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1、2022年高考數(shù)學(xué)專題復(fù)習(xí) 第19講 三角函數(shù)的圖象與性質(zhì)練習(xí) 新人教A版
[考情展望] 1.考查三角函數(shù)圖象的識(shí)別.2.考查三角函數(shù)的有關(guān)性質(zhì)(單調(diào)性、奇偶性、周期性和對(duì)稱性).3.考查三角函數(shù)的值域(最值).
正弦函數(shù)、余弦函數(shù)、正切函數(shù)的圖象和性質(zhì)
函數(shù)
y=sin x
y=cos x
y=tan x
圖象
定義域
x∈R
x∈R
x∈R且x≠+kπ,k∈Z
值域
[-1,1]
[-1,1]
R
單調(diào)性
遞增區(qū)間是[2kπ-,2kπ+] (k∈Z),
遞減區(qū)間是
2kπ+,2kπ+(k∈Z)
遞增區(qū)間是[2kπ-π,2kπ](k
2、∈Z),
遞減區(qū)間是
[2kπ,2kπ+π](k∈Z)
遞增區(qū)間是(
kπ-,kπ+)(k∈Z)
最值
ymax=1;
ymin=-1
ymax=1;
ymin=-1
無最大值和最小值
奇偶性
奇函數(shù)
偶函數(shù)
奇函數(shù)
對(duì)稱性
對(duì)稱中心
(kπ,0),k∈Z
,k∈Z
,k∈Z
對(duì)稱軸
x=kπ+,k∈Z
x=kπ,k∈Z
無對(duì)稱軸
最小正周期
2π
2π
π
三角函數(shù)奇偶性的判斷技巧
1.若f(x)=Asin(ωx+φ)(A,ω≠0),則
(1)f(x)為偶函數(shù)的充要條件是φ=+kπ(k∈Z);
(2)f(x)為奇函數(shù)的充要條件
3、是φ=kπ(k∈Z).
2.若f(x)=Acos(ωx+φ)(A,ω≠0),則
(1)f(x)為偶函數(shù)的充要條件是φ=kπ(k∈Z).
(2)f(x)為奇函數(shù)的充要條件是φ=+kπ(k∈Z).
1.函數(shù)y=tan 3x的定義域?yàn)? )
A.
B.
C.
D.
【解析】 由3x≠+kπ,k∈Z得x≠+,k∈Z,故選D.
【答案】 D
2.函數(shù)f(x)=2cos是( )
A.最小正周期為2π的奇函數(shù)
B.最小正周期為2π的偶函數(shù)
C.最小正周期為2π的非奇非偶函數(shù)
D.最小正周期為π的偶函數(shù)
【解析】 f(x)=2cos=2cos
=-2sin x,故f(
4、x)是最小正周期為2π的奇函數(shù).
【答案】 A
3.函數(shù)f(x)=sin的圖象的一條對(duì)稱軸是( )
A.x= B.x=
C.x=- D.x=-
【解析】 法一 ∵正弦函數(shù)圖象的對(duì)稱軸過圖象的最高點(diǎn)或最低點(diǎn),故令x-=kπ+,k∈Z,∴x=kπ+,k∈Z.
取k=-1,則x=-.
法二 x=時(shí),y=sin=0,不合題意,排除A;x=時(shí),y=sin=,不合題意,排除B;x=-時(shí),y=sin=-1,符合題意,C項(xiàng)正確;而x=-時(shí),y=sin=-,不合題意,故D項(xiàng)也不正確.
【答案】 C
4.比較大小:sin________sin.
【解析】 ∵-<-<-<0,∴si
5、n>sin.
【答案】?。?
5.(xx·天津高考)函數(shù)f(x)=sin在區(qū)間上的最小值為( )
A.-1 B.-
C. D.0
【解析】 ∵x∈[0,],∴-≤2x-≤,∴當(dāng)2x-=-時(shí),f(x)=sin(2x-)有最小值-.
【答案】 B
6.(xx·江蘇高考)函數(shù)y=3sin的最小正周期為________.
【解析】 函數(shù)y=3sin的最小正周期T==π.
【答案】 π
考向一 [053] 三角函數(shù)的定義域和值域
(1)函數(shù)y=的定義域?yàn)開_______.
(2)求下列函數(shù)的值域:
①y=2cos2 x+2cos x;
②y=3cos x-
6、sin x,x∈[0,π];
③y=sin x+cos x+sin xcos x.
【思路點(diǎn)撥】 (1)由tan x-1≠0,且x≠+kπ,k∈Z解得.
