)依题意得sin α=1-cos 2α=255,cos(α+β)=±1-sin 2(α+β)=±45.又α,β均为锐角,所以0<α<α+β<π,cos α>cos(α+β).因为45>55>-45,所以cos(α+β)=-45.于是cos β=cos [(α+β)-α]=cos(α+β)cos α+sin(α+β)sin α=-45×55+35×255=2525.(2)∵cos(α-π6)+sin α=453,∴32cos α+32sin α=453,3(12cos α+32sin α)=453,3sin(π6+α)=453,∴sin(π6+α)=45,∴sin(α+7π6)=-sin(π6+α)=-45. 思维升华 (1)解决三角函数的求值问题的关键是把“所求角”用“已知角”表示.①当“已知角”有两个时,“所求角”一般表示为两个“已知角”的和或差的形式;②当“已知角”有一个时,此时应着眼于“所求角”与“已知角”的和或差的关系,然后应用诱导公式把“所求角”变成“已知角”.(2)常见的配角技巧:2α=(α+β)+(α-β),α=(α+β)-β,β=α+β2-α-β2,α=α+β2+α-β2,α-β2=(α+β2)-(α2+β)等. 若0<α<π2,-π2<β<0,cos ⎝⎛⎭⎫π4+α=13,cos ⎝⎛⎭⎫π4-β2=33,则cos ⎝⎛⎭⎫α+β2等于( ) A.33 B .-33 C.539D .-69 答案 C解析 cos ⎝⎛⎭⎫α+β2=cos ⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫π4+α-⎝⎛⎭⎫π4-β2 =cos ⎝⎛⎭⎫π4+αcos ⎝⎛⎭⎫π4-β2+sin ⎝⎛⎭⎫π4+αsin ⎝⎛⎭⎫π4-β2, ∵0<α<π2,∴π4<π4+α<3π4,∴sin ⎝⎛⎭⎫π4+α=223. 又-π2<β<0,则π4<π4-β2<π2, ∴sin ⎝⎛⎭⎫π4-β2=63. 故cos ⎝⎛⎭⎫α+β2=13×33+223×63=539.6.三角函数求值忽视角的范围致误典例 (1)已知0<β<π2<α<π,且cos ⎝⎛⎭⎫α-β2=-19,sin ⎝⎛⎭⎫α2-β=23,则cos(α+β)的值为________. (2)已知在△ABC 中,sin(A +B )=23,cos B =-34,则cos A =________. 易错分析 (1)角α2-β,α-β2的范围没有确定准确,导致开方时符号错误. (2)对三角形中角的范围挖掘不够,忽视隐含条件,B 为钝角.解析 (1)∵0<β<π2<α<π, ∴-π4<α2-β<π2,π4<α-β2<π, ∴cos ⎝⎛⎭⎫α2-β=1-sin 2⎝⎛⎭⎫α2-β=53, sin ⎝⎛⎭⎫α-β2=1-cos 2⎝⎛⎭⎫α-β2=459,∴cos α+β2=cos ⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫α-β2-⎝⎛⎭⎫α2-β =cos ⎝⎛⎭⎫α-β2cos ⎝⎛⎭⎫α2-β+sin ⎝⎛⎭⎫α-β2sin ⎝⎛⎭⎫α2-β =⎝⎛⎭⎫-19×53+459×23=7527, ∴cos(α+β)=2cos 2α+β2-1=2×49×5729-1=-239729. (2)在△ABC 中,∵cos B =-34, ∴π2<B <π,sin B =1-cos 2B =74. ∵π2<B <A +B <π,sin(A +B )=23, ∴cos(A +B )=-1-sin 2(A +B )=-53, ∴cos A =cos [(A +B )-B ]=cos(A +B )cos B +sin(A +B )sin B=⎝⎛⎭⎫-53×⎝⎛⎭⎫-34+23×74=35+2712. 答案 (1)-239729 (2)35+2712温馨提醒 在解决三角函数式的求值问题时,要注意题目中角的范围的限制,特别是进行开方运算时一定要注意所求三角函数值的符号.另外,对题目隐含条件的挖掘也是容易忽视的问题,解题时要加强对审题深度的要求与训练,以防出错.[方法与技巧]1.巧用公式变形:和差角公式变形:tan x ±tan y =tan(x ±y )·(1∓tan x ·tan y );倍角公式变形:降幂公式cos 2α=1+cos2α2,sin 2α=1-cos2α2,配方变形:1±sin α=⎝⎛⎭⎫sin α2±cos α22, 1+cos α=2cos 2α2,1-cos α=2sin 2α2. 2.重视三角函数的“三变”:“三变”是指“变角、变名、变式”;变角:对角的分拆要尽可能化成同名、同角、特殊角;变名:尽可能减少函数名称;变式:对式子变形一般要尽可能有理化、整式化、降低次数等.在解决求值、化简、证明问题时,一般是观察角度、函数名、所求(或所证明)问题的整体形式中的差异,再选择适当的三角公式恒等变形.[失误与防范]1.运用公式时要注意审查公式成立的条件,要注意和、差、倍角的相对性,要注意升次、降次的灵活运用,要注意“1”的各种变通.2.在三角函数求值时,一定不要忽视题中给出的或隐含的角的范围.A 组 专项基础训练(时间:30分钟)1.(2015·河北冀州中学期中)cos85°+sin25°cos30°cos25°等于( ) A .-32B.22C.12D .1 答案 C解析 原式=sin5°+32sin25°cos25°=sin (30°-25°)+32sin25°cos25°=12cos25°cos25°=12. 2.若θ∈[π4,π2],sin2θ=378,则sin θ等于( ) A.35B.45C.74D.34答案 D解析 由sin2θ=378和sin 2θ+cos 2θ=1得 (sin θ+cos θ)2=378+1=(3+74)2,又θ∈[π4,π2],∴sin θ+cos θ=3+74.同理,sin θ-cos θ=3-74,∴sin θ=34.3.若tan θ=3,则sin2θ1+cos2θ等于( ) A. 3 B .- 3C.33 D .-33答案 A解析 sin2θ1+cos2θ=2sin θcos θ1+2cos 2θ-1=tan θ= 3.4.已知α为第二象限角,sin α+cos α=33,则cos2α等于() A .-53 B .-59C.59D.53答案 A解析 由sin α+cos α=33两边平方得1+2sin αcos α=13,∴2sin αcos α=-23.∵α为第二象限角,∴sin α>0,cos α<0, ∴sin α-cos α=(sin α-cos α)2=1-2sin αcos α=153.∴cos2α=(cos α+sin α)(cos α-sin α) =33×⎝⎛⎭⎫-153=-53.5.已知tan(α+β)=25,tan ⎝⎛⎭⎫β-π4=14,那么tan ⎝⎛⎭⎫α+π4等于() A.1318 B.1322C.322 D.16答案 C 解析 因为α+π4+β-π4=α+β,所以α+π4=(α+β)-⎝⎛⎭⎫β-π4, 所以tan ⎝⎛⎭⎫α+π4=tan ⎣⎡⎦⎤(α+β)-⎝⎛⎭⎫β-π4 =tan (α+β)-tan ⎝⎛⎭⎫β-π41+tan (α+β)tan ⎝⎛⎭⎫β-π4=322. 6.sin 250°1+sin10°=________. 答案 12解析 sin 250°1+sin10°=1-cos100°2(1+sin10°)=1-cos (90°+10°)2(1+sin10°)=1+sin10°2(1+sin10°)=12. 7.已知α、β均为锐角,且cos(α+β)=sin(α-β),则tan α=________. 答案 1解析 根据已知条件:cos αcos β-sin αsin β=sin αcos β-cos αsin β,cos β(cos α-sin α)+sin β(cos α-sin α)=0,即(cos β+sin β)(cos α-sin α)=0.又α、β为锐角,则sin β+cos β>0,∴cos α-sin α=0,∴tan α=1.8.(2015·杭州模拟)函数f (x )=2cos x sin ⎝⎛⎭⎫x -π3的最大值为__________. 答案 1-32解析 ∵f (x )=2cos x sin ⎝⎛⎭⎫x -π3 =2cos x ⎝⎛⎭⎫12sin x -32cos x =12sin2x -32cos2x -32=sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3-32, ∴f (x )的最大值为1-32.9.已知α∈⎝⎛⎭⎫π2,π,且sin α2+cos α2=62.(1)求cos α的值;(2)若sin(α-β)=-35,β∈⎝⎛⎭⎫π2,π,求cos β的值.解 (1)因为sin α2+cos α2=62,两边同时平方,得sin α=12. 又π2<α<π,所以cos α=-32.(2)因为π2<α<π,π2<β<π,所以-π<-β<-π2,故-π2<α-β<π2.又sin(α-β)=-35,得cos(α-β)=45.cos β=cos [α-(α-β)]=cos αcos(α-β)+sin αsin(α-β) =-32×45+12×⎝⎛⎭⎫-35 =-43+310.B 组 专项能力提升(时间:20分钟)10.已知tan(α+π4)=12,且-π2<α<0,则2sin 2α+sin2αcos (α-π4)等于() A .-255 B .-3510C .-31010 D.255答案 A 解析 由tan(α+π4)=tan α+11-tan α=12,得tan α=-13.又-π2<α<0,所以sin α=-1010.故2sin 2α+sin2αcos (α-π4)=2sin α(sin α+cos α)22(sin α+cos α)=22sin α=-255. 11.若α∈⎝⎛⎭⎫0,π2,且sin 2α+cos2α=14,则tan α的值等于( ) A.22B.33C.2D. 3 答案 D解析 ∵α∈⎝⎛⎭⎫0,π2,且sin 2α+cos2α=14, ∴sin 2α+cos 2α-sin 2α=14, ∴cos 2α=14, ∴cos α=12或-12(舍去), ∴α=π3,∴tan α= 3. 12.已知cos 4α-sin 4α=23,且α∈⎝⎛⎭⎫0,π2,则cos ⎝⎛⎭⎫2α+π3=________. 答案 2-156解析 ∵cos 4α-sin 4α=(sin 2α+cos 2α)(cos 2α-sin 2α) =cos2α=23,又α∈⎝⎛⎭⎫0,π2,∴2α∈(0,π), ∴sin2α=1-cos 22α=53, ∴cos ⎝⎛⎭⎫2α+π3=12cos2α-32sin2α =12×23-32×53=2-156. 13.设f (x )=1+cos2x 2sin ⎝⎛⎭⎫π2-x +sin x +a 2sin ⎝⎛⎭⎫x +π4的最大值为2+3,则常数a =________. 答案 ±3解析 f (x )=1+2cos 2x -12cos x+sin x +a 2sin ⎝⎛⎭⎫x +π4 =cos x +sin x +a 2sin ⎝⎛⎭⎫x +π4 =2sin ⎝⎛⎭⎫x +π4+a 2sin ⎝⎛⎭⎫x +π4 =(2+a 2)sin ⎝⎛⎭⎫x +π4.依题意有2+a 2=2+3,∴a =±3.14.已知函数f (x )=sin x 2sin ⎝⎛⎭⎫π2+x 2. (1)求函数f (x )在[-π,0]上的单调区间;(2)已知角α满足α∈⎝⎛⎭⎫0,π2,2f (2α)+4f ⎝⎛⎭⎫π2-2α=1,求f (α)的值. 解 f (x )=sin x 2sin ⎝⎛⎭⎫π2+x 2 =sin x 2cos x 2=12sin x . (1)函数f (x )的单调递减区间为⎣⎡⎦⎤-π,-π2,单调递增区间为⎣⎡⎦⎤-π2,0. (2)2f (2α)+4f ⎝⎛⎭⎫π2-2α=1⇒sin2α+2sin ⎝⎛⎭⎫π2-2α=1⇒2sin αcos α+2(cos 2α-sin 2α)=1 ⇒cos 2α+2sin αcos α-3sin 2α=0 ⇒(cos α+3sin α)(cos α-sin α)=0.∵α∈⎝⎛⎭⎫0,π2, ∴cos α-sin α=0⇒tan α=1得α=π4, ∴f (α)=12sin π4=24.。
高考数学一轮复习 第四章 三角函数与解三角形 4
高考数学一轮复习 第四章 三角函数与解三角形4.5 三角函数的图象与性质考试要求 1.能画出三角函数的图象.2.了解三角函数的周期性、奇偶性、最大(小)值.3.借助图象理解正弦函数、余弦函数在[0,2π]上,正切函数在⎝⎛⎭⎫-π2,π2上的性质.知识梳理1.用“五点法”作正弦函数和余弦函数的简图(1)在正弦函数y =sin x ,x ∈[0,2π]的图象中,五个关键点是:(0,0),⎝⎛⎭⎫π2,1,(π,0),⎝⎛⎭⎫3π2,-1,(2π,0).(2)在余弦函数y =cos x ,x ∈[0,2π]的图象中,五个关键点是:(0,1),⎝⎛⎭⎫π2,0,(π,-1),⎝⎛⎭⎫3π2,0,(2π,1).2.正弦、余弦、正切函数的图象与性质(下表中k ∈Z )函数y =sin xy =cos xy =tan x图象定义域 R R {x | x ≠k π ⎭⎬⎫+π2 值域 [-1,1] [-1,1] R 周期性 2π 2π π 奇偶性奇函数偶函数奇函数递增区间⎣⎡ 2k π-π2,⎦⎤2k π+π2[2k π-π,2k π]⎝⎛ k π-π2,⎭⎫k π+π2递减区间⎣⎡ 2k π+π2,⎦⎤2k π+3π2[2k π,2k π+π]对称中心 (k π,0) ⎝⎛⎭⎫k π+π2,0⎝⎛⎭⎫k π2,0对称轴方程 x =k π+π2x =k π常用结论1.对称性与周期性(1)正弦曲线、余弦曲线相邻两对称中心、相邻两对称轴之间的距离是12个周期,相邻的对称中心与对称轴之间的距离是14个周期.(2)正切曲线相邻两对称中心之间的距离是半个周期. 2.奇偶性若f (x )=A sin(ωx +φ)(A ,ω≠0),则(1)f (x )为偶函数的充要条件是φ=π2+k π(k ∈Z ).(2)f (x )为奇函数的充要条件是φ=k π(k ∈Z ). 思考辨析判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)正切函数y =tan x 在定义域内是增函数.( × ) (2)已知y =k sin x +1,x ∈R ,则y 的最大值为k +1.( × ) (3)y =sin|x |是偶函数.( √ )(4)若非零实数T 是函数f (x )的周期,则kT (k 是非零整数)也是函数f (x )的周期.( √ ) 教材改编题1.若函数y =2sin 2x -1的最小正周期为T ,最大值为A ,则( )A .T =π,A =1B .T =2π,A =1C .T =π,A =2D .T =2π,A =2 答案 A2.函数f (x )=-2tan ⎝⎛⎭⎫2x +π6的定义域是( ) A.⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ∈R ⎪⎪x ≠π6B.⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ∈R ⎪⎪x ≠-π12 C.⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ∈R ⎪⎪x ≠k π+π6k ∈Z D.⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ∈R ⎪⎪x ≠k π2+π6k ∈Z答案 D解析 由2x +π6≠k π+π2,k ∈Z ,得x ≠k π2+π6,k ∈Z .3.函数y =3cos ⎝⎛⎭⎫2x -π3的单调递减区间是________. 答案 ⎣⎡⎦⎤k π+π6,k π+2π3,k ∈Z 解析 因为y =3cos ⎝⎛⎭⎫2x -π3, 令2k π≤2x -π3≤2k π+π,k ∈Z ,求得k π+π6≤x ≤k π+2π3,k ∈Z ,可得函数的单调递减区间为⎣⎡⎦⎤k π+π6,k π+2π3,k ∈Z .题型一 三角函数的定义域和值域例1 (1)函数y =1tan x -1的定义域为________.答案 ⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪x ≠π4+k π,且x ≠π2+k π,k ∈Z 解析 要使函数有意义, 则⎩⎪⎨⎪⎧tan x -1≠0,x ≠π2+k π,k ∈Z ,即⎩⎨⎧x ≠π4+k π,k ∈Z ,x ≠π2+k π,k ∈Z .故函数的定义域为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪x ≠π4+k π,且x ≠π2+k π,k ∈Z .(2)函数y =sin x -cos x +sin x cos x 的值域为________.答案 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤-1+222,1解析 设t =sin x -cos x ,则t 2=sin 2x +cos 2x -2sin x ·cos x ,sin x cos x =1-t 22, 且-2≤t ≤ 2.∴y =-t 22+t +12=-12(t -1)2+1,t ∈[-2,2]. 当t =1时,y max =1; 当t =-2时,y min =-1+222. ∴函数的值域为⎣⎢⎡⎦⎥⎤-1+222,1.教师备选1.函数y =sin x -cos x 的定义域为________.答案 ⎣⎡⎦⎤2k π+π4,2k π+5π4(k ∈Z ) 解析 要使函数有意义,必须使sin x -cos x ≥0.利用图象,在同一坐标系中画出[0,2π]上y =sin x 和y =cos x 的图象, 如图所示.在[0,2π]内,满足sin x =cos x 的x 为π4,5π4,再结合正弦、余弦函数的周期是2π,所以原函数的定义域为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪2k π+π4≤x ≤2k π+5π4,k ∈Z . 2.函数f (x )=sin 2x +3cos x -34⎝⎛⎭⎫x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2的最大值是________. 答案 1解析 由题意可得 f (x )=-cos 2x +3cos x +14=-⎝⎛⎭⎫cos x -322+1. ∵x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2, ∴cos x ∈[0,1]. ∴当cos x =32,即x =π6时,f (x )取最大值为1. 思维升华 (1)三角函数定义域的求法求三角函数的定义域实际上是构造简单的三角不等式(组),常借助三角函数的图象来求解. (2)三角函数值域的不同求法①把所给的三角函数式变换成y =A sin(ωx +φ)的形式求值域. ②把sin x 或cos x 看作一个整体,转换成二次函数求值域. ③利用sin x ±cos x 和sin x cos x 的关系转换成二次函数求值域.跟踪训练1 (1)(2021·北京)函数f (x )=cos x -cos 2x ,试判断函数的奇偶性及最大值( ) A .奇函数,最大值为2 B .偶函数,最大值为2 C .奇函数,最大值为98D .偶函数,最大值为98答案 D 解析 由题意,f (-x )=cos (-x )-cos (-2x ) =cos x -cos 2x =f (x ), 所以该函数为偶函数,又f (x )=cos x -cos 2x =-2cos 2x +cos x +1=-2⎝⎛⎭⎫cos x -142+98, 所以当cos x =14时,f (x )取最大值98.(2)函数y =lg(sin 2x )+9-x 2的定义域为________. 答案 ⎣⎡⎭⎫-3,-π2∪⎝⎛⎭⎫0,π2 解析 ∵函数y =lg(sin 2x )+9-x 2,∴应满足⎩⎪⎨⎪⎧sin 2x >0,9-x 2≥0, 解得⎩⎪⎨⎪⎧k π<x <π2+k π,-3≤x ≤3,其中k ∈Z ,∴-3≤x <-π2或0<x <π2,∴函数的定义域为⎣⎡⎭⎫-3,-π2∪⎝⎛⎭⎫0,π2.题型二 三角函数的周期性、奇偶性、对称性例2 (1)(2019·全国Ⅱ)下列函数中,以π2为周期且在区间⎝⎛⎭⎫π4,π2上单调递增的是( ) A .f (x )=|cos 2x | B .f (x )=|sin 2x |答案 A解析 A 中,函数f (x )=|cos 2x |的周期为π2,当x ∈⎝⎛⎭⎫π4,π2时,2x ∈⎝⎛⎭⎫π2,π,函数f (x )单调递增,故A 正确;B 中,函数f (x )=|sin 2x |的周期为π2,当x ∈⎝⎛⎭⎫π4,π2时,2x ∈⎝⎛⎭⎫π2,π,函数f (x )单调递减,故B 不正确;C 中,函数f (x )=cos|x |=cos x 的周期为2π,故C 不正确;D 中,f (x )=sin|x |=⎩⎪⎨⎪⎧sin x ,x ≥0,-sin x ,x <0,由正弦函数图象知,在x ≥0和x <0时,f (x )均以2π为周期,但在整个定义域上f (x )不是周期函数,故D 不正确.(2)函数f (x )=3sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3+φ+1,φ∈(0,π),且f (x )为偶函数,则φ=________,f (x )图象的对称中心为________. 答案5π6 ⎝⎛⎭⎫π4+k π2,1,k ∈Z 解析 若f (x )=3sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3+φ+1为偶函数,则-π3+φ=k π+π2,k ∈Z , 即φ=5π6+k π,k ∈Z ,又∵φ∈(0,π), ∴φ=5π6.∴f (x )=3sin ⎝⎛⎭⎫2x +π2+1=3cos 2x +1, 由2x =π2+k π,k ∈Z 得x =π4+k π2,k ∈Z ,∴f (x )图象的对称中心为⎝⎛⎭⎫π4+k π2,1,k ∈Z . 教师备选1.下列函数中,是周期函数的为( ) A .y =sin|x |B .y =cos|x |答案 B解析 ∵cos|x |=cos x ,∴y =cos|x |是周期函数.其余函数均不是周期函数. 2.函数f (x )=3sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3+φ,φ∈(0,π),若f (x )为奇函数,则φ=________. 答案 π3解析 若f (x )=3sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3+φ为奇函数, 则-π3+φ=k π,k ∈Z ,即φ=π3+k π,k ∈Z ,又∵φ∈(0,π), ∴φ=π3.思维升华 (1)奇偶性的判断方法:三角函数中奇函数一般可化为y =A sin ωx 或y =A tan ωx 的形式,而偶函数一般可化为y =A cos ωx 的形式.(2)周期的计算方法:利用函数y =A sin(ωx +φ),y =A cos(ωx +φ)(ω>0)的周期为2πω,函数y =A tan(ωx +φ)(ω>0)的周期为πω求解.跟踪训练2 (1)(2021·全国乙卷)函数f (x )=sin x 3+cos x3最小正周期和最大值分别是( )A .3π和 2B .3π和2C .6π和 2D .6π和2答案 C解析 因为函数f (x )=sin x 3+cos x3=2⎝⎛⎭⎫22sin x 3+22cos x 3=2⎝⎛⎭⎫sin x 3cos π4+cos x 3sin π4 =2sin ⎝⎛⎭⎫x 3+π4,所以函数f (x )的最小正周期T =2π13=6π,最大值为 2.(2)已知f (x )=A cos(ωx +φ)(A >0,ω>0,0<φ<π)是定义域为R 的奇函数,且当x =3时,f (x )取得最小值-3,当ω取得最小正数时,f (1)+f (2)+f (3)+…+f (2 022)的值为( ) A.32 B .-6-3 3 C .1 D .-1答案 B解析 ∵f (x )=A cos(ωx +φ)(A >0,ω>0,0<φ<π)是定义域为R 的奇函数, ∴φ=π2+k π,k ∈Z ,则φ=π2,则f (x )=-A sin ωx .当x =3时,f (x )取得最小值-3, 故A =3,sin 3ω=1, ∴3ω=π2+2k π,k ∈Z .∴ω的最小正数为π6,∴f (x )=-3sin π6x ,∴f (x )的周期为12,∴f (1)+f (2)+f (3)+…+f (12)=0, ∴f (1)+f (2)+f (3)+…+f (2 022) =168×0+f (1)+f (2)+…+f (6) =-6-3 3.(3)(2022·郑州模拟)设函数f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3+34,则下列叙述正确的是( ) A .f (x )的最小正周期为2π B .f (x )的图象关于直线x =π12对称 C .f (x )在⎣⎡⎦⎤π2,π上的最小值为-54 D .f (x )的图象关于点⎝⎛⎭⎫2π3,0对称 答案 C解析 对于A ,f (x )的最小正周期为2π2=π,故A 错误;对于B ,∵sin ⎝⎛⎭⎫2×π12-π3=-12≠±1, 故B 错误;对于C ,当x ∈⎣⎡⎦⎤π2,π时,2x -π3∈⎣⎡⎦⎤2π3,5π3, ∴sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3∈⎣⎡⎦⎤-1,32, ∴2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3+34∈⎣⎡⎦⎤-54,3+34, ∴f (x )在⎣⎡⎦⎤π2,π上的最小值为-54,故C 正确; 对于D ,∵f ⎝⎛⎭⎫2π3=2sin ⎝⎛⎭⎫2×2π3-π3+34=34, ∴f (x )的图象关于点⎝⎛⎭⎫2π3,34对称,故D 错误. 题型三 三角函数的单调性 命题点1 求三角函数的单调区间例3 函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫-2x +π3的单调递减区间为________.答案 ⎣⎡⎦⎤k π-π12,k π+5π12(k ∈Z ) 解析 f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫-2x +π3 =sin ⎣⎡⎦⎤-⎝⎛⎭⎫2x -π3 =-sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3, 由2k π-π2≤2x -π3≤2k π+π2,k ∈Z , 得k π-π12≤x ≤k π+5π12,k ∈Z . 故所求函数的单调递减区间为⎣⎡⎦⎤k π-π12,k π+5π12(k ∈Z ). 延伸探究 f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫-2x +π3在[0,π]上的单调递减区间为________. 答案 ⎣⎡⎦⎤0,5π12和⎣⎡⎦⎤11π12,π 解析 令A =⎣⎡⎦⎤k π-π12,k π+5π12,k ∈Z , B =[0,π],∴A ∩B =⎣⎡⎦⎤0,5π12∪⎣⎡⎦⎤11π12,π, ∴f (x )在[0,π]上的单调递减区间为⎣⎡⎦⎤0,5π12和⎣⎡⎦⎤11π12,π. 命题点2 根据单调性求参数例4 (1)若函数f (x )=sin ωx (ω>0)在区间⎣⎡⎦⎤0,π3上单调递增,在区间⎣⎡⎦⎤π3,π2上单调递减,则ω=________.答案 32解析 ∵f (x )=sin ωx (ω>0)过原点,∴当0≤ωx ≤π2, 即0≤x ≤π2ω时,y =sin ωx 单调递增; 当π2≤ωx ≤3π2, 即π2ω≤x ≤3π2ω时,y =sin ωx 单调递减. 由f (x )=sin ωx (ω>0)在⎣⎡⎦⎤0,π3上单调递增, 在⎣⎡⎦⎤π3,π2上单调递减,知π2ω=π3, ∴ω=32. (2)已知ω>0,函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫ωx +π4在⎝⎛⎭⎫π2,π上单调递减,则ω的取值范围是________. 答案 ⎣⎡⎦⎤12,54解析 由π2<x <π,ω>0, 得ωπ2+π4<ωx +π4<ωπ+π4, 因为y =sin x 的单调递减区间为⎣⎡⎦⎤2k π+π2,2k π+3π2,k ∈Z , 所以⎩⎨⎧ ωπ2+π4≥π2+2k π,ωπ+π4≤3π2+2k π,k ∈Z ,解得4k +12≤ω≤2k +54,k ∈Z . 又由4k +12-⎝⎛⎭⎫2k +54≤0,k ∈Z , 且2k +54>0,k ∈Z , 解得k =0,所以ω∈⎣⎡⎦⎤12,54.教师备选(2022·定远县育才学校月考)已知函数f (x )=sin(ωx +φ)⎝⎛⎭⎫ω>0,|φ|≤π2,x =-π4为f (x )的零点,x =π4为y =f (x )图象的对称轴,且f (x )在⎝⎛⎭⎫π18,5π36上单调,则ω的最大值为( ) A .11 B .9 C .7 D .1答案 B解析 因为x =-π4为f (x )的零点, x =π4为y =f (x )图象的对称轴, 所以2n +14·T =π2(n ∈N ), 即2n +14·2πω=π2(n ∈N ), 所以ω=2n +1(n ∈N ),即ω为正奇数.