港澳台联考大纲:数学必考点:三角函数性质图像(含答案)
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三角函数的图像和性质1、用五点法作正弦函数和余弦函数的简图(描点法):正弦函数y=sinx ,x ∈[0,2π]的图象中,五个关键点是:(0,0) (2π,1) (π,0) (23π,-1) (2π,0) 余弦函数y=cosx x ∈[0,2π]的图像中,五个关键点是:(0,1) (2π,0) (π,-1) (23π,0) (2π,1) 2 sin y x = cos y x = tan y x =图象定义域 R R,2x x k k ππ⎧⎫≠+∈Z ⎨⎬⎩⎭值域[]1,1-[]1,1-R最值 当22x k ππ=+时,max 1y =;当22x k ππ=- 时,min 1y =-.当2x k π=时,max 1y =;当2x k ππ=+时,min1y =-.既无最大值也无最小值周期性 2π 2ππ奇偶性奇函数 偶函数 奇函数单调性 在2,222k k ππππ⎡⎤-+⎢⎥⎣⎦上是增函数; 在32,222k k ππππ⎡⎤++⎢⎥⎣⎦上是减函数. 在[]2,2k k πππ-上是增函数; 在[]2,2k k πππ+上是减函数.在,22k k ππππ⎛⎫-+⎪⎝⎭上是增函数.对称性 对称中心(),0k π 对称轴2x k ππ=+对称中心,02k ππ⎛⎫+ ⎪⎝⎭对称轴x k π=对称中心,02k π⎛⎫⎪⎝⎭无对称轴函数 性质例作下列函数的简图(1)y=|sinx|,x ∈[0,2π], (2)y=-cosx ,x ∈[0,2π]例利用正弦函数和余弦函数的图象,求满足下列条件的x 的集合:21sin )1(≥x 21cos )2(≤x3、周期函数定义:对于函数()y f x =,如果存在一个非零常数T ,使得当x 取定义域内的每一个值时,都有:()()f x T f x +=,那么函数()y f x =就叫做周期函数,非零常数T 叫做这个函数的周期。
注意: 周期T 往往是多值的(如sin y x = 2π,4π,…,-2π,-4π,…都是周期)周期T 中最小的正数叫做()y f x =的最小正周期(有些周期函数没有最小正周期)sin y x =, cos y x =的最小正周期为2π (一般称为周期)正弦函数、余弦函数:ωπ=2T 。
.三角函数的图像和性质1.函数)62sin(21π+=x y 的单增区间是___________. 【答案】Z k k k ∈⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-6,3ππππ2.函数y =cos 24x π⎛⎫-⎪⎝⎭的单调递增区间是________. 【答案】388k k ππππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦-+,+(k∈Z)3.函数3sin(2)3y x π=+图象的对称中心是_______.【答案】(,0)32k ππ-+4.若函数f(x)=sin(ωx+6π)(ω>0)的最小正周期是5π,则ω=_________。
【答案】105.函数)4tan()(π+=x x f 单调增区间为( )A .Z k k k ∈+-),2,2(ππππ B .Z k k k ∈+),,(πππC .Z k k k ∈+-),4,43(ππππD .Z k k k ∈+-),43,4(ππππ 【答案】C6.下列函数中周期为π且为偶函数的是 ( ) A .)22sin(π-=x y B. )22cos(π-=x y C. )2sin(π+=x y D. )2cos(π+=x y【答案】A7.设函数()sin(2)3f x x π=+,则下列结论正确的是A .()f x 的图像关于直线3x π=对称 B .()f x 的图像关于点(,0)4π对称C .()f x 的最小正周期为2πD .()f x 在[0,]12π上为增函数【答案】D8.如果函数)4cos(ax y +=π的图象关于直线π=x 对称,则正实数a 的最小值是( )A .41=a B .21=a C .43=a D .1=a【答案】C9.已知ω>0,0<φ<π,直线x =4π和x =54π是函数f (x )=sin(ωx +φ)图像的两条相邻的对称轴,则φ=( )(A )4π (B )3π (C )2π(D )34π【答案】A【解析】试题分析:函数f (x )=sin(ωx +φ)图像的两条相邻的对称轴间的距离等于半个周期,所以2,1T πω==.由sin()14πϕ+=得4πϕ=满足0ϕπ<<,故选A.考点:三角函数的图象及其性质. 10.若当4x π=时,函数()sin()(0)f x A x A ϕ=+>取得最小值,则函数()4y f x π=-是( )A.奇函数且图像关于点(,0)2π对称 B.偶函数且图像关于直线2x π=对称C.奇函数且图像关于直线2x π=对称 D.偶函数且图像关于点(,0)2π对称【答案】D【解析】由题意知sin()14πϕ+=-,即324k πϕπ=-; 函数3()sin(2)cos 444y f x A x k A x ππππ=-=-+-=-,所以是偶函数且图像关于点(,0)2π对称.11.函数()sin 24f x x π⎛⎫=-⎪⎝⎭在区间[0,]2π上的最小值是A .-l B.2 C.2- D .0 【答案】C【解析】因为[0,]2x π∈,所以32[,],444x πππ⎛⎫-∈- ⎪⎝⎭因此()sin 2[4f x x π⎛⎫=-∈ ⎪⎝⎭即函数最小值是2-.12.函数y =2sinx 263x ππ⎛⎫≤≤ ⎪⎝⎭的值域是________.【答案】[1,2]【解析】根据正弦函数图象,可知x =6π时,函数取到最小值1;x =2π时,函数取到最大值2. 13.当7,66x ππ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时,函数23sin 2cos y x x =--的最小值是_______,最大值是________。
测试四三角函数与平面向量综合一、选择题(10×5分=50分)1.已知等腰三角形底角的正弦值为,32则顶角的正弦值是(A )A .594B .592C .594-D .592-2.函数x y sin =的图象按向量)2,2(π-=a 平移后与)(x g 的图象重合,则函数=)(x g (A )A .2cos +x B .2cos --x C .2cos -x D .2cos +-x 3.等边ABC ∆的边长为1,设C AC b BC a AB ===,,,则=⋅+⋅+⋅a c c b b a (B )A .23B .21C .23-D .21-4.已知,4-<k 则函数)1(cos 2cos -+=x k x y 的最小值是(A)A .1B .1-C .12+kD .12+-k 5.若θ是第三象限角,且2sin 2cossin 1θθθ+=+,则2θ是(B )A .第二、四象限角B .第二象限角C .第三象限角D .第四象限角6.已知P 是ABC ∆所在平面内的一点,若R PB PA CB ∈+=λλ,。
