考点15 三角函数的图象与性质-备战2020年高考数学(理)考点一遍过.docx
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1、考点15 三角函数的图象与性质(1)能画出y=sin x,y =cos x,y = tan x的图象,了解三角函数的周期性.(2)理解正弦函数、余弦函数在区间上的性质(如单调性、 最大值和最小值以及与x轴的交点等),理解正切函数在区间内的单调性.(3)了解函数的物理意义;能画出的图象,了解参数对函数图象变化的影响.(4)了解三角函数是描述周期变化现象的重要函数模型,会用三角函数解决一些简单实际问题.一、正弦函数,余弦函数,正切函数的图象与性质函数图象定义域值域最值当时,;当时,当时,;当时,既无最大值,也无最小值周期性最小正周期为最小正周期为最小正周期为奇偶性,奇函数,偶函数,奇函数单调性在上
2、是增函数;在上是减函数在上是增函数;在上是减函数在上是增函数对称性对称中心;对称轴,既是中心对称图形又是轴对称图形.对称中心;对称轴,既是中心对称图形又是轴对称图形.对称中心;无对称轴,是中心对称图形但不是轴对称图形.二、函数的图象与性质1函数的图象的画法(1)变换作图法由函数的图象通过变换得到(A>0,>0)的图象,有两种主要途径:“先平移后伸缩”与“先伸缩后平移”.如下图. (2)五点作图法找五个关键点,分别为使y取得最小值、最大值的点和曲线与x轴的交点.其步骤为: 先确定最小正周期T=,在一个周期内作出图象; 令,令X分别取0,,求出对应的x值,列表如下:由此可得五个关键点;
3、 描点画图,再利用函数的周期性把所得简图向左右分别扩展,从而得到的简图.2函数(A>0,>0)的性质(1)奇偶性:时,函数为奇函数;时,函数为偶函数. (2)周期性:存在周期性,其最小正周期为T= .(3)单调性:根据y=sint和t=的单调性来研究,由得单调增区间;由得单调减区间. (4)对称性:利用y=sin x的对称中心为求解,令,求得x. 利用y=sin x的对称轴为求解,令,得其对称轴.3函数(A>0,>0)的物理意义当函数(A>0,>0,)表示一个简谐振动量时,则A叫做振幅,T=叫做周期,f =叫做频率,叫做相位,x=0时的相位叫做初相.三、三角
4、函数的综合应用(1)函数,的定义域均为;函数的定义域均为.(2)函数,的最大值为,最小值为;函数的值域为.(3)函数,的最小正周期为;函数的最小正周期为(4)对于,当且仅当时为奇函数,当且仅当时为偶函数;对于,当且仅当时为奇函数,当且仅当时为偶函数;对于,当且仅当时为奇函数 (5)函数的单调递增区间由不等式来确定,单调递减区间由不等式来确定;函数的单调递增区间由不等式来确定,单调递减区间由不等式来确定;函数的单调递增区间由不等式来确定【注】函数,(有可能为负数)的单调区间:先利用诱导公式把化为正数后再求解(6)函数图象的对称轴为,对称中心为;函数图象的对称轴为,对称中心为;函数图象的对称中心为
5、.【注】函数,的图象与轴的交点都为对称中心,过最高点或最低点且垂直于轴的直线都为对称轴. 函数的图象与轴的交点和渐近线与轴的交点都为对称中心,无对称轴.考向一 三角函数的图象变换函数图象的平移变换解题策略(1)对函数y=sin x,y=Asin(x)或y=Acos(x)的图象,无论是先平移再伸缩,还是先伸缩再平移,只要平移|个单位,都是相应的解析式中的x变为x±|,而不是x变为x±|.(2)注意平移前后两个函数的名称是否一致,若不一致,应用诱导公式化为同名函数再平移.典例1 将函数f(x)=2sin(2x+3)图象上的每个点的横坐标缩短为原来的一半,纵坐标不变,再将所得图象
6、向左平移12个单位得到函数g(x)的图象,则在g(x)图象的所有对称轴中,离原点最近的对称轴为Ax=-24 Bx=4Cx=524 Dx=12【答案】A【解析】将函数fx=2sin2x+3的图象上的每个点的横坐标缩短为原来的一半,纵坐标不变,得到y=2sin4x+3的图象,再将所得图象向左平移12个单位得到函数gx的图象,即gx=2sin4x+12+3=2sin4x+23,由4x+23=2+k,kZ,得x=14k-24,kZ,则当k=0时,离原点最近的对称轴方程为x=-24,故选A【名师点睛】(1)进行三角函数的图象变换时,要注意无论进行什么样的变换都是变换变量本身;要注意平移前后两个函数的名称