因为f (x )在⎝⎛⎭⎫π18,5π36上单调,则5π36-π18=π12≤T 2, 即T =2πω≥π6, 解得ω≤12.当ω=11时,-11π4+φ=k π,k ∈Z , 因为|φ|≤π2, 所以φ=-π4,此时f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫11x -π4. 当x ∈⎝⎛⎭⎫π18,5π36时,11x -π4∈⎝⎛⎭⎫13π36,46π36, 所以f (x )在⎝⎛⎭⎫π18,5π36上不单调,不满足题意;当ω=9时,-9π4+φ=k π,k ∈Z , 因为|φ|≤π2, 所以φ=π4, 此时f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫9x +π4. 当x ∈⎝⎛⎭⎫π18,5π36时,9x +π4∈⎝⎛⎭⎫3π4,3π2, 此时f (x )在⎝⎛⎭⎫π18,5π36上单调递减,符合题意.故ω的最大值为9.思维升华 (1)已知三角函数解析式求单调区间求形如y =A sin(ωx +φ)或y =A cos(ωx +φ)(其中ω>0)的单调区间时,要视“ωx +φ”为一个整体,通过解不等式求解.但如果ω<0,可借助诱导公式将ω化为正数,防止把单调性弄错.(2)已知三角函数的单调区间求参数.先求出函数的单调区间,然后利用集合间的关系求解.跟踪训练3 (1)(2021·新高考全国Ⅰ)下列区间中,函数f (x )=7sin ⎝⎛⎭⎫x -π6的单调递增区间是( )A.⎝⎛⎭⎫0,π2 B.⎝⎛⎭⎫π2,π C.⎝⎛⎭⎫π,3π2 D.⎝⎛⎭⎫3π2,2π答案 A解析 令-π2+2k π≤x -π6≤π2+2k π,k ∈Z ,得-π3+2k π≤x ≤2π3+2k π,k ∈Z .取k =0,则-π3≤x ≤2π3.因为⎝⎛⎭⎫0,π2⎣⎡⎦⎤-π3,2π3,所以区间⎝⎛⎭⎫0,π2是函数f (x )的单调递增区间. (2)(2022·开封模拟)已知函数y =sin ⎝⎛⎭⎫ωx +π3 (ω>0)在区间⎝⎛⎭⎫-π6,π3上单调递增,则ω的取值范围是( ) A.⎝⎛⎦⎤0,12 B.⎣⎡⎦⎤12,1 C.⎝⎛⎦⎤13,23D.⎣⎡⎦⎤23,2答案 A解析 当-π6<x <π3时, -πω6+π3<ωx +π3<πω3+π3, 当x =0时,ωx +π3=π3. 因为函数y =sin ⎝⎛⎭⎫ωx +π3(ω>0)在区间⎝⎛⎭⎫-π6,π3上单调递增, 所以⎩⎨⎧ -πω6+π3≥-π2,πω3+π3≤π2,解得ω≤12, 因为ω>0,所以ω的取值范围是⎝⎛⎦⎤0,12. 课时精练1.y =|cos x |的一个单调递增区间是( )A.⎣⎡⎦⎤-π2,π2 B .[0,π]C.⎣⎡⎦⎤π,3π2 D.⎣⎡⎦⎤3π2,2π 答案 D 解析 将y =cos x 的图象位于x 轴下方的部分关于x 轴对称向上翻折,x 轴上方(或x 轴上)的图象不变,即得y =|cos x |的图象(如图).故选D.2.函数f (x )=2sin π2x -1的定义域为( ) A.⎣⎡⎦⎤π3+4k π,5π3+4k π(k ∈Z ) B.⎣⎡⎦⎤13+4k ,53+4k (k ∈Z ) C.⎣⎡⎦⎤π6+4k π,5π6+4k π(k ∈Z ) D.⎣⎡⎦⎤16+4k ,56+4k (k ∈Z ) 答案 B解析 由题意,得2sin π2x -1≥0, π2x ∈⎣⎡⎦⎤π6+2k π,5π6+2k π(k ∈Z ), 则x ∈⎣⎡⎦⎤13+4k ,53+4k (k ∈Z ). 3.函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫x +5π12cos ⎝⎛⎭⎫x -π12是( ) A .最小正周期为π的奇函数B .最小正周期为π的偶函数C .最小正周期为2π的非奇非偶函数D .最小正周期为π的非奇非偶函数答案 D解析 由题意可得f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫x +5π12cos ⎝⎛⎭⎫x -π12 =sin ⎝⎛⎭⎫x +5π12cos ⎝⎛⎭⎫x +5π12-π2 =sin 2⎝⎛⎭⎫x +5π12, ∴f (x )=12-12cos ⎝⎛⎭⎫2x +5π6, 故f (x )的最小正周期T =2π2=π,由函数奇偶性的定义易知,f (x )为非奇非偶函数. 4.函数f (x )=sin x +x cos x +x 2在[-π,π]的图象大致为( )答案 D解析 由f (-x )=sin -x +-x cos -x +-x2 =-sin x -x cos x +x 2=-f (x ),得f (x )是奇函数,其图象关于原点对称,排除A ; 又f ⎝⎛⎭⎫π2=1+π2⎝⎛⎭⎫π22=4+2ππ2>1, f (π)=π-1+π2>0,排除B ,C. 5.关于函数f (x )=sin 2x -cos 2x ,下列命题中为假命题的是( )A .函数y =f (x )的周期为πB .直线x =π4是y =f (x )图象的一条对称轴 C .点⎝⎛⎭⎫π8,0是y =f (x )图象的一个对称中心D .y =f (x )的最大值为 2答案 B解析 因为f (x )=sin 2x -cos 2x =2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π4, 所以f (x )的最大值为2,故D 为真命题;因为ω=2,故T =2π2=π,故A 为真命题; 当x =π4时,2x -π4=π4,终边不在y 轴上,故直线x =π4不是y =f (x )图象的一条对称轴, 故B 为假命题;当x =π8时,2x -π4=0,终边落在x 轴上, 故点⎝⎛⎭⎫π8,0是y =f (x )图象的一个对称中心,故C 为真命题.6.(2022·广州市培正中学月考)关于函数f (x )=sin|x |+|sin x |,下列叙述正确的是( )A .f (x )是奇函数B .f (x )在区间⎝⎛⎭⎫π2,π上单调递增C .f (x )的最大值为2D .f (x )在[-π,π]上有4个零点答案 C解析 f (-x )=sin|-x |+|sin(-x )|=sin|x |+|sin x |=f (x ),f (x )是偶函数,A 错误;当x ∈⎝⎛⎭⎫π2,π时,f (x )=sin x +sin x =2sin x ,单调递减,B 错误;f (x )=sin|x |+|sin x |≤1+1=2,且f ⎝⎛⎭⎫π2=2,C 正确;在[-π,π]上,当-π<x <0时,f (x )=sin(-x )+(-sin x )=-2sin x >0,当0<x <π时,f (x )=sin x +sin x =2sin x >0,f (x )的零点只有π,0,-π共三个,D 错误.7.写出一个周期为π的偶函数f (x )=________.(答案不唯一) 答案 cos 2x8.(2022·上外浦东附中检测)若在⎣⎡⎦⎤0,π2内有两个不同的实数值满足等式cos 2x +3sin 2x =k +1,则实数k 的取值范围是________.答案 0≤k <1解析 函数f (x )=cos 2x +3sin 2x=2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6, 当x ∈⎣⎡⎦⎤0,π6时, f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6单调递增; 当x ∈⎣⎡⎦⎤π6,π2时,f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6单调递减, f (0)=2sin π6=1, f ⎝⎛⎭⎫π6=2sin π2=2, f ⎝⎛⎭⎫π2=2sin 7π6=-1,所以在⎣⎡⎦⎤0,π2内有两个不同的实数值满足等式cos 2x +3sin 2x =k +1, 则1≤k +1<2,所以0≤k <1.9.已知函数f (x )=4sin ωx sin ⎝⎛⎭⎫ωx +π3-1(ω>0)的最小正周期为π. (1)求ω及f (x )的单调递增区间;(2)求f (x )图象的对称中心.解 (1)f (x )=4sin ωx ⎝⎛⎭⎫12sin ωx +32cos ωx -1 =2sin 2ωx +23sin ωx cos ωx -1 =1-cos 2ωx +3sin 2ωx -1 =3sin 2ωx -cos 2ωx=2sin ⎝⎛⎭⎫2ωx -π6. ∵最小正周期为π,∴2π2ω=π, ∴ω=1,∴f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6, 令-π2+2k π≤2x -π6≤π2+2k π,k ∈Z , 解得-π6+k π≤x ≤π3+k π,k ∈Z , ∴f (x )的单调递增区间为⎣⎡⎦⎤-π6+k π,π3+k π (k ∈Z ).(2)令2x -π6=k π,k ∈Z , 解得x =π12+k π2,k ∈Z ,∴f (x )图象的对称中心为⎝⎛⎭⎫π12+k π2,0,k ∈Z .10.(2021·浙江)设函数f (x )=sin x +cos x (x ∈R ).(1)求函数y =⎣⎡⎦⎤f ⎝⎛⎭⎫x +π22的最小正周期; (2)求函数y =f (x )f ⎝⎛⎭⎫x -π4在⎣⎡⎦⎤0,π2上的最大值. 解 (1)因为f (x )=sin x +cos x ,所以f ⎝⎛⎭⎫x +π2=sin ⎝⎛⎭⎫x +π2+cos ⎝⎛⎭⎫x +π2 =cos x -sin x ,所以y =⎣⎡⎦⎤f ⎝⎛⎭⎫x +π22=(cos x -sin x )2 =1-sin 2x .所以函数y =⎣⎡⎦⎤f ⎝⎛⎭⎫x +π22的最小正周期T =2π2=π. (2)f ⎝⎛⎭⎫x -π4=sin ⎝⎛⎭⎫x -π4+cos ⎝⎛⎭⎫x -π4 =2sin x ,所以y =f (x )f ⎝⎛⎭⎫x -π4 =2sin x (sin x +cos x ) =2(sin x cos x +sin 2x ) =2⎝⎛⎭⎫12sin 2x -12cos 2x +12 =sin ⎝⎛⎭⎫2x -π4+22. 当x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2时,2x -π4∈⎣⎡⎦⎤-π4,3π4, 所以当2x -π4=π2,即x =3π8时, 函数y =f (x )f ⎝⎛⎭⎫x -π4在⎣⎡⎦⎤0,π2上取得最大值,且y max =1+22.11.(2022·苏州模拟)已知函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3,则下列结论不正确的是( ) A .x =-π6是函数f (x )的一个零点 B .函数f (x )在区间⎣⎡⎦⎤-5π12,π12上单调递增 C .函数f (x )的图象关于直线x =π12对称 D .函数f ⎝⎛⎭⎫x -π3是偶函数 答案 D解析 对于A 选项,因为f ⎝⎛⎭⎫-π6=sin 0=0, 故x =-π6是函数f (x )的一个零点,A 对; 对于B 选项,当-5π12≤x ≤π12时, -π2≤2x +π3≤π2, 所以函数f (x )在区间⎣⎡⎦⎤-5π12,π12上单调递增,B 对; 对于C 选项,因为对称轴满足2x +π3=π2+k π,k ∈Z , 解得x =π12+k π2,k ∈Z ,当k =0时,x =π12,C 对; 对于D 选项,令g (x )=f ⎝⎛⎭⎫x -π3=sin ⎣⎡⎦⎤2⎝⎛⎭⎫x -π3+π3 =sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3, 则g ⎝⎛⎭⎫π6=0,g ⎝⎛⎭⎫-π6=sin ⎝⎛⎭⎫-2π3≠0, 故函数f ⎝⎛⎭⎫x -π3不是偶函数,D 错. 12.(2022·厦门模拟)已知函数f (x )=cos 2⎝⎛⎭⎫x -π6-cos 2x ,则下列结论正确的是( ) A .f (x )的最大值为3-12B .f (x )的图象关于点⎝⎛⎭⎫7π6,0对称C .f (x )的图象的对称轴方程为x =5π12+k π2(k ∈Z ) D .f (x )在[0,2π]上有2个零点答案 C解析 f (x )=1+cos ⎝⎛⎭⎫2x -π32-cos 2x =12+12⎝⎛⎭⎫12cos 2x +32sin 2x -cos 2x =34sin 2x -34cos 2x +12=32sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3+12, 则f (x )的最大值为1+32,A 错误; 易知f (x )图象的对称中心的纵坐标为12, B 错误;令2x -π3=π2+k π(k ∈Z ), 得x =5π12+k π2(k ∈Z ), 此即f (x )图象的对称轴方程,C 正确;由f (x )=32sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3+12=0, 得sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3=-33, 当x ∈[0,2π]时,2x -π3∈⎣⎡⎦⎤-π3,11π3, 作出函数y =sin x ⎝⎛⎭⎫x ∈⎣⎡⎦⎤-π3,11π3的图象,如图所示.所以方程sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3=-33在[0,2π]上有4个不同的实根, 即f (x )在[0,2π]上有4个零点,D 错误.13.(2022·绵阳中学实验学校模拟)已知sin x +cos y =14,则sin x -sin 2y 的最大值为______. 答案 916解析 ∵sin x +cos y =14,sin x ∈[-1,1], ∴sin x =14-cos y ∈[-1,1], ∴cos y ∈⎣⎡⎦⎤-34,54, 即cos y ∈⎣⎡⎦⎤-34,1, ∵sin x -sin 2y =14-cos y -(1-cos 2y ) =cos 2y -cos y -34=⎝⎛⎭⎫cos y -122-1, 又cos y ∈⎣⎡⎦⎤-34,1,利用二次函数的性质知,当cos y =-34时, (sin x -sin 2y )max =⎝⎛⎭⎫-34-122-1=916. 14.(2022·苏州八校联盟检测)已知f (x )=sin x +cos x ,若y =f (x +θ)是偶函数,则cos θ=________.答案 ±22解析 因为f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫x +π4, 所以f (x +θ)=2sin ⎝⎛⎭⎫x +θ+π4, 又因为y =f (x +θ)是偶函数,所以θ+π4=π2+k π,k ∈Z , 即θ=π4+k π,k ∈Z , 所以cos θ=cos ⎝⎛⎭⎫π4+k π=±22.15.(2022·江西九江一中模拟)已知函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫ωx +π3(ω>0),若方程f (x )=0在[0,2π]上有且仅有6个根,则实数ω的值可能为( )A .2B .3C .4D .5答案 B解析 令f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫ωx +π3=0, 则ωx +π3=k π,k ∈Z , 所以x =-π3ω+k πω,k ∈Z , 所以当x ≥0时,函数f (x )的第一个零点为x 1=-π3ω+πω=2π3ω,第六个零点为x 6=-π3ω+6πω=17π3ω,第七个零点为x 7=-π3ω+7πω=20π3ω, 因为方程f (x )=0在[0,2π]上有且仅有6个根等价于函数y =f (x )在[0,2π]上有且仅有6个零点,所以17π3ω≤2π<20π3ω, 所以176≤ω<103. 16.已知f (x )=sin 2⎝⎛⎭⎫x +π8+2sin ⎝⎛⎭⎫x +π4·cos ⎝⎛⎭⎫x +π4-12. (1)求f (x )的单调递增区间;(2)若函数y =|f (x )|-m 在区间⎣⎡⎦⎤-5π24,3π8上恰有两个零点x 1,x 2. ①求m 的取值范围;②求sin(x 1+x 2)的值.解 (1)f (x )=sin 2⎝⎛⎭⎫x +π8+2sin ⎝⎛⎭⎫x +π4·cos ⎝⎛⎭⎫x +π4-12=1-cos ⎝⎛⎭⎫2x +π42+22sin ⎝⎛⎭⎫2x +π2-12 =12-24cos 2x +24sin 2x +22cos 2x -12=24sin 2x +24cos 2x =12sin ⎝⎛⎭⎫2x +π4, 结合正弦函数的图象与性质, 可得当-π2+2k π≤2x +π4≤π2+2k π(k ∈Z ), 即-3π8+k π≤x ≤π8+k π(k ∈Z )时,函数单调递增, ∴函数y =f (x )的单调递增区间为⎣⎡⎦⎤-3π8+k π,π8+k π(k ∈Z ). (2)①令t =2x +π4,当x ∈⎣⎡⎦⎤-5π24,3π8时,t ∈⎣⎡⎦⎤-π6,π,12sin t ∈⎣⎡⎦⎤-14,12, ∴y =⎪⎪⎪⎪12sin t ∈⎣⎡⎦⎤0,12(如图).∴要使y =|f (x )|-m 在区间⎣⎡⎦⎤-5π24,3π8上恰有两个零点,m 的取值范围为14<m <12或m =0. ②设t 1,t 2是函数y =⎪⎪⎪⎪12sin t -m 的两个零点⎝⎛⎭⎫即t 1=2x 1+π4,t 2=2x 2+π4, 由正弦函数图象性质可知t 1+t 2=π,即2x 1+π4+2x 2+π4=π. ∴x 1+x 2=π4,∴sin(x 1+x 2)=22.。
【步步高高考数学总复习】第四编三角函数及三角恒等变换
第四编三角函数及三角恒等变换§4.1随意角和弧度制及随意角的三角函数基础自测1. A={ 小于 90°的角 } ,B={ 第一象限的角 } ,则 A∩B 等于()A. { 小于 90°的角 }B.{0 °~ 90°的角 }C. { 第一象限的角 }D.以上都不对答案 D2. 将表的分针拨慢10 分钟,则分针转过的角的弧度数是( )A. B. C.- D.-3 6 3 6答案 A3. 已知扇形的周长是 6 cm,面积是 2 cm2,则扇形的圆心角的弧度数是( )A. 1B.4C.1 或 4D.2或 4答案 C4. 已知角终边上一点 P 的坐标是( 2sin2,-2cos2) ,则 sin 等于()A. sin2B. -sin2C. cos2D. -cos2答案 D5. 是第二象限角, P(x , 5 )为其终边上一点,且cos = 2x , 则 sin 的值是()4A. 10B.6C.2D.-10 4 4 4 4答案 A例 1 若是第二象限的角,试分别确立 2 ,,的终边所在地点.2 3解∵是第二象限的角,∴k· 360° +90°<<k· 360°+180°(k∈ Z).(1)∵ 2k·360 °+180°< 2 <2k ·360°+360°( k ∈Z),∴2是第三或第四象限的角,或角的终边在y 轴的非正半轴上.(2)∵ k · 180°+45°<<k·180°+90°(k∈Z),2当 k=2n(n ∈Z)时,n·360°+45°<<n·360°+90°;2当 k=2n+1( n∈ Z)时,n·360°+225°<<n·360° +270°.2∴是第一或第三象限的角.2(3)∵ k · 120°+30°<<k·120°+60°(k∈ Z),3当 k=3n(n ∈Z)时,n·360°+30°<<n·360°+60°;3当 k=3n+1( n∈ Z)时,n·360°+150°<<n·360° +180°;3当 k=3n+2( n∈ Z)时,n·360°+270°<<n·360°+300° .3∴是第一或第二或第四象限的角.3例 2 ( 1)一个半径为r 的扇形,若它的周长等于弧所在的半圆的长,那么扇形的圆心角是多少弧度?是多少度?扇形的面积是多少?( 2)一扇形的周长为20 cm,当扇形的圆心角等于多少弧度时,这个扇形的面积最大?解( 1)设扇形的圆心角是rad ,因为扇形的弧长是r , 所以扇形的周长是2r+r .依题意,得2r+r = r,∴ = -2=(-2) ×180≈ 1.142 ×57.30 °≈ 65.44 °≈ 65° 26′ ,∴扇形的面积为 S= 121 ( 2r = -2 )r .2 2( 2)设扇形的半径为 r ,弧长为 l ,则 l+2r=20,即 l=20-2 r (0 < r < 10)①扇形的面积 S= 1lr ,将①代入,得2122S= (20-2 r) r=- r +10r=-( r-5) +25,所以当且仅当 r=5 时, S 有最大值 25. 此时l=20-2 ×5=10,=l=2.r所以当 =2 rad 时,扇形的面积取最大值 .例 3 ( 12 分)已知角的终边在直线 3x+4y=0 上,求 sin ,cos ,tan的值 .解 ∵角 的终边在直线 3x+4y=0 上,∴在角 的终边上任取一点 P(4 t,-3 t) ( t ≠ 0), 2 分则 x=4t, y=-3 t,r= x2y2(4t)2( 3t )25 t , 4 分当 t >0 时, r=5t,sin=y3t 3,cos=x4t 4 ,r5t 5r5t5tan=y3t 3 ; 8 分x4t4当 t <0 时, r=-5 t,sin= y3t 3 ,r5t5cos=x4t 4 ,r5t 5tan=y3t 3 . 10 分x4t4综上可知, t > 0 时, sin=3 ,cos= 4,tan= 3;55 4t <0 时, sin= 3,cos =- 4,tan= 3 .12 分554例 4 在单位圆中画出合适以下条件的角的终边的范围 , 并由此写出角的会合 :1解 ( 1)作直线 y=3交单位圆于 A 、B 两点,连接 OA 、 OB ,则 OA 与 OB 围成的地区即为角2的终边的范围,故知足条件的角的会合为 |2 k +≤ ≤ 2k + 2, k ∈ Z .33( 2)作直线 x=1交单位圆于 C 、D 两点,连接 OC 、 OD ,则 OC 与 OD 围成的地区(图中暗影部分)2即为角终边的范围 . 故知足条件的角的会合为2 2k4 | 2k, k Z .331. 已知是第三象限角,问是哪个象限的角?3解 ∵是第三象限角,∴ 180°+k ·360°<<270° +k · 360°( k ∈Z ),60°+k ·120°< < 90°+k ·120° .3 ①当 k=3m( m ∈Z) 时,可得60°+m · 360°<<90°+m · 360°( m ∈Z ).3故的终边在第一象限 .3②当 k=3m+1 ( m ∈ Z) 时,可得180°+m ·360 °<< 210 °+m ·360°( m ∈Z).3故的终边在第三象限 .3③当 k=3m+2 ( m ∈Z )时,可得300°+m ·360 °<< 330 °+m ·360°( m ∈Z ) .3故的终边在第四象限 .3综上可知,是第一、第三或第四象限的角 .32. 已知扇形 OAB 的圆心角 为 120 °,半径长为 6,( 1)求的弧长;( 2)求弓形 OAB 的面积 .解 (1)∵=120°= 2rad , r=6,∴的弧长为 l=2×6=4 .33(2) ∵S 扇形 OAB = 1 lr = 1 × 4 × 6=12 ,S △ ABO = 1 r ·sin2 =1×6 2 ×3=9 3,22 2 2322∴S 弓形 OAB =S 扇形 OAB - S △ ABO =12 -9 3 .3. 已知角 的终边在 y 轴上,求 sin 、cos 、 tan 的值 .解 ∵角 的终边在 y 轴上,∴可在 的终边上任取一点( 0, t)( t ≠0), 即 x=0,y=t.∴r= x 2y2= 02 t 2=| t|.当 t >0 时, r=t,sin= y = t =1,cos = x = 0=0,tan = y不存在;rtr tx当 t <0 时, r=- t , sin= y= t=-1,rtcos= x = 0=0,tan= y不存在 .rtx综上可知 ,sin=±1,cos=0,tan不存在 .4. 求以下函数的定义域:( 1)y= 2 cos x1 ;( 2)y=lg(3-4sin 2x ).解 ( 1)∵ 2cosx-1 ≥0,∴ cosx ≥ 1.2由三角函数线画出 x 知足条件的终边范围 ( 如图暗影所示 ). ∴ x ∈ 2k,2k3 ( k ∈Z ).3( 2)∵ 3-4sin 2x > 0, ∴ sin 2 x < 3 ,∴-3< sin x < 3 .4 22利用三角函数线画出x 知足条件的终边范围 ( 如右图暗影 ),∴x(k - , k + )(k Z).33一、选择题 1. 已知 cos· tan < 0, 那么角 是( )A. 第一或第二象限角B.第二或第三象限角C. 第三或第四象限角D.第一或第四象限角答案 C2. 若 0<x < 2 ,则以下命题中正确的选项是()A.sinx<3 xB. sinx> 3xC. sinx< 42 x2D.42sinx> 2 x答案D3. 与 610°角终边同样的角表示为 A. k · 360° +230°( k ∈Z)B. k ·360°+250° ( k ∈ Z)C. k · 360°+70°( k ∈Z)D. k · 360°+270°( k ∈Z)答案 B4. 已知( 1)sin2 <1, 则 所在象限为2()( )A. 第一或第二象限B.第二或第四象限C.第二或第三象限D.第一或第三象限答案 D5. 已知点 P (tan ,cos )在第三象限,则角 的终边在第几象限( )A. 第一象限B. 第二象限C.第三象限D. 第四象限答案 B6. (2009·德州模拟) 已知∈,且 sin+cos =a ,此中 a ∈ (0 , 1),则对于 tan 的值,以下四个答案中,可能2 2正确的选项是( ) A. -3B.3或1C. - 133D. -3 或-13答案C二、填空题7. 已知角的终边落在直线y=-3 x ( x <0) 上,则sincos .sincos答案 28. 某时钟的秒针端点 A 到中心点 O 的距离为 5cm ,秒针平均地绕点 O 旋转,当时间 t=0 时,点 A 与钟面上标 12的点 B 重答案10sint60三、解答题9. 已知 sin= 1a ,cos = 3a1, 若 是第二象限角,务实数 a 的值 .1 a1 a解 ∵ 是第二象限角,∴ sin>0,cos<0,0 sin1 a11a1∴,解得 0< a < .3a 131cos1 a又∵ sin 2 +cos 2 =1, ∴1a 2 3a 121 ,1 a1 a解得 a=1或 a =1( 舍去),故实数 a 的值为 1.9910. (1)已知扇形的周长为 10,面积为 4,求扇形圆心角的弧度数;(2)已知扇形的周长为 40,当它的半径和圆心角取何值时,才能使扇形的面积最大?最大面积是多少?解 设扇形半径为 R ,中心角为,所对的弧长为 l.(1)依题意,得1 R 24, 2R 2R 10,∴22-17+8=0, ∴=8或1.2∵8> 2 ,舍去,∴ =1.2(2) 扇形的周长为 40, ∴ R +2R=40,S= 1 lR = 1R 2= 1·2R ≤ 1R2R 2 100 .2 24R42当且仅当R =2R, 即 R=10,=2 时面积获得最大值,最大值为 100.sin11. 设 为第三象限角,试判断2 的符号 . cos2解 ∵ 为第三象限角,∴2k+ <<2k + 3( k ∈Z),2 k +k3( k ∈Z).224当 k=2n ( n ∈Z) 时, 2n +2n3 ,224此时在第二象限 .2∴sin > 0,cos < 0.sin 所以2<0.cos2当 k=2n +1( n ∈Z) 时, (2 n+1)+ < < (2 n+1) +3( n ∈Z),2 2 4即 2n+3< <2n + 7( n ∈Z)224此时2 在第四象限 .sin sin 2 <0.∴sin < 0,cos >0, 所以 2 < 0, 综上可知:2 2 cos cos2212. 角 终边上的点 P 与 A (a ,2a )对于 x 轴对称( a ≠0),角 终边上的点 Q 与 A 对于直线 y=x 对称,求 sin·cos+sin ·cos +tan· tan 的值 .解 由题意得,点 P 的坐标为( a ,-2 a) ,点 Q 的坐标为( 2a ,a ).sin=2a 2a ,cos = aa ,a 2 ( 2a)2 5a 2 a 2 ( 2a) 2 5a2 tan= 2a2 ,sin=aa,a(2a) 2a 225acos =2a2a,tan = a 1 ,( 2a) 2 a25a22a 2故有 sin · cos +sin · cos +tan ·tan =2a a 2a2a2 ( 2)1=-1.5a 25a25a25a§4.2同角三角函数的基本关系式与引诱公式基础自测1. (2009·泰安模拟) sin 2(+ )-cos(+ ) ·cos(-)+1 的值为()A.1B. 2 sin 2C. 0D. 2答案 DA. 3B.-3 C.12 22D.-12答案 D3. 已知 tan=1,且 ∈, 3 ,则 sin 的值是 ( )22A.5B. 5C.25 D. 2 55 555答案 A4. 若sincos =2, 则 sin( -5 ) ·sin 3等于()sincos2A. 3B. 3C. 3D.- 34 10 1010答案 C5. 