高考数学三角函数的图象与综合应用(精讲精练)(解析版).pdf
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1、专 题 0 1 三 角 函 数 的 图 象 与 综 合 应 用【命 题 规 律】三 角 函 数 的 图 象 与 性 质 是 高 考 考 查 的 重 点 和 热 点 内 容,主 要 从 以 下 两 个 方 面 进 行 考 查:1、三 角 函 数 的 图 象,涉 及 图 象 变 换 问 题 以 及 由 图 象 确 定 解 析 式 问 题,主 要 以 选 择 题、填 空 题 的 形 式 考 查;2、利 用 三 角 函 数 的 性 质 求 解 三 角 函 数 的 值、参 数、最 值、值 域、单 调 区 间 等,主 要 以 解 答 题 的 形 式 考 查.3、三 角 恒 等 变 换 的 求 值、化 简
2、是 高 考 命 题 的 热 点,常 与 三 角 函 数 的 图 象、性 质 结 合 在 一 起 综 合 考 查,如 果 单 独 命 题,多 用 选 择、填 空 题 中 呈 现,难 度 较 低;如 果 三 角 恒 等 变 换 作 为 工 具,将 其 与 三 角 函 数 及 解 三 角 形 相 结 合 求 解 最 值、范 围 问 题,多 以 解 答 题 为 主,中 等 难 度.【核 心 考 点 目 录】核 心 考 点 一:齐 次 化 模 型 核 心 考 点 二:辅 助 角 与 最 值 问 题 核 心 考 点 三:整 体 代 换 与 二 次 函 数 模 型 核 心 考 点 四:绝 对 值 与 三 角
3、 函 数 综 合 模 型 核 心 考 点 五:。的 取 值 与 范 围 问 题 核 心 考 点 六:三 角 函 数 的 综 合 性 质【真 题 回 归】1.(2022全 国 高 考 真 题)记 函 数 f(x)=sin(s+:)+6(0O)的 最 小 正 周 期 为 T.若,T 左,且 丫=/。)的 图 象 关 于 点(今,2)中 心 对 称,则/5)=()3 5A.1 B.-C.-D.32 2【答 案】A【解 析】由 函 数 的 最 小 正 周 期 7 满 足=T%,得?生 乃,解 得 2口 3,3 3 C D又 因 为 函 数 图 象 关 于 点(营,2 对 称,所 以 当=Z;r,kGZ
4、,且 办=2,所 以 0=,所 以(y=g,/(x)=sinf|x+2,所 以/O=sin生+力+2=1.故 选:A2.(2022.全 国 高 考 真 题(理)设 函 数,(x)=s i n+m)在 区 间(0,兀)恰 有 三 个 极 值 点、两 个 零 点,则。的 取 值 范 围 是()5 13、5 19、(13 81(13 19-A.-B.C.D.-_3 6 J l_3 6 J 1 6 3 v 6 6【答 案】CT T 77 J C【解 析】依 题 意 可 得 0 0,因 为 x e(o,7),所 以 yx+e,y;r+J,要 使 函 数 在 区 间(0,乃)恰 有 三 个 极 值 点、两
5、 个 零 点,又 丫=/孙 的 图 象 如 下 所 示:故 选:C.3.(2022全 国 高 考 真 题)若 5皿。+尸)+8$(。+夕)=2正:05(。+7 由,则()A.ta n(a-/7)=l B.tan(a+/7)=lC.ta n(a-/?)=-l D.ta n(a+.)=-l【答 案】C【解 析】方 法 一:直 接 法 由 已 知 得:sin a cos p+cos a sin 尸+cos a cos sin a sin 2=2(cos a-sin a)sin/?,即:sin a cos p-cos a sin/?+cos a cos/?+sin a sin p=0,即:sin(a-
6、y 0)4-cos(6Z-y0)=O所 以 ta n(a-尸)二-1故 选:c 方 法 二:特 殊 值 排 除 法 解 法 一:设。=0 则 sina+cosa=0,取 a=/排 除 A,B;JT再 取 a=0 则 sin。+cosp=2 s in p,取 B=排 除 D;选 C.方 法 三:三 角 恒 等 变 换 sin(a+6)+cos(a+/)=播 sin(a+夕+工)=72 sin(a+土)+4 4=V2 sin(cr+)cos Z74-V2cos(a+)sin B=2A/2 COS(cr+)sin B4 4 4所 以 五 s in(a+K)cos 夕=V2cos(x+-+3 2y),
