三角函数的应用课后知能检测 高中数学 必修四 苏教版 含答案
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(新课程)2013高中数学 3.3知能优化训练1.已知cos θ=-15,5π2<θ<3π,那么sin θ2=__________.解析:∵5π2<θ<3π,∴5π4<θ2<3π2.∴sin θ2<0.由cos θ=1-2sin 2θ2,得sin θ2=- 1-cos θ2=- ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+15×12=-155. 答案:-1552.函数y =1-tan 22x1+tan 22x的最小正周期是__________. 解析:由万能公式,得y =cos4x ,∴T =2π|ω|=2π4=π2.答案:π23.已知cos 2α-cos 2β=a ,那么sin(α+β)·sin(α-β)等于__________.解析:sin(α+β)sin(α-β)=(sin αcos β+cos αsin β)·(sin αcos β-cos αsin β)=sin 2αcos 2β-cos 2αsin 2β=(1-cos 2α)cos 2β-cos 2α(1-cos 2β)=cos 2β-cos 2α=-a .答案:-a4.若θ是第二象限的角,且cos θ2<0,则1-sin θsin θ2-cosθ2的值是__________.解析:θ是第二象限的角,且cos θ2<0,∴2k π+54π<θ2<2k π+32π,k ∈Z ,1-sin θsin θ2-cosθ2=cos2θ2-2sin θ2cos θ2+sin 2θ2sin θ2-cosθ2=cos θ2-sinθ2sin θ2-cosθ2=-1.答案:-1一、填空题1.已知sin α=35,α是第二象限角,且tan(α+β)=1,则tan β的值是__________.解析:∵sin α=35,α是第二象限角,∴cos α=-1-sin 2α=-1-⎝ ⎛⎭⎪⎫352=-45,∴tan α=sin αcos α=35×⎝ ⎛⎭⎪⎫-54=-34.又tan(α+β)=1,∴tan β=tan[(α+β)-α]=α+β-tan α1+α+βα=1-⎝ ⎛⎭⎪⎫-341+1×⎝ ⎛⎭⎪⎫-34=7.答案:72.函数y =sin2x +sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π3cos2x +cos ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π3的最小正周期是________.解析:y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π62cos ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π6cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π6=tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6,∴T =π|ω|=π2.答案:π23.y =cos x +cos ⎝⎛⎭⎪⎫x +π3的最大值是__________.解析:y =2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π6cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π6=3cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π6,∴y max = 3.答案: 34.y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π6cos x 的最小值是__________.解析:y =12[sin(2x -π6)+sin(-π6)]=12sin(2x -π6)-14,∴y min =-12-14=-34.答案:-345.设sin α=35⎝ ⎛⎭⎪⎫π2<α<π,tan(π-β)=12,则tan(α-2β)的值等于__________.解析:∵sin α=35⎝ ⎛⎭⎪⎫π2<α<π,∴cos α=-45,tan α=-34. ∵tan(π-β)=12,∴tan β=-12,tan2β=-43,∴tan(α-2β)=tan α-tan2β1+tan αtan2β=-34+431+1=724.答案:7246.若tan θ=3,则sin2θ-cos2θ的值是__________.解析:因为tan θ=3,所以sin2θ=2tan θ1+tan 2θ=2×31+32=35,cos2θ=1-tan 2θ1+tan 2θ=1-321+32=-45,所以sin2θ-cos2θ=35-⎝ ⎛⎭⎪⎫-45=75.答案:757.已知3tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π12=tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π12,则sin2α=__________. 解析:因为3tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π12=tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π12, 所以3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π12cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π12=sin ⎝⎛⎭⎪⎫α+π12cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π12,即3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π12cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π12=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π12cos ⎝⎛⎭⎪⎫α-π12, 利用积化和差公式可得32⎝⎛⎭⎪⎫sin2α-sin π6=12⎝ ⎛⎭⎪⎫sin2α+sin π6,整理得sin2α=1.答案:18.已知cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-α=33,则cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫56π+α-sin 2⎝⎛⎭⎪⎫α-π6的值是__________. 解析:∵cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫56π+α=cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π-⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-α=-cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-α =-33.而sin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π6=1-cos 2⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π6=1-13=23.∴原式=-33-23=-2+33. 答案:-2+33二、解答题9.已知4sin 2x -6sin x -cos 2x +3cos x =0,求cos2x -sin2x-cos2x -tan2x的值.解:∵4sin 2x -6sin x -cos 2x +3cos x =0,∴(2sin x -cos x )[(2sin x +cos x )-3]=0. ∵2sin x +cos x -3≠0,∴2sin x -cos x =0,∴tan x =12,∴tan2x =2tan x 1-tan 2x =43,sin2x =2tan x 1+tan 2x =45,cos2x =1-tan 2x 1+tan 2x =35,∴cos2x -sin2x -cos2x -tan2x =35-4525×⎝ ⎛⎭⎪⎫-13=32.10.