(2)①令cos x=t,轉(zhuǎn)化成二次函數(shù)求解,注意t的范圍.
②借助輔助角公式,化原式成y=Asin(ωx+φ)的形式,借助函數(shù)的單調(diào)性求解.
③令sin x+cos x=t,則sin xcos x=,從而轉(zhuǎn)化成二次函數(shù)求值域.
【嘗試解答】 (1)要使函數(shù)有意義,必需有
即
故函數(shù)的定義域?yàn)?
.
【答案】
(2)①y=2cos2x+2cos x=22-.
當(dāng)且僅當(dāng)cos x=1時(shí),得ymax=4,
當(dāng)且僅當(dāng)c
7、os x=-時(shí),得ymin=-,
故函數(shù)值域?yàn)?
②y=3cos x-sin x=2
=2cos.
∵x∈[0,π],
∴≤x+≤,
∴-1≤cos≤,
∴-2≤2cos≤3.
∴y=3cos x-sin x的值域?yàn)閇-2,3].
③法一:y=sin xcos x+sin x+cos x
=+sin
=sin2+sin-
=2-1,
所以當(dāng)sin=1時(shí),
y取最大值1+-=+.
當(dāng)sin=-時(shí),y取最小值-1,
∴該函數(shù)值域?yàn)?
法二:設(shè)t=sin x+cos x,則sin xcos x=(-≤t≤),
y=t+t2-=(t+1)2-1,
當(dāng)t=時(shí),y取最
8、大值為+,
當(dāng)t=-1時(shí),y取最小值為-1.
∴函數(shù)值域?yàn)?
規(guī)律方法1 1.求三角函數(shù)的定義域?qū)嶋H上是解三角不等式,常借助三角函數(shù)線或三角函數(shù)圖象來求解.
2.求解三角函數(shù)的值域(最值)的常見類型及方法.,(1)形如y=asin x+bcos x+c的三角函數(shù)化為y=Asin(ωx+φ)+k的形式,再求最值(值域);
(2)形如y=asin2x+bsin x+c的三角函數(shù),可先設(shè)sin x=t,化為關(guān)于t的二次函數(shù)求值域(最值);
(3)形如y=asin xcos x+b(sin x±cos x)+c的三角函數(shù),可設(shè)t=sin x±cos x,化為關(guān)于t的二次函數(shù)求解.
考向二
9、 [054] 三角函數(shù)的單調(diào)性
求下列函數(shù)的單調(diào)區(qū)間.
(1)y=sin;(2)y=|tan x|.
【思路點(diǎn)撥】 (1)y=-sin,再借助復(fù)合函數(shù)單調(diào)性求解;(2)由y=tan x的圖象→y=|tan x|的圖象→求單調(diào)區(qū)間.
【嘗試解答】 (1)y=-sin,
它的增區(qū)間是y=sin的減區(qū)間,
它的減區(qū)間是y=sin的增區(qū)間.
由2kπ-≤3x-≤2kπ+,k∈Z,
得-≤x≤+,k∈Z.
由2kπ+≤3x-≤2kπ+,k∈Z.
得+≤x≤+π,k∈Z.
故所給函數(shù)的減區(qū)間為,k∈Z;
增區(qū)間為,k∈Z.
(2)觀察圖象可知,y=|tan x|的增區(qū)間是,k∈
10、Z,減區(qū)間是,k∈Z.
規(guī)律方法2 1.求含有絕對(duì)值的三角函數(shù)的單調(diào)性及周期時(shí),通常要畫出圖象,結(jié)合圖象判定.
2.求形如y=Asin(ωx+φ)或y=Acos(ωx+φ)(其中,ω>0)的單調(diào)區(qū)間時(shí),要視“ωx+φ”為一個(gè)整體,通過解不等式求解.但如果ω<0,那么一定先借助誘導(dǎo)公式將ω化為正數(shù),防止把單調(diào)性弄錯(cuò).
對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練 (xx·常州模擬)已知函數(shù)y=sin,
求:
(1)函數(shù)的周期;
(2)求函數(shù)在[-π,0]上的單調(diào)遞減區(qū)間.
【解】 由y=sin可化為y=-sin.
(1)周期T===π.
(2)令2kπ-≤2x-≤2kπ+,k∈Z,
得kπ-≤x≤kπ+,k∈Z
11、.
所以x∈R時(shí),y=sin的減區(qū)間為,k∈Z.
取k=-1,0可得函數(shù)在[-π,0]上的單調(diào)遞減區(qū)間為和.