已知 sin=5,则 sin 4 -cos 4的值为()5A. 31C.1 D.35B.555答案 A例 1 已知 f( )=sin() cos(2 ) tan( ) ;tan( ) sin()(1)化简 f( );(2)若是第三象限角,且cos 3 1 )的值.2,求 f(5解( 1)f ( ) = sincos ( tan ) =-cos .tan sin (2)∵ cos3 =-sin,2∴sin =- 1,cos=-52 122 6 ,555∴f()= 26 .5例 2(12 分)已知 -2 <x < 0,sin x+cosx= 1.5(1)求 sin x-cos x 的值;(2)求 1的值 . cos 2 xsin 2 x解 ( 1)方法一 联立方程:sin x cosx1①52 分sin 2 x cos 2 x 1②1由①得 sin x=-cos x, 将其代入②,整理得23 分25cosx -5cos x-12=0.∵ - < x <0, 23sin x∴5,4cos x57所以 sin x-cos x=-.方法二∵ sin x+cosx= 1,52 ∴(sin x+cosx) 2=1,5即 1+2sin xcos x= 1,25∴ 2sin xcos x=-24. 25222∵(sin x-cos x) =sin x-2sin xcosx+cos x =1-2sin xcosx=1+24= 4925256 分2 分① 4 分又∵ - <x < 0, ∴ sin x <0,cos x >0,2∴sin x -cos x <0②由①②可知: sin x-cos x=- 7.6 分5 (2)由已知条件及( 1)可知sin x1 3cos xsin x5 , 解得 5 ,8 分sin x7 4cos x cos x55∴tan x=- 3.9 分4又∵1sin 2 xcos 2 xcos 2 x sin 2 xcos 2 x sin 2 xsin 2 x cos 2 x=cos 2 x cos 2 x sin 2 xcos 2 x=t an 2x 1 1 tan 2 x231425= 2.7314例 3 已知 tan =2, 求以下各式的值:(1) 2 sin3 cos ;4 sin 9 cos(2)2sin 2 3cos2 ;4sin 2 9 cos2(3) 4sin 2 -3sin cos -5cos 2.解(1)原式 =2 tan32 23 1 .4 tan 94 2 9(2) 2 sin2 3 cos 22 tan 23 2 2 234 sin29 cos 24 tan 2 94 2 2 9 (3)∵ sin 2 +cos 2 =1,∴4sin 2-3sin cos-5cos 2 = 4 sin23sincos 5 cos2sin 2 cos 2= 4 tan23 tan5 44 3 25 1 .tan214 1tan() cos(2) sin321. 化简.cos() sin()( tan ) cos() sin2解 原式 =cos() sin()( tan )cos()sin2=( cos ) sin= tancos ( cos ) = tan coscos sin sin =sin cos =-1.cossin2. 已知 sin+cos= 1, ∈ (0,). 求值:5(1) tan ; ( 2)sin -cos; ( 3)sin 3 +cos 311 分12 分5 .7.解 方法一∵ sin +cos = 1,∈(0, ),5∴(sin +cos ) 2= 1=1+2sincos ,25∴ s in cos =-12<0. 25由根与系数的关系知,sin ,cos是方程 x 2- 1 x - 12=0 的两根,5 25解方程得 x 1 = 4 , x 2=- 3.5 5∵sin> 0,cos <0, ∴ sin= 4,cos=- 3.55∴( 1)tan=- 4 .3 (2) sin-cos = 7.5(3) sin 3 +cos 3= 37 .125方法二 (1)同方法一 .(2) (sin -cos ) 2=1-2sin ·cos=1-2 ×12 =49.25 25∵sin > 0,cos <0, ∴ sin -cos >0,∴sin-cos= 7.5(3) sin 3 +cos 3 =(sin +cos )(sin2-sincos +cos 2 )=1× 1 12 = 37 . 525 1253. 已知 sin( +k )=-2cos(+k ) ( k ∈ Z).求: ( 1)4 sin2 cos ;5 cos3sin (2) 1sin2+2cos 2 .45解 由已知得 cos( +k ) ≠ 0,∴tan( +k )=-2( k ∈Z), 即 tan =-2.(1) 4 sin2 cos 4 tan 2 10 . 5 cos3 sin5 3 tan1 2 2 12 (2) 1sin22cos 2sin cos 2tan 27 . + = 45=45 4 5sin 2 cos 2 tan2 125一、选择题1. 是第四象限角, tan= 5,则 sin 等于12A.1B.-1C.55513答案D2.( 2008·浙江理, 8)若 cos +2sin =- 5 , 则 tan 等于A.1B. 2C.1 2 2答案 B3. ( 2008· 四川理, 5)设 0≤ <2, 若 sin > 3 cos , 则 的取值范围是A.(,)B.( ,)C.(,4)3 2 333答案 C4. 设 0≤x <2 ,且 1 sin 2x =sin x-cos x ,则A .0xB .7 x44C .5 D .3 xx4 422答案C5.sin 2 ( + )-cos(+ )cos(-)+1 的值为A. 1 2B. 2sinD. 2答案 D6. 若 sin+cos =tan 0,则 的取值范围是2A. (0,) B. ( , )6 6 4D. ( , )3 2答案C二、填空题()D.-513( )D. -2()D. ( , 3 ) 3 2( )() C.0()C. ( , )4 37. 假如 cos = 1, 且 是第四象限的角 , 那么 cos ()=.5 2答案 2 658. 化简 :sin 2( ) cos( ) cos(2 ) =.tan( ) sin 3( ) sin(2 )2答案 1三、解答题9. 已知 cos( + )=- 1, 且 是第四象限角,计算:2 (1) sin(2 - );(2)sin(2n 1) ) sin ( 2n 1)( n ∈ Z).sin( 2n cos( 2n )解 ∵ cos(+ )=- 1, ∴ -cos=-1,cos = 1,222 又∵ 是第四象限角,∴ sin =- 1 cos23 .2(1) sin(2 - )=sin [ 2 +(- ) ]=sin(-)=-sin= 3 .2( 2)sin(2n 1) sin (2n 1)sin( 2n ) cos( 2n )= sin(2n) sin( 2n) )sin(2n) cos( 2n= sin() sin( )sin cos= sin sin( ) =2 sin = 2 =-4.sin cossin cos cos10. 化简:1cos4sin 4 .1 cos6sin 6解 方法一 原式 = (cos 2 sin 2 )2 cos 4 sin 4(cos 2 sin 2 )3 cos 6sin 6 = 2 cos 2 sin 2 sin 22 .3 cos 2 sin 2 (cos 2 ) 3方法二 原式 =(1 cos 2 )(1 cos 2 ) sin 4cos 2 cos 2 cos 4 sin 6(1 )(1 ) =sin 2 (1 cos 2 sin 2 )sin 2 (1 cos 2cos 4sin4)=2cos 21 cos 2(cos 2sin2)(cos 2sin 2)=2cos 22cos 2 2 .1 cos2 cos 2 sin 23cos 2311. 设 k 为整数,化简sin( k1) ) cos ( k 1).sin (k cos(k )解 方法一 当 k 为偶数时,设 k=2m ( m ∈Z), 则原式 = sin( 2m1) ) cos ( 2m 1). sin (2m cos(2m)= sin() cos( ) ( sin )( cos ) 1;sin( ) cos sin cos当 k 为奇数时,可设 k=2m+1( m Z),仿上可得,原式 =-1.方法二由( k + )+( k - )=2 k ,[( k -1) - ]+[ ( k+1) + ] =2 k ,得 sin( k -)=-sin( k+ ),cos ( k 1)cos (k 1)=-cos( k + ),sin [( k+1) + ] =-sin( k+ ). 故原式 = sin(k ) cos(k ) 1.sin( k ) cos(k)12. 已知 sin(-)-cos( + )=2 . 求以下各式的值:32(1) sin -cos;(2) sin 32 cos3 ().2解 由 sin(-)-cos(+ )=2 ,3得sincos2 , ①3将①式两边平方,得 1+2sin· cos = 2, 故 2sin· cos =- 7,9 9又< < ,∴sin > 0,∴ cos < 0.2∴sin cos>0.(1) (sincos )2 1 2sincos1 ( 7 ) 16 ,9 9∴ sincos4 .3(2) sin 3 () cos 3 ( ) cossin 32 2= (cos sin )(cos 2cos sinsin 2 )=4 1 7 22 .31827§4.3 三角函数的图象与性质基础自测1.①在( 0,)上递减;②以2为周期;③是奇函数.()2A. y=tan xB. y=cosxC. y=-sin xD. y=sin xcos x答案 C2. 以下函数中,周期为的是(2A . y=sin xB . y=sin2 xC . y=cosxD . y=cos4 x2 4答案 D3. 设函数 y=acos x+b( a、 b 为常数 ) 的最大值是1,最小值是 -7 ,那么 acos x+bsin x 的最大值是()A.1B.4C.5D.7答案 C4. 函数 y=|sin x| 的一个单一增区间是()A . ( , ) B.( ,3) C.( ,3) D. (3,2)4 4 4 4 2 2答案 C5. (2008·全国Ⅱ理, 8)若动直线x=a 与函数 f( x)=sin x 和 g ( x)=cos x 的图象分别交于M、N 两点,则 | MN | 的最大值为()A.1B. 2C. 3D.2答案 B例 1求以下函数的定义域:(1) y=lgsin(cos x); (2)=sin x cos x .解 ( 1)要使函数存心义,一定使sin(cos x) >0.∵-1 ≤ cos x ≤1, ∴0<cos x ≤ 1.方法一 利用余弦函数的简图得悉定义域为 { x|-+2k <x <+2k, k ∈ Z}.22方法二利用单位圆中的余弦线 OM ,依题意知 0<OM ≤1,∴OM 只好在 x 轴的正半轴上,∴其定义域为 x |2kx2k , k Z.22(2)要使函数存心义,一定使sin x-cos x ≥0.方法一利用图象 . 在同一坐标系中画出[ 0,2 ]上 y=sin x 和 y=cosx 的图象,以下图 .在[ 0,2]内,知足 sin x=cosx 的 x 为 , 5,再联合正弦、余弦函数的周期是2 ,4 4所以定义域为 x |2kx5Z.2k , k44 方法二利用三角函数线,如图 MN 为正弦线, OM 为余弦线,要使 sin x ≥cosx, 即 MN ≥OM , 则≤ x ≤ 5(在[ 0,2]内) .44∴定义域为x | 2k5 2k , k Z.x4 4方法三 sinx-cos x= 2 sin ( x)≥0,4将 x-视为一个整体,由正弦函数 y=sin x 的图象和性质4可知 2k≤x-≤ +2k ,4解得 2k+ ≤ x ≤ 5+2k , k ∈Z.4 4所以定义域为x | 2kxx 5 2k , k Ζ .44例 2 求以下函数的值域:(1) y= sin 2x sin x ;1 cos x(2) y=sin x+cosx+sin xcos x;(3) y=2cos (x ) +2cosx .3解(1)y= 2sin x cos x sin x = 2 cos x(1 cos 2x)1 cos x 1 cos x 21 ) 2- 1 .=2cos x+2cosx=2 (cosx22于是当且仅当 cos x=1 时获得 y max =4, 但 cos x ≠ 1,∴ y < 4,且 y min =- 1 , 当且仅当 cos x=- 1时获得 .2 21故函数值域为,4 .2( 2)令 t=sin x+cosx, 则有 t 2=1+2sin xcos x,即 sin xcosx= t21 .2有 y=f( t)= t+ t21 = 1(t 1) 2 1 .2 2又 t=sin x+cosx=2 sin(x) ,4∴- 2 ≤ t ≤ 2 .故 y=f( t)= 1( t1)2 1 (-2 ≤t ≤ 2 ),2进而知: f(-1) ≤y ≤ f(2 ), 即-1 ≤y ≤ 2 + 1.2 即函数的值域为1, 1 2.2( 3)y=2cos (x ) +2cosx3=2coscos x-2sinsin x+2cosx33=3cosx - 3 sin x=2 33cosx 1 2 sin x2=2 3 cos (x) .6∵cos(x)≤ 16∴该函数值域为[ -2 3 ,2 3 ].例 3( 12 分)求函数 y=2sin (x) 的单一区间 .4解方法一 y=2sin (x ) 化成 y=-2sin ( x ) .1 分44∵y=sin u ( u ∈R) 的递加、递减区间分别为2k,2k (k ∈ Z),2 2 2k,2k 3 ( k ∈Z),223 分∴函数 y=-2sin (x )的递加、递减区间分别由下边的不等式确立42k + ≤ x- ≤ 2k+3(k ∈ Z),2 4 2即 2k+3≤x ≤ 2k+7(k ∈ Z),442k - ≤ x- ≤ 2k+(k ∈ Z), 2 4 2即 2k -4 ≤ x ≤ 2k +3(k ∈ Z). 11分4∴函数 y=2sin (x ) 的单一递减区间、单一递加区间分别为2k,2k3( k ∈Z),44 42k3 ,2k 7 ( k ∈Z).12分4 4方法二 y=2sin (x ) 可看作是由 y=2sin u 与 u =x 复合而成的 . 1 分44又∵ u=4x 为减函数,∴由 2k -2 ≤ u ≤ 2k + ( k ∈ Z),2-2 k -≤x ≤ -2 k +3( k ∈Z). 4 4即2k, 2k3x) 的递减区间 .4 ( k ∈Z )为 y=2sin (4 4由 2k+2 ≤ u ≤ 2k+3( k ∈Z),2即 2k +≤ - x ≤ 2k +3( k ∈Z)24 2得-2 k - 5≤ x ≤-2 k - ( k ∈Z),4 4即2k5 ( k ∈Z) 为 y=2sin ( x) 的递加区间 .11 分, 2k444综上可知: y=2sin (x ) 的递加区间为42k54, 2k(k ∈ Z );43 递减区间为1. 求 f( x)= 12k, 2k ( k ∈Z ) .12 分442 cos( x ) 的定义域和值域 .2解 由函数 1-2 cosx ≥ 0, 得 sin x ≤2, 利用单位圆或三角函数的图象,易得所求函数的定义域是225 x 2k, k Z .x | 2k44当 sin x=cosx = 2时, y min =0;22当 sin x=cosx =-1 时, y max = 1 2 .2所以函数的值域为[ 0, 1 2 ].2. 已知函数 f( x)=2 cos 4x3 cos 2x 1 , 求它的定义域和值域,并判断它的奇偶性.cos 2x解 由题意知 cos2x ≠ 0,得 2x ≠ k+ ,2解得 x ≠k( k ∈Z ) .24所以 f( x )的定义域为x x R,且x k, k Z.24又 f (x)= 2 cos 4x3 cos 2 x 1 = (2 cos 2 x 1)(cos 2x 1)cos 2xcos 2 x 22f( x) 是偶函数 .=cosx-1=-sin x . 又定义域对于原点对称,∴2k , k ∈Z. 明显-sinx ∈[ -1 ,0],但∵ x ≠2421 ∴ -sin x ≠- . 所以原函数的值域为2y | 1 y1 1 或y 0 .223. ( 1)求函数 y=sin32x 的单一递减区间;(2)求 y=3tanx 的周期及单一区间 .6 4解( 1)方法一 令 u=2 x , y=sin u 利用复合函数单一性 .3由 2k- ≤ -2 x+ ≤2k + 2 ( k ∈Z), 得232k -5≤ -2 x ≤ 2k + 6 (k ∈Z),6- k -≤ x ≤ - k + 5( k ∈ Z),12 12即 k -≤ x ≤k + 5( k ∈Z).1212∴原函数的单一递减区间为k , k 512 ( k ∈ Z).12方法二由已知函数 y=-sin2x3 , 欲求函数的单一递减区间,只需求y=sin 2x 的单一递加区间 .3由 2k- ≤ 2x - ≤2k + ( k ∈Z),232解得 k -≤x ≤ k + 5(k ∈ Z).1212∴原函数的单一递减区间为k , k 512 (k ∈ Z ).12(2) y=3tanx =-3tanx,64 46 ∴T==4 , ∴ y=3tan6 x 的周期为 4 .4 由 k -< x<k+,24 62得 4k-4<x < 4k+8( k ∈ Z),33y=3tan x的单一增区间是46 4k4 , 4k8 ( k ∈Z )3 3∴y=3tan6 x 的单一递减区间是44k4 , 4k 8(k ∈Z).33一、选择题211. 已知函数 y=tanx 在 (, )内是减函数 ,则 ()2 2A.0 < ≤1B.-1 ≤ <0C. ≥1D. ω ≤-1答案 B2(. 2009·连云港模拟)若函数 y= sin( x )( 0) 的最小正周期为 4,且当 x=2 时 y 获得最小值 , 则 的一个可能值是( )A.4B.3C.D.2答案 C3. 函数 f( x)=tanx (>0) 的图象的相邻的两支截直线 y=所得线段长为 4 , 则 f( ) 的值是 ()44A.0B.1C.-1D.4答案 A4. 函数 y=2sin (-2 x )( x ∈[ 0, ]) 为增函数的区间是( )6A. 0,B.7C., 5D.5 3,6,12 123 6答案 C5. 函数 f( x)=lg(sin2 x+3 cos2x -1) 的定义域是( )A. x | kx k , k Z B. x | kx k,k Z12462C.x | kx k11,k ZD.412x | kx k,k Z3答案A6. 给出以下命题:①函数 y=cos 2x是奇函数;32②存在实数, 使得 sin +cos= 3;2③若 、 是第一象限角且 < , 则 tan <tan ;④x= 是函数 y=sin2x 5 的一条对称轴方程;4 822⑤函数 y=sin 2x的图象对于点,0 成中心对称图形 .312此中正确的序号为()A. ①③B.②④C. ①④D.④⑤答案 C二、填空题7.(2008 ·江苏, 1) f( x)=cos(x -) 最小正周期为,此中 > 0,则 =.65答案 108. 对于函数 f( x)=4sin ( 2x+)(x ∈ R3①由 f( x 1)= f( x 2)=0 可得 x 1- x 2 必是②y= f( x) 的表达式可改写为 y=4cos(2 x-)6③y= f( x) 的图象对于点 (-,0)6④y= f( x) 的图象对于直线 x=-对称 .6此中正确的命题的序号是.答案三、解答题9. 已知 x ∈,,若方程 mcos x-1=cos x+m 有解,试求参数 m 的取值范围 .6 3解 由 m cosx -1=cos x+m 得cosx=m 1 , 作出函数 y=cosx 的图象(以下图) ,m 1由图象可得 1 ≤m1 ≤1, 解得 m ≤-3.2 m 110. 设 a= (sin22x,cos x sin x ) , b=(4sin x,cos x-sin x), f( x)= a ·b .4(1)求函数 f( x) 的分析式;(2)已知常数> 0,若 y=f( x ) 在区间2 上是增函数,求的取值范围;2,3(3)设会合 A= xx 2, B={ x|| f( x)- m| < 2}, 若 A B ,务实数 m 的取值范围 .63解 ( 1) f( x)=sin 22 x4·4sin x+(cos x+sin x) ·(cos x-sin x)1 cos2x=4sin x ·+cos2x2232=2sin x(1+sin x)+1-2sin x=2sin x+1,∴ f ( x)=2sin x+1.(2)∵ f( x)=2sin x+1, >0.由 2k-≤ x ≤2k + ,22得 f(x) 的增区间是 2k, 2k, k ∈Z.22∵f (x )在,2上是增函数,2 3∴, 22 , 2 .23∴-≥2 ≤, ∴ ∈3 2且2 0, .234( 3)由 | f( x)- m| <2, 得-2 <f( x)- m < 2,即 f( x)-2 < m < f( x)+2.∵AB ,∴当≤x ≤ 2时, 6 3不等式 f( x)-2 <m < f( x)+2 恒建立 .∴f( x) max -2 < m < f( x) min +2,∵f( x) max =f( )=3, f( x) min =f( )=2, ∴ m ∈( 1,4) .2 611. 定义在 R 上的函数 f( x) 既是偶函数又是周期函数,若f( x) 的最小正周期是, 且当 x ∈ 0,时, f( x)=sin x.2(1)求当 x ∈[ -,0]时, f( x) 的分析式;(2)画出函数 f( x) 在[ -, ]上的函数简图;(3)求当 f( x) ≥ 1时, x 的取值范围 .2 解 (1)∵ f( x) 是偶函数,∴ f(- x)= f( x).而当 x ∈0,时, f( x)=sin x .2∴当 x ∈,0 时,2f( x)= f(- x)=sin(- x)=-sin x .又当 x ∈,时, x+ ∈ 0,,2224∵f( x) 的周期为,∴ f( x)= f( +x)=sin( +x)=-sin x .∴当 x ∈[ -,0 ]时, f( x)=-sin x .(2)如图(3)因为 f( x )的最小正周期为,所以先在[ -, 0]上来研究 f( x) ≥ 1,2即-sin x ≥ 1 , ∴sin x ≤ - 1,2 2∴-5≤ x ≤- .6 6由周期性知,当 x ∈ k5 , k , k ∈ Z 时, f( x) ≥ 1 .66212. 已知 a >0,函数 f( x)=-2 asin (2 x)+2a+b, 当 x ∈ 0,时, -5 ≤ f( x) ≤1.62(1)求常数 a, b 的值;(2)设 g( x)= f ( x)且 lg g( x) >0, 求 g( x) 的单一区间 .2解 ( 1)∵ x ∈ 0,,∴ 2x+ ∈ 6 ,7. ∴ sin ( 2x) ∈ 1,1 ,2 6 662∴-2 asin (2 x)∈[ -2a , a ] . ∴f( x) ∈[ b,3 a+b ],6又∵ -5 ≤f( x) ≤ 1, ∴ b=-5,3 a+b =1, 所以 a=2, b=-5.(2)由( 1)知 a=2, b=-5, ∴ f ( x )=-4sin (2 x)-1, g ( x)= f ( x) =-4sin (2x 7) -1=4sin ( 2x ) -1.6266又由 lg g( x) >0 得 g( x) > 1, ∴4sin (2 x6)-1 >1,∴sin ( 2x) > 1, ∴2k + < 2x+ < 2k + 5, k ∈ Z.62 6 66由 2k+ < 2x+6 ≤2k + ( k ∈Z), 得 g( x) 的单一增区间为: k ,k( k ∈ Z )6 2 6由 2k+ ≤ 2x+<2k +5, 得 g( x) 的单一减区间为k, k(k ∈Z ) .26 663§4.4 函数 y=Asin( x+ )的图象及三角函数模型的简单应用25基础自测1. ( 2008·天津理, 3)设函数 f ( x )=sin (2x), x ∈ R ,则 f (x )是( )2A. 最小正周期为 的奇函数B. 最小正周期为 的偶函数C. 最小正周期为的奇函数D . 最小正周期为的偶函数22答案 B2.(2008· 浙江理, 5)在同一平面直角坐标系中, 函数 y=cos (x3 ) ( x ∈[0,2 ]) 的图象和直线 y= 1的交点个数是 ( )222A. 0B.1C.2D.4答案 C3. 为了获得函数 y=2sinx , x ∈R 的图象,只需把函数 y=2sin x ,x ∈R 的图象上全部的点()36A . 向左平移个单位长度,再把所得各点的横坐标缩短到本来的 1倍(纵坐标不变)63B . 向右平移个单位长度,再把所得各点的横坐标缩短到本来的 136C . 向左平移个单位长度,再把所得各点的横坐标伸长到本来的 36D . 向右平移个单位长度,再把所得各点的横坐标伸长到本来的 3 倍(纵坐标不变)6答案C4. 下边有五个命题:44①函数 y=sin x-cos x 的最小正周期是.②终边在 y 轴上的角的会合是 { | =k, k ∈ Z}.2③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(2 x+) 的图象向右平移 获得 y=3sin2 x 的图象 .36⑤函数 y=sin( x-) 在[ 0,]上是减函数 .2此中,真命题的编号是.26答案①④5. 已知函数 f( x)=2sinx(>0) 在区间,上的最小值是 -2 ,则 的最小值等于.3 4答案32例 1 已知函数 y=2sin (2 x) ,3(1) 求它的振幅、周期、初相;(2) 用“五点法”作出它在一个周期内的图象;(3) 说明 y=2sin ( 2x)的图象可由 y=sin x 的图象经过如何的变换而获得 .3解 ( 1)y=2sin ( 2x)的振幅 A=2, 周期 T=2=,初相 = .323(2)令 X=2x+, 则 y=2sin (2 x )=2sin X .33列表,并描点画出图象:x-756 123 12 6X3 222y=sin X 01 0 -1 0 y=2sin(2x+)2-23(3)方法一把 y=sin x 的图象上全部的点向左平移个单位,获得 y=sin ( x )的图象,再把y=sin ( x) 的图象上333 的点的横坐标缩短到本来的1倍(纵坐标不变) ,获得 y=sin (2x)的图象, 最后把 y=sin (2 x) 上全部点的纵坐标伸233长到本来的2 倍(横坐标不变) ,即可获得 y=2sin ( 2x)的图象.327方法二 将 y=sin x 的图象上每一点的横坐标x 缩短为本来的 1 倍,纵坐标不变,获得 y=sin2 x 的图象;2再将 y=sin2 x 的图象向左平移个单位;6获得 y=sin2(x )=sin ( 2x) 的图象;再将 y=sin (2x) 的图象上每一点的横坐标保持不变,纵坐标伸长为本来的2 6 33倍,获得 y=2sin (2 x) 的图象 .3例 2 如图为 y=Asin(x+ ) 的图象的一段,求其分析式.解 方法一以 N 为第一个零点,则 A=- 3 ,T=2(5) = ,63∴=2,此时分析式为 y=- 3 sin (2x+ ) .∵点 N (,0) ,∴-×2+ =0,∴ = ,663所求分析式为 y=- 3 sin (2 x3 ) .①方法二 由图象知 A= 3 ,以 M (,0) 为第一个零点, P ( 5,0) 为第二个零点 .36· 02列方程组3解之得2 .53·6∴所求分析式为 y=3 sin (2 x2) .②3例 3(12 分)已知函数 f( x)= A -Acos(2 x+2 ) ( A > 0,>0,0 < <), 且 y=f( x) 的最大值为 2,其图象相邻2 22两对称轴间的距离为 2,并过点( 1,2) .( 1)求 ;(2) 计算 f(1)+ f(2)+ +f(2 008).解 ( 1)∵ y= A -Acos(2x+2 ), 且 y=f( x) 的最大值为 2, A >0,2 2∴A + A=2, A=2. 2 2又∵其图象相邻两对称轴间的距离为2,>0,∴ 1 (2 ) =2,= . 2 分2 24∴f( x)= 2 - 2 cos ( x2 )=1-cos ( x 2 ) .2 22 228∵y=f( x) 过 (1,2) 点,∴ cos (2 )=-1. 4分22 =2k + , k ∈Z. ∴=k +, k ∈Z.24又∵ 0< <,∴=. 6分24(2)∵ =, ∴f( x)=1-cos ( x 2)=1+sin x.422∴f(1)+ f(2)+ f(3)+ f(4)=2+1+0+1=4. 9 分又∵ y=f( x) 的周期为 4,2 008=4 ×502,∴f ( 1)+f (2)+ +f ( 2 008 ) =4×502=2 008.12 分1. 已知函数 y=3sin ( 1x)24( 1)用五点法作出函数的图象;( 2)说明此图象是由 y=sin x 的图象经过怎么样的变化获得的; ( 3)求此函数的振幅、周期和初相;( 4)求此函数图象的对称轴方程、对称中心.解 ( 1)列表:x3 5 7 92 222 21 x 4 02 3 2223sin (1x) 03-324描点、连线 , 以下图:(2)方法一 “先平移,后伸缩” .先把 y=sin x 的图象上全部点向右平移个单位,获得 y=sin ( x )的图象;再把 y=sin ( x) 的图象上全部点的横坐44429标伸长到本来的 2 倍(纵坐标不变) ,获得y=sin ( 1x ) 的图象,最后将y=sin ( 1x) 的图象上全部点的纵坐标伸长到本来的 3 倍(横坐标不变) ,就获得2424y=3sin ( 1x )的图象.2 4方法二“先伸缩,后平移”先把 y=sin x 的图象上全部点的横坐标伸长为本来的2 倍(纵坐标不变) ,获得 y=sin 1 x 的图象;再把 y=sin 1x 图象上2 2 全部的点向右平移2 个单位,获得 y=sin 1( x-)=sin x ) 的图象,最后将 y=sin x) 的图象上全部点的纵坐标伸长到本来的 3 倍(横坐标不( (22 2 4 2 4变),就获得 y=3sin ( 1 x)的图象.2 4(3)周期 T = 2 =2=4 ,振幅 A=3,初相是 - .1 42(4)令1x4= +k ( k ∈ Z),22得 x=2k +3( k ∈Z), 此为对称轴方程 .2令1x- 4 =k ( k ∈Z) 得 x=+2k ( k ∈Z).22对称中心为 (2k2 ,0) ( k ∈ Z).2. 函数 y=Asin(x+ )(>0,|| <, x ∈R) 的部分图象以下图,则函数表达式为( )2A. y=-4sin (x )B. y =-4sin (x )848 4 C. y =4sin ( x) D. y =4sin ( x)8 48 4答案 B3. 已知函数 f( x)= Asin x +Bcos x ( 此中 A 、B 、 是实常数,且> 0) 的最小正周期为 2, 并当 x= 1时, f( x) 获得最大值 2.3( 1)函数 f( x) 的表达式;( 2)在闭区间21 , 23上能否存在 f( x) 的对称轴 ? 假如存在 , 求出其对称轴方程 ; 假如不存在 , 说明原因 . 4 4解 ( 1)f( x)= Asin x +Bcos x = A 2 B 2sin( x)由T=2=2知 =,又因为 f( x) 最大值为 2,所以 f (x ) =2sin(x+).30。