已知sin φcos φ=60169,且π4<φ<π2,求sin φ,cos φ的值.解:法一:∵sin φcos φ=60169,∴sin2φ=120169.又∵π4<φ<π2,∴π2<2φ<π,∴cos2φ<0,∴cos2φ=-1-sin 22φ=- 1-⎝⎛⎭⎪⎫1201692=-119169.∵sin φ>0,cos φ>0,∴sin φ=1-cos2φ2= 1+1191692=1213, cos φ=1+cos2φ2= 1-1191692=513. 法二:(sin φ+cos φ)2=1+2sin φcos φ=1+120169=289169.∵π4<φ<π2,∴sin φ>0,cos φ>0, ∴sin φ+cos φ=1713.①∵π4<φ<π2,∴sin φ>cos φ>0, ∴sin φ-cos φ>0.又∵(sin φ-cos φ)2=1-2sin φcos φ=1-120169=49169,∴sin φ-cos φ=713.②解①②组成的方程组,得sin φ=1213,cos φ=513.11.求证:cos 2αcot α2-tanα2=14sin2α.证明:左边=cos 2αcos α2sin α2-sin α2cos α2=cos 2αcos 2α2-sin2α2sin α2cosα2=cos 2αsin α2cos α2cos 2α2-sin2α2=cos 2αsin α2cosα2cos α=sin α2cos α2cos α=12sin αcos α=14sin2α=右边.∴原式成立.。
1.3.3 函数y =A sin(ωx +φ)的图象(一)课时目标1.了解φ、ω、A 对函数f (x )=A sin(ωx +φ)的图象的影响.2.掌握y =sin x 与f (x )=A sin(ωx +φ)图象间的变换关系.用“图象变换法”作y =A sin(ωx +φ) (A >0,ω>0)的图象 1.φ对y =sin(x +φ),x ∈R 的图象的影响y =sin(x +φ) (φ≠0)的图象可以看作是把正弦曲线y =sin x 上所有的点________(当φ>0时)或________(当φ<0时)平行移动________个单位长度而得到. 2.ω(ω>0)对y =sin(ωx +φ)的图象的影响函数y =sin(ωx +φ)的图象,可以看作是把y =sin(x +φ)的图象上所有点的横坐标________(当ω>1时)或________(当0<ω<1时)到原来的________倍(纵坐标________)而得到.3.A (A >0)对y =A sin(ωx +φ)的图象的影响函数y =A sin(ωx +φ)的图象,可以看作是把y =sin(ωx +φ)图象上所有点的纵坐标________(当A >1时)或________(当0<A <1时)到原来的______倍(横坐标不变)而得到,函数y =A sin x 的值域为________,最大值为________,最小值为________. 4.函数y =sin x 的图象到函数y =A sin(ωx +φ)的图象的变换过程.一、填空题1.要得到y =sin ⎝⎛⎭⎫x 2+π3的图象,只要将函数y =sin x2的图象向左平移________个单位. 2.将函数y =sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6的图象向左平移π6个单位,所得函数的解析式为____________. 3.为得到函数y =cos x 的图象,可以把y =sin x 的图象向右平移φ个单位得到,那么φ的最小正值是__________.4.函数y =sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3在区间⎣⎡⎦⎤-π2,π上的简图是________.(填正确图象的代码)5.为得到函数y =cos ⎝⎛⎭⎫x +π3的图象,只需将函数y =sin x 的图象________. ①向左平移π6个单位长度;②向右平移π6个单位长度;③向左平移5π6个单位长度;④向右平移5π6个单位长度.6.将函数y =sin x 的图象上所有的点向右平行移动π10个单位长度,再把所得各点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),所得图象的函数解析式是_______________________.7.把函数y =sin x (x ∈R )的图象上所有的点向左平行移动π3个单位长度,再把所得图象上所有点的横坐标缩短到原来的12(纵坐标不变),得到的图象所表示的函数的解析式是________.8.把函数y =3sin(ωx +φ) (ω>0,|φ|≤π)的图象向左平移π6个单位,再将图象的所有点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),所得图象的解析式为y =3sin x ,则ω=________,φ=________.9.某同学给出了以下论断:①将y =cos x 的图象向右平移π2个单位,得到y =sin x 的图象;②将y =sin x 的图象向右平移2个单位,可得到y =sin(x +2)的图象; ③将y =sin(-x )的图象向左平移2个单位,得到y =sin(-x -2)的图象;④函数y =sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3的图象是由y =sin 2x 的图象向左平移π3个单位而得到的. 其中正确的结论是______(将所有正确结论的序号都填上).10.设ω>0,函数y =sin ⎝⎛⎭⎫ωx +π3+2的图象向右平移43π个单位后与原图象重合,则ω的最小值是__________. 二、解答题11.请叙述函数y =cos x 的图象与y =-2cos ⎝⎛⎭⎫2x +π6+2的图象间的变换关系.12.已知函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫π3-2x (x ∈R ). (1)求f (x )的单调减区间;(2)经过怎样的图象变换使f (x )的图象关于y 轴对称?(仅叙述一种方案即可).能力提升13.要得到y =cos ⎝⎛⎭⎫2x -π4的图象,只要将y =sin 2x 的图象________. ①向左平移π8个单位;②向右平移π8个单位;③向左平移π4个单位;④向右平移π4个单位.14.使函数y =f (x )图象上每一点的纵坐标保持不变,横坐标缩小到原来的12倍,然后再 将其图象沿x 轴向左平移π6个单位得到的曲线与y =sin 2x 的图象相同,则f (x )的表达式为____________________.1.由y =sin x 的图象,通过变换可得到函数y =A sin(ωx +φ)的图象,其变化途径有两条: (1)y =sin x ――→相位变换y =sin(x +φ)――→周期变换y =sin(ωx +φ)――→振幅变换y =A sin(ωx +φ).(2)y =sin x ――→周期变换y =sin ωx ――→相位变换y =sin[ω(x +φω)]=sin(ωx +φ)――→振幅变换y =A sin(ωx +φ).注意:两种途径的变换顺序不同,其中变换的量也有所不同:(1)是先相位变换后周期变换,平移|φ|个单位.(2)是先周期变换后相位变换,平移|φ|ω个单位,这是很容易出错的地方,应特别注意.2.类似地y =A cos(ωx +φ) (A >0,ω>0)的图象也可由y =cos x 的图象变换得到. 1.3.3 函数y =A sin(ωx +φ)的图象(一)知识梳理1.向左 向右 |φ|2.缩短 伸长 1ω不变3.伸长 缩短 A [-A ,A ] A -A4.y =sin(x +φ) y =sin(ωx +φ) y =A sin(ωx +φ) 作业设计 1.23π 2.y =cos 2x 3.32π 解析 y =sin x =cos ⎝⎛⎭⎫π2-x =cos ⎝⎛⎭⎫x -π2向右平移φ个单位后得y =cos ⎝⎛⎭⎫x -φ-π2, ∴φ+π2=2k π,k ∈Z ,∴φ=2k π-π2,k ∈Z .∴φ的最小正值是32π.4.①解析 由各图象特点,知可选用-π2和π6这两个特殊值来断定.