(浙江專用)2022高考數(shù)學二輪復習 專題一 三角函數(shù)、解三角形與平面向量 第1講 三角函數(shù)的圖象與性質(zhì)學案
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1、(浙江專用)2022高考數(shù)學二輪復習 專題一 三角函數(shù)、解三角形與平面向量 第1講 三角函數(shù)的圖象與性質(zhì)學案 [考情考向分析] 1.以圖象為載體,考查三角函數(shù)的最值、單調(diào)性、對稱性、周期性.2.考查三角函數(shù)式的化簡、三角函數(shù)的圖象和性質(zhì)、角的求值,重點考查分析、處理問題的能力,是高考的必考點. 熱點一 三角函數(shù)的概念、誘導公式及同角關(guān)系式 1.三角函數(shù):設α是一個任意角,它的終邊與單位圓交于點P(x,y),則sin α=y(tǒng),cos α=x,tan α=(x≠0).各象限角的三角函數(shù)值的符號:一全正,二正弦,三正切,四余弦. 2.同角基本關(guān)系式:sin2α+cos2α=1,=tan
2、α. 3.誘導公式:在+α,k∈Z的誘導公式中“奇變偶不變,符號看象限”. 例1 (1)已知角α的頂點與原點O重合,始邊與x軸的非負半軸重合,終邊經(jīng)過點P(2,1),則tan等于( ) A.-7 B.- C. D.7 答案 A 解析 由角α的頂點與原點O重合,始邊與x軸的非負半軸重合,終邊經(jīng)過點P(2,1),可得x=2,y=1,tan α==,∴tan 2α===, ∴tan===-7. (2)已知曲線f(x)=x3-2x2-x在點(1,f(1))處的切線的傾斜角為α,則cos2-2cos2α-3sin(2π-α)·cos(π+α)的值為( ) A. B.- C.
3、 D.- 答案 A 解析 由f(x)=x3-2x2-x可知f′(x)=3x2-4x-1, ∴tan α=f′(1)=-2, cos2-2cos2α-3sincos =(-sin α)2-2cos2α-3sin αcos α =sin2α-2cos2α-3sin αcos α = = ==. 思維升華 (1)涉及與圓及角有關(guān)的函數(shù)建模問題(如鐘表、摩天輪、水車等),常常借助三角函數(shù)的定義求解.應用定義時,注意三角函數(shù)值僅與終邊位置有關(guān),與終邊上點的位置無關(guān). (2)應用誘導公式時要弄清三角函數(shù)在各個象限內(nèi)的符號;利用同角三角函數(shù)的關(guān)系化簡過程要遵循一定的原則,如切化弦、化
4、異為同、化高為低、化繁為簡等. 跟蹤演練1 (1)在平面直角坐標系中,若角α的終邊經(jīng)過點P,則sin(π+α)等于( ) A.- B.- C. D. 答案 B 解析 由誘導公式可得, sin=sin=-sin=-, cos=cos=cos=, 即P, 由三角函數(shù)的定義可得,sin α==, 則sin=-sin α=-. (2)已知sin(3π+α)=2sin,則等于( ) A. B. C. D.- 答案 D 解析 ∵sin(3π+α)=2sin, ∴-sin α=-2cos α,即sin α=2cos α, 則= ===-. 熱點二 三角函數(shù)的
5、圖象及應用 函數(shù)y=Asin(ωx+φ)的圖象 (1)“五點法”作圖: 設z=ωx+φ,令z=0,,π,,2π,求出x的值與相應的y的值,描點、連線可得. (2)圖象變換: (先平移后伸縮)y=sin xy=sin(x+φ) y=sin(ωx+φ) y=Asin(ωx+φ). (先伸縮后平移)y=sin x y=sin ωxy=sin(ωx+φ) y=Asin(ωx+φ). 例2 (1)已知函數(shù)f(x)=sin(ω>0)的最小正周期為π,為了得到函數(shù)g(x)=cos ωx的圖象,只要將y=f(x)的圖象( ) A.向左平移個單位長度 B.向右平移個單位長度 C.
