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2、 1
專題一 三角函數與平面向量
建知識網絡 明內在聯(lián)系
[高考點撥] 三角函數與平面向量是高考的高頻考點,常以“兩小一大”或“4小”的形式呈現,小題主要考查三角函數的圖象和性質、平面向量及解三角形的內容,大題??疾榻馊切蝺热荩袝r平面向量還與圓錐曲線、線性規(guī)劃等知識相交匯.本專題按照“三角函數問題”“解三角形”“平面向量”三條主線分門別類進行備考.
突破點1 三角函數
3、問題
[核心知識提煉]
提煉1 三角函數的圖象問題
(1)函數y=Asin(ωx+φ)解析式的確定:利用函數圖象的最高點和最低點確定A,利用周期確定ω,利用圖象的某一已知點坐標確定φ.
(2)三角函數圖象的兩種常見變換
提煉2 三角函數奇偶性與對稱性
(1)y=Asin(ωx+φ),當φ=kπ(k∈Z)時為奇函數;當φ=kπ+(k∈Z)時為偶函數;對稱軸方程可由ωx+φ=kπ+(k∈Z)求得,對稱中心的橫坐標可由ωx+φ=kπ,(k∈Z)解得.
(2)y=Acos(ωx+φ),當φ=kπ+(k∈Z)時為奇函數;當φ=kπ(k∈Z)時為偶函數;對稱軸方程可由ωx+φ=
4、kπ(k∈Z)求得,對稱中心的橫坐標可由ωx+φ=kπ+(k∈Z)解得.
y=Atan(ωx+φ),當φ=kπ(k∈Z)時為奇函數;對稱中心的橫坐標可由ωx+φ=(k∈Z)解得,無對稱軸.
提煉3 三角函數最值問題
(1)y=asin x+bcos x+c型函數的最值:可將y轉化為y=sin(x+φ)+c的形式,這樣通過引入輔助角φ可將此類函數的最值問題轉化為y=sin(x+φ)+c的最值問題,然后利用三角函數的圖象和性質求解.
(2)y=asin2x+bsin xcos x+ccos2x型函數的最值:可利用降冪公式sin2x=,sin xcos x=,cos2x=,將y=asin2x
5、+bsin xcos x+ccos2x轉化整理為y=Asin 2x+Bcos 2x+C,這樣就可將其轉化為(1)的類型來求最值.
[高考真題回訪]
回訪1 三角函數的圖象問題
1.(20xx·全國卷Ⅱ)函數y=Asin(ωx+φ)的部分圖象如圖1-1所示,則( )
圖1-1
A.y=2sin B.y=2sin
C.y=2sin D.y=2sin
A [由圖象知=-=,故T=π,因此ω==2.又圖象的一個最高點坐標為,所以A=2,且2×+φ=2kπ+(k∈Z),故φ=2kπ-(k∈Z),結合選項可知y=2sin.故選A.]
2.(20xx·全國卷Ⅰ)將函數y=2s
6、in的圖象向右平移個周期后,所得圖象對應的函數為( )
A.y=2sin B.y=2sin
C.y=2sin D.y=2sin
D [函數y=2sin的周期為π,將函數y=2sin的圖象向右平移個周期即個單位長度,所得圖象對應的函數為y=2sin=2sin,故選D.]
回訪2 三角函數的性質問題
3.(20xx·全國卷Ⅱ)函數f(x)=cos 2x+6cos的最大值為( )
A.4 B.5
C.6 D.7
B [∵f(x)=cos 2x+6cos
=cos 2x+6sin x
=1-2sin2x+6sin x=-22+,
又sin x∈[-1,
7、1],∴當sin x=1時,f(x)取得最大值5.故選B.]
4.(20xx·全國卷Ⅰ)在函數①y=cos |2x|,②y=|cos x|,③y=cos,④y=tan中,最小正周期為π的所有函數為( )
A.②④ B.①③④
C.①②③ D.①③
C [①y=cos |2x|=cos 2x,最小正周期為π;②由圖象知y=|cos x|的最小正周期為π;③y=cos 的最小正周期T==π;④y=tan的最小正周期T=.]
5.(20xx·全國卷Ⅱ)函數f(x)=2cos x+sin x的最大值為________.
[f(x)=2cos x+sin x=,
設sin
8、 α=,cos α=,
則f(x)=sin(x+α),
∴函數f(x)=2cos x+sin x的最大值為.]
