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- 2021-06-24 发布
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专题06 三角函数的图像与性质
【自主热身,归纳总结】
1、已知锐角θ满足tanθ=cosθ,则=________.
【答案】: 3+2
【解析】: 由tanθ=cosθ得sinθ=cos2θ,即sinθ=(1-sin2θ),解得sinθ=(负值已舍去),cosθ=,代入,可得结果为3+2.
2、在平面直角坐标系xOy中,已知角α,β的始边均为x轴的非负半轴,终边分别经过点A(1,2),B(5,1),则tan(α-β)的值为________.
【答案】:
【解析】:由三角函数的定义可知tanα==2,tanβ=,故tan(α-β)===.
3、 函数y=3sin的图像两相邻对称轴的距离为________.
【答案】:
【解析】:由题知函数最小正周期T==π.图像两相邻对称轴间的距离是最小正周期π的一半即.
4、若函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的图像与直线y=m的三个相邻交点的横坐标分别是,,,则实数ω的值为________.
【答案】: 4
【解析】:由题意得函数f(x)的最小正周期T=-=,从而ω=4.
5、若函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<π)的部分图像如图所示,则f(-π)的值为________.
【答案】: -1
【解析】:由题意,A=2,T=×4=3π=,即ω=,解得+φ=2kπ+,k∈Z,即φ=2kπ-,k∈Z
,因为|φ|<π,所以φ=-,所以f(-π)=2sin(-π-)=-1.
依图求函数y=Asin(ωx+φ)的【解析】式的难点在于确定初相φ,其基本方法是利用特殊点,通过待定系数法、五点法或图像变换法来求解.
6函数f(x)=cos的最小正周期为________.
【答案】2π
【解析】:因为f(x)=cos=sinx-·=sin-,所以最小正周期为2π.
7、将函数y=3sin的图像向右平移φ个单位长度后,所得函数为偶函数,则φ=________.
【答案】:.
8、 若函数f(x)=sin(ω>0)的最小正周期为π,则f的值是________.
【答案】:
【解析】:因为f(x)的最小正周期为π,所以=π,故ω=2,所以f(x)=sin,从而f=sin+=sin=.
9、 已知α∈,β∈,cosα=,sin(α+β)=-,则cosβ=________.
【答案】:-
【解析】: 因为α∈,cosα=,所以sinα=.又α+β∈,,sin(α+β)=-<0,所以α+β∈,故cos(α+β)=-,从而cosβ=cos(α+β-α)=cos(α+β)cosα+sin(α+β)sinα=-×-×=-.
10、 若tanβ=2tanα,且cosαsinβ=,则sin(α-β)的值为________.
【答案】: -
【解析】:因为tanβ=2tanα,所以=,即cosαsinβ=2sinαcosβ.又因为cosαsinβ=,所以sinαcosβ=,从而sin(α-β)=sinαcosβ-cosαsinβ=-=-.
11.若函数的图象过点,则函数在上的单调减区间是 ▲ .
【答案】: (或)
12、在同一直角坐标系中,函数y=sin(x+) (x∈[0,2π])的图象和直线y= 的交点的个数是 .
【答案】.2
解法1 令,可得
即,又x∈[0,2π],所以或,故原函数图象与的交点个数为2.
解法2 在同一个坐标系下画出这两个函数图象,可得交点个数为2
13、 已知θ是第三象限角,且sinθ-2cosθ=-,则sinθ+cosθ=________.
【答案】: -
思路分析 首先试试能否猜出【答案】,猜出的【答案】是否正确.观察得sinθ=,cosθ=满足方程,但此时
θ是第一象限角,不合题意.
由得5cos2θ-cosθ-=0,解得cosθ=或-.因为θ是第三象限角,所以cosθ=-,从而sinθ=-,所以sinθ+cosθ=-.
解后反思 虽然观察得到的结果不合题意,但是也很有用,在实际解方程时,利用“根与系数的关系”能很快找到我们需要的解.
本质上,可看作是二元二次方程组,通常有两解.一般地,由Asinθ+Bcosθ=C求sinθ,cosθ可能有两组解.
14、 已知sin(x+)=,则sin(x-)+sin2(-x)的值为________.
【答案】:
【解析】:sin=sin=-sin(x+)=-,sin2=cos2=1-sin2(x+)=1-=,所以sin+sin2=-+=.
解后反思 本题旨在考查角变换和函数名称变换,切不可以把已知和未知的括号打开,以免陷入繁杂的运算中,造成隐形失分.