7、又 C关 于 y 轴 对 称,则 2CD 7V 71 71、1-F=+k 7 V,k Z,2 3 2解 得。=;+2 k,&e Z,又。0,故 当 左=0时,。的 最 小 值 为;.故 选:C.5.(多 选 题)(2022全 国 高 考 真 题)已 知 函 数/。)=0吟+9)(0 9 兀)的 图 像 关 于 点 传,0)中 心 对 称,贝(J()A./(x)在 区 间 单 调 递 减 c _ _ _(冗 1 1 7 TB.A x)在 区 间 1-五,五 有 两 个 极 值 点7兀 C.直 线 x 是 曲 线),=/(幻 的 对 称 轴 6D.直 线 y=苧-x 是 曲 线 y=f(x)的 切
8、 线【答 案】AD【解 析】由 题 意 得:年)=sin(与+9)=0,所 以?+夕=也,keZ,即 夕=-F kit,Z E Z,2兀 又 0 0 兀,所 以=2时,9=可(2兀 f e/U)=s in l2 x+y5 7 tA.c 2兀(2n 3兀 对 A,当 时,2x+el,由 正 弦 函 数 y=sin“图 象 知 y=f(x)在 0,芸 上 是 单 调 递 减;,(71117r对 B,当 川 一 五,五 时,,2 x+2T C e兀 5兀 2 T,由 正 弦 函 数 y=sin“图 象 知 y=f(x)只 有 1个 极 值 点,由 2x+1 二 号,解 得 x=含 即”油 为 函 数
9、 的 唯 一 极 值 点;对 C,当 x=?7冗 时,2 x+2兀?=3兀,/O7 7 r=0,直 线 x=7:元 不 是 对 称 轴;6 3 6 6对 D,由 y=2cos(2 x+7)=1 得:cos2x+=,2兀 2兀 2兀 4兀 ftO 2 x+=+2 to 2 x+=+2foi,eZ,3 3 3 3Tl从 而 得:X=阮 或 X=+E,A Z,所 以 函 数 y=/(x)在 点(0,日)处 的 切 线 斜 率 为 女=yL。=2 c o s y=-1,切 线 方 程 为:y-正=-(x-0)即 y=*-x.故 选:AD.6.(2022全 国 高 考 真 题(理)记 函 数/(x)=c
10、os(yx+e)(0,0eQ,0pn)2兀 所 以 最 小 正 周 期 丁 二,因 为/(7)=c o s L.Lcos co&(2兀+)=COS(p=-y-,又 0。0,所 以 当 2=0 时 练 访=3;故 答 案 为:3【方 法 技 巧 与 总 结】1、三 角 函 数 图 象 的 变 换(1)将 y=sinx的 图 象 变 换 为 y=Asin(0 x+Q)(A 0,0 0)的 图 象 主 要 有 如 下 两 种 方 法:方 法 I 方 法 2(2)平 移 变 换 函 数 图 象 的 平 移 法 则 是“左 加 右 减、上 加 下 减,但 是 左 右 平 移 变 换 只 是 针 对 x
11、作 的 变 换;(3)伸 缩 变 换 沿 x 轴 伸 缩 时,横 坐 标 x 伸 长 或 缩 短(。1)为 原 来 的 _1(倍)(纵 坐 标 y 不 变);0)沿 y 轴 伸 缩 时,纵 坐 标 y 伸 长(A1)或 缩 短(O A 1)为 原 来 的 A(倍)(横 坐 标 x 不 变).(4)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.2、三 角 函 数 的 单 调 性(1)三 角 函 数 的 单 调 区 间 y=sinx的 单 调 递 增 区 间 是 2攵 兀 一 二,22兀+工(k e
12、Z),2 2 单 调 递 减 区 间 是 12加 十 二,2%兀+型(Z E Z);2 2y=cosx的 单 调 递 增 区 间 是 2女 兀-兀,2%兀(攵 e Z),单 调 递 减 区 间 是 2攵 兀,2攵 兀+兀(左 G Z);y=ta n x的 单 调 递 增 区 间 是(女 兀 一,&兀+(4 G Z).(2)三 角 函 数 的 单 调 性 有 时 也 要 结 合 具 体 的 函 数 图 象 如 结 合 y=|s in x|,y=s i n|x|,y=|c o s x|,y=c o s|x b c o s x的 图 象 进 行 判 断 会 很 快 得 到 正 确 答 案.3、求 三