回訪3 三角恒等變換
6.(20xx·全國卷Ⅰ)已知α∈,tan α=2,則cos=________.
[cos=cos αcos +sin αsin =(cos α+sin α).
又由α∈,tan α=2,知sin α=,cos α=,
∴cos=×=.]
7.(20xx·全國卷Ⅰ)已知θ是第四象限角,且sin=,則tan=________.
- [由題意知sin=,θ是第四象限角,所以cos>0,所以cos==.
tan=tan
=-
=-=-
9、=-.]
熱點題型1 三角函數的圖象問題
題型分析:高考對該熱點的考查方式主要體現在以下兩方面:一是考查三角函數解析式的求法;二是考查三角函數圖象的平移變換,常以選擇、填空題的形式考查,難度較低.
【例1】(1)將函數y=cos x+sin x(x∈R)的圖象向左平移m(m>0)個單位長度后,所得到的圖象關于y軸對稱,則m的最小值是( )
【導學號:04024024】
A. B.
C. D.
(2)(20xx·深圳二模)已知函數f(x)=2sin(ωx+φ)(ω>0),x∈的圖象如圖1-2所示,若f(x1)=f(x2),且x1≠x2,則f(x1+x2
10、)=( )
圖1-2
A.1 B.
C. D.2
(1)A (2)A [(1)設f(x)=cos x+sin x=2=2sin,向左平移m個單位長度得g(x)=2sin.∵g(x)的圖象關于y軸對稱,∴g(x)為偶函數,∴+m=+kπ(k∈Z),
∴m=+kπ(k∈Z),又m>0,∴m的最小值為.
(2)由題可得周期T=×=π,則ω==2,那么f(x)=2sin(2x+φ).由f=2sin=0,可得φ的一個值為,故f(x)=2sin.由題知x1+x2=2×=,故f(x1+x2)=2sin=2sin=1,故選A.]
[方法指津]
1.函數y=Asin(ωx+φ)的解析
11、式的確定.
(1)A由最值確定,A=;
(2)ω由周期確定;
(3)φ由圖象上的特殊點確定.
提醒:根據“五點法”中的零點求φ時,一般先依據圖象的升降分清零點的類型.
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的系數不是1,就要把這個系數提取后再確定變換的單位長度和方向.
[變式訓練1](1)為了得到函數y=sin的圖象,可以將函數y=cos 2x的圖象
( )
【導學號:04024025】
A.向右平移個單位長度
B.向右平移個單位長度
C.向左平移個單位長度
D.向左平移個單位長度
(2)函數f(x)=A
12、sin ωx(A>0,ω>0)的部分圖象如圖1-3所示,則f(1)+f(2)+f(3)+…+f(2 016)的值為( )
圖1-3
A.0 B.3
C.6 D.-
(1)B (2)A [(1)∵y=cos 2x=sin,
∴y=cos 2x的圖象向右平移個單位長度,
得y=sin=sin的圖象.
故選B.
(2)由題圖可得,A=2,T=8,=8,ω=,
∴f(x)=2sinx.
∴f(1)=,f(2)=2,f(3)=,f(4)=0,f(5)=-,f(6)=-2,f(7)=-,f(8)=0,
而2 016=8×252,
∴f(1)+f(2)+…+f(2 0
13、16)=0.]
熱點題型2 三角函數的性質問題
題型分析:三角函數的性質涉及周期性、單調性以及最值、對稱性等,是高考的重要命題點之一,常與三角恒等變換交匯命題,難度中等.
【例2】 已知函數f(x)=4tan x·sin·cos-.
(1)求f(x)的定義域與最小正周期;
(2)討論f(x)在區(qū)間上的單調性.
[解] (1)f(x)的定義域為. 1分
f(x)=4tan xcos xcos-
=4sin xcos-
=4sin x-
=2sin xcos x+2sin2x-
=sin 2x+(1-cos 2x)-
=sin 2x-cos 2x=2sin. 4分
所
14、以f(x)的最小正周期T==π. 6分
(2)令z=2x-,則函數y=2sin z的單調遞增區(qū)間是,k∈Z.
