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1、專題二 三角函數(shù)、解三角形、平面向量第1講 三角函數(shù)的圖象與性質(zhì)
自主學(xué)習(xí)導(dǎo)引
真題感悟
1.(2020·浙江)把函數(shù)y=cos 2x+1的圖象上所有點(diǎn)的橫坐標(biāo)伸長到原來的2倍(縱坐標(biāo)不變),然后向左平移1個(gè)單位長度,再向下平移1個(gè)單位長度,得到的圖象是
解析 利用三角函數(shù)的圖象與變換求解.
結(jié)合選項(xiàng)可知應(yīng)選A.
答案 A
2.(2020·湖北)已知向量a=(cos ωx-sin ωx,sin ωx),b=(-cos ωx-sinωx,2cos ωx),設(shè)函數(shù)f(x)=a·b+λ(x∈R)的圖象關(guān)于直線x=π對稱,其中ω、λ為常數(shù),且ω∈.
(1)求函數(shù)f(x)的最小正
2、周期;
(2)若y=f(x)的圖象經(jīng)過點(diǎn),求函數(shù)f(x)在區(qū)間上的取值范圍.
解析 (1)因?yàn)閒(x)=sin2ωx-cos2ωx+2sin ωx·
cos ωx+λ
=-cos 2ωx+sin 2ωx+λ=2sin+λ.
由直線x=π是y=f(x)圖象的一條對稱軸,
可得sin=±1.
所以2ωπ-=kπ+(k∈Z),即 ω=+(k∈Z).
又 ω∈,k∈Z,所以k=1,故ω=.
所以f(x)的最小正周期是.
(2)由y=f(x)的圖象過點(diǎn),得f=0,
即λ=-2sin=-2sin=-.
即λ=-,故f(x)=2sin-.
由0≤x≤,有-≤x-≤,
所以-≤si
3、n≤1,
得-1-≤2sin-≤2-,
故函數(shù)f(x)在[0,]上的取值范圍為[-1-,2-].
考題分析
本節(jié)內(nèi)容高考的重點(diǎn)就是利用三角函數(shù)性質(zhì),如奇偶性、單調(diào)性、周期性、對稱性、有界性及“五點(diǎn)作圖法”等,去求解三角函數(shù)的值、求參數(shù)、求最值、求值域、求單調(diào)區(qū)間等問題,三角函數(shù)的圖象主要考查其變換,題型既有選擇題也有填空題,也有解答題,難度中等偏下.
網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建
高頻考點(diǎn)突破
考點(diǎn)一:三角函數(shù)的概念、誘導(dǎo)公式及基本關(guān)系式的應(yīng)用
【例1】(2020·北京東城模擬)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,將點(diǎn)A(1,)繞原點(diǎn)O順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°到點(diǎn)B,那么點(diǎn)B的坐標(biāo)為________;若直線OB
4、的傾斜角為α,則sin 2α的值為________.
[審題導(dǎo)引] 根據(jù)三角函數(shù)的定義求出點(diǎn)B的坐標(biāo),進(jìn)而求出角α,可求sin 2α.
[規(guī)范解答] 如圖所示,
∵點(diǎn)A的坐標(biāo)為(,1),
∴∠AOx=60°,又∠AOB=90°,∴∠BOx=30°,
過B作BC⊥x軸于C,
∵OB=2,
∴OC=,BC=1,
∴點(diǎn)B的坐標(biāo)為(,-1),
則直線OB的傾斜角為,即α=,
∴sin 2α=sin =-sin =-.
[答案] (,-1)?。?
【規(guī)律總結(jié)】
三角函數(shù)的定義與誘導(dǎo)公式的應(yīng)用
(1)三角函數(shù)的定義是推導(dǎo)誘導(dǎo)公式及同角三角函數(shù)基本關(guān)系式的理論基礎(chǔ),應(yīng)用三角函數(shù)的定
5、義求三角函數(shù)值有時(shí)反而更簡單.
(2)應(yīng)用誘導(dǎo)公式化簡三角函數(shù)式,要注意正確地選擇公式,注意公式的應(yīng)用條件.
