5高中数学精品讲座:重视逻辑推理关注全局变化——2022年高考“三角函数与解三角形”专题解题分析.pdf
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1、重视逻辑推理 关注全局变化扬州大学附属中学扬州大学附属中学2022年高考“三角函数与解三角形”专题解题分析目录1试题特点分析试题特点分析2优秀试题分析优秀试题分析3典型模拟题典型模拟题4复习备考建议复习备考建议试题特点分析试题特点分析1试 题 特 点 分 析序号试卷题号(分值)知识点1全国新高考卷题6(5分)三角函数图象与性质题18(12分)同角三角函数关系、三角恒等变换、解三角形2全国新高考卷题6(5分)同角三角函数关系、三角恒等变换题9(5分)三角函数图象与性质题18(12分)解三角形3全国甲卷(文)题5(5分)三角函数图象与性质题16(5分)解三角形4全国甲卷(理)题11(5分)三角函数
2、图象与性质题16(5分)解三角形5全国乙卷(文)题11(5分)三角函数单调性、最值题17(10分)三角函数恒等变换、解三角形试 题 特 点 分 析序号试卷题号(分值)知识点6全国乙卷(理)题15(5分)三角函数图象与性质题17(10分)三角恒等变换、解三角形7北京卷题5(4分)三角函数的二倍角公式、三角函数的单调性题13(5分)三角恒等变换题16(13分)三角恒等变换、解三角形8上海卷题3(4分)二倍角公式、三角函数的周期性题19(14分)解三角形9天津卷题9(5分)三角函数图象与性质题16(14分)解三角形、三角恒等变换10浙江卷题4(4分)三角函数值、充要条件题6(4分)图象变换题11(4
3、分)解三角形、数学文化题13(4分)三角恒等变换题18(14分)解三角形试 题 特 点 分 析从出题面貌上看,三角函数板块题和过去的高考题一致,未出现创新形式的命题,在模拟卷中常出现的结构不良题未在此板块考查从内容上,对三角函数有两个层次的分析题型客观题:三角函数图象与性质,三角恒等变换主观题:三角形为命题背景试 题 特 点 分 析方式显性:三角函数图象与性质、图象变换、两角和与差的三角函数公式、二倍角公式、正弦定理、余弦定理隐性:作为数学工具,运用三角函数来解决平面向量、立体几何、解析几何、函数等问题优秀试题分析优秀试题分析2优 秀 试 题 分 析1关注“数形结合”“整体代换”关注“数形结合
4、”“整体代换”2关注关注“角”“名”“次”恒等变换“角”“名”“次”恒等变换3关注关注公式、方程、函数之间转换公式、方程、函数之间转换4关注关注三角综合性问题的全局分析三角综合性问题的全局分析5关注关注多种角度运用三角函数解题多种角度运用三角函数解题关注关注“数形结合数形结合”“”“整体代换整体代换”考查全面例 1(2022 年新高考卷 9)函数()sin(2)(0)f xx的图象以2(,0)3中心对称,则()A()yf x在5(0,)12单调递减 B()yf x在 11(,)12 12有 2个极值点 C直线76x是一条对称轴 D直线32yx是一条切线 关注关注“数形结合数形结合”“”“整体代
5、换整体代换”【目标解析】三角函数sin()yAx的单调性、对称性、极值及切线问题 知识层面:方法层面:整体代换思想、数形结合思想 素养层面:直观想象、逻辑推理、数学运算等核心素养【解法分析】由题意得:24()sin()033f,所以43k+=,kZ,即43k,kZ,又0,所以2k=时,23=,故2()sin(2)3f xx 关注关注“数形结合数形结合”“”“整体代换整体代换”第一步:第二步:关键:复合函数思路一:直接研究函数2()sin(2)3f xx的图象与性质 思路二:依据复合函数的研究方法,回到函数sinyt 关注关注“数形结合数形结合”“”“整体代换整体代换”对 A:5(0,)12x
6、对应 22 32(,)332x 对 B:11(,)12 12x对应 2 52(,)322x 对 C:76x 对应 2233x xyO232关注关注“数形结合数形结合”“”“整体代换整体代换”对 D,由22cos(2)13yx=+=得:21cos(2)32x+=,解得或2422,33xkk+=+Z,从而得:或,3xkk=+Z,所以函数在点3(0,)2处的切线斜率为,切线方程为:即 2222 33xk+=+xk=()yf x=022cos13xky=3(0)2yx=32yx=关键:切点坐标关注关注“数形结合数形结合”“”“整体代换整体代换”例例 1 (2022 年新高考卷 9)函数()sin(2)