13、 角 函 数 最 值 的 基 本 思 路(1)将 问 题 化 为 y=Asin(w+夕)+3 的 形 式,结 合 三 角 函 数 的 图 象 和 性 质 求 解.(2)将 问 题 化 为 关 于 s in x或 co sx的 二 次 函 数 的 形 式,借 助 二 次 函 数 的 图 象 和 性 质 求 解.(3)利 用 导 数 判 断 单 调 性 从 而 求 解.4、对 称 性 及 周 期 性 常 用 结 论(1)对 称 与 周 期 的 关 系 正 弦 曲 线、余 弦 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
14、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.(2)与 三 角 函 数 的 奇 偶 性 相 关 的 结 论 若 y=Asin(z x+9)为 偶 函 数,则 有 9=%兀+%wZ);若 为 奇 函 数,则 有 e=Zn(k eZ).若 y=Acos(w x+为 偶 函 数,则 有 9=%兀(左 e Z);若 为 奇 函 数,则 有 9=%兀+5 伏 e Z).若 y=Atan(azr+0)为 奇 函 数,贝!I有 e=E A e Z).5、已 知 三 角 函 数 的
15、 单 调 区 间 求 参 数 取 值 范 删 的 三 种 方 法(1)子 集 法:求 出 原 函 数 相 应 的 单 调 区 间,由 已 知 区 间 是 所 求 某 区 间 的 子 集,列 不 等 式(组)求 解.(2)反 子 集 法:由 所 给 区 间 求 出 整 体 角 的 范 围,由 该 范 围 是 某 相 应 正 弦、余 弦 函 数 的 某 个 单 调 区 间 的 子 集,列 不 等 式(组)求 解.(3)周 期 性:由 所 给 区 间 的 两 个 端 点 到 其 相 应 对 称 中 心 的 距 离 不 超 过,个 周 期 列 不 等 式(组)求 解.4【核 心 考 点】核 心 考 点
16、 一:齐 次 化 模 型【规 律 方 法】齐 次 分 式:分 子 分 母 的 正 余 弦 次 数 相 同,例 如:a s in a+6 c o s c(一 次 显 型 齐 次 化)csin a+d c o s。或 者。sin2 a+6cos?a+c s in a c o s a n sin?a+尻 os?a+c:sin a c o s a(二 次 隐 型 齐 次 化)sin-a+cos a这 种 类 型 题,分 子 分 母 同 除 以 cosa(一 次 显 型)或 者 cos2a(二 次 隐 型),构 造 成 t a n a 的 代 数 式,这 个 思 想 在 圆 锥 曲 线 里 面 关 于
17、斜 率 问 题 处 理 也 经 常 用 到.【典 型 例 题】sin 6(l-sin 2 6)例 1.(2022.广 东 揭 阳.高 三 阶 段 练 习)若 tan6=-2,则 国 小 上()2-2 一 6-6A.一 B.一 一 C.-D.一 一 5 5 5 5【答 案】Csin 0(1-sin 2。)【解 析】点 诟),sin。(1 一 2 si n 6 cos。)sin 6-co s 6sinfsin2。+cos*O-ZsinO cos。)=-,sin。一 cos。sin 8(sin8-cose)sin。一 cos。=sin(sin 0-c o s 0),=sin2 e-sin O c o
18、 s。,_ sin2 6-s in 夕 cos。sin2 0+cos2 0_ tan2。一 tan。tan2 6+1tan=-2,sin 6(1-sin 2。)tan2 0 tan 0 2)-(-2)6 s i n R j J ta n*+l=(-2丫+=?,故 选:c.c o s a-c o s a _例 2.(2022江 苏 省 丹 阳 高 级 中 学 高 三 阶 段 练 习)已 知 tan a=3,则 7=()cos a+I 2 j3 3 八 3 n 3A.B.C.-D.4 4 10 10【答 案】Dcos36z-coscr _ cos3 a-cos a _(cos a-l)c o s
19、a【解 析】因 为 tan a=3,则(兀 sina-sin aI 2)sin a cos a _ tan a _ 3cos2 cr+sin2 a 1+tan2 a 10故 选:D.1+sin a+cosa例 3.(2022湖 南 高 三 阶 段 练 习)已 知 曲 线 y=4 4 在 点(1,4)处 的 切 线 的 倾 斜 角 为 1,则/x 4 L U 1 C X II 4()/7 A.,B.2&C.g D.12 2【答 案】C2【解 析】因 为 y=4 j l,则=去 则 曲 线 y=4正 在 点(L4)处 的 切 线 的 斜 率 为=y L=2,又 倾 斜 角 为 5a所 以%=21+