则点P 一定在(B)A .ABC ∆内部B .AC 边所在直线上C .AB 边所在直线上D .BC 边所在直线上7.把函数x x y sin cos 3-=的图象按向量)0()0,(>-=m m a 平移,所得的图象关于y 轴对称,则m 的最小正值是(D)A .6πB .3πC .π32D .π658.在ABC ∆中,下列三角表达式:①C B A sin )sin(++②AC B cos )cos(++③2tan 2tanCB A +④2sec 2cosAC B +,其中恒为定值的是(B)A .①②B .②③C .③④D .②④9.已知ABC ∆中,点D 在BC 边上,且DB CD 2=,,AC s AB r CD +=则s r +的值(D)A .32B .34C .3-D .010.设(0,0)O ,(1,0)A ,(0,1)B ,点P 是线段AB 上的一个动点,AP AB λ=,若PB PA AB OP ⋅≥⋅,则实数λ的取值范围是(B )A .112λ≤≤B .2112λ-≤≤C .12122λ≤≤+D .221122λ-≤≤+二、填空题(6×5=30)11.︒︒-︒25cos 25sin 5cos 2的值为312.函数)32sin(4π--=x y 的单调减区间是5,1212k k k z ππππ⎡⎤-+∈⎢⎥⎣⎦_____________13.直角坐标平面上向量)3,2(),1,4(-==OB OA 在直线λ上的射影长度相等,则直线l 的斜率为3或12-_____________14.已知j i ,为互相垂直的单位向量,j i b j i a λ+=-=,2,且b a ,的夹角为锐角,则实数λ的取值范围1(,2)(2,)2-∞-⋃-__________15.在AOB ∆中,)sin 5,cos 5(),sin 2,cos 2(ββαα==OB OA ,若5-=⋅OB OA ,则AOB ∆的面积为_532_________16.在ABC ∆中,O 为中线AM 上的一个动点,若2=AM ,则)(OC OB OA +⋅的最小值是___-2_________三、解答题:17.(本题10分)设πππ471217,53)4cos(<<=+x x ,求xxx tan 1sin 22sin 2-+的值。
三角函数的图像与性质一、知识梳理1.用五点法作正弦函数和余弦函数的简图(1)正弦函数y =sin x ,x ∈[0,2π]的图象中,五个关键点是:(0,0),⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,1,(π,0),⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2,-1,(2π,0).(2)余弦函数y =cos x ,x ∈[0,2π]的图象中,五个关键点是:(0,1),⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,0,(π,-1),⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2,0,(2π,1).2.正弦、余弦、正切函数的图象与性质(下表中k ∈Z )π3.对称与周期(1)正弦曲线、余弦曲线相邻两对称中心、相邻两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14个周期. (2)正切曲线相邻两对称中心之间的距离是半个周期.(3).对于y =tan x 不能认为其在定义域上为增函数,而是在每个区间⎝ ⎛⎭⎪⎫k π-π2,k π+π2(k ∈Z )内为增函数.二、例题精讲 + 随堂练习1.判断下列结论正误(在括号内打“√”或“×”) (1)余弦函数y =cos x 的对称轴是y 轴.( ) (2)正切函数y =tan x 在定义域内是增函数.( ) (3)已知y =k sin x +1,x ∈R ,则y 的最大值为k +1.( ) (4)y =sin|x |是偶函数.( )解析 (1)余弦函数y =cos x 的对称轴有无穷多条,y 轴只是其中的一条. (2)正切函数y =tan x 在每一个区间⎝ ⎛⎭⎪⎫k π-π2,k π+π2(k ∈Z )上都是增函数,但在定义域内不是单调函数,故不是增函数.(3)当k >0时,y max =k +1;当k <0时,y max =-k +1. 答案 (1)× (2)× (3)× (4)√2.若函数y =2sin 2x -1的最小正周期为T ,最大值为A ,则( ) A.T =π,A =1 B.T =2π,A =1 C.T =π,A =2D.T =2π,A =2解析 最小正周期T =2π2=π,最大值A =2-1=1.故选A. 答案 A3.函数y =-tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -3π4的单调递减区间为________.解析 由-π2+k π<2x -3π4<π2+k π(k ∈Z ), 得π8+k π2<x <5π8+k π2(k ∈Z ),所以y =-tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -3π4的单调递减区间为⎝ ⎛⎭⎪⎫π8+k π2,5π8+k π2(k ∈Z ). 答案 ⎝ ⎛⎭⎪⎫π8+k π2,5π8+k π2(k ∈Z )4.(2017·全国Ⅱ卷)函数f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3的最小正周期为( )A.4πB.2πC.πD.π2解析 由题意T =2π2=π. 答案 C5.(2017·全国Ⅲ卷)函数f (x )=15sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π3+cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π6的最大值为( )A.65B.1C.35D.15解析 cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π6=cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2-⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π3=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π3,则f (x )=15sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π3+sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π3=65sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π3,函数的最大值为65. 答案 A6.(2018·江苏卷)已知函数y =sin(2x +φ)⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2<φ<π2 的图象关于直线x =π3对称,则φ的值是________.解析 由函数y =sin(2x +φ)⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2<φ<π2的图象关于直线x =π3对称,得sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3+φ=±1.所以2π3+φ=π2+k π(k ∈Z ),所以φ=-π6+k π(k ∈Z ),又-π2<φ<π2,所以φ=-π6. 答案 -π6考点一 三角函数的定义域【例1】 (1)函数f (x )=-2tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6的定义域是( ) A.⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x ≠π6 B.⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x ≠-π12 C.⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x ≠k π+π6(k ∈Z ) D.⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x ≠k π2+π6(k ∈Z ) (2)不等式3+2cos x ≥0的解集是________.(3)函数f (x )=64-x 2+log 2(2sin x -1)的定义域是________. 解析 (1)由2x +π6≠k π+π2(k ∈Z ),得x ≠k π2+π6(k ∈Z ).(2)由3+2cos x ≥0,得cos x ≥-32,由余弦函数的图象,得在一个周期[-π,π]上,不等式cos x ≥-32的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |-5π6≤x ≤56π,故原不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |-56π+2k π≤x ≤56π+2k π,k ∈Z .(3)由题意,得⎩⎨⎧64-x 2≥0,①2sin x -1>0,②由①得-8≤x ≤8,由②得sin x >12,由正弦曲线得π6+2k π<x <56 π+2k π(k ∈Z ).所以不等式组的解集为⎝ ⎛⎭⎪⎫-116π,-76π∪⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,56π∪⎝ ⎛⎦⎥⎤13π6,8. 答案 (1)D (2)⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |-56π+2k π≤x ≤56π+2k π,k ∈Z (3)⎝ ⎛⎭⎪⎫-116π,-76π∪⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,56π∪⎝ ⎛⎦⎥⎤13π6,8【训练1】 (1)函数y =sin x -cos x 的定义域为________. (2)函数y =lg(sin x )+cos x -12的定义域为______.解析 (1)要使函数有意义,必须使sin x -cos x ≥0.利用图象,在同一坐标系中画出[0,2π]上y =sin x 和y =cos x 的图象,如图所示.在[0,2π]上,满足sin x =cos x 的x 为π4,5π4再结合正弦、余弦函数的周期是2π,所以原函数的定义域为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |π4+2k π≤x ≤54π+2k π,k ∈Z .(2)要使函数有意义必须有⎩⎪⎨⎪⎧sin x >0,cos x -12≥0, 即⎩⎪⎨⎪⎧sin x >0,cos x ≥12,解得⎩⎪⎨⎪⎧2k π<x <π+2k π,-π3+2k π≤x ≤π3+2k π(k ∈Z ),所以2k π<x ≤π3+2k π(k ∈Z ),所以函数的定义域为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |2k π<x ≤π3+2k π,k ∈Z .答案(1)⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |π4+2k π≤x ≤54π+2k π,k ∈Z (2)⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |2k π<x ≤π3+2k π,k ∈Z考点二 三角函数的值域与最值【例2】 (1)y =3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2上的值域是________.(2)(2017·全国Ⅱ卷)函数f (x )=sin 2x +3cos x -34⎝ ⎛⎭⎪⎫x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2的最大值是________. (3)函数y =sin x -cos x +sin x cos x 的值域为________.解析 (1)当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2时,2x -π6∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π6,5π6,sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-12,1,故3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-32,3,即y =3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6的值域为⎣⎢⎡⎦⎥⎤-32,3. (2)由题意可得f (x )=-cos 2x +3cos x +14=-(cos x -32)2+1.∵x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2,∴cos x ∈[0,1].∴当cos x =32,即x =π6时,f (x )max =1. (3)设t =sin x -cos x ,则t 2=sin 2x +cos 2x -2sin x cos x ,sin x cos x =1-t22,且-2≤t ≤2,所以y =-t 22+t +12=-12(t -1)2+1.当t =1时,y max =1;当t =-2时,y min =-12- 2 .所以函数的值域为⎣⎢⎡⎦⎥⎤-12-2,1. 答案 (1)⎣⎢⎡⎦⎥⎤-32,3 (2)1 (3)⎣⎢⎡⎦⎥⎤-12-2,1【训练2】 (1)函数f (x )=cos 2x +6cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-x 的最大值为( )A.4B.5C.6D.7(2)(2019·临沂模拟)已知函数f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π6,其中x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π3,a ,若f (x )的值域是⎣⎢⎡⎦⎥⎤-12,1,则实数a 的取值范围是________. 解析 (1)由f (x )=cos 2x +6cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-x =1-2sin 2x +6sin x =-2⎝ ⎛⎭⎪⎫sin x -322+112,又sin x ∈[-1,1],所以当sin x =1时函数的最大值为5.(2)由x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π3,a ,知x +π6∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π6,a +π6.因为x +π6∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π6,π2时,f (x )的值域为⎣⎢⎡⎦⎥⎤-12,1,所以由函数的图象知π2≤a +π6≤7π6,所以π3≤a ≤π. 答案 (1)B(2)⎣⎢⎡⎦⎥⎤π3,π考点三 三角函数的单调性 角度1 求三角函数的单调区间【例3-1】 (1)函数f (x )=tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3的单调递增区间是( ) A.⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π12-π12,k π2+5π12(k ∈Z ) B.⎝ ⎛⎭⎪⎫k π12-π12,k π2+5π12(k ∈Z )C.⎝ ⎛⎭⎪⎫k π+π6,k π+2π3(k ∈Z )D.⎝ ⎛⎭⎪⎫k π-π12,k π+5π12(k ∈Z ) (2)函数y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫-2x +π3的单调递减区间为________. 解析 (1)由k π-π2<2x -π3<k π+π2(k ∈Z ),得k π2-π12<x <k π2+5π12(k ∈Z ),所以函数f (x )=tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3的单调递增区间为⎝ ⎛⎭⎪⎫k π2-π12,k π2+5π12(k ∈Z ).(2)y =-sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3,它的减区间是y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3的增区间.令2k π-π2≤2x -π3≤2k π+π2,k ∈Z ,得k π-π12≤x ≤k π+5π12,k ∈Z .故其单调递减区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π-π12,k π+5π12,k ∈Z . 答案 (1)B (2)⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π-π12,k π+5π12,k ∈Z角度2 利用单调性比较大小【例3-2】 已知函数f (x )=2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π6,设a =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π7,b =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,c =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,则a ,b ,c 的大小关系是( ) A.a >b >c B.a >c >b C.c >a >bD.b >a >c解析 令2k π≤x +π6≤2k π+π,k ∈Z ,解得2k π-π6≤x ≤2k π+5π6,k ∈Z ,∴函数f (x )=2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π6在⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π6,5π6上是减函数,∵-π6<π7<π6<π4<5π6, ∴f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π7>f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6>f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4. 答案 A角度3 利用单调性求参数【例3-3】 (2018·全国Ⅱ卷)若f (x )=cos x -sin x 在[-a ,a ]是减函数,则a 的最大值是( ) A.π4B.π2C.3π4D.π解析 f (x )=cos x -sin x =2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4,由题意得a >0,故-a +π4<π4,因为f (x )=2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4在[-a ,a ]是减函数,所以⎩⎪⎨⎪⎧-a +π4≥0,a +π4≤π,a >0,解得0<a ≤π4,所以a 的最大值是π4.答案 A【训练3】 (1)设函数f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3,x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π2,π,则以下结论正确的是( )A.函数f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π2,0上单调递减B.函数f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2上单调递增 C.函数f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2,5π6上单调递减 D.函数f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤5π6,π上单调递增(2)cos 23°,sin 68°,cos 97°的大小关系是________.(3)若函数f (x )=sin ωx (ω>0)在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π3上单调递增,在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤π3,π2上单调递减,则ω=________.解析 (1)由x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π2,0,得2x -π3∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-4π3,-π3,此时函数f (x )先减后增;由x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2,得2x -π3∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π3,2π3,此时函数f (x )先增后减;由x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2,5π6,得2x -π3∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤2π3,4π3,此时函数f (x )单调递减;由x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤5π6,π,得2x -π3∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤4π3,5π3,此时函数f (x )先减后增.(2)sin 68°=cos 22°,又y =cos x 在[0°,180°]上是减函数,∴sin 68°>cos 23°>cos 97°.(3)法一 由于函数f (x )=sin ωx (ω>0)的图象经过坐标原点,由已知并结合正弦函数的图象可知,π3为函数f (x )的14周期,故2πω=4π3,解得ω=32.法二 由题意,得f (x )max =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3=sin π3ω=1.由已知并结合正弦函数图象可知,π3ω=π2+2k π(k ∈Z ),解得ω=32+6k (k ∈Z ),所以当k =0时,ω=32.