当x =-π2时,y =sin ⎝⎛⎭⎫-π-π3=32; 当x =π6时,y =sin 0=0.符合这两个特点的只有①. 5.③解析 ∵y =sin x =cos ⎝⎛⎭⎫x -π2, 又x -π2+5π6=π3+x ,∴只需将y =sin x 的图象向左平移5π6个单位长度,便可得到y =cos ⎝⎛⎭⎫x +π3的图象. 6.y =sin ⎝⎛⎭⎫12x -π10 解析y =sin ⎝⎛⎭⎫x -π10――→横坐标伸长到原来的2倍纵坐标不变 y =sin ⎝⎛⎭⎫12x -π10. 7.y =sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3 解析 将y =sin x 图象上的所有的点向左平移π3个单位长度得到y =sin ⎝⎛⎭⎫x +π3.再将图象上所有点的横坐标缩短到原来的12,得y =sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3. 8.2 -π3解析y =3sin 2⎝⎛⎭⎫x -π6=3sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3, ∴ω=2,φ=-π3.9.①③ 10.32解析 向右平移43π得y =sin ⎣⎡⎦⎤ω⎝⎛⎭⎫x -43π+π3+2 =sin ⎝⎛⎭⎫ωx +π3-4π3ω+2. 因为与原函数图象相同,故-4π3ω=2n π(n ∈Z ),∴ω=-32n (n ∈Z ),∵ω>0,∴ωmin =32.11.解 ∵y =-2cos ⎝⎛⎭⎫2x +π6+2 =2cos ⎝⎛⎭⎫2x +7π6+2 =2cos 2⎝⎛⎭⎫x +7π12+2 先将y =cos x 的图象上各点的横坐标缩短为原来的12,纵坐标不变,则得到y =cos 2x 的图象.再将y =cos 2x 的图象向左平移7π12个单位,则得到y =cos ⎣⎡⎦⎤2⎝⎛⎭⎫x +7π12,即y =cos ⎝⎛⎭⎫2x +7π6的图象,再将y =cos ⎝⎛⎭⎫2x +7π6的图象上各点的纵坐标伸长到原来的2倍,横坐标不变,即得函数y =2cos ⎝⎛⎭⎫2x +7π6的图象. 最后,沿y 轴向上平移2个单位所得图象即是y =2cos ⎝⎛⎭⎫2x +7π6+2的图象. 即得到函数y =-2cos ⎝⎛⎭⎫2x +π6+2的图象. 12.解 (1)由已知函数化为y =-sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3 .欲求函数的单调递减区间,只需求y =sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3的单调递增区间. 由2k π-π2≤2x -π3≤2k π+π2 (k ∈Z ),解得k π-π12≤x ≤k π+512π (k ∈Z ),∴原函数的单调减区间为⎣⎡⎦⎤k π-π12,k π+512π (k ∈Z ). (2)f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫π3-2x =cos ⎣⎡⎦⎤π2-⎝⎛⎭⎫π3-2x =cos ⎝⎛⎭⎫2x +π6=cos 2⎝⎛⎭⎫x +π12. ∵y =cos 2x 是偶函数,图象关于y 轴对称,∴只需把y =f (x )的图象向右平移π12个单位即可.13.①解析 y =sin 2x =cos ⎝⎛⎭⎫π2-2x =cos ⎝⎛⎭⎫2x -π2 =cos ⎣⎡⎦⎤2⎝⎛⎭⎫x -π4=cos ⎣⎡⎦⎤2⎝⎛⎭⎫x -π8-π4y =cos[2(x -π8+π8)-π4]=cos(2x -π4).14.y =sin ⎝⎛⎭⎫x -π3 解析 方法一 正向变换y =f (x )y =f ⎣⎡⎦⎤2⎝⎛⎭⎫x +π6, 即y =f ⎝⎛⎭⎫2x +π3, 所以f ⎝⎛⎭⎫2x +π3=sin 2x . 令2x +π3=t ,则2x =t -π3,∴f (t )=sin ⎝⎛⎭⎫t -π3,即f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫x -π3. 方法二 逆向变换 据题意,y =sin 2⎝⎛⎭⎫x -π6=sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3 ――→横坐标伸长到原来的2倍纵坐标不变y =sin ⎝⎛⎭⎫x -π3.。
1.2.3 三角函数的诱导公式(二) 课时目标1.借助单位圆及三角函数定义理解公式五、公式六的推导过程.2.运用公式五、公式六进行有关计算与证明.1.诱导公式五~六(1)公式五:sin ⎝⎛⎭⎫π2-α=________; cos ⎝⎛⎭⎫π2-α=________.以-α替代公式五中的α,可得公式六.(2)公式六:sin ⎝⎛⎭⎫π2+α=________; cos ⎝⎛⎭⎫π2+α=________.2.诱导公式五~六的记忆π2-α,π2+α的三角函数值,等于α的________三角函数值,前面加上一个把α看成锐角时原函数值的________,记忆口诀为“函数名改变,符号看象限”.一、填空题1.已知f (sin x )=cos 3x ,则f (cos 10°)的值为______.2.若sin ⎝⎛⎭⎫α+π12=13,则cos ⎝⎛⎭⎫α+7π12=________. 3.若sin(3π+α)=-12,则cos ⎝⎛⎭⎫72π-α=________. 4.已知sin ⎝⎛⎭⎫α-π4=13,则cos ⎝⎛⎭⎫π4+α的值等于________. 5.若sin(π+α)+cos ⎝⎛⎭⎫π2+α=-m ,则cos ⎝⎛⎭⎫32π-α+2sin(2π-α)的值为________. 6.代数式sin 2(A +15°)+sin 2(A -45°)的化简结果是________.7.已知cos ⎝⎛⎭⎫π2+φ=32,且|φ|<π2,则tan φ=______. 8.已知cos(75°+α)=13,则sin(α-15°)+cos(105°-α)的值是________. 9.sin 21°+sin 22°+…+sin 288°+sin 289°=________. 10.已知tan(3π+α)=2,则sin (α-3π)+cos (π-α)+sin ⎝⎛⎭⎫π2-α-2cos ⎝⎛⎭⎫π2+α-sin (-α)+cos (π+α)=________. 二、解答题11.求证:tan (2π-α)sin (-2π-α)cos (6π-α)sin ⎝⎛⎭⎫α+3π2cos ⎝⎛⎭⎫α+3π2=-tan α.12.已知sin ⎝⎛⎭⎫-π2-α·cos ⎝⎛⎭⎫-5π2-α=60169,且π4<α<π2,求sin α与cos α的值.能力提升13.化简:sin ⎝⎛⎭⎫4k -14π-α+cos ⎝⎛⎭⎫4k +14π-α (k ∈Z ).14.是否存在角α,β,α∈⎝⎛⎭⎫-π2,π2,β∈(0,π),使等式⎩⎪⎨⎪⎧ sin (3π-α)=2cos ⎝⎛⎭⎫π2-β3cos (-α)=-2cos (π+β)同时成立.若存在,求出α,β的值;若不存在,说明理由.1.2.3 三角函数的诱导公式(二)知识梳理1.(1)cos α sin α (2)cos α -sin α 2.异名 符号作业设计1.-12解析 f (cos 10°)=f (sin 80°)=cos 240°=cos(180°+60°)=-cos 60°=-12. 2.-13解析 cos ⎝⎛⎭⎫α+7π12=cos ⎣⎡⎦⎤π2+⎝⎛⎭⎫α+π12 =-sin ⎝⎛⎭⎫α+π12=-13. 3.-12解析 ∵sin(3π+α)=-sin α=-12,∴sin α=12. ∴cos ⎝⎛⎭⎫7π2-α=cos ⎝⎛⎭⎫32π-α=-cos ⎝⎛⎭⎫π2-α =-sin α=-12. 4.-13 解析 cos ⎝⎛⎭⎫π4+α=sin ⎣⎡⎦⎤π2-⎝⎛⎭⎫π4+α =sin ⎝⎛⎭⎫π4-α=-sin ⎝⎛⎭⎫α-π4=-13. 5.-3m 2解析 ∵sin(π+α)+cos ⎝⎛⎭⎫π2+α=-sin α-sin α=-m ,∴sin α=m 2.cos ⎝⎛⎭⎫32π-α+2sin(2π-α) =-sin α-2sin α=-3sin α=-32m . 6.1解析 原式=sin 2(A +45°)+sin 2(45°-A )=sin 2(A +45°)+cos 2(A +45°)=1.7.- 3解析 由cos ⎝⎛⎭⎫π2+φ=-sin φ=32, 得sin φ=-32, 又∵|φ|<π2,∴φ=-π3,∴tan φ=- 3. 