- 1.19 MB
- 2021-07-02 发布
- 1、本文档由用户上传,淘文库整理发布,可阅读全部内容。
- 2、本文档内容版权归属内容提供方,所产生的收益全部归内容提供方所有。如果您对本文有版权争议,请立即联系网站客服。
- 3、本文档由用户上传,本站不保证质量和数量令人满意,可能有诸多瑕疵,付费之前,请仔细阅读内容确认后进行付费下载。
- 网站客服QQ:403074932
专题06 三角函数的图像与性质
1.三角函数y=Asin (ωx+φ)(A>0,ω>0)的图象变换,周期及单调性是高考热点.
2.备考时应掌握y=sin x,y=cos x,y=tan x的图象与性质,并熟练掌握函数y=Asin (ωx+φ)(A>0,ω>0)的值域、单调性、周期性等.
1.任意角和弧度制
(1)终边相同的角:所有与角α终边相同的角,连同角α在内,可构成一个集合S={β|β=α+k·360°,k∈Z}.
(2)把长度等于半径长的弧所对的圆心角叫做1弧度的角.
(3)弧长公式:l=|α|r,
扇形的面积公式:S=lr=|α|r2.
2.任意角的三角函数
(1)设α是一个任意角,它的终边与单位圆交于点P(x,y),那么sinα=y,cosα=x,tanα=(x≠0).
(2)各象限角的三角函数值的符号:一全正,二正弦,三正切,四余弦.
3.诱导公式
公式一
sin(2kπ+α)=sinα,cos(2kπ+α)=cosα,
tan(2kπ+α)=tanα
公式二
sin(π+α)=-sinα,cos(π+α)=-cosα,
tan(π+α)=tanα
公式三
sin(-α)=-sinα,cos(-α)=cosα,
tan(-α)=-tanα
公式四
sin(π-α)=sinα,cos(π-α)=-cosα,
tan(π-α)=-tanα
公式五
sin=cosα,cos=sinα
公式六
sin=cosα,cos=-sinα
口诀
奇变偶不变,符号看象限
4.同角三角函数基本关系式
sin2α+cos2α=1,tanα=(cosα≠0).
5.正弦、余弦、正切函数的性质
函数
y=sinx
y=cosx
y=tanx
定义域
R
R
{x|x≠+kπ,k∈Z}
值域
[-1,1]
[-1,1]
R
奇偶性
奇函数
偶函数
奇函数
最小正周期
2π
2π
π
单调性
在[-+2kπ,+2kπ](k∈Z)上递增.
在[+2kπ,+2kπ](k∈Z)上递减
在[-π+2kπ,2kπ](k∈Z)上递增.在[2kπ,π+2kπ](k∈Z)上递减
在(-+kπ,+kπ)(k∈Z)上递增
最值
当x=+2kπ,k∈Z时,y取得最大值1.
当x=-+2kπ,k∈Z时,y取得最小值-1
当x=2kπ,k∈Z时,y取得最大值1.
当x=π+2kπ,k∈Z时,y取得最小值-1
无最值
对称性
对称中心:(
对称中心:(
对称中心:(kπ,0)(k∈Z).
对称轴:x=+kπ(k∈Z)
+kπ,0)(k∈Z).
对称轴:x=kπ(k∈Z)
,0)(k∈Z)
6.函数y=Asin(ωx+φ)的图象
(1)“五点法”作图
设z=ωx+φ,令z=0、、π、、2π,求出x的值与相应的y的值,描点连线可得.
考点一 三角函数图象及其变换
例1、【2017课标1,理9】已知曲线C1:y=cos x,C2:y=sin (2x+),则下面结论正确的是
A. 把C1上各点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向右平移个单位长度,得到曲线C2
B. 把C1上各点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向左平移
个单位长度,得到曲线C2
C. 把C1上各点的横坐标缩短到原来的倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向右平移个单位长度,得到曲线C2
D. 把C1上各点的横坐标缩短到原来的倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向左平移个单位长度,得到曲线C2
【答案】D
【解析】因为函数名不同,所以先将利用诱导公式转化成与相同的函数名,则,则由上各点的横坐标缩短到原来的倍变为,再将曲线向左平移个单位长度得到,故选D.