【步步高】2017版高考数学一轮复习 第四章 三角函数、解三角形 4.4 函数 y=Asin(ωx+φ)的图象及应用 理
【步步高】(江苏专用)2017版高考数学一轮复习 第四章 三角函数、解三角形 4.4 函数 y =Asin(ωx +φ)的图象及应用 理1.y =A sin(ωx +φ)的有关概念2.如下表所示:3.【思考辨析】判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“³”)(1)利用图象变换作图时“先平移,后伸缩”与“先伸缩,后平移”中平移的长度一致.( ³ )(2)y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π4的图象是由y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4的图象向右平移π2个单位得到的.( √ )(3)由图象求解析式时,振幅A 的大小是由一个周期内的图象中的最高点的值与最低点的值确定的.( √ )(4)函数f (x )=A sin(ωx +φ)的图象的两个相邻对称轴间的距离为一个周期.( ³ ) (5)函数y =A cos(ωx +φ)的最小正周期为T ,那么函数图象的两个相邻对称中心之间的距离为T2.( √ )1.y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π4的振幅、频率和初相分别为 . 答案 2,1π,-π42.已知函数f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6.若y =f (x -φ) (0<φ<π2)是偶函数,则φ= .答案π3解析 因为y =f (x -φ)=sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2 x -φ +π6=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -2φ+π6是偶函数,所以-2φ+π6=π2+k π,k ∈Z ,得φ=-π6-k π2,k ∈Z .又0<φ<π2,所以φ=π3. 3.(2015²湖南改编)将函数f (x )=sin 2x 的图象向右平移φ⎝ ⎛⎭⎪⎫0<φ<π2个单位后得到函数g (x )的图象,若对满足|f (x 1)-g (x 2)|=2的x 1,x 2,有|x 1-x 2|min =π3,则φ= .答案π6解析 因为g (x )=sin[2(x -φ)]=sin(2x -2φ), 所以|f (x 1)-g (x 2)|=|sin 2x 1-sin(2x 2-2φ)|=2. 因为-1≤sin 2x 1≤1,-1≤sin(2x 2-2φ)≤1,所以sin 2x 1和sin(2x 2-2φ)的值中,一个为1,另一个为-1,不妨取sin 2x 1=1,sin(2x 2-2φ)=-1,则2x 1=2k 1π+π2,k 1∈Z,2x 2-2φ=2k 2π-π2,k 2∈Z,2x 1-2x 2+2φ=2(k 1-k 2)π+π,(k 1-k 2)∈Z , 得|x 1-x 2|=⎪⎪⎪⎪⎪⎪ k 1-k 2 π+π2-φ.因为0<φ<π2,所以0<π2-φ<π2,故当k 1-k 2=0时,|x 1-x 2|min =π2-φ=π3,则φ=π6.4.(教材改编)如图,某地一天从6~14时的温度变化曲线近似满足函数y =A sin(ωx +φ)+b ,则这段曲线的函数解析式为 .答案 y =10sin ⎝⎛⎭⎪⎫π8x +3π4+20,x ∈[6,14]解析 从图中可以看出,从6~14时的是函数y =A sin(ωx +φ)+b 的半个周期,所以A =12³(30-10)=10,b =12³(30+10)=20,又12³2πω=14-6, 所以ω=π8.又π8³10+φ=2π, 解得φ=3π4,所以y =10sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π8x +3π4+20,x ∈[6,14].5.(2014²安徽)若将函数f (x )=sin(2x +π4)的图象向右平移φ个单位,所得图象关于y轴对称,则φ的最小正值是 . 答案3π8解析 ∵函数f (x )=sin(2x +π4)的图象向右平移φ个单位得到g (x )=sin[2(x -φ)+π4]=sin(2x +π4-2φ),又∵g (x )是偶函数,∴π4-2φ=k π+π2(k ∈Z ).∴φ=-k π2-π8(k ∈Z ). 当k =-1时,φ取得最小正值3π8.题型一 函数y =A sin(ωx +φ)的图象及变换 例1 已知函数y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3. (1)求它的振幅、周期、初相;(2)用“五点法”作出它在一个周期内的图象;(3)说明y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3的图象可由y =sin x 的图象经过怎样的变换而得到.解 (1)y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3的振幅A =2, 周期T =2π2=π,初相φ=π3.(2)令X =2x +π3,则y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3=2sin X .列表如下:(3)方法一 把y =sin x 的图象上所有的点向左平移π3个单位长度,得到y =sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +π3的图象;再把y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π3的图象上所有点的横坐标缩短到原来的12倍(纵坐标不变),得到y =sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π3的图象;最后把y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3上所有点的纵坐标伸长到原来的2倍(横坐标不变),即可得到y =2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π3的图象.方法二 将y =sin x 的图象上所有点的横坐标缩短为原来的12倍(纵坐标不变),得到y =sin2x 的图象;再将y =sin 2x 的图象向左平移π6个单位长度,得到y =sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π6=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3的图象;再将y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3的图象上所有点的纵坐标伸长为原来的2倍(横坐标不变),即得到y =2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π3的图象.思维升华 (1)五点法作简图:用“五点法”作y =A sin(ωx +φ)的简图,主要是通过变量代换,设z =ωx +φ,由z 取0,π2,π,32π,2π来求出相应的x ,通过列表,计算得出五点坐标,描点后得出图象.(2)图象变换:由函数y =sin x 的图象通过变换得到y =A sin(ωx +φ)的图象,有两种主要途径:“先平移后伸缩”与“先伸缩后平移”.(1)把函数y =sin(x +π6)图象上各点的横坐标缩短到原来的12(纵坐标不变),再将图象向右平移π3个单位长度,那么所得图象的一条对称轴方程为 (填正确的序号).①x =-π2;②x =-π4;③x =π8;④x =π4.(2)设函数f (x )=cos ωx (ω>0),将y =f (x )的图象向右平移π3个单位长度后,所得的图象与原图象重合,则ω的最小值等于 . 答案 (1)① (2)6解析 (1)将y =sin(x +π6)图象上各点的横坐标缩短到原来的12(纵坐标不变),得到函数y=sin(2x +π6);再将图象向右平移π3个单位长度,得到函数y =sin[2(x -π3)+π6]=sin(2x-π2),故x =-π2是其图象的一条对称轴方程. (2)由题意可知,nT =π3 (n ∈N *),∴n ²2πω=π3(n ∈N *),∴ω=6n (n ∈N *),∴当n =1时,ω取得最小值6. 题型二 由图象确定y =Asin(ωx +φ)的解析式例2 (1)已知函数y =A sin(ωx +φ) (A >0,ω>0,|φ|<π2)的图象上一个最高点的坐标为(2,2),由这个最高点到其右侧相邻最低点间的图象与x 轴交于点(6,0),则此函数的解析式为 .(2)函数f (x )=A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0,|φ|<π)的部分图象如图所示,则函数f (x )的解析式为 .答案 (1)y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π8x +π4(2)f (x )=2sin(2x +π3)解析 (1)由题意得A =2,T 4=6-2,所以T =16,ω=2πT =π8.又sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π8³2+φ=1,所以π4+φ=π2+2k π (k ∈Z ).又因为|φ|<π2,所以φ=π4. (2)由题图可知A =2,T 4=7π12-π3=π4, 所以T =π,故ω=2, 因此f (x )=2sin(2x +φ), 又⎝⎛⎭⎪⎫712π,-2为最小值点,∴2³712π+φ=2k π+3π2,k ∈Z ,∴φ=2k π+π3,k ∈Z ,又|φ|<π, ∴φ=π3.故f (x )=2sin(2x +π3).思维升华 确定y =A sin(ωx +φ)+b (A >0,ω>0)的步骤和方法: (1)求A ,b ,确定函数的最大值M 和最小值m , 则A =M -m2,b =M +m2.(2)求ω,确定函数的最小正周期T ,则可得ω=2πT.(3)求φ,常用的方法有:①代入法:把图象上的一个已知点代入(此时A ,ω,b 已知)或代入图象与直线y =b 的交点求解(此时要注意交点在上升区间上还是在下降区间上).②特殊点法:确定φ值时,往往以寻找“最值点”为突破口.具体如下:“最大值点”(即图象的“峰点”)时ωx +φ=π2;“最小值点”(即图象的“谷点”)时ωx+φ=3π2.函数f (x )=2sin(ωx +φ)⎝⎛⎭⎪⎫ω>0,-π2<φ<π2的部分图象如图所示,则φ= .答案 -π3解析 ∵T 2=1112π-512π,∴T =π.又T =2πω(ω>0),∴2πω=π, ∴ω=2.由五点作图法可知当x =512π时,ωx +φ=π2,即2³512π+φ=π2,∴φ=-π3.题型三 三角函数图象性质的应用 命题点1 三角函数模型的应用例3 如图,为了研究钟表与三角函数的关系,建立如图所示的坐标系,设秒针尖位置P (x ,y ).若初始位置为P 0⎝⎛⎭⎪⎫32,12,当秒针从P 0(注:此时t =0)正常开始走时,那么点P 的纵坐标y 与时间t 的函数关系式为 .答案 y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π30t +π6解析 设点P 的纵坐标y 与时间t 的函数关系式为y =sin(ωt +φ).由题意可得,函数的初相位是π6.又函数周期是60(秒)且秒针按顺时针旋转,即T =⎪⎪⎪⎪⎪⎪2πω=60,所以|ω|=π30,即ω=-π30,所以y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π30t +π6.命题点2 方程根(函数零点问题)例4 已知关于x 的方程2sin 2x -3sin 2x +m -1=0在⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π上有两个不同的实数根,则m 的取值范围是 . 答案 (-2,-1)解析 方程2sin 2x -3sin 2x +m -1=0可转化为m =1-2sin 2x +3sin 2x=cos 2x +3sin 2x=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6,x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π.设2x +π6=t ,则t ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫76π,136π,∴题目条件可转化为m2=sin t ,t ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫76π,136π,有两个不同的实数根.∴y =m 2和y =sin t ,t ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫76π,136π的图象有两个不同交点,如图:由图象观察知,m 2的范围为(-1,-12),故m 的取值范围是(-2,-1). 引申探究例4中,“有两个不同的实数根”改成“有实根”,则m 的取值范围是 . 答案 [-2,1)解析 由例4知,m 2的范围是⎣⎢⎡⎭⎪⎫-1,12,∴-2≤m <1,∴m 的取值范围是[-2,1). 命题点3 图象性质综合应用例5 已知函数f (x )=3sin(ωx +φ)-cos(ωx +φ)(0<φ<π,ω>0)为偶函数,且函数y =f (x )图象的两相邻对称轴间的距离为π2.(1)求f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π8的值; (2)求函数y =f (x )+f ⎝⎛⎭⎪⎫x +π4的最大值及对应的x 的值.解 (1)f (x )=3sin(ωx +φ)-cos(ωx +φ) =2⎣⎢⎡⎦⎥⎤32sin ωx +φ -12cos ωx +φ=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx +φ-π6.因为f (x )是偶函数, 则φ-π6=π2+k π(k ∈Z ),所以φ=2π3+k π(k ∈Z ),又因为0<φ<π,所以φ=2π3,所以f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx +π2=2cos ωx . 由题意得2πω=2²π2,所以ω=2. 故f (x )=2cos 2x . 因此f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π8=2cos π4= 2.(2)y =2cos 2x +2cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝⎛⎭⎪⎫x +π4=2cos 2x +2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π2 =2cos 2x -2sin 2x=22sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-2x=-22sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π4令2x -π4=2k π-π2(k ∈Z ),y 有最大值22,所以当x =k π-π8(k ∈Z )时,y 有最大值2 2.思维升华 (1)三角函数模型的应用体现在两方面:一是已知函数模型求解数学问题;二是把实际问题抽象转化成数学问题,建立数学模型再利用三角函数的有关知识解决问题.(2)方程根的个数可转化为两个函数图象的交点个数.(3)研究y =A sin(ωx +φ)的性质时可将ωx +φ视为一个整体,利用换元法和数形结合思想进行解题.设函数f (x )=3sin(ωx +φ)(ω>0,-π2<φ<π2)的图象关于直线x =2π3对称,它的周期是π,则下列说法正确的是 .(填序号) ①f (x )的图象过点(0,32);②f (x )在[π12,2π3]上是减函数;③f (x )的一个对称中心是(5π12,0);④将f (x )的图象向右平移|φ|个单位长度得到函数y =3sin ωx 的图象. 答案 ①③解析 ∵周期为π,∴2πω=π⇒ω=2,∴f (x )=3sin(2x +φ),f (2π3)=3sin(4π3+φ), 则sin(4π3+φ)=1或-1.又φ∈(-π2,π2),4π3+φ∈(5π6,116π),∴4π3+φ=3π2⇒φ=π6, ∴f (x )=3sin(2x +π6).①:令x =0⇒f (x )=32,正确.②:令2k π+π2<2x +π6<2k π+3π2,k ∈Z⇒k π+π6<x <k π+2π3,k ∈Z .令k =0⇒π6<x <2π3, 即f (x )在(π6,2π3)上单调递减,而在(π12,π6)上单调递增,错误.③:令x =5π12⇒f (x )=3sin π=0,正确.④:应平移π12个单位长度,错误.4.三角函数图象与性质的综合问题典例 (14分)已知函数f (x )=23sin(x 2+π4)²cos(x 2+π4)-sin(x +π).(1)求f (x )的最小正周期;(2)若将f (x )的图象向右平移π6个单位长度,得到函数g (x )的图象,求函数g (x )在区间[0,π]上的最大值和最小值.思维点拨 (1)先将f (x )化成y =A sin(ωx +φ)的形式再求周期; (2)将f (x )解析式中的x 换成x -π6,得g (x ),然后利用整体思想求最值.规范解答解 (1)f (x )=23sin(x 2+π4)²cos(x 2+π4)-sin(x +π)=3cos x +sin x [4分]=2sin(x +π3),[6分]于是T =2π1=2π.[7分](2)由已知得g (x )=f (x -π6)=2sin(x +π6),[9分]∵x ∈[0,π],∴x +π6∈[π6,7π6],∴sin(x +π6)∈[-12,1],[12分]∴g (x )=2sin(x +π6)∈[-1,2].[13分]故函数g (x )在区间[0,π]上的最大值为2,最小值为-1.[14分]解决三角函数图象与性质的综合问题的一般步骤: 第一步:(化简)将f (x )化为a sin x +b cos x 的形式; 第二步:(用辅助角公式)构造f (x )=a 2+b 2² (sin x ²aa 2+b2+cos x ²b a 2+b 2);第三步:(求性质)利用f (x )=a 2+b 2sin(x +φ)研究三角函数的性质; 第四步:(反思)反思回顾,查看关键点、易错点和答题规范. 温馨提醒 (1)在第(1)问的解法中,使用辅助角公式a sin α+b cos α=a 2+b 2sin(α+φ)(其中tan φ=ba),或a sin α+b cos α=a 2+b 2cos(α-φ)(其中tan φ=ab),在历年高考中使用频率是相当高的,几乎年年使用到、考查到,应特别加以关注.(2)求g (x )的最值一定要重视定义域,可以结合三角函数图象进行求解.[方法与技巧]1.五点法作图及图象变换问题(1)五点法作简图要取好五个关键点,注意曲线凸凹方向;(2)图象变换时的伸缩、平移总是针对自变量x 而言,而不是看角ωx +φ的变化.2.由图象确定函数解析式由图象确定y =A sin(ωx +φ)时,φ的确定是关键,尽量选择图象的最值点代入;若选零点代入,应根据图象升降找“五点法”作图中第一个零点. 3.对称问题函数y =A sin(ωx +φ)的图象与x 轴的每一个交点均为其对称中心,经过该图象上坐标为(x ,±A )的点与x 轴垂直的每一条直线均为其图象的对称轴,这样的最近两点间横坐标的差的绝对值是半个周期(或两个相邻对称中心的距离). [失误与防范]1.由函数y =sin x 的图象经过变换得到y =A sin(ωx +φ)的图象,如先伸缩,再平移时,要把x 前面的系数提取出来.2.复合形式的三角函数的单调区间的求法.函数y =A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0)的单调区间的确定,基本思想是把ωx +φ看做一个整体.若ω<0,要先根据诱导公式进行转化. 3.函数y =A sin(ωx +φ)在x ∈[m ,n ]上的最值可先求t =ωx +φ的范围,再结合图象得出y =A sin t 的值域.A 组 专项基础训练 (时间:40分钟)1.函数y =cos ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π3的部分图象可能是 .答案 ④解析 ∵y =cos ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π3,∴当2x -π3=0, 即x =π6时,函数取得最大值1,结合图象看,可使函数在x =π6时取得最大值的只有④.2.设偶函数f (x )=A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0,0<φ<π)的部分图象如图所示,△KLM 为等腰直角三角形,∠KML =90°,KL =1,则f (16)的值为 .答案34解析 取K ,L 中点N ,则MN =12,因此A =12.由T =2得ω=π.∵函数为偶函数,0<φ<π,∴φ=π2,∴f (x )=12cos πx ,∴f (16)=12cos π6=34.3.已知函数f (x )=2sin(ωx +φ)(ω>0,且|φ|<π2)的部分图象如图所示,则函数f (x )的单调递增区间是 . 答案 [k π-π12,k π+5π12],k ∈Z解析 由函数的图象可得14T =23π-512π,∴T =π,则ω=2.又图象过点(512π,2),∴2sin(2³512π+φ)=2,∴φ=-π3+2k π,k ∈Z ,∵|φ|<π2,∴取k =0,则φ=-π3,即得f (x )=2sin(2x -π3),∴f (x )的单调增区间为2k π-π2≤2x -π3≤2k π+π2,k ∈Z ,即单调递增区间为[k π-π12,k π+5π12],k ∈Z .4.已知曲线f (x )=sin ωx +3cos ωx (ω>0)相邻的两条对称轴之间的距离为π2,且曲线关于点(x 0,0)中心对称,若x 0∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2,则x 0= .答案π3解析 f (x )=sin ωx +3cos ωx =2⎝ ⎛⎭⎪⎫12sin ωx +32cos ωx=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫ωx +π3. ∵曲线f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx +π3相邻的两条对称轴之间的距离为π2,∴最小正周期T =π=2πω,∴ω=2,∴f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3. ∵曲线关于点(x 0,0)中心对称; ∴2x 0+π3=k π(k ∈Z ),∴x 0=k π2-π6(k ∈Z ), 又x 0∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2,∴x 0=π3.5.函数f (x )=sin(2x +φ)⎝⎛⎭⎪⎫|φ|<π2的图象向左平移π6个单位后所得函数图象的解析式是奇函数,则函数f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2上的最小值为 .答案 -32解析 由函数f (x )的图象向左平移π6个单位得g (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +φ+π3的图象, 因为是奇函数,所以φ+π3=k π,k ∈Z ,又因为|φ|<π2,所以φ=-π3,所以f (x )=sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π3.又x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2,所以2x -π3∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π3,2π3,所以当x =0时,f (x )取得最小值为-32.6.电流强度I (安)随时间t (秒)变化的函数I =A sin(ωt +φ)(A >0,ω>0,0<φ<π2)的图象如右图所示,则当t =1100秒时,电流强度是 安. 答案 -5解析 由图象知A =10,T 2=4300-1300=1100,∴ω=2πT=100π.∴I =10sin(100πt +φ).∵图象过点⎝⎛⎭⎪⎫1300,10,∴10sin(100π³1300+φ)=10,∴sin(π3+φ)=1,π3+φ=2k π+π2,k ∈Z ,∴φ=2k π+π6,k ∈Z ,又∵0<φ<π2,∴φ=π6.∴I =10sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫100πt +π6,当t =1100秒时,I =-5安. 7.若函数f (x )=sin(ωx +φ) (ω>0且|φ|<π2)在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤π6,2π3上是单调递减函数,且函数从1减小到-1,则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4= .答案32解析 由题意可得,函数的周期为2³⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3-π6=π,即2πω=π,∴ω=2,∴f (x )=sin(2x +φ). 由sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2³π6+φ=1,|φ|<π2可得φ=π6, ∴f (x )=sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π6,∴f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+π6=cos π6=32.8.已知函数f (x )=A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0,|φ|<π2)在一个周期内的图象如图所示.若方程f (x )=m 在区间[0,π]上有两个不同的实数x 1,x 2,则x 1+x 2的值为 .答案π3或43π 解析 由图象可知y =m 和y =f (x )图象的两个交点关于直线x =π6或x =23π对称,∴x 1+x 2=π3或43π.9.