20、sin 7 4-cos a _ 1+sin a+cos a _ 1+sin a+cos a则 1 W J 兀)/-(V2 J 2)1-cosa+sina火 J 1 7 2 1+京 1-V 2-y c o s a-s i n ac 2 a c.a a.a2 cos+2sm cos 1+tan【解 析】因 为 7 T兀,tan 0=-3,所 以 cos。v 0,sin。0,所 以(1+sin 26+cos 26)(sin 8-cos 6)(2 cos?。+2 cos 9 s i n(s i n 8-cos 6)A/2+2COS 20 J 2(l+cos 28)2cos6(cos6+sin,)(si
21、n O-cosO)2cos0(sin*1 2 0-c o s22 2 2=2c.i a c.a a 2 a a2sin+2sin-cos tan+tan-2 2 2 2 2故 选:C.例 1 4.(2022,湖 北 襄 阳 五 1 中 高 三 开 学 考 试)若 4 不 兀。兀,tan 6=-3,则,(-1-+-s-i-n-2-6-+/cos 2)八(si八 n-0-c-o-s-0-=(2 j 2+2cos26【答 案】CV4cos2 6 2|cos6|=cos20 s i/”c N e-s in?。_ l-ta Y e _ 1_9 _ 4S m cos20+sin20 1+tan20 1+9
22、 5故 选:C.核 心 考 点 二:辅 助 角 与 最 值 问 题【规 律 方 法】第 一 类:一 次 辅 助 角:a s i n a b 8 s a 二 Ja?+k sin(a 夕).(其 中 ta n=)a第 二 类:二 次 辅 助 角 a sin cox cos cur&cos2 cux(a,b 0)a sin cux cos cox/;cos2 cur=sin 2cux&(cos2air+1)=.击;,一 sjn(2GX【典 型 例 题】例 5.(2022内 蒙 古 赤 峰 二 中 高 三 阶 段 练 习(理)已 知 函 数 x)=+i n x+c o s x,当 x=时,取 得 最
23、大 值,则 c o s 4=()A.叵 17B.晅 17c4D.一 7【答 案】A4 1【解 析】/(x)=sin x+g cos1n x+?=cosx后 s i n(x+),(其 中 cos=,sin=-=)当=时,/(x)取 得 最 大 值,此 时 夕+。=+22万(Z E Z),得 到/=0+2Z(Z Z),cos/?=8 5 e 一 0+2%卜 sin=叵 n故 选:A.ir 2乃 例 6.(2。22 四 川 省 成 都 市 新 都 一 中 高 三 阶 段 练 习(理)若 xw-.T的 值 域 为()A.B。,手 2C.0,73 D.0,3+73【答 案】A【解 析】由 题 意,3 3
24、f(x)=3sin xcosx+/3sin2 x=-sin 2x+-(l-cos2x)=6 x(s i n 2 x-cos 2x)+2 2 2=G x(cos sin 2x-sin cos 2x)+6 6 2,则 函 数,(x)=3sinxcosx+G s in2x 乃 2乃,当 了 时,有 7 V 747,-62 X-T=-T 即 X=时,f(x)皿=/(g=&+。=;O N,J L 乙 当 2喂 中,即 x专 时 争=0.即 函 数/(x)的 值 域 为 故 选:A例 7.(2022四 川 省 成 都 市 新 都 一 中 高 三 阶 段 练 习(文)若 x e 0,则 函 数/(x)=3s
25、inxcosx+百 sii?x的 值 域 为()【答 案】AC.0,73 D.0,3+6【解 析】/(x)=|sin2%+V3-1-s 2-Y小 仑 一 冬 皿+生 扃 司+日 c 兀.2x-e6X E7 T 5兀 7T 7 T.当 2%一-=一 一,即 4 0 时,6 6小)而=可-;)+亭=。,当 2x 冷,即 广 抖 山 石+冬 亭,故 f(x)的 值 域 为 故 选:A.例 8.(2022 全 国 高 三 专 题 练 习)函 数/(x)=gsin2x+2sin2x,若,(七)()=一 3,则|2%-目 的 最 小 值 是()2乃 八 万 A.B.一 3 4【答 案】D【解 析】函 数
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