【变式探究】(2016·高考全国甲卷)函数y=Asin(ωx+φ)的部分图象如图所示,则( )
A.y=2sin B.y=2sin
C.y=2sin D.y=2sin
答案:A
【变式探究】 (1)函数f(x)=cos(ωx+φ)的部分图象如图所示,则f(x)的单调递减区间为( )
A.,k∈Z
B.,k∈Z
C.,k∈Z
D.,k∈Z
解析:基本法:由函数图象知T=2×=2.
∴=2,即ω=π.
由π×+φ=+2kπ,k∈Z,不妨设φ=.
∴f(x)=cos
由2kπ<πx+<2kπ+π得,
2k-<x<2k+,k∈Z,故选D.
速解法:由题图可知=-=1,所以T=2.
结合题图可知,在(f(x)的一个周期)内,函数f(x)的单调递减区间为.由f(x)是以2为周期的周期函数可知,f(x)的单调递减区间为,k∈Z,故选D.
答案:D
(2)要得到函数y=sin的图象,只需将函数y=sin 4x的图象( )
A.向左平移个单位 B.向右平移个单位
C.向左平移个单位 D.向右平移个单位
答案:B
考点二 三角函数性质及应用
例2、【2017课标1,理17】△ABC的内角A,B, C的对边分别为a,b,c,已知△ABC的面积为
(1)求sinBsinC;
(2)若6cosBcosC=1,a=3,求△ABC的周长.
【答案】(1).(2).
【解析】
(1)由题设得,即.
由正弦定理得.
故.
【变式探究】(1)如图,长方形ABCD的边AB=2,BC=1,O是AB的中点,点P沿着边BC,CD与DA运动,记∠BOP=x.将动点P到A,B两点距离之和表示为x的函数f(x),则y=f(x)的图象大致为( )
解析:基本法:用排除法排除错误选项.
当x∈时,f(x)=tan x+,图象不会是直线段,从而排除A,C.
当x∈时,f=f=1+,
f=2.∵2<1+,∴f<f=f,从而排除D,故选B.
速解法:当x=时,f=1+.
x=时,f=2,显然f<f排除C、D.
又∵x为角度,f(x)不是一次函数,排除A,故选B.
答案:B
(2)函数f(x)=sin(x+2φ)-2sin φcos(x+φ)的最大值为________.
解析:基本法:利用三角恒等变换将原式化简成只含一种三角函数的形式.
∵f(x)=sin(x+2φ)-2sin φcos(x+φ)
=sin[(x+φ)+φ]-2sin φcos(x+φ)
=sin(x+φ)cos φ+cos(x+φ)sin φ-2sin φcos(x+φ)
=sin(x+φ)cos φ-cos(x+φ)sin φ
=sin[(x+φ)-φ]=sin x,
∴f(x)的最大值为1.
速解法:∵φ为常数,令φ=0时,f(x)=sin x.
若φ=,则f(x)=sin-cos=sin x
猜想f(x)=sin x
f(x)max=1.
答案:1
(3)设函数f(x)=sin(ωx+φ)+cos(ωx+φ)的最小正周期为π,且f(-x)=f(x),则( )
A.f(x)在单调递减
B.f(x)在单调递减
C.f(x)在单调递增
D.f(x)在单调递增
速解法:由f(x)=sin知T==π,
∴ω=2.
f(x)为偶函数,∴φ+=,∴φ=.
∴f(x)=cos 2x依据图象特征可得f(x)在为减区间.
答案:A
【变式探究】(2016·高考全国甲卷)函数f(x)=cos 2x+6cos的最大值为( )
A.4 B.5
C.6 D.7
解析:f(x)=1-2sin2x+6sin x=-22+,因为sin x∈[-1,1],所以当sin x=1时,f(x)取得最大值,且f(x)max=5.
答案:B
1.【2017课标1,理9】已知曲线C1:y=cos x,C2:y=sin (2x+),则下面结论正确的是
A. 把C1上各点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向右平移个单位长度,得到曲线C2
B. 把C1上各点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向左平移个单位长度,得到曲线C2
C. 把C1上各点的横坐标缩短到原来的倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向右平移个单位长度,得到曲线C2
D. 把C1上各点的横坐标缩短到原来的倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向左平移个单位长度,得到曲线C2
【答案】D
2.【2017课标1,理17】△ABC的内角A,B, C的对边分别为a,b,c,已知△ABC的面积为
(1)求sinBsinC;
(2)若6cosBcosC=1,a=3,求△ABC的周长.