7、(0)f xx的图象以2(,0)3中心对称,则()Ay=()f x在5(0,)12单调递减 By=()f x在 11(,)12 12有 2 个极值点 C直线76x=是一条对称轴 D直线32yx=是一条切线【答案】AD 关注关注“数形结合数形结合”“”“整体代换整体代换”【试题分析】函数sin()yAx是刻画周期性的重要函数模型,教材对它的研究非常重视教材中在此处将研究函数的多种方法进行了综合,如运用复合函数的方法、数形结合的方法、整体代换的方法、图象变换的方法,使学生不止对三角函数,更是对整体函数,有了更完整的认识 教学价值!教学价值!关键词:函数关注关注“数形结合数形结合”“”“整体代换整体
8、代换”【变式1】(1)将条件以图象形式给出在以函数sin()yAx为背景的高考题中,命题的形式多样,除以数学语言描述性质外,还经常以图象的形式给出条件,考查学生看图,读图、用图能力图象变换也是此处考查的重点,全国甲卷(文)、浙江卷都进行了考查(2020 年课标卷理7)设函数()cos()6f xx在,的图象大致如下 图,则 f(x)的最小正周期为()A109 B76 C43 D32 关注关注“数形结合数形结合”“”“整体代换整体代换”()cos()6f xx4()+2,962k kZ且22TT【答案】C0关注关注“数形结合数形结合”“”“整体代换整体代换”【变式2】(2)改变区间范围或端点取值
9、如将例 1B 选项的区间“11(,)12 12”变为“11,12 12”,也会增加对“极值”概念的考查难度 11,12 12x对应 2 52,322x xyO232关注关注“数形结合数形结合”“”“整体代换整体代换”(2021 扬州调研)将余弦函数 f(x)cos x 的图象上所有点的纵坐标伸长到原来的 3倍(横坐标不变),再将所得到的图象向右平移2个单位长度,得到函数 g(x)的图象.若关于 x 的方程 f(x)g(x)m 在0,内有两个不同的解,则实数 m 的取值范围为_.0,(0,)xyO676关注关注“数形结合数形结合”“”“整体代换整体代换”【变式3】(3)缺失条件,将定量问题改为变
10、量问题 如全国甲卷理科第 11 题、全国甲卷文科第 5 题,但只要抓住“数形结合”、“整体代换”即可轻松解决(2022 年全国甲卷理 11)设函数()sin3f xx在区间(0,)恰有三个极值点、两个零点,则的取值范围是()A.5 13,3 6 B.5 19,3 6 C.13 8,6 3 D.13 19,66 xyO232【答案】C关注关注“数形结合数形结合”“”“整体代换整体代换”(2019年课标卷理 12)设函数()sin()5f xx(0),已知fx在0,2有且仅有 5个零点,下述四个结论:fx在0,2)(有且仅有 3 个极大值点;fx在0,2)(有且仅有 2个极小值点;fx在(0,)1
11、0单调递增;的取值范围是12 29)5 10,其中所有正确结论的编号是()A B C D 关注关注“数形结合数形结合”“”“整体代换整体代换”关键:整体思想数形结合因为0,2x,所以,2 555x 我们只需观察函数sinyt在区间,2 55上的图象【答案】DxyO232关注关注“数形结合数形结合”“”“整体代换整体代换”【类题赏析】以函数sin()yAx为背景的高考题较多,如 2019 年全国卷理科卷第 12 题,在选项设置上也运用了极值的概念,还有的高考题运用函数的和、差、分段设计出更为复杂的函数,如 2019 年全国卷理科第 11 题中的函数()sinsinf xxx,但本质依然是考查三角
12、函数的周期性、奇偶性、单调性等问题,充分运用分类讨论、数形结合的数学方法研究函数,对运用函数的观点理解、研究函数要求更高 关注关注“数形结合数形结合”“”“整体代换整体代换”(2019 年课标全国卷 9)下列函数中,以2为周期且在区间,4 2单调递增的是()A()cos2f xx B()sin2f xx C()cosf xx D()sinf xx xyOy=|cos2x|42关注关注“数形结合数形结合”“”“整体代换整体代换”xyOy=|sin2x|42xyOy=sin|x|-【答案】A关注关注“数形结合数形结合”“”“整体代换整体代换”(2019 年课标卷理 11)关于函数()sinsinf