(2015²天津)已知函数f (x )=sin 2x -sin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π6,x ∈R . (1)求f (x )的最小正周期;(2)求f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π3,π4上的最大值和最小值.解 (1)由已知,有f (x )=1-cos 2x 2-1-cos ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π32=12⎝ ⎛⎭⎪⎫12cos 2x +32sin 2x -12cos 2x =34sin 2x -14cos 2x =12sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π6.所以f (x )的最小正周期T =2π2=π. (2)因为f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π3,-π6上是减函数,在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π6,π4上是增函数,且f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π3=-14, f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π6=-12,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4=34, 所以f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π3,π4上的最大值为34, 最小值为-12.10.设函数f (x )=32-3sin 2ωx -sin ωx cos ωx (ω>0),且y =f (x )图象的一个对称中心到最近的对称轴的距离为π4. (1)求ω的值;(2)求f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤π,3π2上的最大值和最小值. 解 (1)f (x )=32-3sin 2ωx -sin ωx cos ωx =32-3³1-cos 2ωx 2-12sin 2ωx =32cos 2ωx -12sin 2ωx =-sin ⎝⎛⎭⎪⎫2ωx -π3.依题意知2π2ω=4³π4,ω>0,所以ω=1.(2)由(1)知f (x )=-sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3.当π≤x ≤3π2时,5π3≤2x -π3≤8π3.所以-32≤sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π3≤1.所以-1≤f (x )≤32. 故f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤π,3π2上的最大值和最小值分别为32,-1. B 组 专项能力提升 (时间:20分钟)11.已知函数f (x )=A sin(ωx +φ) (A >0,|φ|<π2,ω>0)的图象的一部分如图所示,则该函数的解析式为 . 答案 f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π6 解析 观察图象可知:A =2且点(0,1)在图象上,∴1=2sin(ω²0+φ),即sin φ=12.∵|φ|<π2,∴φ=π6.又∵1112π是函数的一个零点,且是图象递增穿过x 轴形成的零点,∴11π12ω+π6=2π,∴ω=2.∴f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π6.12.(2014²天津改编)已知函数f (x )=3sin ωx +cos ωx (ω>0),x ∈R .在曲线y =f (x )与直线y =1的交点中,若相邻交点距离的最小值为π3,则f (x )的最小正周期为 .答案 π解析 f (x )=3sin ωx +cos ωx =2sin(ωx +π6)(ω>0).由2sin(ωx +π6)=1得sin(ωx +π6)=12,∴ωx +π6=2k π+π6或ωx +π6=2k π+56π(k ∈Z ).令k =0,得ωx 1+π6=π6,ωx 2+π6=56π,∴x 1=0,x 2=2π3ω.由|x 1-x 2|=π3,得2π3ω=π3,∴ω=2.故f (x )的最小正周期T =2π2=π.13.已知函数f (x )=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫3x +π3,其中x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π6,m ,若f (x )的值域是⎣⎢⎡⎦⎥⎤-1,-32,则m 的取值范围是 . 答案 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2π9,5π18解析 画出函数的图象.由x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π6,m ,可知5π6≤3x +π3≤3m +π3, 因为f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6=cos 5π6=-32,且f ⎝⎛⎭⎪⎫2π9=cos π=-1,要使f (x )的值域是⎣⎢⎡⎦⎥⎤-1,-32, 所以π≤3m +π3≤76π,则2π9≤m ≤5π18,即m ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤2π9,5π18. 14.已知f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx +π3 (ω>0),f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3,且f (x )在区间⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,π3上有最小值,无最大值,则ω= . 答案143解析 依题意,x =π6+π32=π4时,y 有最小值,∴sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4ω+π3=-1,∴π4ω+π3=2k π+3π2 (k ∈Z ), ∴ω=8k +143(k ∈Z ),∵f (x )在区间⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,π3上有最小值,无最大值, ∴π3-π4<πω,即ω<12,令k =0,得ω=143. 15.已知函数f (x )=3sin ωx cos ωx +cos 2ωx -12(ω>0),其最小正周期为π2.(1)求f (x )的表达式;(2)将函数f (x )的图象向右平移π8个单位长度,再将图象上各点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),得到函数y =g (x )的图象,若关于x 的方程g (x )+k =0在区间[0,π2]上有且只有一个实数解,求实数k 的取值范围. 解 (1)f (x )=3sin ωx cos ωx +cos 2ωx -12=32sin 2ωx +cos 2ωx +12-12=sin(2ωx +π6),21 由题意知f (x )的最小正周期T =π2,T =2π2ω=πω=π2, 所以ω=2,所以f (x )=sin(4x +π6). (2)将f (x )的图象向右平移π8个单位长度后,得到y =sin(4x -π3)的图象;再将所得图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),得到y =sin(2x -π3)的图象,所以g (x )=sin(2x -π3), 因为0≤x ≤π2,所以-π3≤2x -π3≤2π3, 所以g (x )∈[-32,1]. 又g (x )+k =0在区间[0,π2]上有且只有一个实数解,即函数y =g (x )与y =-k 在区间[0,π2]上有且只有一个交点,由正弦函数的图象可知-32≤-k <32或-k =1, 解得-32<k ≤32或k =-1, 所以实数k 的取值范围是(-32,32]∪{-1}.。
【步步高】2017版高考数学一轮复习 第四章 三角函数、解三角形 4.1 任意角、弧度制及任意角的三角函数 文
【步步高】(江苏专用)2017版高考数学一轮复习 第四章 三角函数、解三角形 4.1 任意角、弧度制及任意角的三角函数 文1.角的概念(1)任意角:①定义:角可以看做平面内一条射线绕着它的端点从一个位置旋转到另一个位置所成的图形;②分类:角按旋转方向分为正角、负角和零角.(2)所有与角α终边相同的角,连同角α在内,构成的角的集合是S ={β|β=k ²360°+α,k ∈Z }.(3)象限角:使角的顶点与坐标原点重合,角的始边与x 轴的正半轴重合,那么,角的终边(除端点外)在第几象限,就说这个角是第几象限角;如果角的终边在坐标轴上,就认为这个角不属于任何一个象限. 2.弧度制(1)定义:把长度等于半径长的弧所对的圆心角叫做1弧度的角,用符号rad 表示,读作弧度.正角的弧度数是一个正数,负角的弧度数是一个负数,零角的弧度数是0. (2)角度制和弧度制的互化:180°=π rad,1°=π180 rad ,1 rad =⎝ ⎛⎭⎪⎫180π°.(3)扇形的弧长公式:l =|α|²r ,扇形的面积公式:S =12lr =12|α|²r 2.3.任意角的三角函数任意角α的终边与单位圆交于点P (x ,y )时,sin α=y ,cos α=x ,tan α=yx(x ≠0). 三个三角函数的初步性质如下表:4.如下图,设角α的终边与单位圆交于点P ,过P 作PM ⊥x 轴,垂足为M ,过A (1,0)作单位圆的切线与α的终边或终边的反向延长线相交于点T .为正弦线;有向线段OM 为余弦线;有向线段切线判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“³”) (1)锐角是第一象限的角,第一象限的角也都是锐角.( ³ ) (2)角α的三角函数值与其终边上点P 的位置无关.( √ )(3)角α终边上点P 的坐标为(-12,32),那么sin α=32,cos α=-12;同理角α终边上点Q 的坐标为(x 0,y 0),那么sin α=y 0,cos α=x 0.( ³ ) (4)α∈(0,π2),则tan α>α>sin α.( √ )(5)α为第一象限角,则sin α+cos α>1.( √ )1.已知角θ的顶点为坐标原点,始边为x 轴的正半轴,若P (4,y )是角θ终边上一点,且sin θ=-255,则y = .答案 -8解析 因为sin θ=y42+y2=-255, 所以y <0,且y 2=64,所以y =-8.2.下列与9π4的终边相同的角的表达式中正确的是 .①2k π+45°(k ∈Z ); ②k ²360°+94π(k ∈Z );③k ²360°-315°(k ∈Z ); ④k π+5π4(k ∈Z ).答案 ③解析 与9π4的终边相同的角可以写成2k π+9π4(k ∈Z ) ,但是角度制与弧度制不能混用,所以只有③正确.3.(教材改编)已知2弧度的圆心角所对的弦长为2,那么这个圆心角所对的弧长是 . 答案2sin 1解析 设圆的半径为r ,则sin 1=1r ,∴r =1sin 1,∴2弧度的圆心角所对弧长为2r =2sin 1. 4.已知θ角的终边与480°角的终边关于x 轴对称,点P (x ,y )在θ角的终边上(不是原点), 则xyx 2+y 2= .答案34解析 由题意知角θ的终边与240°角的终边相同, 又∵P (x ,y )在角θ的终边上, ∴tan θ=tan 240°=3=y x,于是xyx 2+y 2=y x1+ y x2=31+3=34. 5.函数y =2cos x -1的定义域为 . 答案 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π-π3,2k π+π3(k ∈Z ) 解析∵2cos x -1≥0,∴cos x ≥12.由三角函数线画出x 满足条件的终边范围(如图阴影所示). ∴x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π-π3,2k π+π3(k ∈Z ).题型一 角及其表示例1 (1)已知角α的终边在如图所示阴影表示的范围内(不包括边界),则角α用集合可表示为 .(2)若角α在第三象限,则角α2在第 象限.答案 (1)⎝ ⎛⎭⎪⎫2k π+π4,2k π+56π(k ∈Z ) (2)二或四解析 (1)∵在[0,2π)内,终边落在阴影部分角的集合为⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,56π,∴所求角的集合为⎝ ⎛⎭⎪⎫2k π+π4,2k π+56π(k ∈Z ).(2)∵2k π+π<α<2k π+3π2(k ∈Z ), ∴k π+π2<α2<k π+34π(k ∈Z ).当k =2n (n ∈Z )时,2n π+π2<α2<2n π+34π,α2是第二象限角, 当k =2n +1(n ∈Z )时,2n π+3π2<α2<2n π+74π,α2是第四象限角,综上知,当α是第三象限角时,α2是第二或第四象限角.思维升华 (1)利用终边相同的角的集合可以求适合某些条件的角,方法是先写出与这个角的终边相同的所有角的集合,然后通过对集合中的参数k 赋值来求得所需的角.(2)利用终边相同的角的集合S ={β|β=2k π+α,k ∈Z }判断一个角β所在的象限时,只需把这个角写成[0,2π)范围内的一个角α与2π的整数倍的和,然后判断角α的象限.(1)设集合M ={x |x =k 2²180°+45°,k ∈Z },N ={x |x =k4²180°+45°,k ∈Z },那么下列关系正确的是 .①M =N ;②M ⊆N ;③N ⊆M ;④M ∩N =∅.(2)集合{α|k π+π4≤α≤k π+π2,k ∈Z }中的角所表示的范围(阴影部分)是 .答案 (1)② (2)③解析 (1)方法一 由于M ={x |x =k2²180°+45°,k ∈Z }={…,-45°,45°,135°,225°,…},N ={x |x =k4²180°+45°,k ∈Z }={…,-45°,0°,45°,90°,135°,180°,225°,…},显然有M ⊆N .方法二 由于M 中,x =k2²180°+45°=k ²90°+45°=(2k +1)²45°,2k +1是奇数;而N 中,x =k4²180°+45°=k ²45°+45°=(k +1)²45°,k +1是整数,因此必有M ⊆N .(2)当k =2n (n ∈Z )时,2n π+π4≤α≤2n π+π2,此时α表示的范围与π4≤α≤π2表示的范围一样;当k =2n +1 (n ∈Z )时,2n π+π+π4≤α≤2n π+π+π2,此时α表示的范围与π+π4≤α≤π+π2表示的范围一样,故③正确.题型二 弧度制的应用例2 已知一扇形的圆心角为α,半径为R ,弧长为l . (1)若α=60°,R =10 cm ,求扇形的弧长l ;(2)已知扇形的周长为10 cm ,面积是4 cm 2,求扇形的圆心角;(3)若扇形周长为20 cm ,当扇形的圆心角α为多少弧度时,这个扇形的面积最大? 解 (1)α=60°=π3 rad ,∴l =|α|²R =π3³10=10π3(cm).(2)由题意得⎩⎪⎨⎪⎧2R +R ²|α|=1012|α|²R 2=4⇒⎩⎪⎨⎪⎧R =1,α=8(舍去),⎩⎪⎨⎪⎧R =4,α=12.故扇形圆心角为12.(3)由已知得,l +2R =20.所以S =12lR =12(20-2R )R =10R -R 2=-(R -5)2+25,所以当R =5时,S 取得最大值25,此时l =10,α=2.即当扇形的圆心角α为2弧度时,这个扇形的面积最大. 思维升华 应用弧度制解决问题的方法(1)利用扇形的弧长和面积公式解题时,要注意角的单位必须是弧度.(2)求扇形面积最大值的问题时,常转化为二次函数的最值问题,利用配方法使问题得到解决. (3)在解决弧长问题和扇形面积问题时,要合理地利用圆心角所在的三角形.(1)将表的分针拨快10分钟,则分针旋转过程中形成的角的弧度数是 .(2)已知扇形的周长为4 cm ,当它的半径为 cm 和圆心角为 弧度时,扇形面积最大.答案 (1)-π3(2)1 2解析 (1)将表的分针拨快应按顺时针方向旋转,为负角,又因为拨快10分钟,故应转过的角为圆周的16.即为-16³2π=-π3.(2)设扇形圆心角为α,半径为r ,则 2r +|α|r =4,∴|α|=4r-2.∴S 扇形=12|α|²r 2=2r -r 2=-(r -1)2+1,∴当r =1时,(S 扇形)max =1,此时|α|=2. 题型三 三角函数的概念 命题点1 三角函数定义的应用例3 (1)已知角α的终边过点P (-8m ,-6sin 30°),且cos α=-45,则m 的值为 .(2)点P 从(1,0)出发,沿单位圆逆时针方向运动2π3弧长到达Q 点,则Q 点的坐标为 .答案 (1)12 (2)⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,32解析 (1)∵r =64m 2+9, ∴cos α=-8m64m 2+9=-45,∴m >0,∴4m 264m 2+9=125,即m =12.(2)由三角函数定义可知Q 点的坐标(x ,y )满足x =cos2π3=-12,y =sin 2π3=32. 即Q 点的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,32.命题点2 三角函数值的符号例4 (1)若sin α<0且tan α>0,则α是第 象限角.(2)设θ是第三象限角,且⎪⎪⎪⎪⎪⎪cos θ2=-cos θ2,则θ2是第 象限角. 答案 (1)三 (2)二 解析 (1)∵sin α<0,∴α的终边落在第三、四象限或y 轴的负半轴上; 又tan α>0,∴α在第一象限或第三象限,故α在第三象限. (2)由θ是第三象限角,知θ2为第二或第四象限角, ∵⎪⎪⎪⎪⎪⎪cos θ2=-cos θ2,∴cos θ2≤0,综上知θ2为第二象限角.命题点3 三角函数线例5 满足cos α≤-12的角α的集合为 .答案 ⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫α⎪⎪⎪2k π+23π≤α≤2k π+43π,k ∈Z 解析 作直线x =-12交单位圆于C 、D 两点,连结OC 、OD ,则OC 与OD 围成的区域(图中阴影部分)即为角α终边的范围,故满足条件的角α的集合为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫α⎪⎪⎪2k π+23π≤α≤2k π+43π,k ∈Z .思维升华 (1)利用三角函数的定义,求一个角的三角函数值,需确定三个量:角的终边上任意一个异于原点的点的横坐标x ,纵坐标y ,该点到原点的距离r .(2)根据三角函数定义中x 、y 的符号来确定各象限内三角函数的符号,理解并记忆:“一全正、二正弦、三正切、四余弦”.(3)利用三角函数线解三角不等式时要注意边界角的取舍,结合三角函数的周期性正确写出角的范围.(1)已知角α的余弦线是单位长度的有向线段,那么角α的终边在 .①x 轴上; ②y 轴上;③直线y =x 上; ④直线y =-x 上.(2)已知角α的终边经过点(3a -9,a +2),且cos α≤0,sin α>0,则实数a 的取值范围是 . 答案 (1)① (2)(-2,3] 解析 (1)||cos α=1,∴角α的终边在x 轴上. (2)∵cos α≤0,sin α>0,∴角α的终边落在第二象限或y 轴的正半轴上.∴⎩⎪⎨⎪⎧3a -9≤0,a +2>0,∴-2<a ≤3.6.数形结合思想在三角函数中的应用典例 (1)如图,在平面直角坐标系xOy 中,一单位圆的圆心的初始位置在(0,1),此时圆上一点P 的位置在(0,0),圆在x 轴上沿正向滚动.当圆滚动到圆心位于C (2,1)时,OP →的坐标为 .(2)函数y =lg(3-4sin 2x )的定义域为 .思维点拨 (1)点P 转动的弧长是本题的关键,可在图中作三角形,寻找P 点坐标和三角形边长的关系.(2)求函数的定义域可转化为解不等式-32<sin x <32,利用三角函数线可直观清晰得出x 的范围. 解析 (1)如图所示,过圆心C 作x 轴的垂线,垂足为A ,过P 作x 轴的垂线与过C 作y 轴的垂线交于点B .因为圆心移动的距离为2,所以劣弧PA =2,即圆心角∠PCA =2, 则∠PCB =2-π2,所以PB =sin(2-π2)=-cos 2,CB =cos(2-π2)=sin 2,所以x P =2-CB =2-sin 2,yP =1+PB =1-cos 2, 所以OP →=(2-sin 2,1-cos 2).(2)∵3-4sin 2x >0, ∴sin 2x <34,∴-32<sin x <32. 利用三角函数线画出x 满足条件的终边范围(如图阴影部分所示), ∴x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫k π-π3,k π+π3(k ∈Z ). 答案 (1)(2-sin 2,1-cos 2) (2)⎝⎛⎭⎪⎫k π-π3,k π+π3(k ∈Z ) 温馨提醒 (1)解决和旋转有关的问题要抓住旋转过程中角的变化,结合弧长公式、三角函数定义寻找关系.(2)利用三角函数线解三角不等式要在单位圆中先作出临界情况,然后观察适合条件的角的位置.[方法与技巧]1.在利用三角函数定义时,点P 可取终边上任一点,如有可能取终边与单位圆的交点,则OP =r 一定是正值.2.三角函数符号是重点,也是难点,在理解的基础上可借助口诀:一全正,二正弦,三正切,四余弦.3.在解简单的三角不等式时,利用单位圆及三角函数线是一个小技巧. [失误与防范]1.注意易混概念的区别:象限角、锐角、小于90°的角是概念不同的三类角.第一类是象限角,第二、第三类是区间角.2.角度制与弧度制可利用180°=π rad 进行互化,在同一个式子中,采用的度量制度必须一致,不可混用.3.已知三角函数值的符号确定角的终边位置不要遗漏终边在坐标轴上的情况.A 组 专项基础训练 (时间:40分钟)1.给出下列四个命题:( ) ①-3π4是第二象限角;②4π3是第三象限角; ③-400°是第四象限角; ④-315°是第一象限角.其中正确的命题有 个. 答案 3解析 -3π4是第三象限角,故①错误.4π3=π+π3,从而4π3是第三象限角,②正确.-400°=-360°-40°,从而③正确.-315°=-360°+45°,从而④正确.2.若一圆弧长等于其所在圆的内接正三角形的边长,则其圆心角α∈(0,π)的弧度数为 . 答案3解析 设圆半径为r ,则其内接正三角形的边长为3r , 所以3r =|α|²r ,所以α= 3.3.设α是第二象限角,P (x,4)为其终边上的一点,且cos α=15x ,则tan α= .答案 -43解析 因为α是第二象限角,所以cos α=15x <0,即x <0. 又cos α=15x =x x 2+16, 解得x =-3,所以tan α=4x =-43. 4.若角α的终边在直线y =-34x 上,则2sin α+cos α= . 答案 -25或25解析 设P (4a ,-3a )(a ≠0)是角α终边上任意一点,则OP =r = 4a 2+ -3a 2=5|a |.当a >0时,r =5a ,此时sin α=-35,cos α=45, 则2sin α+cos α=-65+45=-25. 当a <0时,r =-5a ,此时,sin α=35,cos α=-45, 则2sin α+cos α=65-45=25. 5.给出下列命题:①第二象限角大于第一象限角;②三角形的内角是第一象限角或第二象限角;③不论是用角度制还是用弧度制度量一个角,它们与扇形的半径的大小无关;④若sin α=sin β,则α与β的终边相同;⑤若cos θ<0,则θ是第二或第三象限的角.其中正确命题的个数是 .答案 1解析 举反例:第一象限角370°不小于第二象限角100°,故①错;当三角形的内角为90°时,其既不是第一象限角,也不是第二象限角,故②错;③正确;由于sin π6=sin 5π6,但π6与5π6的终边不相同,故④错;当cos θ=-1,θ=π时既不是第二象限角,也不是第三象限角,故⑤错.综上可知只有③正确. 6.已知扇形的圆心角为π6,面积为π3,则扇形的弧长等于 . 答案π3解析 设扇形半径为r ,弧长为l ,则⎩⎪⎨⎪⎧ l r =π6,12lr =π3,解得⎩⎪⎨⎪⎧ l =π3,r =2.7.已知角α=2k π-π5(k ∈Z ),若角θ与角α的终边相同,则y =sin θ|sin θ|+cos θ|cos θ|+tan θ|tan θ|的值为 . 答案 -1解析 由α=2k π-π5(k ∈Z )及终边相同的概念知, 角α的终边在第四象限,又角θ与角α的终边相同,所以角θ是第四象限角,所以sin θ<0,cos θ>0,tan θ<0.所以y =-1+1-1=-1.8.如图所示,在平面直角坐标系xOy 中,角α的终边与单位圆交于点A ,点A 的纵坐标为45,则cos α= .答案 -35解析 由题意及图,易知A 点的横坐标为-35, 所以cos α=-35. 9.一个扇形OAB 的面积是1 cm 2,它的周长是4 cm ,求圆心角的弧度数和弦长AB . 解 设扇形的半径为r cm ,弧长为l cm ,则⎩⎪⎨⎪⎧ 12lr =1,l +2r =4,解得⎩⎪⎨⎪⎧ r =1,l =2.∴圆心角|α|=l r =2.如图,过O 作OH ⊥AB 于H ,则∠AOH =1 rad.∴AH =1²sin 1=sin 1(cm),∴AB =2sin 1(cm).所以圆心角的弧度数为2,弦长AB 为2sin 1 cm.10.已知角θ的终边上有一点P (x ,-1)(x ≠0),且tan θ=-x ,求sin θ+cos θ. 解 ∵θ的终边过点(x ,-1)(x ≠0),∴tan θ=-1x,又tan θ=-x , ∴x 2=1,即x =±1.当x =1时,sin θ=-22,cos θ=22, 因此sin θ+cos θ=0;当x =-1时,sin θ=-22,cos θ=-22, 因此sin θ+cos θ=- 2.故sin θ+cos θ的值为0或- 2.B 组 专项能力提升(时间:20分钟)11.已知圆O :x 2+y 2=4与y 轴正半轴的交点为M ,点M 沿圆O 顺时针运动π2弧长到达点N ,以ON 为终边的角记为α,则tan α= .答案 1解析 圆的半径为2,π2的弧长对应的圆心角为π4,故以ON 为终边的角为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫α⎪⎪⎪α=2k π+π4,k ∈Z ,故tan α=1. 12.给出下列各函数值:①sin(-1 000°);②cos(-2 200°);③tan(-10),其中符号为负的是 .答案 ③解析 与-1 000°终边相同的角是80°,所以-1 000°是第一象限角,则sin(-1 000°)>0;与-2 200°终边相同的角是-40°,所以-2 200°是第四象限角,则cos(-2 200°)>0;-7π2<-10<-3π,所以-10是第二象限角,则tan(-10)<0.13.设MP 和OM 分别是角17π18的正弦线和余弦线,则给出的以下不等式: ①MP <OM <0;②OM <0<MP ;③OM <MP <0;④MP <0<OM .其中正确的是 .答案 ②解析 角1718π在第二象限,OM <0,MP >0,∴②正确. 14.已知角θ的终边经过点P (-3,m ) (m ≠0)且sin θ=24m ,试判断角θ所在的象限,并求cos θ和tan θ的值.解 由题意,得r =3+m 2,所以sin θ=m3+m 2=24m . 因为m ≠0,所以m =±5,故角θ是第二或第三象限角.当m =5时,r =22,点P 的坐标为(-3,5),角θ是第二象限角,所以cos θ=x r =-322=-64, tan θ=y x =5-3=-153; 当m =-5时,r =22,点P 的坐标为(-3,-5),角θ是第三象限角,所以cos θ=x r =-322=-64, tan θ=y x =-5-3=153. 15.如图所示,动点P ,Q 从点A (4,0)出发沿圆周运动,点P 按逆时针方向每秒钟转π3弧度,点Q 按顺时针方向每秒钟转π6弧度,求点P ,点Q 第一次相遇时所用的时间、相遇点的坐标及P ,Q 点各自走过的弧长.解 设P ,Q 第一次相遇时所用的时间是t ,则t ²π3+t ²|-π6|=2π.所以t =4(秒),即第一次相遇的时间为4秒.设第一次相遇点为C ,第一次相遇时P 点和Q 点已运动到终边在π3²4=4π3的位置,则xC =-cos π3²4=-2,yC =-sin π3²4=-2 3.所以C 点的坐标为(-2,-23).P 点走过的弧长为43π²4=163π,Q 点走过的弧长为23π²4=83π.。
高中数学步步高大一轮复习讲义四说课稿公开课一等奖课件省赛课获奖课件
线与 α 的终边或终边的反向延长线相交于点 T.