7、是否一致,若不一致,应先利用诱导公式化为同名函数;(2)在图象变换过程中务必分清是先相位变换,还是先周期变换变换只是相对于其中的自变量而言的,如果的系数不是1,就要把这个系数提取后再确定变换的单位长度和方向1要得到函数ysin(2x+)的图象,只需将函数ycos(2x)的图象上所有点A向左平移个单位长度B向右平移个单位长度C向左平移个单位长度D向右平移个单位长度考向二 确定三角函数的解析式结合图象及性质求解析式y=Asin(x)B(A>0,>0)的方法(1)求A,B,已知函数的最大值M和最小值m,则.(2)求,已知函数的周期T,则.(3)求,常用方法有:代入法:把图象上的一个已知点
8、代入(此时,A,B已知)五点法:确定值时,往往以寻找“五点法”中的第一个零点作为突破口,具体如下:“第一点”(即图象上升时与x轴的交点中距原点最近的交点)为x=0;“第二点”(即图象的“峰点”)为x=;“第三点”(即图象下降时与x轴的交点)为x=;“第四点”(即图象的“谷点”)为x=;“第五点”为x=2.典例2已知函数f(x)=Asin(x+)A>0,>0,<2,xR的部分图象如图.(1)求函数f(x)的解析式.(2)求函数f(x)在区间0,512上的最值,并求出相应的x值.【解析】(1)由图象可知A=2,又A>0,故A=2.周期,又T=2=,=2.fx=2sin2x+
9、,f3=2sin23+=2,<2,=-6.则函数f(x)的解析式为f(x)=2sin(2x-6).(2),sin(2x-6)-12,1,2sin(2x-6)-1,2.当2x-6=2时,x=3,f(x)max=f(3)=2;当2x-6=-6时,x=0,f(x)min=f(0)=-1.所以f(x)max=f(3)=2,f(x)min=f(0)=-1. 2函数的部分图象如图所示,则将的图象向右平移个单位后,得到的图象对应的函数解析式为_.考向三 三角函数的性质1三角函数定义域的求法求三角函数的定义域实际上是解简单的三角不等式,常借助三角函数线或三角函数图象来求解.2求解三角函数的值域(最值)常
10、见到以下几种类型的题目及求解方法(1)形如y=asinxbcosxk的三角函数化为y=Asin(x)k的形式,再求最值(值域);(2)形如y=asin2xbsinxk的三角函数,可先设sinx=t,化为关于t的二次函数求值域(最值);(3)形如y=asinxcosxb(sinx±cosx)c的三角函数,可先设t=sinx±cosx,化为关于t的二次函数求值域(最值)3三角函数单调性问题的常见类型及解题策略(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y=Asin(x)或y=Acos(x)(其中
11、,>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)已知三角函数的单调区间求参数先求出函数的单调区间,然后利用集合间的关系求解(3)利用三角函数的单调性求值域(或最值)形如y=Asin(x)b或可化为y=Asin(x)b的三角函数的值域(或最值)问题常利用三角函数的单调性解决.4三角函数的奇偶性、周期性、对称性的处理方法(1)求三角函数的最小正周期,一般先通过恒等变形化为y=Asin(x),y=Acos(x),y=Atan(x)的形式,再分别应用公式T=,T=,T=求解(2)对于函数y=Asin(x),其对
12、称轴一定经过图象的最高点或最低点,对称中心的横坐标一定是函数的零点,因此在判断直线x=x0或点(x0,0)是否为函数的对称轴或对称中心时,可通过检验f(x0)的值进行判断(3)若f(x)=Asin(x)为偶函数,则=k(kZ),同时当x=0时,f(x)取得最大或最小值若f(x)=Asin(x)为奇函数,则=k(kZ),同时当x=0时,f(x)=0.典例3 已知函数.(1)求的最小正周期;(2)若在区间上的最大值与最小值的和为2,求的值.【解析】(1) ,则.(2)因为,所以.当,即时,单调递增;当,即时,单调递减,所以.又因为,所以,故,因此.3已知函数,在曲线与直线的交点中,若相邻交点距离的
13、最小值为,则的最小正周期为ABCD典例4 已知函数.(1)求函数图象的对称轴方程;(2)将函数的图象向右平移个单位,所得图象对应的函数为.当时,求函数的值域.【解析】(1).令,解得.故函数图象的对称轴方程为. (2)易知.,即当时,函数的值域为. 4已知函数的部分图象如图所示:(1)求的解析式及对称中心坐标;(2)将的图象向右平移个单位,再将横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,最后将图象向上平移1个单位,得到函数的图象,求函数在上的单调区间及最值考向四 函数的性质与其他知识的综合应用与三角恒等变换、平面向量、解三角形相结合的问题常先通过三角恒等变换、平面向量的有关知识化简函数解析式为y=As