13、 xxx有下述四个结论:()f x是偶函数;()f x在区间,2单调递增;()f x在,有 4 个零点;()f x的最大值为 2 其中所有正确结论的编号是()A B C D 关注关注“数形结合数形结合”“”“整体代换整体代换”【答案】CxyOy=sin|x|-xyO-y=|sinx|xyO-y=sin|x|+|sinx|关注关注“数形结合数形结合”“”“整体代换整体代换”1sinsinyxx关注关注“数形结合数形结合”“”“整体代换整体代换”【图象变换】(2022 年浙江卷 6)为了得到函数2sin3yx的图象,只要把函数2sin(3)5yx图象上所有的点()A 向左平移5个单位长度 B 向右
14、平移5个单位长度 C向左平移15个单位长度 D 向右平移15个单位长度【答案】D关注关注“数形结合数形结合”“”“整体代换整体代换”【图象变换】(2022 年全国甲卷文 5)将函数()sin()(0)3f xx的图象向左平移2个单位长度后得到曲线 C,若 C关于 y轴对称,则的最小值是()A16 B14 C13 D12 【答案】C关注关注“角角”“”“名名”“次次”恒等变换恒等变换例例 2 (2022 年新高考卷 6)角,满足sin()cos()2 2cos()sin4,则()Atan()1 Btan()1 Ctan()1 D tan()1 关注关注“数形结合数形结合”“”“整体代换整体代换”
15、【目标解析】方法层面:整体代换思想 素养层面:逻辑推理、数学运算等核心素养 知识层面:两角和差的正余弦公式、同角三角函数的商数关系.关注关注“角角”“”“名名”“次次”恒等变换恒等变换【解法分析】若对常数“4”运算化简,可得方法(一):由已知得:()sincoscossincoscossinsin2 cossinsin+=,化简得:sincoscossincoscossinsin0+=,即()()sincos0+=,所以()tan1=入口多在人教版教材中指出:“因为不同的三角函数式不仅会有结构形式方面的差异,而且还会存在所包含的角,以及这些角的三角函数种类方面的差异,所以进行三角恒等变换时,常
16、常要先寻找式子所包含的各个角之间的联系,并以此为依据选择适当的公式”本题中抓住对“4”这个已知角的考察,得到以下两种解法 关注关注“角角”“”“名名”“次次”恒等变换恒等变换若保留并构造出“4”,可得方法(二):由已知得:2sin()2 2cos()sin44+=+,则 sin()coscos()sin2cos()sin444+=+,所以sin()coscos()sin44+=+,tan()tan4+=,所以,Z4kk+=+,则tan()tan()14k=+=关注关注“角角”“”“名名”“次次”恒等变换恒等变换【试题分析】角特殊角角的和差倍关系函数名同角三角函数关系诱导公式式子特征三角函数次数
17、和差积运算关注关注“数形结合数形结合”“”“整体代换整体代换”【类题赏析】三角恒等变换一直是三角函数中的基本题型之一,除考查三角函数公式的灵活运用以外,更多的是对学生逻辑推理素养的考查如 2021 年新高考卷第 6 题,2019 年江苏卷第13 题,都是有较大区分度的三角恒等变换的小题其区分在不只是能不能解决这个问题,还体现在用什么方法解决如 2019 年江苏卷第 13 题,考生易观察出所求角24是已知角4与的 和,但要 更好的 解决 此题 还需 运用()44的 关系,求 出sin()cos,cos()sin44的值,这对考生观察角的变换、三角函数公式结构的变换都有较高要求 关注关注“角角”“
18、”“名名”“次次”恒等变换恒等变换(2021 年全国新课标卷 6)若tan2=,则sin(1sin2)(sincos+=+)A65 B25 C25 D65 思路一:sintansin2cos;思路二:化简目标式朝条件转化.思考角度角函数名次数关注关注“角角”“”“名名”“次次”恒等变换恒等变换22sin(1 sin2)sin(sincos2sincos)sincossincos2sin(sincos)sin(sincos)sincos22222sinsincostantansincos1 tan【答案】C关注关注“角角”“”“名名”“次次”恒等变换恒等变换(2019 年江苏卷 13)已知tan
19、23tan4,则sin 24的值是_.思路一:条件sin2tansin(2)cos24 解得tan2,或1tan3.由tan1 tantantan2tan1tan13tan1 tan4,关注关注“角角”“”“名名”“次次”恒等变换恒等变换当tan2时,上式2222 2 1 22=22110;当1tan3时,上式=2211212233=210113.sin 2sin2 coscos2 sin4442222222sincoscossinsin2cos2=22sincos2222tan1 tan=2tan1,综上,2sin 2.410 关注关注“角角”“”“名名”“次次”恒等变换恒等变换思路二:2(
