第五章5.4三角函数的图象与性质(word含答案解析).DOC
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1、54三角函数的图象与性质(教师独具内容)1能画出 ysin x,ycos x,ytan x 的图象,了解三角函数的周期性理解正弦函数、余弦函数在0,2上的性质(如单调性、最大值和最小值、图象与 x轴的交点等),理解正切函数在2,2 上的性质2重点提升数学抽象、逻辑推理、数学建模、直观想象、数学运算和数据分析素养(教师独具内容)1本考点是高考中的一个热点,是历年高考必考内容题型常以客观题的形式呈现,有时也会出现在解答题中,难度属中、低档题型常常会与三角恒等变换结合考查三角函数的图象与性质,尤其是周期性、单调性及最值问题,同时也要注意对称轴及对称中心的应用2考查方向主要有三个方面:一是考查三角函数
2、的性质(如单调性、最值、图象与 x 轴的交点等);二是考查三角函数的图象,考查根据三角函数的图象确定函数解析式的参数,根据给出的情境确定三角函数的图象等问题;三是考查三角函数的图象变换,根据给出的两个三角函数的图象确定变换的方法以及根据给出的变换方法确定参数值等问题(教师独具内容)(教师独具内容)1用“五点法”作正弦函数和余弦函数的简图(1)在正弦函数 ysin x,x0,2的图象中,五个关键点是:(0,0),2,1,01(,0),32,1,(2,0).(2)在余弦函数 ycos x,x0,2的图象中,五个关键点是:(0,1),2,0,02(,1),32,0,(2,1).2五点法作图的三步骤:
3、列表、描点、连线(注意光滑).3正弦函数、余弦函数、正切函数的图象与性质函数ysin xycos xytan x图象定义域RR01x|xk2,kZ值域1,11,1R单调性单调递增区间:单调递增区间:单调递增区间:022k2,2k2,kZ;单调递减区间:2k2,2k32,kZ032k,2k,kZ;单调递减区间:2k,2k,kZ04k2,k2,kZ奇偶性奇函数偶函数奇函数续表函数ysin xycos xytan x对称性对称中心:05(k,0),kZ对称中心:k2,0,kZ对称中心:06k2,0,kZ对称轴:07xk2,kZ对称轴:xk,kZ周期性224常用结论(1)对称与周期的关系正弦曲线、余弦
4、曲线相邻的两个对称中心、相邻的两条对称轴之间的距离是半个周期,相邻的对称中心与对称轴之间的距离是四分之一个周期;正切曲线相邻两个对称中心之间的距离是半个周期yA sin(x)的周期为012|;yA tan(x)的周期为02|(2)与三角函数的奇偶性相关的结论若 yA sin(x)为偶函数,则有03k2(kZ);若为奇函数,则有k(kZ).若 yA cos(x)为偶函数,则有04k(kZ);若为奇函数,则有k2(kZ).若 yA tan(x)为奇函数,则有05k(kZ)1思考辨析(正确的打“”,错误的打“”)(1)正切函数 ytan x 在定义域内是增函数()(2)已知 yk sin x1,xR
5、,则 y 的最大值为 k1.()(3)ysin|x|是偶函数()(4)由 sin623 sin6知,23是正弦函数 ysin x(xR)的一个周期()答案(1)(2)(3)(4)2函数 ytan 2x 的定义域是()A x|xk4,kZB x|xk28,kZC x|xk8,kZD x|xk24,kZ答案D解析由 2xk2,kZ,得 xk24,kZ,ytan 2x 的定义域为x|xk24,kZ.3下列关于函数 y4cos x,x,的单调性的叙述,正确的是()A在,0上是增函数,在0,上是减函数B在2,2 上是增函数,在,2 及2,上是减函数C在0,上是增函数,在,0上是减函数D在2,及,2 上是
6、增函数,在2,2 上是减函数答案A解析y4cos x 在,0上是增函数,在0,上是减函数4ysin2x4 的单调递减区间是答案38k,78k(kZ)解析由22k2x4322k,kZ,得38kx78k,kZ.5函数 y32cosx4 的最大值为,此时 x答案5342k(kZ)解析函数 y32cosx4 的最大值为 325,此时 x42k,kZ,即 x342k(kZ).1(2021新高考卷)下列区间中,函数 f(x)7sinx6 单调递增的区间是()A0,2B2,C,32D32,2答案A解析令22kx622k,kZ,得32kx232k,kZ.取 k0,则3x23.因为0,2 3,23,所以区间0,