【變式訓(xùn)練】
1.(2020·惠州模擬)在(0,2π)內(nèi),使sin x>cos x成立的x的取值范圍為
A.∪ B. C. D.∪
解析 在單位圓中畫三角函數(shù)線,如圖所示,要使在(0,2π)內(nèi),sin x>cos x,則x∈.
答案 C
2.(2020·海淀一模)若tan α=,則cos=________.
解析 cos=-sin 2α=-2sin αcos α
=-=-=-=-.
答案?。?
考點(diǎn)二:三角函數(shù)圖象變換及函數(shù)y=Asi
6、n(ωx+φ)的解析式
【例2】(1)(2020·宿州模擬)函數(shù)y=sin的圖象可由y=cos 2x的圖象經(jīng)過怎樣的變換得到
A.向左平移個(gè)單位 B.向右平移個(gè)單位
C.向左平移個(gè)單位 D.向右平移個(gè)單位
(2)(2020·泰州模擬)函數(shù)f(x)=Asin(ωx+φ)(A,ω,φ為常數(shù),A>0,ω>0)的部分圖象如圖所示,則f的值是________.
[審題導(dǎo)引] (1)應(yīng)用誘導(dǎo)公式把兩個(gè)函數(shù)化為同名函數(shù),然后比較二者的差異可得;
(2)先由圖象求出f(x)的周期,從而得ω的值,再由關(guān)鍵點(diǎn)求φ,由最小值求A,故得f(x),可求f.
[規(guī)范解答] (1)y=sin
7、=cos=cos
=cos 2,
故函數(shù)y=sin的圖象可由y=cos 2x的圖象向右平移個(gè)單位得到,故選D.
(2)如圖所示,=π-=,
∴T=π.則ω=2.
又2×+φ=π,∴φ=,
又易知A=,
故f(x)=sin,
∴f=sin =.
[答案] (1)D (2)
【規(guī)律總結(jié)】
求函數(shù)y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的解析式及其圖象變換的規(guī)律方法
(1)已知函數(shù)y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的圖象求解析式時(shí),常采用待定系數(shù)法,由圖中的最高點(diǎn)、最低點(diǎn)求A,由函數(shù)的周期確定ω,由圖象上的關(guān)鍵點(diǎn)確定φ.
(2)一般地,函數(shù)y=sin(ωx+φ)的
8、圖象,可以看作把曲線y=sin ωx上所有點(diǎn)向左(當(dāng)φ>0時(shí))或向右(當(dāng)φ<0時(shí))平移個(gè)單位長度而得到的.
【變式訓(xùn)練】
3.(2020·臨沂模擬)若函數(shù)y=sin x-cos x的圖象向右平移m(m>0)個(gè)單位長度后,所得到的圖象關(guān)于y軸對稱,則m的最小值是
A. B. C. D.
解析 y=sin x-cos x=2sin,函數(shù)圖象向右平移m(m>0)個(gè)單位長度,得到的函數(shù)解析式為y=2sin,要使所得到的圖象關(guān)于y軸對稱,則有m+=+kπ,k∈Z,即m=+kπ,k∈Z,所以當(dāng)k=0時(shí),m=,選C.
答案 C
4.(2020·房山一模)已知函數(shù)f(x)=sin
9、(ωx+φ)(ω>0,0<φ<π)的圖象如圖所示,則ω=________,φ=________.
解析?。溅校?,∴T=,
∴ω==.
又×+φ=,∴φ=π.
答案 π
考點(diǎn)三:三角函數(shù)圖象與性質(zhì)的綜合應(yīng)用
【例3】(2020·北京東城11校聯(lián)考)已知函數(shù)f(x)=cos2ωx-sin ωx·cos ωx(ω>0)的最小正周期是π.
(1)求函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間和對稱中心;
(2)若A為銳角△ABC的內(nèi)角,求f(A)的取值范圍.
[審題導(dǎo)引] 把f(x)化為y=Acos(ωx+φ)+k的形式后求單調(diào)區(qū)間與對稱中心,再根據(jù)A的范圍求f(A)的取值范圍.