6、向左平移個單位長度 D.向右平移個單位長度 答案 A 解析 由題意知,函數(shù)f(x)的最小正周期T=π, 所以ω=2,即f(x)=sin,g(x)=cos 2x. 把g(x)=cos 2x變形得g(x)=sin=sin,所以只要將f(x)的圖象向左平移個單位長度,即可得到g(x)=cos 2x的圖象,故選A. (2)函數(shù)f(x)=Asin(ωx+φ)的部分圖象如圖所示,將函數(shù)f(x)的圖象向右平移個單位長度后得到函數(shù)g(x)的圖象,若函數(shù)g(x)在區(qū)間上的值域為[-1,2],則θ=________. 答案 解析 函數(shù)f(x)=Asin(ωx+φ)的部分圖象如題圖所示, 則
7、A=2,=-=,解得T=π, 所以ω=2,即f(x)=2sin(2x+φ), 當x=π,f?=2sin=2, ∴+φ=+2kπ,k∈Z,∴φ=-π+2kπ,k∈Z, 又|φ|<π,解得φ=-, 所以f(x)=2sin, 因為函數(shù)f(x)的圖象向右平移個單位長度后得到函數(shù)g(x)的圖象, 所以g(x)=2sin=2cos 2x, 若函數(shù)g(x)在區(qū)間上的值域為[-1,2], 則2cos 2θ=-1,則θ=kπ+,k∈Z或θ=kπ+,k∈Z, 所以θ=. 思維升華 (1)已知函數(shù)y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的圖象求解析式時,常采用待定系數(shù)法,由圖中的最高點、最低
8、點或特殊點求A;由函數(shù)的周期確定ω;確定φ常根據(jù)“五點法”中的五個點求解,其中一般把第一個零點作為突破口,可以從圖象的升降找準第一個零點的位置. (2)在圖象變換過程中務必分清是先相位變換,還是先周期變換.變換只是相對于其中的自變量x而言的,如果x的系數(shù)不是1,就要把這個系數(shù)提取后再確定變換的單位長度數(shù)和方向. 跟蹤演練2 (1)若將函數(shù)y=cos ωx(ω>0)的圖象向右平移個單位長度后與函數(shù)y=sin ωx的圖象重合,則ω的最小值為( ) A. B. C. D. 答案 B 解析 將函數(shù)y=cos ωx(ω>0)的圖象向右平移個單位長度后得到函數(shù)的解析式為y=cos ω =
9、cos. ∵平移后得到的函數(shù)圖象與函數(shù)y=sin ωx的圖象重合, ∴-=2kπ-(k∈Z),即ω=-6k+(k∈Z). ∴當k=0時,ω=. (2)函數(shù)f(x)=Asin(ωx+φ)的部分圖象如圖所示,則ω=________;函數(shù)f(x)在區(qū)間上的零點為________. 答案 2 解析 從圖中可以發(fā)現(xiàn),相鄰的兩個最高點和最低點的橫坐標分別為,-,從而求得函數(shù)的最小正周期為T=2=π,根據(jù)T=可求得ω=2.再結(jié)合題中的條件可以求得函數(shù)的解析式為f(x)=2sin,令2x-=kπ(k∈Z),解得x=+(k∈Z),結(jié)合所給的區(qū)間,整理得出x=. 熱點三 三角函數(shù)的性質(zhì) 1.
10、三角函數(shù)的單調(diào)區(qū)間 y=sin x的單調(diào)遞增區(qū)間是(k∈Z),單調(diào)遞減區(qū)間是(k∈Z); y=cos x的單調(diào)遞增區(qū)間是[2kπ-π,2kπ](k∈Z),單調(diào)遞減區(qū)間是[2kπ,2kπ+π](k∈Z); y=tan x的單調(diào)遞增區(qū)間是(k∈Z). 2.y=Asin(ωx+φ),當φ=kπ(k∈Z)時為奇函數(shù); 當φ=kπ+(k∈Z)時為偶函數(shù); 對稱軸方程可由ωx+φ=kπ+(k∈Z)求得. y=Acos(ωx+φ),當φ=kπ+(k∈Z)時為奇函數(shù); 當φ=kπ(k∈Z)時為偶函數(shù); 對稱軸方程可由ωx+φ=kπ(k∈Z)求得. y=Atan(ωx+φ),當φ=kπ(k∈
11、Z)時為奇函數(shù). 例3 (2017·浙江)已知函數(shù)f(x)=sin2x-cos2x-2sin xcos x(x∈R). (1)求f?的值; (2)求f(x)的最小正周期及單調(diào)遞增區(qū)間. 解 (1)由sin=,cos=-,得 f?=2-2-2××=2. (2)由cos 2x=cos2x-sin2x與sin 2x=2sin xcos x得, f(x)=-cos 2x-sin 2x=-2sin. 所以f(x)的最小正周期是π. 由正弦函數(shù)的性質(zhì)得, +2kπ≤2x+≤+2kπ,k∈Z, 解得+kπ≤x≤+kπ,k∈Z. 所以f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(k∈Z). 思維升華 函
12、數(shù)y=Asin(ωx+φ)的性質(zhì)及應用類題目的求解思路 第一步:先借助三角恒等變換及相應三角函數(shù)公式把待求函數(shù)化成y=Asin(ωx+φ)+B的形式; 第二步:把“ωx+φ”視為一個整體,借助復合函數(shù)性質(zhì)求y=Asin(ωx+φ)+B的單調(diào)性及奇偶性、最值、對稱性等問題. 跟蹤演練3 (2018·寧波模擬)已知函數(shù)f(x)=2sin xcos x+1-2sin2 x. (1)求f(x)的最小正周期; (2)求f(x)在區(qū)間上的最大值與最小值. 解 (1)因為f(x)=sin 2x+cos 2x=sin, 所以f(x)的最小正周期為π. (2)因為-≤x≤, 所以-≤2x+≤.
13、
當2x+=,即x=時,f(x)取得最大值;
當2x+=-,即x=-時,
f?=sin+cos=-,
即f(x)的最小值為-.
真題體驗
1.(2018·全國Ⅰ)已知函數(shù)f(x)=2sin x+sin 2x,則f(x)的最小值是________.
答案?。?
解析 f′(x)=2cos x+2cos 2x=2cos x+2(2cos2x-1)
=2(2cos2x+cos x-1)=2(2cos x-1)(cos x+1).
∵cos x+1≥0,
∴當-1≤cos x<時,f′(x)<0,f(x)單調(diào)遞減;
當
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