7、2 是函数 f(x)的单调递增区间故选 A.2(2021全国乙卷)函数 f(x)sinx3cosx3的最小正周期和最大值分别是()A3和 2B3和 2C6和 2D6和 2答案C解析f(x)sinx3cosx3 2sinx34,故函数 f(x)的最小正周期为 T22136,最大值为 2,故选 C.一、基础知识巩固考点三角函数的定义域、值域(最值)例 1函数 ylg(sin x)cos x12的定义域为答案x|2k0,cos x120,即sin x0,cos x12,解 得2kx2k,kZ,32kx32k,kZ,所以 2kx32k(kZ),所以函数的定义域为x|2kx32k,kZ.例 2当 x6,
8、76 时,函数 y3sin x2cos2x 的值域为答案78,2解析因为 x6,76,所以 sinx12,1.又 y3sin x2cos2x3sinx2(1sin2x)2sinx14278,所以当 sin x14时,ymin78,当 sin x12或 sin x1 时,ymax2.即函数的值域为78,2.例 3函数 f(x)3sin2x6 在区间0,2 上的值域为答案32,3解析当 x0,2 时,2x66,56,sin2x6 12,1,故 3sin2x6 32,3,函数 f(x)在区间0,2 上的值域为32,3.例 4(2018全国卷)已知函数 f(x)2sin xsin 2x,则 f(x)的
9、最小值是答案3 32解析f(x)2cos x2cos 2x4cos2x2cosx24(cos x1)cos x12,所以当1cosx12时函数单调递减,当12cos x1 时函数单调递增,从而得到函数的减区间为2k53,2k3(kZ),函数的增区间为2k3,2k3(kZ),所以当 x2k3,kZ 时,函数 f(x)取得最小值,此时 sin x32,sin 2x32,所以 f(x)min232 323 32.1.函数ysin xcos x的定义域为答案x|2k4x2k54,kZ解析解法一:要使函数有意义,必须使 sin xcos x0.在同一坐标系中画出0,2上 ysin x 和 ycos x
10、的图象,如图所示在0,2内,满足 sin xcosx 的 x 的取值范围为4,54,再结合正弦、余弦函数的周期是 2,所以原函数的定义域为 x|2k4x2k54,kZ.解法二:sin xcos x 2sinx4 0,将 x4视为一个整体,由正弦函数ysin x 的图象和性质可知 2kx42k(kZ),解得 2k4x2k54(kZ).所以定义域为 x|2k4x2k54,kZ.2函数 ysin xcos xsin x cos x 的值域为答案12 22,1解析设 tsin xcos x,则 t2sin2xcos2x2sinx cos x,sin x cos x1t22,且 2t 2.yt22t12
11、12(t1)21,t 2,2.当 t1 时,ymax1;当 t 2时,ymin12 22.函数的值域为12 22,1.1求三角函数的定义域的实质:解简单的三角不等式,常借助三角函数的图象求解2求解三角函数的值域(最值)常见的几种类型(1)形如 ya sin xb cos xc 的三角函数化为 yA sin(x)c 的形式,再求值域(最值).(2)形如 ya sin2xb sinxc 的三角函数,可先设 sin xt,化为关于 t 的二次函数求值域(最值).(3)形如 ya sin x cos xb(sin xcos x)c 的三角函数,可先设 tsin xcosx,化为关于 t 的二次函数求值
12、域(最值).(4)一些复杂的三角函数,可考虑利用导数确定函数的单调性,然后求值考点三角函数的单调性例 5(2022湖南师大附中月考)若函数 f(x)2 3sin x cos x2sin2xcos2x 在区间32,32 上单调递增,则正数的最大值为()A18B16C14D13答案B解析解法一:因为 f(x)2 3sin x cos x2sin2xcos2x 3sin 2x1 在区间32,32 上单调递增,所以32,32,解得16,所以正数的最大值是16.故选 B.解法二:易知 f(x)3sin 2x1,可得 f(x)的最小正周期 T,所以432,432,解得16.所以正数的最大值是16.故选 B