8.-23解析 sin(α-15°)+cos(105°-α)=sin[(75°+α)-90°]+cos[180°-(75°+α)]=-sin[90°-(75°+α)]-cos(75°+α)=-cos(75°+α)-cos(75°+α)=-2cos(75°+α)=-23. 9.892解析 原式=(sin 21°+sin 289°)+(sin 22°+sin 288°)+…+(sin 244°+sin 246°)+sin 245°=44+12=892. 10.2解析 原式=sin αsin α-cos α=tan αtan α-1=22-1=2. 11.证明 左边=tan (-α)·sin (-α)·cos (-α)sin ⎣⎡⎦⎤2π-⎝⎛⎭⎫π2-α·cos ⎣⎡⎦⎤2π-⎝⎛⎭⎫π2-α =(-tan α)·(-sin α)·cos αsin ⎣⎡⎦⎤-⎝⎛⎭⎫π2-αcos ⎣⎡⎦⎤-⎝⎛⎭⎫π2-α =sin 2α-sin ⎝⎛⎭⎫π2-αcos ⎝⎛⎭⎫π2-α =sin 2α-cos α·sin α=-sin αcos α=-tan α=右边. ∴原等式成立.12.解 sin ⎝⎛⎭⎫-π2-α=-cos α, cos ⎝⎛⎭⎫-5π2-α=cos ⎝⎛⎭⎫2π+π2+α=-sin α. ∴sin α·cos α=60169,即2sin α·cos α=120169.① 又∵sin 2α+cos 2α=1,②①+②得(sin α+cos α)2=289169,②-①得(sin α-cos α)2=49169, 又∵α∈⎝⎛⎭⎫π4,π2,∴sin α>cos α>0,即sin α+cos α>0,sin α-cos α>0,∴sin α+cos α=1713,③ sin α-cos α=713,④ ③+④得sin α=1213,③-④得cos α=513. 13.解 原式=sin ⎣⎡⎦⎤k π-⎝⎛⎭⎫π4+α+cos ⎣⎡⎦⎤k π+⎝⎛⎭⎫π4-α. 当k 为奇数时,设k =2n +1 (n ∈Z ),则原式=sin ⎣⎡⎦⎤(2n +1)π-⎝⎛⎭⎫π4+α +cos ⎣⎡⎦⎤(2n +1)π+⎝⎛⎭⎫π4-α =sin ⎣⎡⎦⎤π-⎝⎛⎭⎫π4+α+cos ⎣⎡⎦⎤π+⎝⎛⎭⎫π4-α =sin ⎝⎛⎭⎫π4+α+⎣⎡⎦⎤-cos ⎝⎛⎭⎫π4-α =sin ⎝⎛⎭⎫π4+α-cos ⎣⎡⎦⎤π2-⎝⎛⎭⎫π4+α =sin ⎝⎛⎭⎫π4+α-sin ⎝⎛⎭⎫π4+α=0; 当k 为偶数时,设k =2n (n ∈Z ),则原式=sin ⎣⎡⎦⎤2n π-⎝⎛⎭⎫π4+α+cos ⎣⎡⎦⎤2n π+⎝⎛⎭⎫π4-α =-sin ⎝⎛⎭⎫π4+α+cos ⎝⎛⎭⎫π4-α =-sin ⎝⎛⎭⎫π4+α+cos ⎣⎡⎦⎤π2-⎝⎛⎭⎫π4+α =-sin ⎝⎛⎭⎫π4+α+sin ⎝⎛⎭⎫π4+α=0. 综上所述,原式=0.14.解 由条件,得⎩⎨⎧sin α=2sin β, ①3cos α=2cos β. ②①2+②2,得sin 2α+3cos 2α=2,③又因为sin 2α+cos 2α=1,④ 由③④得sin 2α=12,即sin α=±22, 因为α∈⎝⎛⎭⎫-π2,π2,所以α=π4或α=-π4. 当α=π4时,代入②得cos β=32,又β∈(0,π), 所以β=π6,代入①可知符合. 当α=-π4时,代入②得cos β=32,又β∈(0,π), 所以β=π6,代入①可知不符合.综上所述,存在α=π4,β=π6满足条件.。
1.2.3三角函数的诱导公式(-)莖课时作业[学业水平训练]1. sin 330。
等于 _______ .解析:sin 330° = sin(360° — 30°) = — sin 30°=3. 已知 sin(45° + a)=咅,则 sin(225°+a)= __________ ・ 解析:sin(225°+a) = sin( 180°+45° + a) = — sin(45° + a) = —*\ 答案:—咅4. 已知cos(a —?i) = —咅,且a 是第四象限角,则sin(—2兀+a)= _________ . 解析:由cos(a —兀)=—令,易得cosa=咅, 又因为sin(—27i+a) = sin a,所以只需求出sin a 即可. Ta 是第四象限角,sin a= —yj 1 — cos 2«= — Y J - 12 姣家・一生 口木.13 A /315 ・ 中,若 cos A = 2 ?则 sin (7i —/)= __________ ;若 sin A =㊁,则 cosA =解析:9:A 是ZUBC 中的内角, sin (兀一/)=sin A =pl —cos?力=㊁,______________ Rcos^4== ± 2 • 效案--士逅 口木• 2 21TT6. __________________________________________________________ 已知 sin (兀一a) = log 叼,且 aW (—刁 0),则 tan(27i —a)的值为 ________________ .角军析:・.• sin (7i —a) = sin a=log 8^= _亍tan(2jr ~a)= —tan a sin acos a答案:芈»>在垄生用书中,业内容单述成册©答案:一*= sin = _sin 晋=—sin(7r+£匹_J_ 6=2-7. 求下列三角函数式的值: (1) sin(-330°)-cos210°;(2h/3sin(-l 200°)-tan(-30°)-cos 585°-tan(-l 665°). 解:(l)sin(-330°)-cos210° =sin(30° -360°)cos( 180°+30°) = sin 30°-(—cos 30。
【课堂新坐标】(教师用书)2013-2014学年高中数学 1.3.4 三角函数的应用课后知能检测 苏教版必修4一、填空题1.某人的血压满足函数式f (t )=24sin 160πt +110,其中f (t )为血压,t 为时间,则此人每分钟心跳的次数为________.【解析】 由T =2πω=2π160π=180,又f =1T =1180=80,故每分钟心跳次数为80.【答案】 802.已知简谐运动f (x )=2sin(π3x +φ)(|φ|<π2)的图象经过点(0,1),则该简谐运动的最小正周期T 和初相φ分别为________,________.【解析】 T =2πω=2ππ3=6,代入(0,1)点得sin φ=12.∵-π2<φ<π2,∴φ=π6.【答案】 6π63.(2013·巢湖高一检测)商场人流量被定义为每分钟通过入口的人数,元旦当天某商场的人流量满足函数F (t )=50+4sin t2(t ≥0),则人流量增加的时间段是________.①[0,5];②[5,10];③[10,15];④[15,20].【解析】 由2k π-π2≤t 2≤2k π+π2,k ∈Z ,知函数F (t )的增区间为[4k π-π,4k π+π],k ∈Z.当k =1时,t ∈[3π,5π],而[10,15]⊆[3π,5π],故填③.【答案】 ③图1-3-204.如图1-3-20是游乐场中的摩天轮上的某个座舱在旋转过程中离地面高度情况的一部分,则下列判断中正确的有________.(填序号)①该座舱的运动周期是π; ②该座舱的振幅是2;③该座舱在π10 s 时达到最高点;④该座舱在7π20s 时离地面最近.【解析】 T 4=7π20-π10=π4,∴T =π,①正确;该座舱的振幅是1,②错误;该座舱在π10s 时没有到达最高点,③错误;显然④正确. 【答案】 ①④5.如图1-3-21表示相对于平均海平面的某海湾的水面高度h (米)在某天0~24时的变化情况,则水面高度h 关于时间t 的函数关系式为________.图1-3-21【解析】 设h =A sin(ωt +φ)(A >0,ω>0),由图象知A =6,T =12=2πω,则ω=2π12=π6.点(6,0)为“五点法”作图中的第一点,故π6×6+φ=0, 得φ=-π,∴h =6sin(π6t -π)=-6sin π6t (0≤t ≤24).【答案】 h =-6sin π6t (0≤t ≤24)6.有一种波,其波形为函数y =sin π2x 的图象,若在区间[0,t ](t >0)上至少有2个波峰(图象的最高点),则正整数t 的最小值是________.【解析】 ∵y =sin π2x 的图象在[0,t ]上至少有2个波峰,函数y =sin π2x 的周期T =4,∴t ≥54T =5.