【答案】(1).(2).
【解析】
(1)由题设得,即.
由正弦定理得.
故.
1.【2016高考新课标3理数】在中,,边上的高等于,则( )
(A) (B) (C) (D)
【答案】C
【解析】设边上的高为,则,所以,.由余弦定理,知,故选C.
2.【2016高考新课标2理数】若,则( )
(A) (B) (C) (D)
【答案】D
【解析】 ,
且,故选D.
3.【2016高考新课标3理数】若 ,则( )
(A) (B) (C) 1 (D)
【答案】A
【解析】
由,得或,所以,故选A.
4.【2016年高考四川理数】= .
【答案】
【解析】由二倍角公式得
5.【2016年高考四川理数】为了得到函数的图象,只需把函数的图象上所有的点( )
(A)向左平行移动个单位长度 (B)向右平行移动个单位长度
(C)向左平行移动个单位长度 (D)向右平行移动个单位长度
【答案】D
6.【2016高考新课标2理数】若将函数的图像向左平移个单位长度,则平移后图象的对称轴为( )
(A) (B)
(C) (D)
【答案】B
【解析】由题意,将函数的图像向左平移个单位得,则平移后函数的对称轴为,即,故选B.
7.【2016年高考北京理数】将函数图象上的点向左平移() 个单位长度得到点,若位于函数的图象上,则( )
A.,的最小值为B. ,的最小值为
C.,的最小值为D.,的最小值为
【答案】A
【解析】由题意得,,当s最小时,所对应的点为,此时,故选A.
8.【2016高考新课标3理数】函数的图像可由函数的图像至少向右平移_____________个单位长度得到.
【答案】
9.【2016高考浙江理数】设函数,则的最小正周期( )
A.与b有关,且与c有关 B.与b有关,但与c无关
C.与b无关,且与c无关 D.与b无关,但与c有关
【答案】B
【解析】
,其中当时,,此时周期是;当时,周期为,而不影响周期.故选B.
10.【2016高考山东理数】函数f(x)=(sin x+cos x)(cos x –sin x)的最小正周期是( )
(A) (B)π (C) (D)2π
【答案】B
【解析】,故最小正周期,故选B.
11.【2016年高考四川理数】为了得到函数的图象,只需把函数的图象上所有的点( )
(A)向左平行移动个单位长度 (B)向右平行移动个单位长度
(C)向左平行移动个单位长度 (D)向右平行移动个单位长度
【答案】D
【解析】由题意,为了得到函数,只需把函数的图像上所有点向右移个单位,故选D.
12.【2016高考新课标2理数】若将函数的图像向左平移个单位长度,则平移后图象的对称轴为( )
(A) (B)
(C) (D)
【答案】B
13.【2016年高考北京理数】将函数图象上的点向左平移() 个单位长度得到点,若位于函数的图象上,则( )
A.,的最小值为B. ,的最小值为
C.,的最小值为D.,的最小值为
【答案】A
【解析】由题意得,,当s最小时,所对应的点为,此时,故选A.
14.【2016高考新课标3理数】函数的图像可由函数的图像至少向右平移_____________个单位长度得到.
【答案】
15.【2016高考新课标3理数】在中,,边上的高等于,则( )
(A) (B) (C) (D)
【答案】C
【解析】设边上的高为,则,所以,.由余弦定理,知,故选C.
16.【2016高考新课标2理数】若,则( )
(A) (B) (C) (D)
【答案】D
【解析】 ,
且,故选D.
17.【2016高考新课标3理数】若 ,则( )
(A) (B) (C) 1 (D)
【答案】A
【2015高考新课标1,理2】 =( )
(A) (B) (C) (D)
【答案】D
【解析】原式= ==,故选D.
【2015江苏高考,8】已知,,则的值为_______.
【答案】3
【解析】
【2015高考福建,理19】已知函数的图像是由函数的图像经如下变换得到:先将图像上所有点的纵坐标伸长到原来的2倍(横坐标不变),再将所得到的图像向右平移个单位长度.
(Ⅰ)求函数的解析式,并求其图像的对称轴方程;
(Ⅱ)已知关于的方程在内有两个不同的解.
(1)求实数m的取值范围;
(2)证明:
【答案】(Ⅰ) ,;(Ⅱ)(1);(2)详见解析.