三 角
(Ⅰ)
(Ⅱ)
函
数
线
(Ⅲ)
(Ⅳ)
有向线段 MP为正弦线;有向线段 OM
为余弦线;有向线段 AT 为正切线
3.三角函数线是三角函数的
几何表达
(1)正弦线、正切线的方向同纵轴 一致,向上为正,向下为负. (2)余弦线的方向同横轴一致,向 右为正,向左为负. (3)当角 α 的终边在 x 轴上时,点 T 与点 A 重合,此时正切线变成了 一个点,当角 α 的终边在 y 轴上 时,点 T 不存在,即正切线不存在. (4) 在 “ 数 ” 的 角 度 认 识 任 意 角
角的有关问题
【例 1】 (1)写出终边在直线 y= 3x 思维启迪
解析
探究提高
上的角的集合; (2)若角 θ 的终边与67π角的终边相同, 求在[0,2π)内终边与θ3角的终边相同
的角;
(3)已知角 α 是第一象限角,试确定 2α、α2所在的象限.
基础知识
题型分类
思想方法
练出高分
题型分类·深度剖析
的三角函数的基础上,还可以从
图形角度考察任意角的三角函
数,即用有向线段表示三角函数
值,这是三角函数与其他基本初
等函数不同的地方.
基础知识
题型分类
思想方法
练出高分
基础知识·自主学习
基础自测
题号
1 2 3 4 5
答案
(-1, 3)
-8
C
C C
基础知识
题型分类
思想方法
解析
练出高分
题型分类·深度剖析
题型一
r= x2+y2= 4t2+-3t2=5|t|,
高考数学一轮复习第四章三角函数、解三角形4.3三角函数的图象与性质理
【步步高】(江苏专用)2017版高考数学一轮复习 第四章 三角函数、解三角形 4.3 三角函数的图象与性质 理1.用五点法作正弦函数和余弦函数的简图正弦函数y =sin x ,x ∈[0,2π]的图象中,五个关键点是:(0,0),(π2,1),(π,0),(3π2,-1),(2π,0).余弦函数y =cos x ,x ∈[0,2π]的图象中,五个关键点是:(0,1),(π2,0),(π,-1),(3π2,0),(2π,1). 2.正弦函数、余弦函数、正切函数的图象与性质【思考辨析】判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)y =sin x 在第一、第四象限是增函数.( × )(2)常数函数f (x )=a 是周期函数,它没有最小正周期.( √ ) (3)正切函数y =tan x 在定义域内是增函数.( × ) (4)已知y =k sin x +1,x ∈R ,则y 的最大值为k +1.( × ) (5)y =sin |x |是偶函数.( √ ) (6)若sin x >22,则x >π4.( × )1.(教材改编)函数f (x )=4-2cos 13x 的最小值是______,取得最小值时,x 的取值集合为______________.答案 2 {x |x =6k π,k ∈Z }解析 ∵-1≤cos 13x ≤1,∴f (x )min =4-2×1=2,此时的cos 13x =1,13x =2k π,∴x =6k π,k ∈Z .2.函数y =lg(sin x -cos x )的定义域为____________________.答案 ⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |2k π+π4<x <2k π+5π4,k ∈Z解析 sin x -cos x >0,即sin x >cos x .画出y =sin x 及y =cos x 在[0,2π]上的图象如图.由图象知原函数的定义域为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |2k π+π4<x <2k π+5π4,k ∈Z .3.若函数f (x )=sin ωx (ω>0)在区间[0,π3]上单调递增,在区间[π3,π2]上单调递减,则ω=________. 答案 32解析 ∵f (x )=sin ωx (ω>0)过原点, ∴当0≤ωx ≤π2,即0≤x ≤π2ω时,y =sin ωx 是增函数;当π2≤ωx ≤3π2,即π2ω≤x ≤3π2ω时, y =sin ωx 是减函数.由f (x )=sin ωx (ω>0)在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π3上单调递增,在⎣⎢⎡⎦⎥⎤π3,π2上单调递减知,π2ω=π3,∴ω=32.4.函数y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6 (x ∈[-π,0])的单调递减区间是______________. 答案 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤-5π6,-π3解析 ∵由题意知2k π+π2≤2x +π6≤2k π+3π2 (k ∈Z ),∴k π+π6≤x ≤k π+2π3 (k ∈Z ).又x ∈[-π,0],∴-5π6≤x ≤-π3.5.函数f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6-m 在x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2内有两个不同的零点,则m 的取值范围是__________. 答案 [1,2)解析 令f (x )=0,则m =2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π6. 因为x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2,故-π6≤2x -π6≤5π6,设2x -π6=t ,则m =2sin t ,t ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π6,5π6,根据题意并结合函数图象(图略)可知m 的取值范围是[1,2).题型一 三角函数的定义域和值域例1 (1)函数y =2sin x -1的定义域为____________. (2)函数f (x )=3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6在区间[0,π2]上的值域为________.(3)函数y =cos 2x +sin x (|x |≤π4)的最小值为___________________.答案 (1)⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π+π6,2k π+5π6(k ∈Z ) (2)⎣⎢⎡⎦⎥⎤-32,3 (3)1-22 解析 (1)由2sin x -1≥0,得sin x ≥12,所以2k π+π6≤x ≤2k π+5π6(k ∈Z ).(2)当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2时, 2x -π6∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π6,5π6,sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-12,1,故3sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π6∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-32,3,即此时函数f (x )的值域是⎣⎢⎡⎦⎥⎤-32,3.(3)令t =sin x ,∵|x |≤π4,∴t ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-22,22. ∴y =-t 2+t +1=-⎝ ⎛⎭⎪⎫t -122+54,∴t =-22时,y min =1-22. 思维升华 (1)三角函数定义域的求法求三角函数定义域实际上是构造简单的三角不等式(组),常借助三角函数线或三角函数图象来求解.(2)三角函数值域的不同求法①利用sin x 和cos x 的值域直接求;②把所给的三角函数式变换成y =A sin(ωx +φ)的形式求值域; ③通过换元,转换成二次函数求值域.(1)函数y =lg(sin x )+cos x -12的定义域为__________________.(2)函数y =sin x -cos x +sin x cos x 的值域为____________.答案 (1)⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |2k π<x ≤π3+2k π,k ∈Z(2)⎣⎢⎡⎦⎥⎤-12-2,1解析 (1)要使函数有意义必须有⎩⎪⎨⎪⎧sin x >0,cos x -12≥0,即⎩⎪⎨⎪⎧sin x >0,cos x ≥12,解得⎩⎪⎨⎪⎧2k π<x <π+2k πk ∈Z ,-π3+2k π≤x ≤π3+2k πk ∈Z ,∴2k π<x ≤π3+2k π(k ∈Z ),∴函数的定义域为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |2k π<x ≤π3+2k π,k ∈Z . (2)设t =sin x -cos x ,则t 2=sin 2x +cos 2x -2sin x cos x , sin x cos x =1-t22,且-2≤t ≤ 2.∴y =-t 22+t +12=-12(t -1)2+1.当t =1时,y max =1;当t =-2时,y min =-12- 2.∴函数的值域为⎣⎢⎡⎦⎥⎤-12-2,1. 题型二 三角函数的单调性例2 (1)函数f (x )=tan ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π3的单调递增区间是________________.(2)已知ω>0,函数f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx +π4在⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π上单调递减,则ω的取值范围是________. 答案 (1)⎝⎛⎭⎪⎫k π2-π12,k π2+5π12(k ∈Z ) (2)⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,54解析 (1)由k π-π2<2x -π3<k π+π2(k ∈Z )得,k π2-π12<x <k π2+5π12(k ∈Z ), 所以函数f (x )=tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3的单调递增区间为⎝ ⎛⎭⎪⎫k π2-π12,k π2+5π12(k ∈Z ).(2)由π2<x <π,ω>0得,ωπ2+π4<ωx +π4<ωπ+π4, 又y =sin x 在⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,3π2上递减,所以⎩⎪⎨⎪⎧ωπ2+π4≥π2,ωπ+π4≤3π2,解得12≤ω≤54.思维升华 (1)已知三角函数解析式求单调区间:①求函数的单调区间应遵循简单化原则,将解析式先化简,并注意复合函数单调性规律“同增异减”;②求形如y =A sin(ωx +φ)或y =A cos(ωx +φ)(其中ω>0)的单调区间时,要视“ωx +φ”为一个整体,通过解不等式求解.但如果ω<0,那么一定先借助诱导公式将ω化为正数,防止把单调性弄错.(2)已知三角函数的单调区间求参数.先求出整体函数的单调区间,然后利用集合间的关系求解.(1)函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎪⎫-2x +π3的单调减区间为________.(2)已知ω>0,函数f (x )=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx +π4在⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π上单调递增,则ω的取值范围是______________.答案 (1)⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π-π12,k π+512π,k ∈Z (2)⎣⎢⎡⎦⎥⎤32,74 解析 (1)由已知函数为y =-sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π3,欲求函数的单调减区间,只需求y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3的单调增区间.由2k π-π2≤2x -π3≤2k π+π2,k ∈Z ,得k π-π12≤x ≤k π+5π12,k ∈Z .故所给函数的单调减区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π-π12,k π+5π12(k ∈Z ).(2)函数y =cos x 的单调递增区间为[-π+2k π,2k π],k ∈Z , 则⎩⎪⎨⎪⎧ωπ2+π4≥-π+2k π,ωπ+π4≤2k π,k ∈Z ,解得4k -52≤ω≤2k -14,k ∈Z ,又由4k -52-⎝ ⎛⎭⎪⎫2k -14≤0,k ∈Z 且2k -14>0,k ∈Z ,得k =1,所以ω∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤32,74. 题型三 三角函数的周期性、对称性 命题点1 周期性例 3 在函数①y =cos|2x |,②y =|cos x |,③y =cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6,④y =tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π4中,最小正周期为π的所有函数为________. 答案 ①②③解析 ①y =cos|2x |=cos 2x ,最小正周期为π; ②由图象知y =|cos x |的最小正周期为π; ③y =cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6的最小正周期T =2π2=π;④y =tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π4的最小正周期T =π2, 故周期为π的有:①②③. 命题点2 求对称轴、对称中心例4 (1)已知函数f (x )=sin(ωx +φ)⎝ ⎛⎭⎪⎫ω>0,|φ|<π2的最小正周期是π,若将f (x )的图象向右平移π3个单位后得到的图象关于原点对称,则关于函数f (x )的图象,下列叙述正确的有________(填正确的序号). ①关于直线x =π12对称;②关于直线x =5π12对称;③关于点⎝ ⎛⎭⎪⎫π12,0对称; ④关于点⎝⎛⎭⎪⎫5π12,0对称.(2)已知函数y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3的图象关于点P (x 0,0)对称,若x 0∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π2,0,则x 0=________.答案 (1)② (2)-π6解析 (1)由题意知2πω=π,∴ω=2;又由f (x )的图象向右平移π3个单位后得到y =sin[2⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π3+φ]=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +φ-23π,此时关于原点对称,∴-2π3+φ=k π,k ∈Z ,∴φ=2π3+k π,k ∈Z ,又|φ|<π2,∴⎪⎪⎪⎪⎪⎪2π3+k π<π2,∴k =-1,φ=-π3,∴f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3. 当x =π12时,2x -π3=-π6,∴①、③错误; 当x =5π12时,2x -π3=π2,∴②正确,④错误.(2)由题意可知2x 0+π3=k π,k ∈Z ,故x 0=k π2-π6,k ∈Z , 又x 0∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π2,0, ∴k =0时,x 0=-π6.命题点3 由对称性求参数例5 若函数y =cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx +π6(ω∈N *)图象的一个对称中心是⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,0,则ω的最小值为________. 答案 2解析 由题意知πω6+π6=k π+π2(k ∈Z )⇒ω=6k +2(k ∈Z ),又ω∈N *,∴ωmin =2.思维升华 (1)对于函数y =A sin(ωx +φ),其对称轴一定经过图象的最高点或最低点,对称中心一定是函数的零点,因此在判断直线x =x 0或点(x 0,0)是不是函数的对称轴或对称中心时,可通过检验f (x 0)的值进行判断. (2)求三角函数周期的方法: ①利用周期函数的定义.②利用公式:y =A sin(ωx +φ)和y =A cos(ωx +φ)的最小正周期为2π|ω|,y =tan(ωx +φ)的最小正周期为π|ω|.(1)已知函数f (x )=2sin(ωx +φ),对于任意x 都有f ⎝⎛⎭⎪⎫π6+x =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-x ,则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6的值为________.(2)已知函数f (x )=sin x +a cos x 的图象关于直线x =5π3对称,则实数a 的值为________.答案 (1)2或-2 (2)-33解析 (1)∵f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6+x =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-x , ∴x =π6是函数f (x )=2sin(ωx +φ)的一条对称轴.∴f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6=±2. (2)由x =5π3是f (x )图象的对称轴,可得f (0)=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫10π3,解得a =-33.4.三角函数的对称性、周期性、单调性典例 (1)(2015·四川改编)下列函数中,最小正周期为π且图象关于原点对称的函数是________(填正确的序号). ①y =cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π2 ②y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π2 ③y =sin 2x +cos 2x ④y =sin x +cos x(2)(2015·课标全国Ⅰ改编)函数f (x )=cos(ωx +φ)的部分图象如图所示,且|φ|<π2,则f (x )的单调递减区间为________________.(3)已知函数f (x )=2cos(ωx +φ)+b 对任意实数x 有f (x +π4)=f (-x )成立,且f (π8)=1,则实数b 的值为________.思维点拨 (1)逐个验证所给函数是否满足条件;(2)根据图象先确定函数的周期性,然后先在一个周期内确定f (x )的减区间;(3)由f (x +π4)=f (-x )可得函数的对称轴,应用函数在对称轴处的性质求解即可.解析 (1)对于①,y =cos ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π2=-sin 2x ,符合题意.(2)由图象知,周期T =2×⎝ ⎛⎭⎪⎫54-14=2, ∴2πω=2,∴ω=π. ∴π×14+φ=π2+2k π,k ∈Z ,又|φ|<π2,∴φ=π4,∴f (x )=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫πx +π4.由2k π<πx +π4<2k π+π,k ∈Z ,得2k -14<x <2k +34,k ∈Z ,∴f (x )的单调递减区间为⎝⎛⎭⎪⎫2k -14,2k +34,k ∈Z .(3)由f (x +π4)=f (-x )可知函数f (x )=2cos(ωx +φ)+b 关于直线x =π8对称,又函数f (x )在对称轴处取得最值,故±2+b =1,∴b =-1或b =3. 答案 (1)① (2)⎝ ⎛⎭⎪⎫2k -14,2k +34,k ∈Z(3)-1或3温馨提醒 (1)研究三角函数的性质时一定要做到心中有图,充分利用数形结合思想; (2)函数y =A sin(ωx +φ)的图象与对称轴的交点是最值点.[方法与技巧]1.讨论三角函数性质,应先把函数式化成y =A sin(ωx +φ)(ω>0)的形式.2.对于函数的性质(定义域、值域、单调性、对称性、最值等)可以通过换元的方法令t =ωx +φ,将其转化为研究y =sin t 的性质.3.对于已知函数的单调区间的某一部分确定参数ω的范围的问题:首先,明确已知的单调区间应为函数的单调区间的子集;其次,要确定已知函数的单调区间,从而利用它们之间的关系可求解. [失误与防范]1.闭区间上最值或值域问题,首先要在定义域基础上分析单调性,含参数的最值问题,要讨论参数对最值的影响.2.要注意求函数y =A sin(ωx +φ)的单调区间时ω的符号,若ω<0,那么一定先借助诱导公式将ω化为正数.3.三角函数的最值可能不在自变量区间的端点处取得,直接将两个端点处的函数值作为最值是错误的.A 组 专项基础训练 (时间:40分钟)1.对于函数f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫πx +π2,下列说法正确的是________(填正确的序号). ①f (x )的周期为π,且在[0,1]上单调递增; ②f (x )的周期为2,且在[0,1]上单调递减; ③f (x )的周期为π,且在[-1,0]上单调递增; ④f (x )的周期为2,且在[-1,0]上单调递减. 答案 ②解析 因为f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫πx +π2=cos πx ,则周期T =2,在[0,1]上单调递减. 2.函数y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫πx 6-π3(0≤x ≤9)的最大值与最小值之和为________.答案 2- 3解析 ∵0≤x ≤9,∴-π3≤π6x -π3≤7π6,∴sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6x -π3∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-32,1.∴y ∈[]-3,2,∴y max +y min =2- 3.3.将函数f (x )=sin ωx (其中ω>0)的图象向右平移π4个单位长度,所得图象经过点⎝ ⎛⎭⎪⎫3π4,0,则ω的最小值是________.答案 2解析 根据题意平移后函数的解析式为y =sin ⎝⎛⎭⎪⎫ωx -π4ω,将⎝⎛⎭⎪⎫3π4,0代入得sin ωπ2=0,则ω=2k ,k ∈Z ,且ω>0,故ω的最小值为2.4.关于函数y =tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3,下列说法正确的是___________________.①是奇函数;②在区间⎝⎛⎭⎪⎫0,π3上单调递减;③⎝⎛⎭⎪⎫π6,0为其图象的一个对称中心; ④最小正周期为π. 答案 ③解析 函数y =tan ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π3是非奇非偶函数,①错误;在区间⎝⎛⎭⎪⎫0,π3上单调递增,②错误;最小正周期为π2,④错误.∵当x =π6时,tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫2×π6-π3=0,∴⎝⎛⎭⎪⎫π6,0为其图象的一个对称中心,③正确.5.函数y =cos 2x +sin 2x ,x ∈R 的值域是__________. 答案 [0,1]解析 y =cos 2x +sin 2x =cos 2x +1-cos 2x 2=1+cos 2x2. ∵cos 2x ∈[-1,1],∴y ∈[0,1].6.函数f (x )=sin(-2x )的单调增区间是________. 答案 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π+π4,k π+3π4(k ∈Z ) 解析 由f (x )=sin(-2x )=-sin 2x , 2k π+π2≤2x ≤2k π+3π2(k ∈Z )得k π+π4≤x ≤k π+3π4(k ∈Z ). 7.函数y =tan ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π4的图象与x 轴交点的坐标是________. 答案 ⎝ ⎛⎭⎪⎫k π2-π8,0(k ∈Z )解析 由2x +π4=k π(k ∈Z )得,x =k π2-π8(k ∈Z ).∴函数y =tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π4的图象与x 轴交点的坐标是⎝ ⎛⎭⎪⎫k π2-π8,0(k ∈Z ). 8.设函数f (x )=3sin(π2x +π4),若存在这样的实数x 1,x 2,对任意的x ∈R ,都有f (x 1)≤f (x )≤f (x 2)成立,则|x 1-x 2|的最小值为________.答案 2解析 f (x )=3sin(π2x +π4)的周期T =2π×2π=4,f (x 1),f (x 2)应分别为函数f (x )的最小值和最大值,故|x 1-x 2|的最小值为T2=2. 9.已知函数f (x )=cos x (sin x +cos x )-12.(1)若0<α<π2,且sin α=22,求f (α)的值;(2)求函数f (x )的最小正周期及单调递增区间. 解 (1)因为0<α<π2,sin α=22,所以cos α=22. 所以f (α)=22×⎝ ⎛⎭⎪⎫22+22-12=12. (2)因为f (x )=sin x cos x +cos 2x -12=12sin 2x +1+cos 2x 2-12 =12sin 2x +12cos 2x =22sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π4,所以最小正周期T =2π2=π.由2k π-π2≤2x +π4≤2k π+π2,k ∈Z ,得k π-3π8≤x ≤k π+π8,k ∈Z .所以f (x )的单调递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π-3π8,k π+π8,k ∈Z .10.(2015·湖北)某同学用“五点法”画函数f (x )=A sin(ωx +φ)⎝ ⎛⎭⎪⎫ω>0,|φ|<π2在某一个周期内的图象时,列表并填入了部分数据,如下表:(1) f (x )的解析式; (2) 将y =f (x )图象上所有点向左平行移动θ(θ>0)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⎝⎛⎭⎪⎫5π12,0,求θ的最小值.解 (1)根据表中已知数据,解得A =5,ω=2,φ=-π6.数据补全如下表:且函数解析式为f (x )=5sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -6. (2)由(1)知f (x )=5sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6, 得g (x )=5sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +2θ-π6. 因为函数y =sin x 图象的对称中心为(k π,0),k ∈Z . 令2x +2θ-π6=k π,解得x =k π2+π12-θ,k ∈Z .由于函数y =g (x )的图象关于点⎝ ⎛⎭⎪⎫5π12,0成中心对称,所以令k π2+π12-θ=5π12,解得θ=k π2-π3,k ∈Z . 由θ>0可知,当k =1时,θ取得最小值π6.B 组 专项能力提升 (时间:20分钟)11.已知函数f (x )=-2sin(2x +φ)(|φ|<π),若f (π8)=-2,则f (x )的单调递减区间是________________.答案 [k π-3π8,k π+π8],(k ∈Z )解析 由f (π8)=-2得,f (π8)=-2sin(2×π8+φ)=-2sin(π4+φ)=-2,所以sin(π4+φ)=1.因为|φ|<π,所以φ=π4.由2k π-π2≤2x +π4≤2k π+π2,k ∈Z ,解得k π-3π8≤x ≤k π+π8,k ∈Z .12.已知函数f (x )=2sin ωx (ω>0)在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π3,π4上的最小值是-2,则ω的最小值等于________. 答案 32解析 ∵ω>0,-π3≤x ≤π4,∴-ωπ3≤ωx ≤ωπ4.由已知条件知-ωπ3≤-π2,∴ω≥32.13.(2014·北京)设函数f (x )=A sin(ωx +φ)(A ,ω,φ是常数,A >0,ω>0).若f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤π6,π2上具有单调性,且f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3=-f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,则f (x )的最小正周期为________.答案 π 解析 ∵f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤π6,π2上具有单调性,∴T 2≥π2-π6, ∴T ≥2π3.∵f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3, ∴f (x )的一条对称轴为x =π2+2π32=7π12.又∵f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2=-f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,∴f (x )的一个对称中心的横坐标为π2+π62=π3.∴14T =7π12-π3=π4,∴T =π. 14.已知函数f (x )=A tan(ωx +φ)(ω>0,|φ|<π2),y =f (x )的部分图象如图,则f (π24)=________.答案3解析 由题中图象可知,此正切函数的半周期等于3π8-π8=π4,即最小正周期为π2,所以ω=2.由题意可知,图象过定点(3π8,0),所以0=A tan(2×3π8+φ),即3π4+φ=k π(k ∈Z ),所以φ=k π-3π4(k ∈Z ), 又|φ|<π2,所以φ=π4.又图象过定点(0,1),所以A =1. 综上可知,f (x )=tan(2x +π4), 故有f (π24)=tan(2×π24+π4)=tan π3= 3.15.已知a >0,函数f (x )=-2a sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6+2a +b ,当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2时,-5≤f (x )≤1.(1)求常数a ,b 的值;(2)设g (x )=f ⎝⎛⎭⎪⎫x +π2且lg g (x )>0,求g (x )的单调区间.解 (1)∵x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2,∴2x +π6∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π6,7π6.∴sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-12,1, ∴-2a sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6∈[-2a ,a ].∴f (x )∈[b,3a +b ],又∵-5≤f (x )≤1, ∴b =-5,3a +b =1,因此a =2,b =-5. (2)由(1)得,f (x )=-4sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π6-1,g (x )=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π2=-4sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +7π6-1=4sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6-1, 又由lg g (x )>0,得g (x )>1,∴4sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6-1>1,∴sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6>12, ∴2k π+π6<2x +π6<2k π+5π6,k ∈Z ,其中当2k π+π6<2x +π6≤2k π+π2,k ∈Z 时,g (x )单调递增,即k π<x ≤k π+π6,k ∈Z ,∴g (x )的单调增区间为⎝ ⎛⎦⎥⎤k π,k π+π6,k ∈Z .又∵当2k π+π2<2x +π6<2k π+5π6,k ∈Z 时,g (x )单调递减,即k π+π6<x <k π+π3,k ∈Z .∴g (x )的单调减区间为⎝⎛⎭⎪⎫k π+π6,k π+π3,k ∈Z .。
【步步高】(江苏专用)2017版高考数学一轮复习 第四章 三角函数、解三角形 4.6 简单的三角恒等变换课件 文
5π 1 θ 15 (4)设 <θ<3π,且|cos θ|= ,那么 sin 的值为 .( × ) 2 5 2 5 (5)公式 asin x+bcos x= a +b sin(x+φ)中 φ 的取值与 a,b 的值无
2 2
关.( × )
答案
2
考点自测
6 1 α - 3 1.已知 cos α= ,α∈(π,2π),则 cos =________. 3 2
=-8.