[規(guī)范解答]
10、 (1)f(x)=-sin 2ωx
=cos+,
T==π,ω=1.
f(x)=cos+,
-π+2kπ≤2x+≤2kπ,k∈Z,
-+kπ≤x≤-+kπ.
函數(shù)f(x)的單調(diào)增區(qū)間為,k∈Z,
令2x+=+kπ,x=+,
∴對稱中心為,k∈Z.
(2)0<A<,<2A+<,
-1≤cos<,
-≤cos+<1,
所以f(A)的取值范圍為.
【規(guī)律總結(jié)】
三角函數(shù)性質(zhì)的求解方法
(1)三角函數(shù)的性質(zhì)問題,往往都要先化成f(x)=Asin(ωx+φ)的形式再求解.
(2)要正確理解三角函數(shù)的性質(zhì),關(guān)鍵是記住三角函數(shù)的圖象,根據(jù)圖象并結(jié)合整體代入的基本思想即可求三角
11、函數(shù)的單調(diào)性,最值與周期.
[易錯(cuò)提示] (1)在求三角函數(shù)的最值時(shí),要注意自變量x的范圍對最值的影響,往往結(jié)合圖象求解.
(2)求函數(shù)f(x)=Asin(ωx+φ)的單調(diào)區(qū)間時(shí),只有當(dāng)ω>0時(shí),才可整體代入并求其解,當(dāng)ω<0時(shí),需把ω的符號化為正值后求解.
【變式訓(xùn)練】
5.(2020·朝陽模擬)已知函數(shù)f(x)=cos.
(1)若f(α)=,求sin 2α的值;
(2)設(shè)g(x)=f(x)·f,求函數(shù)g(x)在區(qū)間上的最大值和最小值.
解析 (1)因?yàn)閒(α)=cos=,
所以(cos α+sin α)=,
所以cos α+sin α=.
平方得,sin2α+2sin
12、αcos α+cos2α=,
所以sin 2α=.
(2)因?yàn)間(x)=f(x)·f
=cos·cos
=(cos x+sin x)·(cos x-sin x)
=(cos2x-sin2x)=cos 2x.
當(dāng)x∈時(shí),2x∈.
所以,當(dāng)x=0時(shí),g(x)的最大值為;
當(dāng)x=時(shí),g(x)的最小值為-.
名師押題高考
【押題1】已知<θ<π,sin=-,則tan(π-θ)的值為
A. B. C.- D.-
解析 ∵sin=cos θ=-,θ∈,
∴sin θ=,∴tan θ=-,
tan(π-θ)=-tan θ=.
答案 B
[押題
13、依據(jù)] 本題以選擇題的形式考查了同角三角函數(shù)的基本關(guān)系式及誘導(dǎo)公式,重點(diǎn)突出、考查全面,題目考查內(nèi)容基礎(chǔ)性較強(qiáng),符合高考的方向,故押此題.
【押題2】(2020·北京東城一模)已知函數(shù)f(x)=(sin 2x+cos 2x)2-2sin22x.
(1)求f(x)的最小正周期
(2)若函數(shù)y=g(x)的圖象是由y=f(x)的圖象向右平移個(gè)單位長度,再向上平移1個(gè)單位長度得到的,當(dāng)x∈時(shí),求y=g(x)的最大值和最小值.
解析 (1)因?yàn)閒(x)=(sin 2x+cos 2x)2-2sin22x
=sin 4x+cos 4x=sin,
所以函數(shù)f(x)的最小正周期為.
(2)依題意,y=g(x)=sin+1
=sin+1.
因?yàn)?≤x≤,所以-≤4x-≤.
當(dāng)4x-=,即x=時(shí),g(x)取最大值+1;
當(dāng)4x-=-,即x=0時(shí),g(x)取最小值0.
[押題依據(jù)] 將三角函數(shù)式化為y=Asin(ωx+φ)的形式,再求其周期、單調(diào)區(qū)間、最值等,一直是高考的熱點(diǎn)考向,也是三角函數(shù)的重要內(nèi)容,本題考查內(nèi)容重點(diǎn)突出,難度適中,故押此題.