【解析】解法一:(1)将的图像上所有点的纵坐标伸长到原来的2倍(横坐标不变)得到的图像,再将的图像向右平移个单位长度后得到的图像,故,从而函数图像的对称轴方程为
(2)1)
(其中)
解法二:(1)同解法一.
(2)1) 同解法一.
2) 因为是方程在区间内有两个不同的解,
所以,.
当时,
当时,
所以
于是
【2015高考山东,理16】设.
(Ⅰ)求的单调区间;
(Ⅱ)在锐角中,角的对边分别为,若,求面积的最大值.
【答案】(I)单调递增区间是;
单调递减区间是
(II) 面积的最大值为
(Ⅱ)由 得
由题意知为锐角,所以
由余弦定理:
可得:
即: 当且仅当时等号成立.
因此
所以面积的最大值为
【2015高考重庆,理9】若,则( )
A、1 B、2 C、3 D、4
【答案】C
【2015高考山东,理3】要得到函数的图象,只需要将函数的图象( )
(A)向左平移个单位 (B)向右平移个单位
(C)向左平移个单位 (D)向右平移个单位
【答案】B
【解析】因为 ,所以要得到函数 的图象,只需将函数 的图象向右平移 个单位.故选B.
【2015高考新课标1,理8】函数=的部分图像如图所示,则的单调递减区间为( )
(A) (B)
(C) (D)
【答案】D
【解析】由五点作图知,,解得,,所以,令,解得<<,,故单调减区间为(,),,故选D.
1. 【2014高考湖南卷第9题】已知函数且则函数的图象的一条对称轴是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【考点定位】三角函数图像、辅助角公式
2. 【2014高考江苏卷第5题】已知函数与函数,它们的图像有一个横坐标为的交点,则的值是 .
【答案】
【解析】由题意,即,,,因为,所以.
【考点】三角函数图象的交点与已知三角函数值求角.
3. 【2014辽宁高考理第9题】将函数的图象向右平移个单位长度,所得图象对应的函数( )
A.在区间上单调递减 B.在区间上单调递增
C.在区间上单调递减 D.在区间上单调递增
【答案】B
【考点定位】函数的性质.
4. 【2014四川高考理第3题】为了得到函数的图象,只需把函数的图象上所有的点( )
A.向左平行移动个单位长度 B.向右平行移动个单位长度
C.向左平行移动个单位长度 D.向右平行移动个单位长度
【答案】A
【解析】,所以只需把的图象上所有的点向左平移个单位.选A.
【考点定位】三角函数图象的变换.
5. 【2014全国1高考理第6题】如图,图O的半径为1,A是圆上的定点,P是圆上的动点,角x的始边为射线OA,终边为射线OP,过点P作直线OA的垂线,垂足为M,将点M到直线OP的距离表示成x的函数,则的图像大致为( )
【答案】C
【考点定位】解直角三角形、三角函数的图象.
6. 【2014高考北卷理第14题】设函数(是常数,).若在区间上具有单调性,且,则
的最小正周期为 .
【答案】
【考点定位】函数的对称性、周期性,
7. 【2014高考安徽卷理第11题】若将函数的图像向右平移个单位,所得图像关于轴对称, 则的最小正值是________.
【答案】
【解析】由题意,将其图象向右平移个单位,得
,要使图象关于轴对称,则,解得,当时,取最小正值.
【考点定位】三角函数的平移、三角函数恒等变换与图象性质.
8. 【2014浙江高考理第4题】为了得到函数的图像,可以将函数的图像( )
A. 向右平移个单位 B.向左平移个单位
C.向右平移个单位 D.向左平移个单位
【答案】D
【解析】,故只需将向左平移个单位.
【考点定位】三角函数化简,图像平移.
9. 【2014陕西高考理第2题】函数的最小正周期是( )
【答案】
【解析】由周期公式,又,所以函数的周期,故选.
【考点定位】三角函数的最小正周期.
10. 【2014大纲高考理第16题】若函数在区间是减函数,则的取值范围是 .
【答案】.
【考点定位】三角函数的单调性
11. 【2014高考江西理第16题】已知函数,其中
(1)当时,求在区间上的最大值与最小值;
(2)若,求的值.
【答案】(1)最大值为最小值为-1. (2)
【解析】(1)当时,
因为,从而
故在上的最大值为最小值为-1.