π 2 4 解析 原式=cos 9· cos 9π·cos(-3π+9π) π 2 4 π -cos 9· cos 9π·cos 9π·sin 9 = π sin 9
解析答案
(2)已知
π cosθ+4=
π 10 0, ,则 2 10 ,θ∈
解析 α π ∵ ∈( ,π), 2 2
1+cos α =- 2 2 6 =- . 3 3
α ∴cos =- 2
1 2 3 4 5
解析答案
1 2sin235° -1 -2 2. 的值为________. cos 10° - 3sin 10°
解析 2sin 35° -1 原式= 1 3 2 cos 10° - sin 10° 2 2
思维点拨
解析答案
温馨提醒
返回
思想方法 感悟提高
方法与技巧
1.三角函数的求值与化简要注意观察角、函数名称、式子结构之间的
联系,然后进行变换.
2.利用三角函数值求角要考虑角的范围.
3.与三角函数的图象与性质相结合的综合问题.借助三角恒等变换将已
知条件中的函数解析式整理为 f(x) = Asin(ωx+ φ) 的形式,然后借助三
2 2
【步步高】2017版高考数学一轮复习 第四章 三角函数、解三角形 4.2 同角三角函数基本关系式及诱导公式 文
【步步高】(江苏专用)2017版高考数学一轮复习 第四章 三角函数、解三角形 4.2 同角三角函数基本关系式及诱导公式 文1.同角三角函数的基本关系 (1)平方关系:sin 2α+cos 2α=1. (2)商数关系:sin αcos α=tan α.2.下列各角的终边与角α的终边的关系【思考辨析】判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“³”) (1)若α,β为锐角,则sin 2α+cos 2β=1.( ³ ) (2)若α∈R ,则tan α=sin αcos α恒成立.( ³ )(3)sin(π+α)=-sin α成立的条件是α为锐角.( ³ ) (4)六组诱导公式中的角α可以是定义域内的任意角.( √ )(5)诱导公式的记忆口诀中“奇变偶不变,符号看象限”,其中的奇、偶是指π2的奇数倍和偶数倍,变与不变指函数名称的变化.( √ )1.(教材改编)已知α是第二象限角,sin α=513,则cos α= .答案 -1213解析 ∵sin α=513,α是第二象限角,∴cos α=-1-sin 2α=-1213.2.已知sin θ+cos θ=43,θ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π4,则sin θ-cos θ的值为 .答案 -23解析 ∵sin θ+cos θ=43,∴2sin θcos θ=79.又∵(sin θ-cos θ)2=1-2sin θcos θ=29,∴sin θ-cos θ=23或-23. 又∵θ∈⎝⎛⎭⎪⎫0,π4,∴sin θ-cos θ=-23.3.已知sin(π-α)=log 814,且α∈(-π2,0),则tan(2π-α)的值为 .答案255解析 sin(π-α)=sin α=log 814=-23,又α∈(-π2,0),得cos α=1-sin 2α=53,tan(2π-α)=tan(-α)=-tan α=-sin αcos α=255.4.已知cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-α=23,则sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-2π3= . 答案 -23解析 ∵⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-α+⎝ ⎛⎭⎪⎫α-2π3=-π2, ∴α-2π3=-π2-⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-α,∴sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-2π3=sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π2-⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-α=-sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2+⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-α=-cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-α=-23. 5.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2cos π3x ,x ≤2 000,x -16,x >2 000,则f (f (2 016))= .答案 -1解析 ∵f (f (2 016))=f (2 016-16)=f (2 000), ∴f (2 000)=2cos 2 000π3=2cos 23π=-1.题型一 同角三角函数关系式的应用例1 (1)已知tan θ=2,则sin 2θ+sin θcos θ-2cos 2θ= . (2)已知sin αcos α=18,且5π4<α<3π2,则cos α-sin α的值为 .答案 (1)45 (2)32解析 (1)由于tan θ=2,则sin 2θ+sin θcos θ-2cos 2θ=sin 2θ+sin θcos θ-2cos 2θsin 2θ+cos 2θ =sin 2θcos 2θ+sin θcos θcos 2θ-2sin 2θcos 2θ+1 =tan 2θ+tan θ-2tan 2θ+1=22+2-222+1=45. (2)∵5π4<α<3π2,∴cos α<0,sin α<0且cos α>sin α, ∴cos α-sin α>0.又(cos α-sin α)2=1-2sin αcos α=1-2³18=34,∴cos α-sin α=32. 思维升华 (1)利用sin 2α+cos 2α=1可以实现角α的正弦、余弦的互化,利用sin αcos α=tan α可以实现角α的弦切互化.(2)应用公式时注意方程思想的应用:对于sin α+cos α,sin αcos α,sin α-cos α这三个式子,利用(sin α±cos α)2=1±2sin αcos α,可以知一求二.(3)注意公式逆用及变形应用:1=sin 2α+cos 2α,sin 2α=1-cos 2α,cos 2α=1-sin 2α.已知sin α-cos α=2,α∈(0,π),则tan α= .答案 -1解析 由⎩⎨⎧sin α-cos α=2,sin 2α+cos 2α=1,消去sin α得:2cos 2α+22cos α+1=0, 即(2cos α+1)2=0,∴cos α=-22. 又α∈(0,π),∴α=3π4,∴tan α=tan 3π4=-1.题型二 诱导公式的应用例2 (1)已知sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π12=13,则cos ⎝⎛⎭⎪⎫α+7π12的值为 .(2)已知A =sin k π+α sin α+cos k π+αcos α(k ∈Z ),则A 的值构成的集合是 .答案 (1)-13(2){2,-2}解析 (1)cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+7π12=cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π12+π2 =-sin ⎝⎛⎭⎪⎫α+π12=-13.(2)∵当k 为偶数时,A =sin αsin α+cos αcos α=2;当k 为奇数时,A =-sin αsin α-cos αcos α=-2.∴A 的值构成的集合是{2,-2}. 思维升华 (1)诱导公式用法的一般思路 ①化大角为小角.②角中含有加减π2的整数倍时,用公式去掉π2的整数倍.(2)常见的互余和互补的角①常见的互余的角:π3-α与π6+α;π3+α与π6-α;π4+α与π4-α等.②常见的互补的角:π3+θ与2π3-θ;π4+θ与3π4-θ等.(1)已知sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3-α=12,则cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6+α= .(2)sin(-1 200°)cos 1 290°+cos(-1 020°)sin(-1 050°)= . 答案 (1)12(2)1解析 (1)∵⎝ ⎛⎭⎪⎫π3-α+⎝ ⎛⎭⎪⎫π6+α=π2,∴cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6+α=cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2-⎝ ⎛⎭⎪⎫π3-α=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3-α=12.(2)原式=-sin 1 200°cos 1 290°-cos 1 020°sin 1 050°=-sin(3³360°+120°)cos(3³360°+210°)-cos(2³360°+300°)sin(2³360°+330°)=-sin 120°cos 210°-cos 300°sin 330°=-sin(180°-60°)cos(180°+30°)-cos(360°-60°)³sin(360°-30°)=sin 60°cos 30°+cos 60°sin 30° =32³32+12³12=1. 题型三 同角三角函数关系式、诱导公式的综合应用 例3 (1)已知α为锐角,且有2tan(π-α)-3cos(π2+β)+5=0,tan(π+α)+6sin(π+β)-1=0,则sin α= . (2)已知sin α是方程5x 2-7x -6=0的根,α是第三象限角,则sin -α-32π cos 32π-αcos π2-α sin π2+α²tan 2(π-α)= .答案 (1)31010 (2)-916解析 (1)2tan(π-α)-3cos(π2+β)+5=0化简为-2tan α+3sin β+5=0,①tan(π+α)+6sin(π+β)-1=0化简为 tan α-6sin β-1=0.② 由①②消去sin β, 解得tan α=3.又α为锐角,根据sin 2α+cos 2α=1, 解得sin α=31010.(2)∵方程5x 2-7x -6=0的根为-35或2,又α是第三象限角,∴sin α=-35,∴cos α=-1-sin 2α=-45,∴tan α=sin αcos α=-35-45=34,∴原式=cos α -sin α sin α²cos α²tan 2α=-tan 2α=-916.思维升华 利用同角三角函数基本关系式和诱导公式化简三角函数的基本思路和化简要求:(1)基本思路:①分析结构特点,选择恰当公式;②利用公式化成单角三角函数;③整理得最简形式.(2)化简要求:①化简过程是恒等变形;②结果要求项数尽可能少,次数尽可能低,结构尽可能简单,能求值的要求出值.(1)已知sin(3π+α)=lg1310,则cos π+αcos α[cos π-α -1]+cos α-2πcos αcos π-α +cos α-2π= .(2)(2015²朝阳模拟)已知sin(π-α)-cos(π+a )=23⎝ ⎛⎭⎪⎫π2<α<π,则sin α-cos α= . 答案 (1)18 (2)43解析 (1)由于sin(3π+α)=-sin α, lg1310=-13,得sin α=13.所以原式=-cos αcos α -cos α-1 +cos α-cos 2α+cos α =11+cos α+11-cos α=2sin 2α=18. (2)由sin(π-α)-cos(π+α)=23, 得sin α+cos α=23①, 将①两边平方得1+2sin αcos α=29,故2sin αcos α=-79,所以(sin α-cos α)2=1-2sin αcos α=1-⎝ ⎛⎭⎪⎫-79=169.又π2<α<π, 所以sin α>0,cos α<0,sin α-cos α>0, 则sin α-cos α=43.7.分类讨论思想在三角函数中的应用典例 (1)已知sin α=255,则tan(α+π)+sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫5π2+αcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫5π2-α= . (2)在△ABC 中,若sin(2π-A )=-2sin(π-B ),3cos A =-2cos(π-B ),则C = .思维点拨 利用同角三角函数基本关系式中的平方关系时,要根据角的范围对开方结果进行讨论.解析 (1)∵sin α=255>0,∴α为第一或第二象限角.tan(α+π)+sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫5π2+αcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫5π2-α=tan α+cos αsin α=sin αcos α+cos αsin α=1sin αcos α. ①当α是第一象限角时,cos α=1-sin 2α=55, 原式=1sin αcos α=52.②当α是第二象限角时,cos α=-1-sin 2α=-55, 原式=1sin αcos α=-52.综上①②,原式=52或-52.(2)由已知得⎩⎨⎧sin A =2sin B , ①3cos A =2cos B , ②①2+②2得2cos 2A =1,即cos A =±22, 当cos A =22时,cos B =32, 又A 、B 是三角形的内角,∴A =π4,B =π6,∴C =π-(A +B )=712π.当cos A =-22时,cos B =-32. 又A 、B 是三角形的内角, ∴A =34π,B =56π,不合题意.综上,C =712π.答案 (1)52或-52 (2)712π温馨提醒 (1)本题在三角函数的求值化简过程中,体现了分类讨论思想,即使讨论的某种情况不合题意,也不能省略讨论的步骤;(2)三角形中的三角函数问题,要注意隐含条件的挖掘及三角形内角和定理的应用.[方法与技巧]同角三角函数基本关系是三角恒等变形的基础,主要是变名、变式.1.同角关系及诱导公式要注意象限角对三角函数符号的影响,尤其是利用平方关系在求三角函数值时,进行开方时要根据角的象限或范围,判断符号后,正确取舍.2.三角函数求值、化简是三角函数的基础,在求值与化简时,常用方法有:(1)弦切互化法:主要利用公式tan x =sin x cos x 化成正弦、余弦函数;(2)和积转换法:如利用(sin θ±cos θ)2=1±2sin θcos θ的关系进行变形、转化;(3)巧用“1”的变换:1=sin 2θ+cos 2θ=cos 2θ(1+tan 2θ)=sin 2θ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1tan 2θ=tan π4=…;(4)运用相关角的互补、互余等特殊关系可简化解题步骤. [失误与防范]1.利用诱导公式进行化简求值时,先利用公式化任意角的三角函数为锐角三角函数,其步骤:去负—脱周—化锐.特别注意函数名称和符号的确定.2.在利用同角三角函数的平方关系时,若开方,要特别注意判断符号.A 组 专项基础训练 (时间:30分钟)1.(2015²福建)若sin α=-513,且α为第四象限角,则tan α的值等于 .答案 -512解析 ∵sin α=-513,且α为第四象限角,∴cos α=1213,∴tan α=sin αcos α=-512.2.已知2sin 2x +sin 2x 1+tan x =12⎝ ⎛⎭⎪⎫π4<x <π2,则sin x -cos x = .答案22解析 原式=2sin 2x +2sin x cos x1+sin x cos x=2sin x cos x sin x +cos xsin x +cos x=2sin x cos x =12,由于π4<x <π2,此时sin x >cos x ,所以sin x -cos x >0,故sin x -cos x =1-2sin x cos x = 1-12=22. 3.若角α的终边落在第三象限,则cos α1-sin 2α+2sin α1-cos 2α的值为 .答案 -3解析 由角α的终边落在第三象限,得sin α<0,cos α<0, 故原式=cos α|cos α|+2sin α|sin α|=cos α-cos α+2sin α-sin α=-1-2=-3.4.已知2tan α²sin α=3,-π2<α<0,则sin α= .答案 -32解析 由2tan α²sin α=3,得2sin 2αcos α=3,即2cos 2α+3cos α-2=0, 又-π2<α<0,解得cos α=12(cos α=-2舍去),故sin α=-32. 5.已知函数f (x )=a sin(πx +α)+b cos(πx +β),且f (4)=3,则f (2 017)的值为 .答案 -3解析 ∵f (4)=a sin(4π+α)+b cos(4π+β)=a sin α+b cos β=3,∴f (2 017)=a sin(2 017π+α)+b cos(2 017π+β)=a sin(π+α)+b cos(π+β)=-a sin α-b cos β=-3.6.已知α为钝角,sin(π4+α)=34,则sin(π4-α)= . 答案 -74解析 因为α为钝角,所以cos(π4+α)=-74, 所以sin(π4-α)=cos[π2-(π4-α)]=cos(π4+α)=-74. 7.化简:sin 2α+π ²cos π+α ²cos -α-2πtan π+α ²sin 3 π2+α ²sin -α-2π = .答案 1解析 原式=sin 2α² -cos α ²cos αtan α²cos 3α² -sin α =sin 2αcos 2αsin 2αcos 2α=1. 8.已知cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-θ=a ,则cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫5π6+θ+sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3-θ的值是 . 答案 0解析 ∵cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫5π6+θ=cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π-⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-θ =-cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-θ=-a . sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3-θ=sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2+⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-θ=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-θ=a , ∴cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫5π6+θ+sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3-θ=0.9.已知α为第二象限角,则cos α1+tan 2α+sin α²1+1tan 2α= . 答案 0解析 原式=cos α1+sin 2αcos 2α+sin α 1+cos 2αsin 2α =cos α1cos 2 α+sin α 1sin 2α =cos α1-cos α+sin α1sin α =0.10.已知sin(3π+α)=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫3π2+α,求下列各式的值: (1)sin α-4cos α5sin α+2cos α; (2)sin 2α+sin 2α.解 由已知得sin α=2cos α. (1)原式=2cos α-4cos α5³2cos α+2cos α=-16. (2)原式=sin 2α+2sin αcos αsin 2α+cos 2α=sin 2α+sin 2αsin 2α+14sin 2α=85. B 组 专项能力提升(时间:20分钟) 11.已知sin(π+θ)=-3cos(2π-θ),|θ|<π2,则θ= . 答案 π3 解析 ∵sin(π+θ)=-3cos(2π-θ),∴-sin θ=-3cos θ,∴tan θ= 3.∵|θ|<π2,∴θ=π3. 12.若A ,B 是锐角△ABC 的两个内角,则点P (cos B -sin A ,sin B -cos A )在第 象限.答案 二解析 ∵△ABC 是锐角三角形,则A +B >π2, ∴A >π2-B >0,B >π2-A >0, ∴sin A >sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-B =cos B , sin B >sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-A =cos A , ∴cos B -sin A <0,sin B -cos A >0,∴点P 在第二象限.13.设函数f (x )(x ∈R )满足f (x +π)=f (x )+sin x . 当0≤x <π时,f (x )=0,则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫23π6= . 答案 12解析 由已知,得f ⎝ ⎛⎭⎪⎫23π6=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫176π+sin 176π =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫116π+sin 116π+sin 176π =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫56π+sin 56π+sin 116π+sin 176π =0+12+⎝ ⎛⎭⎪⎫-12+12=12. 14.已知角θ的顶点在坐标原点,始边与x 轴正半轴重合,终边在直线2x -y =0上,则sin 3π2+θ +cos π-θ sin π2-θ -sin π-θ = . 答案 2解析 由题意可得tan θ=2,原式=-cos θ-cos θcos θ-sin θ=-21-tan θ=2. 15.已知f (x )=cos 2 n π+x ²sin 2n π-x cos 2[ 2n +1 π-x ](n ∈Z ). (1)化简f (x )的表达式;(2)求f (π2 014)+f (503π1 007)的值.解 (1)当n 为偶数,即n =2k (k ∈Z )时,f (x )=cos 2 2k π+x ²sin 22k π-xcos [ 2³2k +1 π-x ] =cos 2x ²sin 2-xcos 2 π-x=cos 2x ² -sin x2-cos x 2=sin 2x ;当n 为奇数,即n =2k +1(k ∈Z )时,f (x )=cos 2[ 2k +1 π+x ]²sin 2[ 2k +1 π-x ]cos 2{[2³ 2k +1 +1]π-x }=cos 2[2k π+ π+x ]²sin 2[2k π+ π-x ]cos 2[2³ 2k +1 π+ π-x ] =cos 2 π+x ²sin 2π-xcos 2 π-x= -cos x 2sin 2x-cos x 2=sin 2x ,综上得f (x )=sin 2x .(2)由(1)得f (π2 014)+f (503π1 007)=sin 2π2 014+sin 21 006π2 014=sin 2π2 014+sin 2(π2-π2 014)=sin 2π2 014+cos 2π2 014=1.。
【步步高】高三数学一轮 4
§4.3 三角函数的图像与性质高考会这样考 1.考查三角函数的图像:五点法作简图、图像变换、图像的解析式;2.考查三角函数的性质:值域或最值,单调区间、对称性等;3.考查数形结合思想.复习备考要这样做 1.会作三角函数的图像,通过图像研究三角函数的性质;2.对三角函数进行恒等变形,然后讨论其图像、性质;3.注重函数与方程、转化、数形结合等数学思想方法的应用.1. “五点法”作图原理在确定正弦函数y =sin x 在[0,2π]上的图像形状时,起关键作用的五个点是(0,0)、⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,1、(π,0)、⎝ ⎛⎭⎪⎫32π,-1、(2π,0).余弦函数呢?2. 三角函数的图像和性质函数性质y =sin xy =cos xy =tan x定义域RR{x |x ≠k π+π2,k ∈Z }图像值域[-1,1] [-1,1] R对称性对称轴:x =k π+π2(k ∈Z );对称中心:(k π,0)(k ∈Z )对称轴:x =k π(k ∈Z );对称中心:(k π+π2,0)(k ∈Z ) 对称中心:⎝⎛⎭⎪⎫k π2,0(k ∈Z )周期2π2ππ单调性单调增区间[2k π-π2,2k π+π2](k ∈Z );单调减区单调增区间[2k π-π,2k π] (k ∈Z );单调减区间 [2k π,2k π+π](k ∈Z )单调增区间(k π-π2,k π+π2)(k ∈Z ) 间[2k π+π2,2k π+3π2] (k ∈Z ) 奇偶性奇函数偶函数奇函数[难点正本 疑点清源] 1. 函数的周期性若f (ωx +φ+T )=f (ωx +φ) (ω>0),常数T 不能说是函数f (ωx +φ)的周期.因为f (ωx +φ+T )=f ⎣⎢⎡⎦⎥⎤ω⎝ ⎛⎭⎪⎫x +T ω+φ,即自变量由x 增加到x +T ω,T ω是函数的周期.2. 求三角函数值域(最值)的方法(1)利用sin x 、cos x 的有界性;(2)形式复杂的函数应化为y =A sin(ωx +φ)+k 的形式逐步分析ωx +φ的范围,根据正弦函数的单调性写出函数的值域;(3)换元法:把sin x 或cos x 看作一个整体,可化为求函数在区间上的值域(最值)问题.1. 设点P 是函数f (x )=sin ωx (ω≠0)的图像C 的一个对称中心,若点P 到图像C 的对称轴的距离的最小值是π4,则f (x )的最小正周期是________.答案 π解析 由正弦函数的图像知对称中心与对称轴的距离的最小值为最小正周期的14,故f (x )的最小正周期为T =4×π4=π.2.y =2-3cos ⎝⎛⎭⎪⎫x +π4的最大值为______,此时x =_______________________.答案 5 34π+2k π,k ∈Z解析 当cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4=-1时,函数y =2-3cos ⎝⎛⎭⎪⎫x +π4取得最大值5,此时x +π4=π+2k π (k ∈Z ),从而x =34π+2k π,k ∈Z .3. (·福建)函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎪⎫x -π4的图像的一条对称轴是( )A .x =π4B .x =π2C .x =-π4D .x =-π2答案 C解析 方法一 ∵正弦函数图像的对称轴过图像的最高点或最低点, 故令x -π4=k π+π2,k ∈Z ,∴x =k π+3π4,k ∈Z .取k =-1,则x =-π4.方法二 用验证法.x =π4时,y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-π4=0,不合题意,排除A ; x =π2时,y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-π4=22,不合题意,排除B ;x =-π4时,y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π4-π4=-1,符合题意,C 项正确;x =-π2时,y =sin ⎝⎛⎭⎪⎫-π2-π4=-22,不合题意,故D 项也不正确.4. 函数y =tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-x 的定义域为( )A .{x |x ≠k π-π4,k ∈Z }B .{x |x ≠2k π-π4,k ∈Z }C .{x |x ≠k π+π4,k ∈Z }D .{x |x ≠2k π+π4,k ∈Z }答案 A解析 令π4-x ≠k π+π2,k ∈Z ,∴x ≠k π-π4,k ∈Z .5. 给出下列四个命题,其中不正确的命题为( )①若cos α=cos β,则α-β=2k π,k ∈Z ; ②函数y =2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3的图像关于x =π12对称;③函数y =cos(sin x )(x ∈R )为偶函数; ④函数y =sin|x |是周期函数,且周期为2π. A .①②B .①④C .①②③D .①②④答案 D解析 命题①:若α=-β,则cos α=cos β,假命题;命题②:x =π12,cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3=cos π2=0,故x =π12不是y =2cos ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π3的对称轴;命题④:函数y =sin|x |不是周期函数.题型一 三角函数的定义域、值域问题例1 (1)求函数y =lg sin 2x +9-x 2的定义域;(2)求函数y =cos 2x +sin x ⎝⎛⎭⎪⎫|x |≤π4的最大值与最小值.思维启迪:求函数的定义域可利用三角函数的图像或数轴;求函数值域时要利用正弦函数的值域或化为二次函数.解 (1)由⎩⎪⎨⎪⎧sin 2x >09-x 2≥0,得⎩⎪⎨⎪⎧2k π<2x <2k π+π,k ∈Z ,-3≤x ≤3.∴-3≤x <-π2或0<x <π2.∴函数y =lg sin 2x +9-x 2的定义域为 {x |-3≤x <-π2或0<x <π2}.(2)令t =sin x ,∵|x |≤π4,∴t ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-22,22.∴y =-t 2+t +1=-⎝ ⎛⎭⎪⎫t -122+54,∴当t =12时,y max =54,t =-22时,y min =1-22. ∴函数y =cos 2x +sin x (|x |≤π4)的最大值为54,最小值为1-22.探究提高 (1)求三角函数的定义域实际上是解简单的三角不等式,常借助三角函数线或三角函数图像来求解.(2)求解三角函数的值域(最值)常见到以下几种类型的题目:①形如y =a sin x +b cos x +c 的三角函数化为y =A sin(ωx +φ)+k 的形式,再求最值(值域); ②形如y =a sin 2x +b sin x +c 的三角函数,可先设sin x =t ,化为关于t 的二次函数求值域(最值); ③形如y =a sin x cos x +b (sin x ±cos x )+c 的三角函数,可先设t =sin x ±cos x ,化为关于t 的二次函数求值域(最值).(1)求函数y =sin x -cos x 的定义域;(2)已知函数f (x )=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3+2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π4·sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4,求函数f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π12,π2上的最大值与最小值.解 (1)要使函数有意义,必须使sin x -cos x ≥0.利用图像,在同一坐标系中画出[0,2π]内y =sin x 和y =cos x 的图像,如图所示.在[0,2π]内,满足sin x =cos x 的x 为π4,5π4,再结合正弦、余弦函数的周期是2π,所以定义域为{x |2k π+π4≤x ≤2k π+5π4,k ∈Z }.(2)由题意得:f (x )=12cos 2x +32sin 2x +(sin x -cos x )·(sin x +cos x )=12cos 2x +32sin 2x +sin 2x -cos 2x =12cos 2x +32sin 2x -cos 2x =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6.