14、in(x)B的形式,再结合正弦函数y=sinx的性质研究其相关性质,若涉及解三角形,则结合解三角形的相关知识求解典例5 已知向量,函数()的最小正周期是.(1)求的值及函数的单调递减区间;(2)当时,求函数的值域.【解析】(1) ,又的最小正周期为,.令,得,函数的单调递减区间为.(2),,故的值域为.典例6 已知函数fx=23sin24+x+2sin4+xcos4+x.(1)求函数fx的单调递增区间;(2)在ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且角A满足fA=3+1,若a=3,BC边上的中线长为3,求ABC的面积S.【解析】(1)fx=23sin24+x+2sin4+xcos4
15、+x=31-cos2+2x+sin2+2x=3sin2x+cos2x+3=2sin2x+6+3.令-2+2k2x+62+2k,kZ,得-3+kx6+k,kZ,所以函数fx的单调递增区间为-3+k,6+k,kZ.(2)fA=2sin2A+6+3=3+1,sin2A+6=12,因为A0,,所以2A0,2,2A+66,136,所以2A+6=56,则A=3,又BC上的中线长为3,所以AC+AB=6,所以AC2+AB2+2ACAB=36,即b2+c2+2bccosA=36,所以b2+c2+bc=36,由余弦定理得a2=b2+c2-2bccosA,所以b2+c2-bc=9,由得:bc=272,所以SABC
16、=12bcsinA=2738.5已知函数.(1)求的最小正周期;(2)设的内角,的对边分别为,且,若,求,的值.1函数的最小正周期为ABCD2函数f(x)=cos2x2sinx的最大值与最小值的和是A2B0CD3函数的单调减区间为ABC D4设函数,其中,若,且的最小正周期大于,则A,B,C,D,5设函数,则下列结论中错误的是A的一个周期为B的最大值为2C在区间上单调递减D的一个零点为6函数的图象过点(如图所示),若将的图象上所有点向右平移个单位长度,得到函数的图象,则图象的一条对称轴的方程为ABCD7已知函数f(x)=3sinxcosx-4cos2x(>0)的最小正周期为,且f()=1
17、2,则f(+2)= A-52 B-92C-112 D-1328已知,是奇函数,直线与函数的图象的两个相邻交点的横坐标之差的绝对值为,则A在上单调递减B在上单调递减C在上单调递增D在上单调递增9已知实数,函数的定义域为,若该函数的最大值为1,则的值为_10已知函数f(x)=sinx,g(x)=sin(2-x),直线x=m与f(x)、g(x)的图象分别交于M、N 两点,则|MN|的最大值是_11将函数fx=2sin2x+<0的图象向左平移3个单位长度,得到偶函数gx的图象,则的最大值是_12已知函数fx=sinx+0<<3,<2,若f-12=f512=0,则f=_13设函数
18、.(1)求函数的最小正周期和单调递增区间;(2)当时,求函数的最大值.14已知,设(1)求的解析式并求出它的最小正周期;(2)在中,角所对的边分别为,且,求的面积15已知函数f(x)=Asin(x+)(A0,0,|)的部分图象如图所示(1)求f(x)的解析式;(2)若对于任意的x0,m,f(x)1恒成立,求m的最大值1(2019年高考全国卷理数)函数f(x)=在的图像大致为ABCD2(2019年高考全国卷理数)关于函数有下述四个结论:f(x)是偶函数f(x)在区间(,)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 BCD3(2019年高考全国卷理数)下列函数中,以
19、为周期且在区间(,)单调递增的是Af(x)=|cos2x| Bf(x)=|sin2x| Cf(x)=cos|x| Df(x)=sin|x|4(2019年高考全国卷理数)设函数=sin()(0),已知在有且仅有5个零点,下述四个结论:在()有且仅有3个极大值点在()有且仅有2个极小值点在()单调递增的取值范围是)其中所有正确结论的编号是ABCD5(2019年高考天津卷理数)已知函数是奇函数,将的图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),所得图象对应的函数为若的最小正周期为,且,则ABCD6(2018年高考全国卷II理数)若在是减函数,则的最大值是A BC D7(2017年高考全国理数)
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