答案 (1)C (2)sin 68°>cos 23°>cos 97° (3)32考点四 三角函数的周期性、奇偶性、对称性 角度1 三角函数奇偶性、周期性【例4-1】 (1)(2018·全国Ⅰ卷)已知函数f (x )=2cos 2x -sin 2x +2,则( ) A.f (x )的最小正周期为π,最大值为3 B.f (x )的最小正周期为π,最大值为4 C.f (x )的最小正周期为2π,最大值为3 D.f (x )的最小正周期为2π,最大值为4(2)(2019·杭州调研)设函数f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫12x +θ-3cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫12x +θ⎝ ⎛⎭⎪⎫|θ|<π2的图象关于y 轴对称,则θ=( ) A.-π6 B.π6 C.-π3 D.π3解析 (1)易知f (x )=2cos 2x -sin 2x +2=3cos 2x +1=3cos 2x +12+1=32cos 2x +52,则f (x )的最小正周期为π,当2x =2k π,即x =k π(k ∈Z )时,f (x )取得最大值,最大值为4.(2)f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫12x +θ-3cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫12x +θ=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫12x +θ-π3, 由题意可得f (0)=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π3=±2,即sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π3=±1,∴θ-π3=π2+k π(k ∈Z ),∴θ=5π6+k π(k ∈Z ). ∵|θ|<π2,∴k =-1时,θ=-π6. 答案 (1)B (2)A角度2 三角函数图象的对称性【例4-2】 (1)已知函数f (x )=a sin x +cos x (a 为常数,x ∈R )的图象关于直线x =π6对称,则函数g (x )=sin x +a cos x 的图象( )A.关于点⎝ ⎛⎭⎪⎫π3,0对称B.关于点⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3,0对称 C.关于直线x =π3对称 D.关于直线x =π6对称解析 (1)因为函数f (x )=a sin x +cos x (a 为常数,x ∈R )的图象关于直线x =π6对称,所以f (0)=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3,所以1=32a +12,a =33,所以g (x )=sin x +33cos x =233sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π6,函数g (x )的对称轴方程为x +π6=k π+π2(k ∈Z ),即x =k π+π3(k ∈Z ),当k =0时,对称轴为直线x =π3,所以g (x )=sin x +a cos x 的图象关于直线x =π3对称. 规律方法 1.对于可化为f (x )=A sin(ωx +φ)形式的函数,如果求f (x )的对称轴,只需令ωx +φ=π2+k π(k ∈Z ),求x 即可;如果求f (x )的对称中心的横坐标,只需令ωx +φ=k π(k ∈Z ),求x 即可.2.对于可化为f (x )=A cos(ωx +φ)形式的函数,如果求f (x )的对称轴,只需令ωx +φ=k π(k ∈Z ),求x ;如果求f (x )的对称中心的横坐标,只需令ωx +φ=π2+k π(k ∈Z ),求x 即可.【训练4】 (1)(2018·全国Ⅲ卷)函数f (x )=tan x1+tan 2x的最小正周期为( )A.π4B.π2C.πD.2π(2)设函数f (x )=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π3,则下列结论错误的是( )A.f (x )的一个周期为-2πB.y =f (x )的图象关于直线x =8π3对称 C.f (x +π)的一个零点为x =π6 D.f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π单调递减解析 (1)f (x )的定义域为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x ≠k π+π2,k ∈Z .f (x )=sin x cos x 1+⎝ ⎛⎭⎪⎫sin x cos x 2=sin x ·cos x =12sin 2x ,∴f (x )的最小正周期T =2π2=π.(2)A 项,因为f (x )的周期为2k π(k ∈Z 且k ≠0),所以f (x )的一个周期为-2π,A 项正确.B 项,因为f (x )图象的对称轴为直线x =k π-π3(k ∈Z ),当k =3时,直线x =8π3是其对称轴,B 项正确.C 项,f (x +π)=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +4π3,将x =π6代入得到f ⎝ ⎛⎭⎪⎫7π6=cos 3π2=0,所以x =π6是f (x+π)的一个零点,C 项正确.D 项,因为f (x )=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π3的递减区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π-π3,2k π+2π3 (k ∈Z ),递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π+2π3,2k π+5π3 (k ∈Z ),所以⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,2π3是减区间,⎣⎢⎡⎭⎪⎫2π3,π是增区间,D 项错误.答案 (1)C (2)D三、课后练习1.若对于任意x ∈R 都有f (x )+2f (-x )=3cos x -sin x ,则函数f (2x )图象的对称中心为( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫k π-π4,0(k ∈Z ) B.⎝ ⎛⎭⎪⎫k π-π8,0(k ∈Z ) C.⎝ ⎛⎭⎪⎫k π2-π4,0(k ∈Z ) D.⎝ ⎛⎭⎪⎫k π2-π8,0(k ∈Z ) 解析 因为f (x )+2f (-x )=3cos x -sin x ,所以f (-x )+2f (x )=3cos x +sin x .解得f (x )=cos x +sin x =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4,所以f (2x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π4. 令2x +π4=k π(k ∈Z ),得x =k π2-π8(k ∈Z ).所以f (2x )图象的对称中心为⎝ ⎛⎭⎪⎫k π2-π8,0(k ∈Z ). 答案 D2.(2017·天津卷)设函数f (x )=2sin(ωx +φ),x ∈R ,其中ω>0,|φ|<π.若f ⎝ ⎛⎭⎪⎫5π8=2,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫11π8=0,且f (x )的最小正周期大于2π,则( ) A.