【答案】 5图1-3-227.已知函数f (x )=A cos(ωx +φ)(A >0,ω>0,0<φ<π)为奇函数,该函数的部分图象如图1-3-22所示,△EFG 是边长为2的等边三角形,则f (1)的值为________.【解析】 观察图象结合题意,A =3,周期为4,得ω=π2,由奇函数过原点得,cosφ=0,又0<φ<π,得φ=π2,所以f (x )=3cos(π2x +π2),故f (1)=3cos(π2+π2)=3cos π=- 3.【答案】 - 3图1-3-238.如图1-3-23,为了研究钟表与三角函数的关系,建立如图所示的坐标系,设秒针尖位置P (x ,y ).若初始位置为P 0(32,12),当秒针从P 0(注:此时t =0)正常开始走时,那么点P 的纵坐标y 与时间t 的函数关系为________.【解析】 不妨设所求解析式为y =A sin(ωx +φ)(A >0). 由于半径为r =322+122=1,所以振幅A =1,其周期为T =60秒,又是顺时针方向旋转,所以ω=-2πT =-π30, 再由sin(0+φ)=32, 得φ=π6,所以y =sin(-π30t +π6).【答案】 y =sin(-π30t +π6)二、解答题9.交流电的电压E (单位:伏)与时间t (单位:秒)的关系可用E =2203sin(100πt +π6)来表示,求:(1)开始时的电压;(2)电压值重复出现一次的时间间隔;(3)电压的最大值和第一次获得这个最大值的时间.【解】 (1)当t =0时,E =1103(伏),即开始时的电压为1103伏. (2)T =2π100π=150(秒),即时间间隔为0.02秒.(3)电压的最大值为2203伏.当100πt +π6=π2,即t =1300秒时第一次取得这个最大值.10.据市场调查,某种商品一年内每件出厂价在7千元的基础上,按月呈f (x )=A sin(ωx +φ)+B (A >0,ω>0,|φ|<π2)的模型波动(x 为月份),已知3月份达到最高价9千元.9月份价格最低为5千元,根据以上条件求f (x )的解析式.【解】 作出函数简图如图:由题意知:A =2 000,B =7 000,T =2×(9-3)=12,∴ω=2πT=π6,将(3,9 000)看成函数图象的第二个特殊点,则有π6×3+φ=π2,∴φ=0,故f (x )=2 000sin π6x +7 000(1≤x ≤12),x ∈N +.11.某商品一年内出厂价格在6元的基础上按月份随正弦曲线波动,已知3月份达到最高价格8元,7月份价格最低为4元,该商品在商店内的销售价格在8元基础上按月份随正弦曲线波动,5月份销售价格最高为10元,9月份销售价最低为6元,假设商店每月购进这种商品m 件,且当月销完,你估计哪个月份盈利最大?【解】 设出厂价波动函数为y 1=6+A sin(ω1x +φ1). 易知A =2,T 1=8,ω1=π4,3π4+φ1=π2⇒φ1=-π4,∴y 1=6+2sin(π4x -π4).设销售价波动函数为y 2=8+B sin(ω2x +φ2).易知B =2,T 2=8,ω2=π4,5π4+φ2=π2⇒φ2=-3π4,∴y 2=8+2sin(π4x -3π4).每件盈利y =y 2-y 1=[8+2sin(π4x -3π4)]-[6+2sin(π4x -π4)]=2-22sin π4x ,当sin π4x =-1⇒π4x =2k π-π2(k ∈Z)⇒x =8k -2时y 取最大值.当k=1,即x=6时,y最大.∴估计6月份盈利最大.。
苏教版高中数学高一必修4检测 第1章1.3-1.3.4三角函数的应用第1章 三角函数 1.3 三角函数的图象和性质 1.3.4 三角函数的应用A 级 基础巩固一、选择题1.某人的血压满足函数关系式f (t )=24sin 160πt +110,其中f (t )为血压,t 为时间,则此人每分钟心跳的次数为( )A .60B .70C .80D .90 解析:因为T =2π160π=180,所以f =1T =80.答案:C2.与图中曲线对应的函数解析式是( )A .y =|sin x |B .y =sin |x |C .y =-sin |x |D .y =-|sin x |解析:注意题图所对的函数值正负,因此可排除选项A ,D.当x ∈(0,π)时,sin|x |>0,而图中显然是小于零,因此排除选项B ,只有选项C 满足.答案:C3.如图是一向右传播的绳波在某一时刻绳子各点的位置图,经过12周期后,乙的位置将移至( )A .甲B .乙C .丙D .丁解析:相邻的最大值与最小值之间间隔区间长度为半个周期,则乙的位置移到丙处.答案:C4.如图所示,单摆从某点开始来回摆动,离开平衡位置O 的距离s (cm)和时间t (s)的函数关系式为s =6sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πt +π6,那么单摆来回摆动一次所需的时间为( )A .2π sB .π sC .0.5 sD .1 s解析:单摆来回摆动一次,即完成一个周期,所以T =2π|ω|=2π2π=1 s ,即单摆来回摆动一次所需的时间为1 s.答案:D5.用作调频无线电信号的载波以y =a sin(1.83×108πt )为模型,其中t 的单位是秒,则此载波的周期为__________,频率为________.解析:T =2πω=2π1.83×108π≈1.09×10-8(s), f =1T=9.17×107(Hz). 答案:1.09×10-8s 9.17×107Hz6.已知某种交变电流I (A)随时间t (s)的变化规律可以拟合为函数I =52sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫100π t -π2,t ∈[0,+∞),则这种交变电流在0.5 s 内往复运动的次数是________.解析:周期T =150s ,所以频率为每秒50次.所以0.5秒内往复运动的次数为25.答案:257.如图所示,点P 是半径为r 的砂轮边缘上的一个质点,它从初始位置P 0开始,按逆时针方向以角速度ω(rad/s)做圆周运动,则点P 的纵坐标y 关于时间t 的函数关系式为________________.解析:当质点P 从P 0转到点P 位置时,点P 转过的角度为ωt ,则∠POx =ωx +φ,由任意角的三角函数定义知点P 的纵坐标y =r sin(ωt +φ).答案:y =r sin(ωt +φ)8.已知函数y =A sin(ωx +φ)+n (A >0,ω>0)的最大值为4,最小值为0,最小正周期为π2,且直线y =-π3为其图象的一条对称轴,如果|φ|<π2,那么此函数的解析式为________________.解析:因为⎩⎨⎧y max =A +n =4,y min =-A +n =0,所以⎩⎨⎧A =2,n =2.又T =π2=2πω,所以ω=4.所以y =2sin(4x +φ)+2.因为x =-π3为其图象的一条对称轴,所以4⎝ ⎛⎭⎪⎫-π3+φ=π2+k π(k ∈Z),所以φ=k π+116π(k ∈Z ).因为|φ|<π2,所以φ=-π6.所以y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫4x -π6+2.答案:y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫4x -π6+29.已知某地一天从4点到16点的温度变化曲线近似满足函数y =10sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π8x -5π4+20,x ∈[4,16].(1)求该地区这一段时间内温度的最大温差;(2)假若有一种细菌在15 ℃到25 ℃之间可以生存,那么在这段时间内,该细菌能生存多长时间?解:(1)由于y =10sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π8x -54π+20,x ∈[4,16], 所以当x =6时,函数有最小值,即最低温度为10 ℃; 当x =14时,函数有最大值,即最高温度为30 ℃. 因此最大温差为30 ℃-10 ℃=20 ℃.(2)令10sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π8x -5π4+20=15,可得sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π8x -5π4=-12,而x ∈[4,16],所以x =263.