三角函数的最值
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三角函数的最值
一、知识归纳
1. 基础知识
(1) 配方法求最值
主要是利用三角函数理论及三角函数的有界性,转化为二次函数在闭区间上的最值问题,如求函数2
sin sin 1y x x =++的最值,可转化为求函数
[]21,1,1y t t t =++∈-上的最值问题。
(2) 化为一个角的三角函数,再利用有界性求最值:
sin )a x bcox x ϕ+=+
如函数1
2sin y x cox
=
++的最大值是( )
A .
12- B.12+ C.12- D.12
-- 应选B (3) 数形结合
常用到直线斜率的几何意义,例如求函数sin 2
x
y cox =
+的最大值和最小值。函数
sin 2
x
y cox =
+的几何意义为两点(2,0),(cos ,sin )P Q x x -连线的斜率k ,而Q 点的
轨迹为单位圆,由图可知max min y y == (4) 换元法求最值
①利用换元法将三角函数问题转化为代数函数,此时常用万能公式和判别式求最值。
②利用三角代换将代数问题转化为三角函数,然而利用三角函数的有界性等求最值。
例如:设实数y x ,满足,12
2
=+y x 则y x 43+的最大值为______. 解:由,12
2
=+y x 可设θθsin ,cos ==y x
则)sin(5sin 4cos 343ϕθθθ+=+=+y x ,则其最大值为5。 2. 重点难点: 通过三角变换结合代数变换求三角函数的最值。 3. 思维方式
(1) 认真观察函数式,分析其结构特征,确定类型。
(2) 根据类型,适当地进行三角恒等变形或转化,这是关键的步骤。 (3) 在有关几何图形的最值中,应侧重于将其化为三角函数问题来解决。
4. 特别说明
注意变换前后函数的等价性,正弦、余弦的有界性及函数定义域对最值确定的影响,含参数函数的最值,解题要注意参数的作用和影响。
二、题型剖析
1、化为一个角的三角函数,再利用有界性求最值。 例1:函数Y=acosx+b (a.b 为常数),若71y -≤
≤,求bsinx +acosx 的最大值.
练习: 求函数2
sin cos 1y x x x =+-的最值,并求取得最值时的x 值。
解:cos 2)21y x x =
-+-
1112cos 2sin(2)2262
x x x π--=-- ∴当22,6
2
x k π
π
π-=+
即()3
x k k Z π
π=+
∈时,y 取得最大值,max 1
2y =
当22,6
2
x k π
π
π-
=-
即()6
x k k Z π
π=-
∈时,y 取得最小值,m x
32
i y =-。
思维点拨:三角函数的定义域对三角函数有界性的影响。
2、转化为闭区间上二次函数的最值问题。
例2、.2sin cot sin 2
cot 的最值求函数x x x x y ⋅+⋅= 解:8741cos 2cos sin 2sin cos sin sin cos 12
+⎪⎭⎫ ⎝⎛
+=⋅+⋅+=x x x x x x x x y
时当41cos 1cos 0sin -=∴±≠∴≠x x x ,y 有最小值8
7
,无最大值.
练习:是否存在实数a ,使得函数2385cos sin 2
-+
+=a x a x y 在闭区间⎥⎦
⎤
⎢⎣⎡2,0π上的最大值是1?若存在,求出对应的a 值?若不存在,试说明理由。
解:2185421cos 22
-++⎪⎭⎫ ⎝
⎛
--=a a a x y
当2
0π≤
≤x 时,1cos 0≤≤x ,令x t cos =则10≤≤t ,
,218542122
-++⎪⎭
⎫
⎝⎛--=a a a t y 10≤≤t
)
(42
3
1
21854,2cos 2,20,12012max 舍或时即则当时即-==⇒=-+===≤≤≤≤a a a a y a x a t a a
)(512