(2)由得,又知解得
【考点定位】三角函数性质。
12. (2014·福建卷)已知函数f(x)=2cos x(sin x+cos x).
(1)求f的值;
(2)求函数f (x)的最小正周期及单调递增区间.
思路二 先应用和差倍半的三角函数公式化简函数f(x)=2sin xcos x+2cos2x=sin+1.
(1)将代入函数式计算;
(2)T==π.
由2kπ-≤2x+≤2kπ+,k∈Z,
解得kπ-≤x≤kπ+,k∈Z.
解析:解法一 (1)f=2cos
=-2cos
=2.
(2)因为f(x)=2sin xcos x+2cos2x
=sin 2x+cos 2x+1
=sin+1.
所以T==π.
由2kπ-≤2x+≤2kπ+,k∈Z,
得kπ-≤x≤kπ+,k∈Z,
所以f(x)的单调递增区间为,k∈Z.
13. (2014·北京卷)函数f(x)=3sin的部分图象如图所示.
(1)写出f(x)的最小正周期及图中x0、y0的值;
(2)求f(x)在区间上的最大值和最小值.
解析:(1)由题意知:f(x)的最小正周期为π,x0=,y0=3.
(2)因为x∈,所以2x+∈,于是
当2x+=0,即x=-时,f(x)取得最大值0;
当2x+=-,即x=-时,f(x)取得最小值-3.
1.函数f(x)=sin(ωx+φ)的图象如图所示,为了得到y=sin ωx的图象,只需把y=f(x)的图象上所有点( )
A.向右平移个单位长度
B.向右平移个单位长度
C.向左平移个单位长度
D.向左平移个单位长度
答案:A
2.若函数y=cos(ω∈N*)图象的一个对称中心是,则ω的最小值为( )
A.1 B.2
C.4 D.8
解析:由题意知+=kπ+(k∈Z)⇒ω=6k+2(k∈Z),又ω∈N*,∴ωmin=2,故选B.
答案:B
3.若函数f(x)=sin ax+cos ax(a>0)的最小正周期为2,则函数f(x)的一个零点为( )
A.- B.
C. D.(0,0)
答案:B
4.把函数y=sin图象上各点的横坐标缩小到原来的(纵坐标不变),再将图象向右平移个单位,那么所得图象的一条对称轴方程为( )
A.x=- B. x=-
C.x= D.x=
解析:由题意知y=sin=sin=-cos 2x,验证可知x=-是所得图象的一条对称轴.
答案:A
5.已知函数f(x)=2sin(ωx+φ)的图象如图所示,则函数y=f(x)+ω的图象的对称中心坐标为( )
A.(k∈Z)
B.(k∈Z)
C.(k∈Z)
D.(k∈Z)
解析:由题图可知=-=π,∴T=3π,又T==3π,∴ω=,又×+φ=2kπ+,k∈Z,
∴φ=2kπ+,k∈Z,又∵|φ|<,∴φ=,∴f(x)=2sin,由x+=kπ,k∈Z,得x=kπ-,k∈Z,则y=f(x)+ω的图象的对称中心坐标为(k∈Z).
答案:D
6.已知函数f(x)=sincos-sin2.
(1)求f(x)的最小正周期;
(2)求f(x)在区间[-π,0]上的最小值.
7.某同学用“五点法”画函数f (x)=Asin(ωx+φ)在某一个周期内的图象时,列表并填入部分数据,如下表:
ωx+φ
0
π
2π
x
Asin(ωx+φ)
0
5
-5
0
(1)请将上表数据补充完整,填写在相应位置,并直接写出函数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,求θ的最小值.
解:(1)根据表中已知数据,解得A=5,ω=2,φ=-.数据补全如下表:
ωx+φ
0
π
2π
x
Asin(ωx+φ)
0
5
0
-5
0
且函数表达式为f(x)=5sin.
8.设函数f(x)=sin ωx+sin,x∈R.
(1)若ω=,求f(x)的最大值及相应x的集合;
(2)若x=是f(x)的一个零点,且0<ω<10,求ω的值和f(x)的最小正周期.
解:由已知:f(x)=sin ωx-cos ωx=sin.
(1)若ω=,则f(x)=sin.
又x∈R,则sin≤,
∴f(x)max=,
此时x-=2kπ+,k∈Z,
即f(x)取最大值时,
x的取值集合为.
此时其最小正周期为π.