令10sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π8x -5π4+20=25,可得sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π8x -5π4=12,而x ∈[4,16],所以x =343.故该细菌的存活时间为343-263=83(小时).10.如图所示,弹簧挂着的小球作上下运动,时间t (s )与小球相对平衡位置(即静止时的位置)的高度h (cm)之间的函数关系是h =2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2t +π4,t ∈[0,+∞).(1)以t 为横坐标,H 为纵坐标,画出函数在长度为一个周期闭区间的上简图; (2)小球开始振动的位置在哪里?(3)小球最高点、最低点的位置及各自距离平衡位置的距离分别是多少?解:(1)画出h =2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2t +π4的简图(长度为一个周期).①列表:②描点.③连线:用平滑曲线依次连接各点即得h =2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2t +π4的简图,如图所示.(2)当t =0时,h =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2t +π4= 2. 即小球开始振动时的位置为(0,2). (3)当t =π8时,h =2;当t =5π8时,h =-2.即最高点位置为⎝ ⎛⎭⎪⎫π8,2,最低点位置为⎝ ⎛⎭⎪⎫5π8,-2;最高点、最低点各自到平衡位置的距离均为2 cm.B 级 能力提升11.一种波的波形为函数y =-sin π2x 的图象,若其在区间[0,t ]上至少有2个波峰(图象的最高点),则正整数t 的最小值是( )A .5B .6C .7D .8解析:函数y =-sin π2x 的周期T =4且x =3时y =1取得最大值,因此t ≥7.答案:C12.函数f (x )=sin x +2|sin x |,x ∈[0,2π]的图象与直线y =k 有且仅有两个不同的交点,则k 的取值范围是________.解析:y =f (x )=sin x +2|sin x |=⎩⎨⎧3sin x ,x ∈[0,π],-sin x ,x ∈(π,2π].在同一平面直角坐标系内画y =f (x )与y =k 的图象,如图所示.由图可知,当y =f (x )与y =k 的图象有且仅有两个不同交点时,k 的取值范围为1<k <3.答案:(1,3)13.健康成年人的收缩压和舒张压一般为120~140 mmHg 和60~90 mmHg.心脏跳动时,血压在增加或减小.血压的最大值、最小值分别称为收缩压和舒张压,血压计上的读数就是收缩压和舒张压,读数120/80 mmHg 为标准值.设某人的血压满足函数式P (t )=115+25sin (160πt ),其中p (t )为血压(mmHg),t 为时间(min).(1)求函数p (t )的周期; (2)求此人每分钟心跳的次数;(3)求出此人的血压在血压计上的读数,并与正常值比较. 解:(1)函数p (t )的最小正周期为T =2π|ω|=2π160π=180(min).(2)此人每分钟心跳的次数即频率为:f =1T =80.(3)p (t )max =115+25=140 mmHg , p (t )min =115-25=90 mmHg ,即收缩压为140 mmHg ,舒张压为90 mmHg ,比正常值稍高.14.如图所示,某动物种群数量1月1日低至700,7月1日高至900,其总量在此两值之间依正弦型曲线变化.(1)求出种群数量y 关于时间t 的函数表达式(其中t 以年初以来的月为计量单位);(2)估计当年3月1日动物种群数量.解:(1)设动物种群数量y 关于t 的解析式为 y =A sin(ωt +φ)+b (A >0,ω>0),则⎩⎨⎧-A +b =700,A +b =900,解得A =100,b =800. 又周期T =2×(6-0)=12,所以ω=2πT =π6.所以y =100sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6t +φ+800.又当t =6时,y =900,所以900=100sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6·6+φ+800. 所以sin(π+φ)=1.所以sin φ=-1. 所以取φ=-π2.所以y =100sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6t -π2+800.(2)当t =2时,y =100sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6·2-π2+800=750,即当年3月1日动物种群数量约是750.15.某实验室一天的温度(单位:℃)随时间t (单位:h)的变化近似满足函数关系:f (t )=10-2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π12t +π3,t ∈[0,24).(1)求实验室这一天的最大温差;(2)若要求实验室温度不高于11 ℃,则在哪段时间实验室需要降温?解:(1)因为f (t )=10-2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π12t +π3, 又0≤t <24,所以π3≤π12t +π3<7π3,-1≤sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π12t +π3≤1.当t =2时,sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π12t +π3=1;当t =14时,sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π12t +π3=-1.于是f (t )在[0,24)上的最大值为12,最小值为8.故实验室这一天最高温度为12 ℃,最低温度为8 ℃,最大温差为4 ℃. (2)依题意,当f (t )>11时实验室需要降温.由(1)得f (t )=10-2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π12t +π3, 故有10-2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π12t +π3>11, 即sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π12t +π3<-12.又0≤t <24,因此7π6<π12t +π3<11π6,即10<t <18.故在10时至18时实验室需要降温.。
1.2.2 同角三角函数关系 课时目标1.理解同角三角函数的基本关系式.2.会运用平方关系和商的关系进行化简、求值和证明.1.同角三角函数的基本关系式(1)平方关系:________________.(2)商数关系:________________(α≠k π+π2,k ∈Z ) 2.同角三角函数基本关系式的变形(1)sin 2α+cos 2α=1的变形公式:sin 2α=________;cos 2α=________;(sin α+cos α)2=________________;(sin α-cos α)2=________________;(sin α+cos α)2+(sin α-cos α)2=________;sin α·cos α=____________=__________.(2)tan α=sin αcos α的变形公式: sin α=____________;cos α=____________.一、填空题1.化简sin 2α+cos 4α+sin 2αcos 2α的结果是________.2.已知α是第四象限角,tan α=-512,则sin α=______. 3.若sin α+sin 2α=1,,则cos 2α+cos 4α=________.4.