ω=23,φ=π12 B.ω=23,φ=-11π12C.ω=13,φ=-11π24D.ω=13,φ=7π24解析 ∵f ⎝ ⎛⎭⎪⎫5π8=2,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫11π8=0,且f (x )的最小正周期大于2π, ∴f (x )的最小正周期为4⎝ ⎛⎭⎪⎫11π8-5π8=3π, ∴ω=2π3π=23,∴f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫23x +φ. ∴2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫23×5π8+φ=2,得φ=2k π+π12(k ∈Z ), 又|φ|<π,∴取k =0,得φ=π12.答案 A3.已知x 0=π3是函数f (x )=sin(2x +φ)的一个极大值点,则f (x )的单调递减区间是________.解析 因为x 0=π3是函数f (x )=sin(2x +φ)的一个极大值点,所以sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2×π3+φ=1,解得φ=2k π-π6(k ∈Z ). 不妨取φ=-π6,此时f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6, 令2k π+π2≤2x -π6≤2k π+3π2(k ∈Z ),得f (x )的单调递减区间是⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π+π3,k π+56π(k ∈Z ). 答案 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π+π3,k π+56π(k ∈Z )4.已知函数f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-x sin x -3cos 2x +32. (1)求f (x )的最大值及取得最大值时x 的值;(2)若方程f (x )=23在(0,π)上的解为x 1,x 2,求cos(x 1-x 2)的值.解 (1)f (x )=cos x sin x -32(2cos 2x -1) =12sin 2x -32cos 2x =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3. 当2x -π3=π2+2k π(k ∈Z ),即x =512π+k π(k ∈Z )时,函数f (x )取最大值,且最大值为1.(2)由(1)知,函数f (x )图象的对称轴为x =512π+k π(k ∈Z ),∴当x ∈(0,π)时,对称轴为x =512π.又方程f (x )=23在(0,π)上的解为x 1,x 2.∴x 1+x 2=56π,则x 1=56π-x 2,∴cos(x 1-x 2)=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫56π-2x 2=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x 2-π3, 又f (x 2)=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x 2-π3=23, 故cos(x 1-x 2)=23.5.已知函数f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π6,若对任意的实数α∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-5π6,-π2,都存在唯一的实数β∈[0,m ],使f (α)+f (β)=0,则实数m 的最小值是________.解析 因为α∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-5π6,-π2,所以α-π6∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π,-2π3,则f (α)=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π6∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-32,0,因为对任意的实数α∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-5π6,-π2,都存在唯一的实数β∈[0,m ],使f (α)+f (β)=0,所以f (β)在[0,m ]上单调,且f (β)∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,32,则sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫β-π6∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,32,则β-π6∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π3,所以β∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π6,π2,即实数m 的最小值是π2. 答案 π26.(2017·山东卷)函数y =3sin 2x +cos 2x 的最小正周期为( )A.π2B.2π3C.πD.2π解析 ∵y =2⎝ ⎛⎭⎪⎫32sin 2x +12cos 2x =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6, ∴T =2π2=π.答案 C7.(2019·石家庄检测)若⎝ ⎛⎭⎪⎫π8,0是函数f (x )=sin ωx +cos ωx 图象的一个对称中心,则ω的一个取值是( )A.2B.4C.6D.8解析 因为f (x )=sin ωx +cos ωx =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx +π4,由题意,知f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π8=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωπ8+π4=0,所以ωπ8+π4=k π(k ∈Z ),即ω=8k -2(k ∈Z ),当k =1时,ω=6.答案 C8.已知函数f (x )=2sin ωx (ω>0)在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π3,π4上的最小值是-2,则ω的最小值等于( ) A.23 B.32 C.2 D.3解析 ∵ω>0,-π3≤x ≤π4,∴-ωπ3≤ωx ≤ωπ4.由已知条件知-ωπ3≤-π2,∴ω≥32.答案 B9.(2019·湖南十四校联考)已知函数f (x )=2sin ωx -cos ωx (ω>0),若f (x )的两个零点x 1,x 2满足|x 1-x 2|min =2,则f (1)的值为( ) A.102 B.-102 C.2 D.-2解析 依题意可得函数的最小正周期为2πω=2|x 1-x 2|min =2×2=4,即ω=π2,所以f (1)=2sin π2-cos π2=2.答案 C10.