由-+2kπ≤2x-≤+2kπ,
得-+kπ≤x≤+kπ,k∈Z. 8分
設A=,B=,易知A∩B=. 10分
所以當x∈時,f(x)在區(qū)間上單調遞增,在區(qū)間上單調遞減. 12分
[方法指津]
研究函數y=Asin(ωx+φ)的性質的“兩種”意識
1.轉化意識:利用三角恒等變換把待求函數化成y=Asin(ωx+φ)+B的形式.
2.整體意識:類比于研究y=sin x的性質,只需將y=Asin(ωx+φ)中的“ωx+φ”看成y=sin x中的“x”代入求解便可.
15、
[變式訓練2] (1)(名師押題)已知函數f(x)=2sin,把函數f(x)的圖象沿x軸向左平移個單位,得到函數g(x)的圖象.關于函數g(x),下列說法正確的是( )
【導學號:04024026】
A.在上是增函數
B.其圖象關于直線x=-對稱
C.函數g(x)是奇函數
D.當x∈時,函數g(x)的值域是[-2,1]
(2)(20xx·全國卷Ⅲ)函數f(x)=sin+cos的最大值為( )
A. B.1
C. D.
(1)D (2)A [(1)因為f(x)=2sin,把函數f(x)的圖象沿x軸向左平移個單位,得g(x)=f=2sin=2sin=2cos 2
16、x.
對于A,由x∈可知2x∈,故g(x)在上是減函數,故A錯;又g=2cos=0,故x=-不是g(x)的對稱軸,故B錯;又g(-x)=2cos 2x=g(x),故C錯;又當x∈時,2x∈,故g(x)的值域為[-2,1],D正確.
(2)法一:∵f(x)=sin+cos
=+cos x+sin x
=sin x+cos x+cos x+sin x
=sin x+cos x=sin,
∴當x=+2kπ(k∈Z)時,f(x)取得最大值.
故選A.
法二:∵+=,
∴f(x)=sin+cos
=sin+cos
=sin+sin
=sin≤.
∴f(x)max=.
故選A.
17、]
熱點題型3 三角恒等變換
題型分析:高考對該熱點的考查方式主要體現在以下兩個方面:一是直接利用和、差、倍、半角公式對三角函數式化簡求值;二是以三角恒等變換為載體,考查y=Asin(ωx+φ)的有關性質.
【例3】(1)(20xx·合肥一模)已知sin 2α=2-2cos 2α,則tan α=________.
(2)如圖1-4,圓O與x軸的正半軸的交點為A,點C,B在圓O上,且點C位于第一象限,點B的坐標為,∠AOC=α,若|BC|=1,則cos2-sincos -的值為________.
【導學號:04024027】
圖1-4
(1)0或 (2) [(1)由sin 2
18、α=2-2cos 2α得
2sin αcos α=4sin2α,所以sin α=0或tan α=,
當sin α=0時,tan α=0,故tan α=0或.
(2)由題意可知|OB|=|BC|=1,∴△OBC為正三角形.
由三角函數的定義可知,sin∠AOB=sin=,
∴cos2-sincos-=--=cos α-sin α=sin=.]
[方法指津]
1.解決三角函數式的化簡求值要堅持“三看”原則:一看“角”,通過看角之間的差別與聯(lián)系,把角進行合理的拆分;二是“函數名稱”,是需進行“切化弦”還是“弦化切”等,從而確定使用的公式;三看“結構特征”,了解變式或化簡的方向.
2.
19、在研究形如f(x)=asin ωx+bcos ωx的函數的性質時,通常利用輔助角公式asin x+bcos x=·sin(x+φ)把函數f(x)化為Asin(ωx+φ)的形式,通過對函數y=Asin(ωx+φ)性質的研究得到f(x)=asin ωx+bcos ωx的性質.
[變式訓練3](1)設α∈,β∈,且tan α=,則( )
A.3α-β= B.2α-β=
C.3α+β= D.2α+β=
(2)已知sin+sin α=-,-<α<0,則cos等于( )
【導學號:04024028】
A.- B.-
C. D.
(1)B (2)C [(1)由tan α=得=,即sin αcos β=cos α+cos αsin β,
∴sin(α-β)=cos α=sin.
∵α∈,β∈,
∴α-β∈,-α∈,
由sin(α-β)=sin,得α-β=-α,
∴2α-β=.
(2)∵sin+sin α=-,-<α<0,
∴sin α+cos α=-,
∴sin α+cos α=-,
∴cos=cos αcos -sin αsin
=-cos α-sin α=.]