考向三 [055] 三角函數(shù)的奇偶性、周期性和對(duì)稱性
(1)已知函數(shù)f(x)=sin(πx-)-1,則下列說法正確的是( )
A.f(x)是周期為1的奇函數(shù)
B.f(x)是周期為2的偶函數(shù)
C.f(x)是周期為1的非奇非偶函數(shù)
D.f(x)是周期為2的非奇非偶函數(shù)
(2)已知f(x)=cos(x+φ)-sin(x+φ)為偶函數(shù),則φ可以取的一個(gè)值為( )
A. B.
C.- D.-
(3)設(shè)函數(shù)f(x)=sin(ωx+φ)
12、,給出以下四個(gè)論斷:
①它的最小正周期為π;
②它的圖象關(guān)于直線x=成軸對(duì)稱圖形;
③它的圖象關(guān)于點(diǎn)成中心對(duì)稱圖形;
④在區(qū)間上是增函數(shù).
以其中兩個(gè)論斷作為條件,另兩個(gè)論斷作為結(jié)論,寫出你認(rèn)為正確的一個(gè)命題________(用序號(hào)表示即可).
【思路點(diǎn)撥】 (1)借助誘導(dǎo)公式對(duì)f(x)先化簡(jiǎn),再判斷.
(2)化f(x)為Asin(ωx+φ)的形式,再結(jié)合誘導(dǎo)公式求解.
(3)本題是一個(gè)開放性題目,依據(jù)正弦函數(shù)的圖象及單調(diào)性、周期性以及對(duì)稱性逐一判斷.
【嘗試解答】 (1)周期T==2,f(x)=sin-1
=-cos πx-1,因此函數(shù)f(x)是偶函數(shù),故選B.
(2)
13、f(x)=2=2cos=2cos,由f(x)為偶函數(shù),知φ+=kπ(k∈Z),即φ=kπ-(k∈Z),由所給選項(xiàng)知只有D適合.
(3)若①、②成立,則ω==2;令2·+φ=kπ+,k∈Z,且|φ|<,故k=0,∴φ=.此時(shí)f(x)=sin,當(dāng)x=時(shí),sin=sin π=0,
∴f(x)的圖象關(guān)于成中心對(duì)稱;又f(x)在上是增函數(shù),∴在上也是增函數(shù),因此①②?③④,用類似的分析可得①③?②④.因此填①②?③④或①③?②④.
【答案】 (1)B (2)D (3)①②?③④或①③?②④
規(guī)律方法3 1.判斷三角函數(shù)的奇偶性和周期性時(shí),一般先將三角函數(shù)式化為一個(gè)角的一種三角函數(shù),再根據(jù)函數(shù)奇偶
14、性的概念、三角函數(shù)奇偶性規(guī)律、三角函數(shù)的周期公式求解.
2.求三角函數(shù)的周期主要有三種方法:(1)周期定義;(2)利用正(余)弦型函數(shù)周期公式;(3)借助函數(shù)的圖象.
思想方法之九 研究三角函數(shù)性質(zhì)的一大“法寶”——整體思想
所謂整體思想就是研究問題時(shí)從整體出發(fā),對(duì)問題的整體形式、結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行綜合分析、整體處理的思想方法.
在三角函數(shù)學(xué)習(xí)中,運(yùn)用“整體思想”可以解決以下幾類問題
(1)三角函數(shù)的化簡(jiǎn)求值;
(2)研究三角函數(shù)的有關(guān)性質(zhì)(如定義域、值域、單調(diào)性等);
(3)解三角不等式或求含參變量的取值范圍問題.
———— [1個(gè)示范例] ————[1個(gè)對(duì)點(diǎn)練] ————
15、
(xx·課標(biāo)全國(guó)卷)已知ω>0,函數(shù)f(x)=sin在上單調(diào)遞減,則ω的取值范圍是( )
A. B.
C. D.(0,2]
【解析】 由<x<π得ω+<ωx+<πω+,
由題意知?,
∴
∴≤ω≤,故選A.
已知函數(shù)f(x)=2sin ωx在區(qū)間上的最小值為-2,則ω的取值范圍是( )
A.∪[6,+∞)
B.∪
C.(-∞,-2]∪[6,+∞)
D.(-∞,-2]∪
【解析】 當(dāng)ω>0時(shí),由-≤x≤得
-ω≤ωx≤ω,由題意知,-ω≤-,∴ω≥,
當(dāng)ω<0時(shí),由-≤x≤得ω≤ωx≤-ω,
由題意知,ω≤-,∴ω≤-2,
綜上知ω∈(-∞,-2]∪.
【答案】 D