13、.例 6(多选)已知函数 f(x)sin 2x2sin2x1 在0,m上单调递增,则 m 可取()A4B2C38D答案AC解析因为函数 f(x)sin2x2sin2x1sin2xcos 2x 2sin2x4,当x0,m时,2x44,2m4,函数 f(x)单调递增,所以 2m42,求得00 得 sin 2x0,即 2k2x2k,kZ,即 k2xk,kZ,设 tsin 2x,则 ylog12t 为减函数,要求 ylog12cos322x的单调递增区间,即求 tsin 2x 的单调递减区间,即求 ysin 2x 的单调递增区间,由 2k22x2k,kZ,得 k4x0,函数 f(x)sinx4 在区间
14、2,上单调递减,则实数的取值范围是()A12,54B12,34C0,12D(0,2答案A解析由2x,得24x44.因为函数 f(x)在区间2,上单调递减,所以222,24,4 2k2,2k32(kZ),即242k2(kZ),42k32(kZ),222,得1254.1已知三角函数解析式求单调区间求函数的单调区间应遵循简单化原则,将解析式先化简,并注意复合函数单调性规律“同增异减”;求形如 yA sin(x)或 yA cos(x)(0)的单调区间时,要视“x”为一个整体,通过解不等式求解但如果0,那么一定先借助诱导公式将化为正数,防止把单调性弄错2已知单调区间求参数的两种方法子集法求出原函数的相应
15、单调区间,由已知区间是所求某区间的子集;或由已知区间求出x的范围,则该范围是正、余弦函数相应单调区间的子集,然后列不等式(组)求解周期法由所给区间的两个端点到其相应对称中心的距离不超过14周期列不等式(组)求解另外,若是选择题则利用特值验证排除法求解更为简捷考点三角函数的周期性、奇偶性、对称性例 9已知函数 ysinx4是奇函数,则的值可以是()A.0B4C2D答案B解析由 ysinx4是奇函数,得4k,kZ,k4,kZ.令 k0,得4,故选 B.例 10(多选)已知函数 f(x)sin x cos x32(12sin2x),则下列有关函数 f(x)的说法正确的是()A函数 f(x)的图象关于
16、点3,0对称B函数 f(x)的最小正周期为C函数 f(x)的图象关于直线 x6对称D函数 f(x)的最大值为 3答案AB解析由题可知 f(x)12sin2x32cos 2xsin2x3.当 x3时,2x3,故函数 f(x)的图象关于点3,0对称,故 A 正确;函数 f(x)的最小正周期 T22,故 B 正确;当 x6时,2x323,所以函数 f(x)的图象不关于直线 x6对称,故 C 错误;函数 f(x)的最大值为 1,故 D 错误故选 AB.5.已知函数 f(x)2sinx6(0)的最小正周期为 4,则该函数的图象()A关于点3,0对称B关于点53,0对称C关于直线 x3对称D关于直线 x5
17、3对称答案B解析因为函数 f(x)2sinx6(0)的最小正周期为 4,即 T24,所以12,即 f(x)2sinx26.令x262k(kZ),解得 x232k(kZ),故 f(x)图象的对称轴为 x232k(kZ).令x26k(kZ),解得 x32k(kZ),故 f(x)图象的对称中心为32k,0(kZ),对比选项可知 B 正确6(多选)(2021济南模拟)已知函数 f(x)sinx2(xR),下列结论正确的是()A函数 f(x)的最小正周期为 2B函数 f(x)在区间0,2 上是增函数C函数 f(x)的图象关于直线 x0 对称D函数 f(x)是奇函数答案ABC解析由题意,可得 f(x)co
18、s x,T212,故 A 正确;ycos x 在0,2上是减函数,所以 f(x)在区间0,2 上是增函数,故 B 正确;f(x)cos(x)cos xf(x),所以 f(x)是偶函数,其图象关于直线 x0 对称,故 C 正确,D错误1三角函数最小正周期的求解方法(1)定义法(2)公式法:函数 yA sin(x)(yA cos(x)的最小正周期 T2|,函数 yA tan(x)的最小正周期 T|.(3)图象法:求含有绝对值符号的三角函数的周期时可画出函数的图象,通过观察图象得出周期2有关周期的两个结论(1)函数 y|A sin(x)|,y|A cos(x)|,y|A tan(x)|的周期均为T|
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