(2018·北京卷)设函数f (x )=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx -π6(ω>0).若f (x )≤f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4对任意的实数x 都成立,则ω的最小值为________.解析 由于对任意的实数都有f (x )≤f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4成立,故当x =π4时,函数f (x )有最大值,故f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4=1,πω4-π6=2k π(k ∈Z ),∴ω=8k +23(k ∈Z ).又ω>0,∴ωmin =23. 答案 2311.(2019·北京通州区质检)已知函数f (x )=sin ωx -cos ωx (ω>0)的最小正周期为π.(1)求函数y =f (x )图象的对称轴方程;(2)讨论函数f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2上的单调性. 解 (1)∵f (x )=sin ωx -cos ωx =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx -π4,且T =π, ∴ω=2,于是f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π4. 令2x -π4=k π+π2(k ∈Z ),得x =k π2+3π8(k ∈Z ).即函数f (x )图象的对称轴方程为x =k π2+3π8(k ∈Z ).(2)令2k π-π2≤2x -π4≤2k π+π2(k ∈Z ),得函数f (x )的单调递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π-π8,k π+3π8(k ∈Z ). 注意到x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2,所以令k =0,得函数f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2上的单调递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,3π8; 同理,其单调递减区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤3π8,π2.。
解三角形1.已知点()()()1,2,3,3,0,0C B A ,则ABC Δ的面积为.2.ABC ∆的内角,,A B C 所对的边为,,a b c ,则下列命题正确的是.①若A B <,则cos 2cos 2A B <②若2ab c >,则3C π<③若2a b c +>,则3C π<④若()2a b c ab +<,则2C π>3.在△ABC 中,若5,5AB AC ==,且9cos 10C =,则BC =__________________.4.在ABC ∆中,角,,A B C 的对边分别是,,a b c ,若b 为a 与c 的等差中项,30,B = ABC ∆的面积为23,则b =_________.5.钝角三角形ABC 的面积是12, 1.2AB BC ==,则AC =.6.如图ABC ∆中,已知点D 在BC 边上,,322sin ,=∠⊥BAC AC AD ,23=AB 3=AD ,则BD 的长为.7.钝角三角形ABC 的面积是12,12AB BC ==,AC =.8.已知△ABC 的角,,A B C 所对的边分别是,,a b c ,且5,3,22a b c ===A =_______.9.若2c =,3C π∠=且ABC ∆是锐角三角形,则ABC ∆周长的取值范围__________.10.在ABC △中,4a =,5b =,6c =,则sin 2sin A C=.11.在ABC 中,角,,A B C 的对边分别为,,a b c .已知22,sin 2sin a b bc C B -==,则角A 为__________.12.在ABC ∆中,角C B A ,,的对边分别为c b a ,,,若角C B A ,,依次成等差数列,且3,2==b a ,则ABC S ∆=.13.在ABC ∆中,内角,,A B C 的对边分别为,,a b c ,若ABC ∆的面积2223()4S a b c =+-,则C =.14.在ABC ∆中,4,2a b a c b -=+=最大角为120°,则最大边的长度为.15.在△ABC 中,角A ,B ,C 所对应的边分别为a ,b ,c .已知bcosC+ccosB=2b ,则=.16.在ABC ∆中,三内角A 、B 、C 的对边分别是a 、b 、c .(1)若,2,4560===a A c 求C ;(2)若22242a b c bc =++,C B A sin sin sin 2=,试判断ABC ∆的形状.17.已知锐角三角形ABC 中,.51)sin(,53)sin(=-=+B A B A (1)求证:B A tan 2tan =;(2)设3AB =,求AB 边上的高.18.设2()sin cos cos ()4f x x x x π=-+.(Ⅰ)求()f x 的单调区间;(Ⅱ)在锐角ABC ∆中,角,,A B C 的对边分别为,,a b c ,若(0,12A f a ==,求ABC ∆面积的最大值.19.已知△ABC 的内角C B A ,,所对的边分别为,,,c b a 且53cos ,2==B a .(1)若4=b ,求A sin 的值;(2)若△ABC 的面积,4=∆ABC S 求c b ,的值.20.在△ABC 中,内角,,A B C 所对的边分别为,,a b c ,已知sin (tan tan )tan tan B A C A C +=.(1)求证:,,a b c 成等比数列;(2)若1,2a c ==,求△ABC 的面积S .21.已知a ,b ,c 分别为△ABC 内角A ,B ,C 的对边,sin 2B=2sinAsinC(Ⅰ)若a=b ,求cosB ;(Ⅱ)设B=90°,且a=2,求△ABC 的面积.22.在锐角三角形ABC ∆中,,,a b c 分别是角,,A B C 32sin a c A =.(1)确定角C 的大小;(2)若7c =ABC ∆的面积为332,求a b +的值.23.已知A 、B 、C 是三角形的内角,3sin A ,-cos A 是方程x 2-x +2a =0的两根.(1)求角A ;(2)若3sin cos cos sin 2122-=-+BB B B ,求tan B .24.在ABC ∆中,角C B A ,,的对边分别为c b a ,,,且a A b 7sin 4=.(1)求B sin 的值;(2)若c b a ,,成等差数列,且公差大于0,求C A cos cos -的值.25.在ABC ∆中,角A B C 、、所对的边分别为a b c 、、,已知sin(2cos()06A B C π+++=.(1)求A 的大小;(2)若6=a ,求b c +的取值范围.26.在锐角ABC ∆中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,已知7a =3b =7sin 3B A +=.(1)求角A 的大小;(2)求ABC ∆的面积.27.在ABC ∆中,角,,A B C 所对的边分别为c b a ,,,满足1=c ,且()()0cos sin sin cos =+-+B A B a C B .(1)求角C 的大小;(2)求22b a +的最大值,并求取得最大值时角,A B 的值.28.