【问题探究,变式训练】
例1、 设函数f(x)=sin(ωx+φ)+cos(ωx+φ)的最小正周期为π,且满足f(-x)=f(x),则函数f(x)的单调增区间为________.
【答案】 (k∈Z)
【解析】:由题意可得f(x)=2sin.又最小正周期为π,故ω=2.又该函数的对称轴为直线x=0,所以φ+=kπ+(k∈Z),解得φ=kπ+(k∈Z).又因为<,所以φ=,所以f(x)=2cosx,故单调增区间为(k∈Z).
【变式1】、.. 若f(x)=sin(x+θ)-cos(x+θ)是定义在R上的偶函数,则θ=________.
【变式2】、. 将函数y=cosx+sinx(x∈R)的图像向左平移m(m>0)个单位长度后,所得到的图像关于y轴对称,则m的最小值是________.
【答案】
解法1 函数y=cosx+sinx=2sin的图像向左平移m(m>0)个单位长度后所得图像的函数【解析】式是y=2sin,由于函数y=2sinx的图像至少向左平移个单位长度后可得到关于y轴对称的图像,所以m+的最小值是,故m的最小值是.
【关联6】、将函数y=sin2x的图像向左平移φ(φ>0)个单位长度,若所得图像过点(,),则φ的最小值为________.
【答案】:
【解析】:将函数y=sin2x的图像向左平移φ(φ>0)个单位长度得到y=sin(2x+2φ)的图像,将点代入得sin=,所以+2φ=2kπ+或+2φ=2kπ+(k∈Z),即φ=kπ或φ=kπ+(k∈Z),又因为φ>0,所以φ的最小值为.
易错警示 错以为函数y=sin2x的图像向左平移φ(φ>0)个单位长度之后变成了y=sin(2x+φ)的图像,从而导致了错误.还有的考生的【答案】为0,充分说明没看清题目条件.
例2、设函数f(x)=Asin(ωx+φ)A>0,ω>0,-<φ<,x∈R的部分图像如图所示.
(1) 求函数y=f(x)的【解析】式;
(2) 当x∈时,求f(x)的取值范围.
【解析】: (1) 由图像知,A=2,(2分)
又=-=,ω>0,所以T=2π=,得ω=1.(4分)
所以f(x)=2sin(x+φ),将点,2代入,得+φ=+2kπ(k∈Z),即φ=+2kπ(k∈Z),
又-<φ<,所以φ=.(6分)
所以f(x)=2sinx+.(8分)
(2) 当x∈[-,]时,x+∈[-,],(10分)
所以sinx+∈[-,1],即f(x)∈[-,2].(14分)
易错警示 在求f(x)的【解析】式中φ的值时,如果选用图像过点,0来求,往往会导致增根,这是因为在正弦函数的一个周期内会有3个零点,因此,在求φ的值时,一般会用最值点来求,这样,就会有效地避免出现增根.
【变式1】、已知函数(其中A,,为常数,
且A>0,>0,)的部分图象如图所示.
(1)求函数f(x)的【解析】式;
(2)若,求的值.
【解析】:(1)由图可知,A=2,
T=,故,所以,f(x) =.………………………………
又,且,故.
于是,f(x) =.
(2)由,得.
所以,
=.
【变式2】、已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)部分图像如图所示.
(1) 求函数f(x)的【解析】式;
【解析】:(1) 首先把函数化简为f(x)=Asin(ωx+φ)+B的形式,其中A>0,ω>0.
(2) 利用正弦、余弦定理,列出关于边a,b的方程组.
规范解答 (1) 因为f(x)=sin2x-(1+cos2x)-
=sin-1
所以函数f(x)的最小值是-2,
此时2x-=2kπ-,k∈Z,得x=kπ-,k∈Z,即x的取值集合为.
(2) 由f(C)=0,得sin=1.又C∈(0,π),所以2C-=,得C=
由sinB=2sinA及正弦定理,得b=2a.(11分)
由余弦定理c2=a2+b2-2abcosC,得a2+b2-ab=3
由解得
【关联】、已知向量a=,b=(cosx,-1).(1) 当a∥b时,求tan的值;
(2) 设函数f(x)=2(a+b)·b,当x∈时,求f(x)的值域.
【解析】 (1) 因为a∥b,所以cosx+sinx=0,所以tanx=-,
所以tan===-7.
(2) f(x)=2(a+b)·b
=2·(cosx,-1)
=2
=sin+.
因为x∈,所以≤2x+≤,所以-≤sin≤1,
所以≤f(x)≤+,即函数f(x)的值域为.