又x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π12,π2,∴2x -π6∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π3,5π6, ∴sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-32,1.故当x =π3时,f (x )取最大值1;当x =-π12时,f (x )取最小值-32.题型二 三角函数的单调性与周期性 例2 写出下列函数的单调区间及周期:(1)y =sin ⎝⎛⎭⎪⎫-2x +π3;(2)y =|tan x |.思维启迪:(1)化为y =-sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3,再求单调区间及周期.(2)由y =tan x 的图像→y =|tan x |的图像→求单调性及周期. 解 (1)y =-sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π3,它的增区间是y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3的减区间,它的减区间是y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3的增区间. 由2k π-π2≤2x -π3≤2k π+π2,k ∈Z ,得k π-π12≤x ≤k π+5π12,k ∈Z .由2k π+π2≤2x -π3≤2k π+3π2,k ∈Z ,得k π+5π12≤x ≤k π+11π12,k ∈Z .故所给函数的减区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π-π12,k π+5π12,k ∈Z ;增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π+5π12,k π+11π12,k ∈Z .最小正周期T =2π2=π.(2)观察图像可知,y =|tan x |的增区间是⎣⎢⎡⎭⎪⎫k π,k π+π2,k ∈Z ,减区间是⎝ ⎛⎦⎥⎤k π-π2,k π,k ∈Z . 最小正周期T =π.探究提高 (1)求形如y =A sin(ωx +φ)或y =A cos(ωx +φ) (其中A ≠0,ω>0)的函数的单调区间,可以通过解不等式的方法去解答.列不等式的原则:①把“ωx +φ (ω>0)”视为一个“整体”;②A >0 (A <0)时,所列不等式的方向与y =sin x (x ∈R ),y =cos x (x ∈R )的单调区间对应的不等式方向相同(反). (2)对于y =A tan(ωx +φ) (A 、ω、φ为常数),其周期T =π|ω|,单调区间利用ωx +φ∈⎝⎛⎭⎪⎫k π-π2,k π+π2,解出x 的取值范围,即为其单调区间.对于复合函数y =f (v ),v =φ(x ),其单调性的判定方法:若y =f (v )和v =φ(x )同为增(减)函数时,y =f (φ(x ))为增函数;若y =f (v )和v =φ(x )一增一减时,y =f (φ(x ))为减函数.(3)求含有绝对值的三角函数的单调性及周期时,通常要画出图像,结合图像判定.求函数y =sin ⎝⎛⎭⎪⎫π3+4x +cos ⎝⎛⎭⎪⎫4x -π6的周期、单调区间及最大、最小值.解 ∵⎝⎛⎭⎪⎫π3+4x +⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-4x =π2,∴cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫4x -π6=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-4x=cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2-⎝ ⎛⎭⎪⎫π3+4x =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3+4x .∴y =2sin ⎝⎛⎭⎪⎫4x +π3,周期T =2π4=π2. 当-π2+2k π≤4x +π3≤π2+2k π (k ∈Z )时,函数单调递增,∴函数的递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤-5π24+k π2,π24+k π2 (k ∈Z ).当π2+2k π≤4x +π3≤3π2+2k π (k ∈Z )时,函数单调递减, ∴函数的递减区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤π24+k π2,7π24+k π2(k ∈Z ).当x =π24+k π2 (k ∈Z )时,y max =2;当x =-5π24+k π2 (k ∈Z )时,y min =-2.题型三 三角函数的对称性与奇偶性例3 (1)已知f (x )=sin x +3cos x (x ∈R ),函数y =f (x +φ) ⎝⎛⎭⎪⎫|φ|≤π2的图像关于直线x =0对称,则φ的值为________.(2)如果函数y =3cos(2x +φ)的图像关于点⎝ ⎛⎭⎪⎫4π3,0中心对称,那么|φ|的最小值为( ) A.π6 B.π4 C.π3D.π2答案 (1)π6(2)A解析 (1)f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +π3,y =f (x +φ)=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +π3+φ图像关于x =0对称, 即f (x +φ)为偶函数. ∴π3+φ=π2+k π,k ∈Z ,φ=k π+π6,k ∈Z , 又∵|φ|≤π2,∴φ=π6.(2)由题意得3cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2×4π3+φ=3cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3+φ+2π=3cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3+φ=0,∴2π3+φ=k π+π2,k ∈Z ,∴φ=k π-π6,k ∈Z , 取k =0,得|φ|的最小值为π6.故选A.探究提高 若f (x )=A sin(ωx +φ)为偶函数,则当x =0时,f (x )取得最大值或最小值. 若f (x )=A sin(ωx +φ)为奇函数,则当x =0时,f (x )=0. 如果求f (x )的对称轴,只需令ωx +φ=π2+k π (k ∈Z ),求x .如果求f (x )的对称中心的横坐标,只需令ωx +φ=k π (k ∈Z )即可.(1)定义运算⎪⎪⎪⎪⎪⎪ab cd =ad -bc ,则函数f (x )=⎪⎪⎪⎪⎪⎪3 3sin x 1 cos x 的图像的一条对称轴方程是( ) A .x =5π6B .x =2π3C .x =π3D .x =π6答案 A解析 f (x )=⎪⎪⎪⎪⎪⎪3 3sin x 1 cos x =3cos x -3sin x=23cos ⎝⎛⎭⎪⎫x +π6.所以当x =5π6时,f (x )=23cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫5π6+π6=-2 3.(2)若函数f (x )=a sin ωx +b cos ωx (0<ω<5,ab ≠0)的图像的一条对称轴方程是x =π4ω,函数f ′(x )的图像的一个对称中心是⎝ ⎛⎭⎪⎫π8,0,则f (x )的最小正周期是________.答案 π解析 由题设,有f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4ω=±a 2+b 2, 即22(a +b )=±a 2+b 2, 由此得到a =b .又f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫π8=0,∴aω⎝ ⎛⎭⎪⎫cos ωπ8-sin ωπ8=0,从而tanωπ8=1,ωπ8=k π+π4,k ∈Z , 即ω=8k +2,k ∈Z ,而0<ω<5,∴ω=2, 于是f (x )=a (sin 2x +cos 2x )=2a sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π4,故f (x )的最小正周期是π.方程思想在三角函数中的应用典例:(12分)已知函数f (x )=2a sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3+b 的定义域为⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2,函数的最大值为1,最小值为-5,求a 和b 的值.审题视角 ①求出2x -π3的范围,求出sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3的值域.②系数a 的正、负影响着f (x )的值,因而要分a >0,a <0两种情况讨论.③根据a >0或a <0求f (x )的最值,列方程组求解. 规范解答解 ∵0≤x ≤π2,∴-π3≤2x -π3≤23π,∴-32≤sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π3≤1,[3分]若a >0,则⎩⎨⎧2a +b =1-3a +b =-5, 解得⎩⎨⎧a =12-63b =-23+123;[7分]若a <0,则⎩⎨⎧2a +b =-5-3a +b =1,解得⎩⎨⎧a =-12+63b =19-123.[11分]综上可知,a =12-63,b =-23+123或a =-12+63,b =19-12 3.[12分]温馨提醒 (1)对此类问题的解决,首先利用正弦函数、余弦函数的有界性或单调性求出y =Aa sin(ωx +φ)或y =Aa cos(ωx +φ)的最值,但要注意对a 的正负进行讨论,以便确定是最大值还是最小值.(2)再由已知列方程求解.(3)本题的易错点是忽视对参数a >0或a <0的分类讨论,导致漏解.方法与技巧1.利用函数的有界性(-1≤sin x ≤1,-1≤cos x ≤1),求三角函数的值域(最值).2.利用函数的单调性求函数的值域或最值.3.利用换元法求复合函数的单调区间(要注意x 系数的正负号). 失误与防范1.闭区间上最值或值域问题,首先要在定义域基础上分析单调性,含参数的最值问题,要讨论参数对最值的影响.2.求三角函数的单调区间时,应先把函数式化成形如y =A sin(ωx +φ) (ω>0)的形式,再根据基本三角函数的单调区间,求出x 所在的区间.应特别注意,考虑问题应在函数的定义域内考虑.注意区分下列两题的单调增区间的不同:(1)y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π4;(2)y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-2x .3.利用换元法求三角函数最值时注意三角函数的有界性,如:y =sin 2x -4sin x +5,令t = sin x (|t |≤1),则y =(t -2)2+1≥1,解法错误.A 组 专项基础训练(时间:35分钟,满分:57分) 一、选择题(每小题5分,共20分) 1. 函数y =cos x -12的定义域为( )A.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π3,π3 B.⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π-π3,k π+π3,k ∈Z C.⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π-π3,2k π+π3,k ∈Z D .R 答案 C解析 由题意得cos x ≥12,即2k π-π3≤x ≤2k π+π3,k ∈Z ,故函数定义域为⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π-π3,2k π+π3,k ∈Z .2. y =sin ⎝⎛⎭⎪⎫x -π4的图像的一个对称中心是( )A .(-π,0) B.⎝ ⎛⎭⎪⎫-3π4,0 C.⎝⎛⎭⎪⎫3π2,0D.⎝⎛⎭⎪⎫π2,0答案 B解析 ∵y =sin x 的对称中心为(k π,0) (k ∈Z ), ∴令x -π4=k π (k ∈Z ),x =k π+π4(k ∈Z ),由k =-1,x =-3π4得y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π4的一个对称中心是⎝ ⎛⎭⎪⎫-3π4,0.3. (·山东)若函数f (x )=sin ωx (ω>0)在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π3上是增加的,在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤π3,π2上是减少的,则ω等于( ) A.23B.32C .2D .3答案 B解析 ∵f (x )=sin ωx (ω>0)过原点,∴当0≤ωx ≤π2,即0≤x ≤π2ω时,y =sin ωx 是增函数;当π2≤ωx ≤3π2,即π2ω≤x ≤3π2ω时,y =sin ωx 是减函数. 由f (x )=sin ωx (ω>0)在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π3上是增加的,在⎣⎢⎡⎦⎥⎤π3,π2上是减少的,π2ω=π3,∴ω=32.4. 函数f (x )=cos 2x +sin ⎝⎛⎭⎪⎫5π2+x 是( )A .非奇非偶函数B .仅有最小值的奇函数C .仅有最大值的偶函数D .有最大值又有最小值的偶函数 答案 D解析 f (x )=cos 2x +sin ⎝⎛⎭⎪⎫5π2+x =2cos 2x -1+cos x =2⎝ ⎛⎭⎪⎫cos x +142-98.显然有最大值又有最小值,而且在R 上有f (-x )=f (x ),所以正确答案为D. 二、填空题(每小题5分,共15分)5.函数y =lg(sin x )+cos x -12的定义域为_____________________________.答案 ⎝ ⎛⎦⎥⎤2k π,π3+2k π (k ∈Z )解析 要使函数有意义必须有⎩⎪⎨⎪⎧sin x >0cos x -12≥0,即⎩⎪⎨⎪⎧sin x >0cos x ≥12,解得⎩⎪⎨⎪⎧2k π<x <π+2k π-π3+2k π≤x ≤π3+2k π(k ∈Z ),∴2k π<x ≤π3+2k π,k ∈Z ,∴函数的定义域为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |2k π<x ≤π3+2k π,k ∈Z .6. 已知函数f (x )=3sin(ωx -π6)(ω>0)和g (x )=2cos(2x +φ)+1的图像的对称轴完全相同.若x ∈[0,π2],则f (x )的取值范围是________. 答案 [-32,3]解析 由对称轴完全相同知两函数周期相同, ∴ω=2,∴f (x )=3sin(2x -π6).由x ∈[0,π2],得-π6≤2x -π6≤56π,∴-32≤f (x )≤3.7. 函数f (x )=2sin ωx (ω>0)在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π4上是增加的,且在这个区间上的最大值是3,那么ω=________.答案 43解析 因为f (x )=2sin ωx (ω>0)在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π4上是增加的,且在这个区间上的最大值是3,所以2sinπ4ω=3,且0<π4ω<π2,因此ω=43. 三、解答题(共22分)8. (10分)设函数f (x )=sin ()2x +φ (-π<φ<0),y =f (x )图像的一条对称轴是直线x =π8.(1)求φ;(2)求函数y =f (x )的单调增区间. 解 (1)令2×π8+φ=k π+π2,k ∈Z ,∴φ=k π+π4,k ∈Z ,又-π<φ<0,则-54<k <-14,k ∈Z .∴k =-1,则φ=-3π4.(2)由(1)得:f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -3π4, 令-π2+2k π≤2x -3π4≤π2+2k π,k ∈Z ,可解得π8+k π≤x ≤5π8+k π,k ∈Z ,因此y =f (x )的单调增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤π8+k π,5π8+k π,k ∈Z .9. (12分)(1)求函数y =2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π3 (-π6<x <π6)的值域;(2)求函数y =2cos 2x +5sin x -4的值域. 解 (1)∵-π6<x <π6,∴0<2x +π3<2π3,∴0<sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π3≤1, ∴y =2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π3的值域为(0,2]. (2)y =2cos 2x +5sin x -4=2(1-sin 2x )+5sin x -4 =-2sin 2x +5sin x -2 =-2⎝⎛⎭⎪⎫sin x -542+98. ∴当sin x =1时,y max =1,当sin x =-1时,y min =-9, ∴y =2cos 2x +5sin x -4的值域为[-9,1]. B 组 专项能力提升(时间:25分钟,满分:43分) 一、选择题(每小题5分,共15分)1. (·天津)将函数f (x )=sin ωx (其中ω>0)的图像向右平移π4个单位长度,所得图像经过点⎝ ⎛⎭⎪⎫3π4,0,则ω的最小值是 ( )A.13B .1C.53D .2答案 D解析 根据题意平移后函数的解析式为y =sin ω⎝⎛⎭⎪⎫x -π4,将⎝⎛⎭⎪⎫3π4,0代入得sin ωπ2=0,则ω=2k ,k ∈Z ,且ω>0,故ω的最小值为2.2. (·上海)若S n =sin π7+sin 2π7+…+sin n π7(n ∈N *),则在S 1,S 2,…,S 100中,正数的个数是( ) A .16B .72C .86D .100答案 C解析 易知S 1>0,S 2>0,S 3>0,S 4>0,S 5>0,S 6>0,S 7>0.S 8=sin π7+sin2π7+…+sin 7π7+sin 8π7=sin 2π7+sin 3π7+…+sin 7π7>0,S 9=sin3π7+sin 4π7+…+sin 7π7>0, S 10=sin 4π7+…+sin 7π7>0, S 11=sin 5π7+sin 6π7+sin 7π7>0, S 12=sin 6π7+sin 7π7>0, S 13=sin 7π7=0, S 14=sin7π7+sin 14π7=0, ∴S 1,S 2,…,S 100中,S 13=0,S 14=0,S 27=0,S 28=0,S 41=0,S 42=0,S 55=0,S 56=0,S 69=0,S 70=0,S 83=0,S 84=0,S 97=0,S 98=0,共14个.∴在S 1,S 2,…,S 100中,正数的个数是100-14=86(个).3. 已知函数f (x )=2sin ωx (ω>0)在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π3,π4上的最小值是-2,则ω的最小值等于( ) A.23 B.32C .2D .3答案 B解析 ∵f (x )=2sin ωx (ω>0)的最小值是-2, ∴x =2k πω-π2ω,k ∈Z ,∴-π3≤2k πω-π2ω≤π4,k ∈Z ,∴ω≥-6k +32且ω≥8k -2,k ∈Z ,∴ωmin =32,故选B.二、填空题(每小题5分,共15分)4. 函数y =2sin(3x +φ) (|φ|<π2)的一条对称轴为x =π12,则φ=________.答案π4解析 由题意得3×π12+φ=k π+π2,k ∈Z ,∴φ=k π+π4,k ∈Z ,又|φ|<π2,∴φ=π4.5. 函数y =sin x +1sin x(0<x <π)的最小值为________.答案 2解析 令sin x =t ∈(0,1],则函数y =1+1t ,t ∈(0,1].又y =1+1t在t ∈(0,1]上是减函数,所以当t=1时,y 取得最小值2.6. 已知定义在R 上的函数f (x )满足:当sin x ≤cos x 时,f (x )=cos x ,当sin x >cos x 时,f (x )=sin x .给出以下结论: ①f (x )是周期函数; ②f (x )的最小值为-1;③当且仅当x =2k π (k ∈Z )时,f (x )取得最小值; ④当且仅当2k π-π2<x <(2k +1)π(k ∈Z )时,f (x )>0;⑤f (x )的图像上相邻两个最低点的距离是2π. 其中正确的结论序号是________. 答案 ①④⑤解析 易知函数f (x )是周期为2π的周期函数. 函数f (x )在一个周期内的图像如图所示.由图像可得,f (x )的最小值为-22,当且仅当x =2k π+5π4(k ∈Z )时,f (x )取得最小值;当且仅当2k π-π2<x <(2k +1)π (k ∈Z )时,f (x )>0;f (x )的图像上相邻两个最低点的距离是2π.所以正确的结论的序号是 ①④⑤. 三、解答题7. (13分)已知a >0,函数f (x )=-2a sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6+2a +b ,当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2时,-5≤f (x )≤1. (1)求常数a ,b 的值;(2)设g (x )=f ⎝⎛⎭⎪⎫x +π2且lg g (x )>0,求g (x )的单调区间.解 (1)∵x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2,∴2x +π6∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π6,7π6. ∴sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-12,1, ∴-2a sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6∈[-2a ,a ].∴f (x )∈[b,3a +b ],又∵-5≤f (x )≤1, ∴b =-5,3a +b =1,因此a =2,b =-5. (2)由(1)得,f (x )=-4sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π6-1,g (x )=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π2=-4sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +7π6-1=4sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6-1, 又由lg g (x )>0,得g (x )>1,∴4sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6-1>1,∴sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6>12, ∴2k π+π6<2x +π6<2k π+5π6,k ∈Z ,其中当2k π+π6<2x +π6≤2k π+π2,k ∈Z 时,g (x )单调递增,即k π<x ≤k π+π6,k ∈Z ,∴g (x )的单调增区间为⎝⎛⎦⎥⎤k π,k π+π6,k ∈Z .又∵当2k π+π2<2x +π6<2k π+5π6,k ∈Z 时,g (x )单调递减,即k π+π6<x <k π+π3,k ∈Z .∴g (x )的单调减区间为⎝⎛⎭⎪⎫k π+π6,k π+π3,k ∈Z .。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
π π f(x)=cosωx+4在2,π 上单调递增,则
ω 的取值
解析 函数y=cos x的单调递增区间为[-π+2kπ,2kπ],k∈Z,
ωπ+π≥-π+2kπ, 2 4 则 π ωπ+ ≤2kπ, 4
5 1 k∈Z, 解得 4k-2≤ω≤2k-4,k∈Z,
答案
2
考点自测
1 1.(教材改编)函数 f(x)=4-2cos 3x 的最小值是___ 取得最小值时, 2 , {x|x=6kπ,k∈Z} x 的取值集合为________________.
解析
1 ∵-1≤cos 3x≤1,
∴f(x)min=4-2×1=2,
1 1 此时的 cos 3x=1,3x=2kπ,
解析 设t=sin x-cos x,
则t2=sin2x+cos2x-2sin xcos x, 1-t2 sin xcos x= ,且- 2≤t≤ 2. 2
t2 1 1 ∴y=- +t+ =- (t-1)2+1. 2 2 2
1 当 t=1 时,ymax=1;当 t=- 2时,ymin=- - 2. 2 1 - - 2 , 1 ∴函数的值域为 . 2
画出y=sin x及y=cos x在[0,2π]上的图象如图.
π 5π 由图象知原函数的定义域为x|2kπ+4<x<2kπ+ 4 ,k∈Z .
1
2
3
4
5
解析答案
π π π 3.若函数 f(x)=sin ωx(ω>0)在区间[0, ]上单调递增,在区间[ , ] 3 3 2 3 上单调递减,则 ω=____. 2
π π π 由 2kπ-2≤2x-3≤2kπ+2,k∈Z, π 5π 得 kπ- ≤x≤kπ+ ,k∈Z. 12 12 π 5π k π - , k π + 故所给函数的单调减区间为 (k∈Z). 12 12
解析答案
(2)已知 ω>0,函数 3 7 , 范围是 . 4 2
例1
1 解析 由 2sin x-1≥0,得 sin x≥ , 2 π 5π 所以 2kπ+6≤x≤2kπ+ 6 (k∈Z).
解析答案
(2)函数
解析
3 - , 3 π π 2 f(x)=3sin2x-6在区间[0,2]上的值域为________.
根据题意并结合函数图象(图略)可知m的取值范围是[1,2).
1 2 3 4 5
解析答案 返回
题型分类 深度剖析
题型一
三角函数的定义域和值域
(1)函数 y= 2sin
π 5π 2 k π + , 2 k π + (k∈Z) 6 6 x-1的定义域为_______________________.
π π π π 3 在3,2上单调递减知, = ,∴ω= . 2ω 3 2
1
2
3
4
5
解析答案
4.函数
5π π - ,- π 6 3 y=2sin2x+6 (x∈[ -π,0] )的单调递减区间是______________.
即此时函数
解析答案
1- 2 π 2 2 (3)函数 y=cos x+sin x(|x|≤ )的最小值为_________. 4
解析 π 令 t=sin x,∵|x|≤4,
∴t∈ -
2 2 , . 2 2
2 1 5 2 +t+1=-t-2 +4,
∴y=-t
答案
奇偶性
奇函数 ________
偶函数 _______
奇函数 _______
对称中心
( kπ,0)(k∈Z) _________________ ____________
_____________
对称轴方程
____________ (k∈Z) ______ ___ 2π
x=kπ(k∈Z) ___________
解析 ∵f(x)=sin ωx(ω>0)过原点,
π π ∴当 0≤ωx≤2,即 0≤x≤2ω时,y=sin ωx 是增函数;
π 3π π 3π 当 ≤ωx≤ ,即 ≤x≤ 时,y=sin ωx 是减函数. 2 2 2ω 2ω
由 f(x)=sin
π 0 , ωx(ω>0)在 3上单调递增,
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
周期
___ 2π
__ π
答案
思考辨析
判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)y=sin x在第一、第四象限是增函数.( × ) (2)常数函数f(x)=a是周期函数,它没有最小正周期.( √ ) (3)正切函数y=tan x在定义域内是增函数.( × ) (4)已知y=ksin x+1,x∈R,则y的最大值为k+1.( × ) (5)y=sin |x|是偶函数.( √ ) 2 π (6)若 sin x> ,则 x> .( × ) 2 4
在 [-π+2kπ,2kπ]
(k∈Z) 上递增;
π π 在 (-2+kπ,2
在 [2kπ,π+2kπ]
(k∈Z) 上递减
+kπ)(k∈Z)上递增
π 当 x= +2kπ(k∈Z) 时, 当 x=2kπ(k∈Z) 时, 2 π 最值 ymax=1;当 x= -2+2kπ ymax=1;当 x=π+2kπ (k∈Z) 时,ymin=-1 (k∈Z) 时,ymin=-1
1- 2 2 ∴t=- 2 时,ymin= 2 .
思维升华 解析答案
跟踪训练1
(1)函数 y=lg(sin x)+ 1 cos x- 的定义域为_______. 2
解析答案
(2)函数y=sin x-cos x+sin xcos
1 - - 2 , 1 2 x的值域为_____________.
解析答案
(2)已知 ω>0,函数 1 5 , 4 是 ________. 2
解析
π π ωx + , π f(x)=sin 在 上单调递减,则 4 2
ω 的取值范围
π 由2<x<π,ω>0 得,
ωπ π π π + <ωx+ <ωπ+ , 2 4 4 4
∴x=6kπ,k∈Z.
1
2
3
4
5
解析答案
2.函数y=lg(sin x-cos
π 5π x|2kπ+ <x<2kπ+ , k ∈ Z 4 4 x)的定义域为__________________________.
解析 sin x-cos x>0,即sin x>cos x.
又 y=sin x
π 3π 在2, 2 上递减,
ωπ+π≥π, 2 4 2 所以 π 3π ω π + ≤ , 4 2
1 5 解得2≤ω≤4.
思维升华 解析答案
跟踪训练2
π 5 π ,kπ+12π, k∈Z kπ- (1)函数 f(x)=sin-2x+3的单调减区间为________________________. 12 π 2 x - 解析 由已知函数为 y=-sin , 3 π 欲求函数的单调减区间,只需求 y=sin2x-3的单调增区间.
第四章 三角函数、解三角形
§4.3 三角函数的图象与性质
内容 索引
基础知识 自主学习
题型分类 深度剖析 高频小考点
思想方法 感悟提高 练出高分
基础知识 自主学习
1
知识梳理
1.用五点法作正弦函数和余弦函数的简图 π 正弦函数 y=sin x,x∈[0,2π] 的图象中,五个关键点是:(0,0),(2,1), 3π ( ,-1) ,(2π,0). (π,0),___________ 2 π 余弦函数 y=cos x,x∈[0,2π] 的图象中,五个关键点是:(0,1),( ,0), 2 3π π,-1 ,( ,0),(2π,1). (________) 2
解析答案
π ③y=cos2x+6的最小正周期
命题点 2 求对称轴、对称中心
例4 (1)已知函数
π ωx + f(x)=sin 4
(ω>0)的最小正周期为 π,则该函
数的图象
(填正确的序号).
π , 0 ②关于点4 对称; π ④关于点8,0对称.
m 的取
[1,2) 值范围是______.
解析 令 f(x)=0,则
π 0 , x∈ 2,
π m=2sin2x-6 .
因为
π π 5π 故-6≤2x-6≤ 6 , π 5π π 设 2x- =t,则 m=2sin t,t∈-6, 6 , 6
1 5 1 又由 4k-2-2k-4≤0,k∈Z 且 2k-4>0,k∈Z, 3 7 , 得 k=1,所以 ω∈ . 2 4
解析答案
题型三
三角函数的周期性、对称性
π x|,③y=cos2x+6 ,④y=
命题点 1 周期性
又
π x0∈-2,0 ,∴k=0
π 时,x0=- . 6
答案
2.正弦函数、余弦函数、正切函数的图象与性质
函数
y=sin x
y=cos x
y=tan x
图象
定义 域
R
[-1,1] ________
R
[-1,1] ________
{x|x∈R 且 x≠ _____________
π +kπ,k∈Z} ______________ 2
值域
R
答案
π π 在 [- +2kπ, +2kπ] 2 2 单调 (k∈Z) 上递增; π 3π 性 在 [ +2kπ, +2kπ] 2 2 (k∈Z) 上递减