若sin α=45,且α是第二象限角,则tan α的值等于________. 5.已知tan α=-12,则1+2sin αcos αsin 2α-cos 2α的值为________. 6.已知sin α-cos α=-52,则tan α+1tan α的值为________. 7.已知tan θ=2,则sin 2θ+sin θcos θ-2cos 2θ=______.8.已知sin αcos α=18且π4<α<π2,则cos α-sin α=________. 9.若sin θ=k +1k -3,cos θ=k -1k -3,且θ的终边不落在坐标轴上,则tan θ的值为________. 10.若cos α+2sin α=-5,则tan α=____.二、解答题11.化简:1-cos 4α-sin 4α1-cos 6α-sin 6α.12.求证:1-2sin 2x cos 2x cos 2 2x -sin 2 2x =1-tan 2x 1+tan 2x.能力提升13.证明:(1)1-cos 2αsin α-cos α-sin α+cos αtan 2α-1=sin α+cos α; (2)(2-cos 2α)(2+tan 2α)=(1+2tan 2α)(2-sin 2α).14.已知sin θ、cos θ是关于x 的方程x 2-ax +a =0的两个根(a ∈R ).(1)求sin 3θ+cos 3θ的值;(2)求tan θ+1tan θ的值.般是先选用平方关系,再用商数关系.在应用平方关系求sin α或cos α时,其正负号是由角α所在象限来决定,切不可不加分析,凭想象乱写公式.3.在进行三角函数式的求值时,细心观察题目的特征,灵活、恰当的选用公式,统一角、统一函数、降低次数是三角函数关系变形的出发点.1.2.2 同角三角函数关系知识梳理1.(1)sin 2α+cos 2α=1 (2)tan α=sin αcos α2.(1)1-cos 2α 1-sin 2α 1+2sin αcos α1-2sin αcos α 2 (sin α+cos α)2-121-(sin α-cos α)22 cos αtan α sin αtan α作业设计1.1 2.-513 3.1 4.-435.-13解析 1+2sin αcos αsin 2α-cos 2α=(sin α+cos α)(sin α+cos α)(sin α+cos α)(sin α-cos α)=sin α+cos αsin α-cos α=tan α+1tan α-1=-12+1-12-1=-13. 6.-8解析 tan α+1tan α=sin αcos α+cos αsin α=1sin αcos α. ∵sin αcos α=1-(sin α-cos α)22=-18, ∴tan α+1tan α=-8. 7.45解析 sin 2θ+sin θcos θ-2cos 2θ=sin 2θ+sin θcos θ-2cos 2θsin 2θ+cos 2θ =tan 2θ+tan θ-2tan 2θ+1, 又tan θ=2,故原式=4+2-24+1=45. 8.-32解析 (cos α-sin α)2=1-2sin αcos α=34, ∵π4<α<π2,∴cos α<sin α.∴cos α-sin α=-32. 9.34解析 ∵sin 2θ+cos 2θ=⎝ ⎛⎭⎪⎫k +1k -32+⎝ ⎛⎭⎪⎫k -1k -32=1, ∴k 2+6k -7=0,∴k 1=1或k 2=-7.当k =1时,cos θ不符合,舍去.当k =-7时,sin θ=35,cos θ=45,tan θ=34. 10.2解析 方法一 由⎩⎨⎧cos α+2sin α=-5cos 2α+sin 2α=1联立消去cos α后得(-5-2sin α)2+sin 2α=1. 化简得5sin 2α+45sin α+4=0∴(5sin α+2)2=0,∴sin α=-255. ∴cos α=-5-2sin α=-55. ∴tan α=sin αcos α=2. 方法二 ∵cos α+2sin α=-5,∴cos 2α+4sin αcos α+4sin 2α=5,∴cos 2α+4sin αcos α+4sin 2αcos 2α+sin 2α=5, ∴1+4tan α+4tan 2α1+tan 2α=5, ∴tan 2α-4tan α+4=0,∴(tan α-2)2=0,∴tan α=2.11.解 原式=(1-cos 4α)-sin 4α(1-cos 6α)-sin 6α=(1-cos 2α)(1+cos 2α)-sin 4α(1-cos 2α)(1+cos 2α+cos 4α)-sin 6α=sin 2α(1+cos 2α)-sin 4αsin 2α(1+cos 2α+cos 4α)-sin 6α=1+cos 2α-sin 2α1+cos 2α+cos 4α-sin 4α=2cos 2α1+cos 2α+(cos 2α+sin 2α)(cos 2α-sin 2α)=2cos 2α1+cos 2α+cos 2α-sin 2α=2cos 2α3cos 2α=23. 12.证明 左边=cos 2 2x +sin 2 2x -2sin 2x cos 2x cos 22x -sin 22x=(cos 2x -sin 2x )2(cos 2x -sin 2x )(cos 2x +sin 2x )=cos 2x -sin 2x cos 2x +sin 2x =1-tan 2x 1+tan 2x=右边. ∴原等式成立.13.证明 (1)左边=sin 2αsin α-cos α-sin α+cos αsin 2αcos 2α-1 =sin 2 αsin α-cos α-sin α+cos αsin 2α-cos 2αcos 2α=sin 2αsin α-cos α-cos 2α(sin α+cos α)sin 2α-cos 2α=sin 2αsin α-cos α-cos 2αsin α-cos α=sin2α-cos2αsin α-cos α=sin α+cos α=右边.∴原式成立.(2)∵左边=4+2tan2α-2cos2α-sin2α=2+2tan2α+2sin2α-sin2α=2+2tan2α+sin2α,右边=(1+2tan2α)(1+cos2α)=1+2tan2α+cos2α+2sin2α=2+2tan2α+sin2α∴左边=右边,∴原式成立.14.解(1)由韦达定理知:sin θ+cos θ=a,sin θ·cos θ=a. ∵(sin θ+cos θ)2=1+2sin θcos θ,∴a2=1+2a.解得:a=1-2或a=1+ 2∵sin θ≤1,cos θ≤1,∴sin θcos θ≤1,即a≤1,∴a=1+2舍去.∴sin3θ+cos3θ=(sin θ+cos θ)(sin2θ-sin θcos θ+cos2θ)=(sin θ+cos θ)(1-sin θcos θ)=a(1-a)=2-2.(2)tan θ+1tan θ=sin θcos θ+cos θsin θ=sin2θ+cos2θsin θcos θ=1sin θcos θ=1a=11-2=-1- 2.。
章末复习课课时目标1.复习三角函数的基本概念、同角三角函数基本关系式及诱导公式.2.复习三角函数的图象及三角函数性质的运用.知识结构一、填空题1.已知cos(π+x )=35,x ∈(π,2π),则tan x =______.2.已知sin α=55,则sin 4α-cos 4α的值为________.3.若sin 2x >cos 2x ,则x 的取值范围是____________.4.设|x |≤π4,则函数f (x )=cos 2x +sin x 的最小值是__________.5.方程x =10sin x 的根的个数是________.6.若函数f (x )=2sin ωx (ω>0)在[-2π3,2π3]上单调递增,则ω的最大值为________.7.若f (x )=A sin(ωx +φ)+1(ω>0,|φ|<π)对任意实数t ,都有f (t +π3)=f (-t +π3),记g (x )=A cos(ωx +φ)-1,则g (π3)=________.8.已知函数y =sin(ωx +φ)(ω>0,-π≤φ<π)的图象如图所示,则φ=________.9.已知函数f (x )=3sin ⎝⎛⎭⎫ωx -π6(ω>0)和g (x )=2cos(2x +φ)+1的图象的对称轴完全相同.若x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2,则f (x )的取值范围是________. 