20、)44,()44 sincos()tan243tan()cossin()44,即2sincos()cossin()434 又2sin()coscos()sin442 解得:3 2sin()cos410 所以12sin(2)sin()coscos()sinsin()cos4443410.逻辑推理数学运算关注关注公式公式、方程方程、函数之间的转换函数之间的转换例例 3 (2022 年新高考卷 18)记ABC 的三个内角分别为 A,B,C,其对边分别为 a,b,c,分 别 以 a,b,c 为 边 长 的 三 个 正 三 角 形 的 面 积 依 次 为123,S S S,已 知12331,sin23S
21、SSB+=(1)求ABC 的面积;(2)若2sinsin3AC=,求 b【目标解析】方法层面:整体代换思想.素养层面:逻辑推理、数学运算等核心素养 知识层面:正、余弦定理及三角形的面积公式.关注关注公式公式、方程方程、函数之间的转换函数之间的转换关注关注公式公式、方程方程、函数之间的转换函数之间的转换【解法分析】(1)因为以 a,b,c 为边长的三个正三角形的面积依次为123,S S S,且12332SSS+=,所以22233334442abc,即2222acb+=,由余弦定理得222cos2acbBac+=,整理得cos1acB=,则cos0B,又1sin3B=,则212 2cos133B=
22、,13 2cos4acB=,则12sin28ABCSacB=;整体结构特征关注关注公式公式、方程方程、函数之间的转换函数之间的转换(2)由正弦定理得:sinsinsinbacBAC=,则223 294sinsinsinsinsin423bacacBACAC=,则3sin2bB=,31sin22bB=关注关注公式公式、方程方程、函数之间的转换函数之间的转换【试题分析】平时教学对求出三角形中独立的边、角,学生训练较多,难度不大,但如问题(1)中,求面积不是一定需要求出单独的基本量,知道 ac 整体的值也可,这就弱化了条件,也就需要学生在分析时,结合已知的公式寻找这一结构特质,对学生的思维有一定要求
23、同样问题(2)中的条件结构可联想到正弦定理,但也需要整体考虑在解三角形中,需要三个独立条件,如果缺失条件,往往需要运用整体结构求值可见,解三角形中,除了对公式熟悉以外,对未知量的个数、方程的个数的观察,尤为重要,这决定了是求出独立的边、角,还是求出整体的值;是可求值,还是需运用函数分析今年全国乙卷理科第 17 题,也是运用了这样的思路,整体求出边bc的和,从而求出三角形的周长,而 2021 年全国新高考卷第19 题也体现了这样的思维,难度更大 关注关注公式公式、方程方程、函数之间的转换函数之间的转换(2022年全国乙卷理 13)记ABC的内角,A B C的对边分别为,a b c,已知sinsi
24、n()sinsin()CABBCA(1)证明:2222abc;(2)若255,cos31aA,求ABC的周长 思路一:证明:因为sinsinsinsinCABBCA,所以sinsincossinsincossinsincossinsincosCABCBABCABAC,所以2222222222222acbbcaabcacbcabacbcab,即22222222222acbabcbca,所以2222abc;关注关注公式公式、方程方程、函数之间的转换函数之间的转换思路二:证明:因为sinsinsinsinCABBCA,所以22222222sincoscossinsincoscossinABABCAC
25、A,所以22222222sin(1 sin)(1 sin)sinsin(1 sin)(1 sin)sinABABCACA,化简得:2222sinsinsinsinABCA,所以2222abc;优美的对称结构所以sin()sin()sin()sin()A BABCACA,关注关注公式公式、方程方程、函数之间的转换函数之间的转换(2)解:因为255,cos31aA,由(1)得2250bc,由余弦定理可得2222cosabcbcA,50502531bc,所以312bc,故222250 3181b cbcbc,所以9bc,所以ABC的周长为14abc.整体结构特征关注关注公式公式、方程方程、函数之间的
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