在△ABC 中,角,,A B C 的对边分别是,,a b c ,若a +b =10,而cosC 的值是方程2x 2-3x -2=0的一个根,求三角形周长的最小值.29.已知,,a b c 分别是ABC ∆的角,,A B C 所对的边,且2c =,C π=.(Ⅰ)若ABC ∆3,a b ;(Ⅱ)若sin sin()2sin 2C B A A +-=,求A 的值.30.在ABC ∆中,角,,A B C 所对的边分别为,,a b c ,已知(0)a b mc m +=>.(1)当3m =时,①若A B =,求sin C ;②若6B π=,求sin()A C -的值;(2)当2m =时,若2c =,求ABC ∆面积最大值.31.在三角形ABC 中,∠A ,∠B ,∠C 的对边分别为a b c 、、且222b c bc a +=+(1)求∠A ;(2)若3a =22b c +的取值范围.32.在ABC ∆中,C B A ,,的对边分别为c b a ,,,已知C B A cos 5sin ,32cos ==(Ⅰ)求C sin 的值;(Ⅱ)若2=a ,求ABC ∆的面积.33.在ABC ∆中,角C B A 、、所对的边为c b a 、、,且满足cos 2cos 22cos cos 66A B A A ππ⎛⎫⎛⎫-=-+⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭(1)求角B 的值;(2)若3=b 且a b ≤,求c a 21-的取值范围34.在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .已知12cos sin 2sin 2sin sin 222-++=C B A B A .(Ⅰ)求角C 的大小;(Ⅱ)若21a b -=,且△ABC 的面积为53,求边a 的长.35.已知函数2()sin()cos()()2sin 632x f x x x g x ππ=+-+=,.(I )求函数()()y f x g x =+的单调递减区间;(II )在ABC ∆中,A 为锐角,且角A B C 、、所对的边分别为a b c 、、,若5a =,453)(=A f ,求ABC ∆面积的最大值.36.在ABC ∆中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,已知4A π=,22b a -=122c .(1)求tan C 的值;(2)若ABC ∆的面积为7,求b 的值.37.已知,,a b c 分别是ABC ∆内角,,A B C 的对边,2sin 2sin sin B A C =.(Ⅰ)若a b =,求cos ;B (Ⅱ)若90B = ,且2,a =求ABC ∆的面积.38.在△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边长分别为a ,b ,c ,且()2cos cos b c A a C -=.(Ⅰ)求角A 的大小;(Ⅱ)若a =3,2b c =,求△ABC 的面积.39.在ABC ∆中,角,,A B C 的对边分别为,,a b c ,且满足cos (2)cos()b Ac a B π=+-(1)求角B 的大小;(2)若4,b ABC =∆3a c +的值.40.在ABC ∆中,角,,A B C 的对边分别为,,a b c ,且满足cos (2)cos()b Ac a B π=+-(1)求角B 的大小;(2)若4,b ABC =∆3a c +的值.41.已知△ABC 中,三个内角A ,B ,C 的对边分别为,,a b c ,若△ABC 的外接圆的半径为2,且sin sin ()sin .a A c C ab B -=-(I )求∠C ;(Ⅱ)求△ABC 的面积S 的最大值.42.已知ABC ∆的内角,,A B C 所对边分别为,,a b c ,且1cos 2a C cb +=.(1)求角A 的大小;(2)若2bc =,求边长a 的最小值.43.设ABC ∆的内角A ,B ,C 所对边的长分别是a ,b ,c ,且3b =,1c =,2A B =.(1)求a 的值;(2)求sin 4A π⎛⎫+ ⎪⎝⎭的值.44.设三角形ABC 的内角A B C 、、所对的边长分别是a b c 、、,且3B π=.若ABC △不是钝角三角形,求:(1)角C 的范围;(2)2a c的取值范围.45.在ABC ∆中,角C B A 、、的对边分别为c b 、、a ,若2,cos 21==-a C a cb .(1)求c 的值;(2)若,bc c b =+求ABC ∆的面积.46.在ABC ∆中,2sin sin sin A B C =.(Ⅰ)若πA ∠=,求B ∠的大小;(Ⅱ)若1bc =,求ABC ∆的面积的最大值.47.在ABC ∆中,内角,,A B C 对边分别为,,a b c ,且sin 3cos b A a B =.(Ⅰ)求角B 的大小;(Ⅱ)若3,sin 2sin b C A ==,求,a c 的值.48.在ABC ∆中,角A B C 、、所对的边分别为a b c 、、sin 3cos a c CA =,(Ⅰ)求A 的大小;(Ⅱ)若6=a ,求b c +的取值范围.49.在三角形ABC 中,sin 2cos 3cos 2sin 3C C C C C +=+.(1)求角C 的大小;(2)若2AB =,且sin cos sin 2B A A =,求ABC ∆的面积.50.已知函数2()4cos 3cos 1,f x x x x x R =+-∈.(1)求函数的最小正周期、最大值及取最大值时自变量的取值集合;(2)在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别是a ,b ,c ;若a ,b ,c 成等比数列,且2c a =,求()12f B π-的值.参考答案1.232.②③3.4或54.13+5563758.45 9.(]6322,+10.111.3π12.433+13.3π14.1415.216.(1)060C =或0120C =(2)等边三角形17.(1)见解析;(2)26+18.(1)增区间为[,],44k k k Z ππππ-+∈减区间为3[,],44k k k Z ππππ++∈;(2)23419.(1)2sin =A ;(2)5=c ,17=b .20.(1)详见解析;(2721.(Ⅰ)14;(Ⅱ)122.(1)060C =(2)5a b +=23.(1)π;(2)2.24.(1)7sin 4B =;(2)27.25.(1)3A π=;(2)612b c <+≤.26.(1)3A π=;(2)332ABC S ∆=.27.(1)4π=C ;(2)当π83==B A 时,22b a +取到最大值22+.28.103+29.(Ⅰ)2a b ==;(Ⅱ)2A π=或6A π=30.详见解析31.(1)3π(2)2236b c <+≤32.(Ⅰ)630533.(1)233B ππ=或(2)33)234.(Ⅰ)3π;(Ⅱ)5.35.(I )单调递减区间是2,3ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦.(II )115sinA 212bc =.36.(1)2;(2)21b =.37.(Ⅰ)14(Ⅱ)138.(Ⅰ)3π;(Ⅱ)332.39.(1)23B π=;(2)2540.(1)23B π=;(2)2541.(1)3π,(2)23342.(1)3π(2243.(1)23a =;(2)624-.44.(1)2C ππ≤≤;(2)[]1,4.45.(1)433(2346.(1)π3B ∠=,(2)3.47.(Ⅰ)3B π=(Ⅱ)3,3a c ==48.(Ⅰ)3π;(Ⅱ)(6,12]49.(1)3C π=;(2)32;50.(1)参考解析;(2)3722+.。