10.对于函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧sin x ,sin x ≥cos x ,cos x ,sin x <cos x .给出下列四个命题:①该函数的图象关于x =2k π+π4(k ∈Z )对称;②当且仅当x =k π+π2(k ∈Z )时,该函数取得最大值1;③该函数是以π为最小正周期的周期函数;④当且仅当2k π+π<x <2k π+3π2 (k ∈Z )时,-22≤f (x )<0. 其中正确的是________.二、解答题11.已知tan α=2,求下列代数式的值. (1)4sin α-2cos α5cos α+3sin α; (2)14sin 2α+13sin αcos α+12cos 2α.12.设f (x )满足f (-sin x )+3f (sin x )=4sin x ·cos x ⎝⎛⎭⎫|x |≤π2, (1)求f (x )的表达式;(2)求f (x )的最大值.能力提升13.当0≤x ≤1时,不等式sin πx2≥kx 成立,则实数k 的取值范围是________.14.若将函数y =tan ⎝⎛⎭⎫ωx +π4(ω>0)的图象向右平移π6个单位长度后,与函数y =tan ⎝⎛⎭⎫ωx +π6的图象重合,则ω的最小值为________.三角函数的性质是本章的重点,在学习时,要充分利用数形结合思想把图象与性质结合起来,即利用图象的直观性得到函数的性质,或由单位圆中三角函数线表示的三角函数值来获得函数的性质,同时也能利用函数的性质来描述函数的图象,这样既有利于掌握函数的图象与性质,又能熟练运用数形结合的思想方法.章末复习课作业设计 1.43解析 cos(π+x )=-cos x =35,∴cos x =-35<0,∵x ∈(π,2π),∴x ∈(π,32π),∴sin x =-45,∴tan x =43.2.-35解析 sin 4α-cos 4α=sin 2α-cos 2α=2sin 2α-1=2×15-1=-35.3.{x |k π+π4<x <k π+3π4,k ∈Z }解析sin 2x >cos 2x ⇔|sin x |>|cos x |.在直角坐标系中作出单位圆及直线y =x ,y =-x ,根据三角函数线的定义知角x 的终边应落在图中的阴影部分. 4.1-22解析 f (x )=cos 2x +sin x =1-sin 2x +sin x=-⎝⎛⎭⎫sin x -122+54. ∵|x |≤π4,∴-22≤sin x ≤22.∴当sin x =-22时,f (x )min =1-22.5.7 解析如图所示,在同一坐标系中画出函数y =sin x 和y =x10(x ≥0)的图象.由图象知当x ≥0时,y =sin x 与y =x10的图象有4个交点.由于y =sin x 与y =x10都是奇函数,所以当x <0时,两函数的图象有3个交点.所以函数y =sin x 与y =x10的图象共有7个交点.即方程x =10sin x 有7个根.6.34 解析∵f (x )在[-T 4,T 4]上递增,故[-2π3,2π3]⊆[-T 4,T 4],即T 4≥2π3.∴ω≤34.∴ωmax =34.7.-1解析 ∵f (t +π3)=f (-t +π3),即y =f (x )关于直线x =π3对称,∴sin(π3ω+φ)=±1.∴π3ω+φ=π2+k π. ∴g (π3)=A cos(ωπ3+φ)-1=A cos(π2+k π)-1=-1.8.9π10解析 由图象知函数y =sin(ωx +φ)的周期为2⎝⎛⎭⎪⎫2π-3π4=5π2,∴2πω=5π2, ∴ω=45.∵当x =3π4时,y 有最小值-1,因此45×3π4+φ=2k π-π2(k ∈Z ).∵-π≤φ<π,∴φ=9π10.9.⎣⎡⎦⎤-32,3 解析 由对称轴完全相同知两函数周期相同,∴ω=2,∴f (x )=3sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6. 由x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2,得-π6≤2x -π6≤56π, ∴-32≤f (x )≤3.10.① 解析f (x )=max{sin x ,cos x },在同一坐标系中画出y =sin x 与y =cos x 的图象易知f (x )的图象为实线所表示的曲线.由曲线关于x =2k π+π4(k ∈Z )对称,故①对;当x =2k π (k ∈Z )或x=2k π+π2(k ∈Z )时,f (x )max =1,故②错;该函数以2π为最小正周期,故③错;观察曲线易知,当2k π+π<x <2k π+3π2(k ∈Z )时,-22≤f (x )<0,反之不成立,故④错.11.解 (1)原式=4tan α-23tan α+5=611.(2)原式=14sin 2α+13sin αcos α+12cos 2αsin 2α+cos 2α=14tan 2α+13tan α+12tan 2α+1=14×4+13×2+125=1330.12.解 (1)由已知等式f (-sin x )+3f (sin x )=4sin x ·cos x ① 得f (sin x )+3f (-sin x )=-4sin x cos x ② 由3×①-②,得8f (sin x )=16sin x ·cos x , 故f (x )=2x 1-x 2.(2)当0≤x ≤1,将函数f (x )=2x 1-x 2的解析式变形,得f (x )=2x 2(1-x 2)=2-x 4+x 2=2-(x 2-12)2+14,当x =22时,f max =1.当-1≤x <0时f (x )<0,故f (x )max =1. 13.k ≤1解析 设t =π2x,0≤x ≤1,则x =2πt,0≤t ≤π2,则sin t ≥2k πt 在0≤t ≤π2上恒成立.设y =sin t ,y =2kπt ,图象如图所示.需y =sin t 在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2上的图象在函数y =2k πt 的图象的上方,∴2k π·π2≤1,∴k ≤1. 14.12解析 函数y =tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx +π4向右平移π6后得到y =tan ⎣⎢⎡⎦⎥⎤ω⎝⎛⎭⎪⎫x -π6+π4=tan ⎝⎛⎭⎪⎫ωx -ωπ6+π4. 又∵y =tan ⎝⎛⎭⎪⎫ωx +π6,∴令π4-ωπ6=π6+k π,∴ω=12-6k (k ∈Z ),由ω>0得ω的最小值为12.。
高中数学学习材料马鸣风萧萧*整理制作第一章 三角函数章末练测卷建议用时 实际用时满分 实际得分120分钟150分一、填空题(每小题5分,共80分)1. ⎪⎭⎫⎝⎛-π 623sin 的值等于 .2. 下列角中终边与 330°相同的角是 .3. 函数y =||x x sin sin +x x cos cos ||+||x x tan tan 的值域是 .4. 如果αα αα cos 5sin 3cos 2sin +-= - 5,那么tan α的值为 .5. 如果 sin α + cos α =43,那么 sin 3α – cos 3α 的值为 .6. 若 a 为常数,且a >1,0≤x ≤2π,则函数f (x )=cos 2x + 2a sin x - 1的最大值为 .7.函数y = sin ⎪⎭⎫ ⎝⎛-x 2 4π的单调增区间是 .8. 若函数y = f (x )的图象上每一点的纵坐标保持不变,横坐标伸长到原来的2倍;再将整个图象沿x轴向左平移2π个单位;沿y 轴向下平移1个单位,得到函数y =21sin x 的图象,则函数y =f (x )是 .9. 如图是函数y =2sin(ωx +φ),<2π的图象,那么ω=,φ= .10. 如果函数 f (x )是定义在(-3,3)上的奇函数,当0<x <3时,函数 f (x )的图象如图所示,那么不等式f (x )cos x <0的解集是 .(第9题)11.若(cos )cos3f x x =,那么(sin30)f ︒的值为 .12. 若扇形的半径为R ,所对圆心角为α,扇形的周长为定值c ,则这个扇形的最大面积为_ _ _.13. 函数y =2sin(2x +6π)(x ∈[-π,0])的单调递减区间是 .14. 若 cos(75° + α)=31,其中α为第三象限角,则cos(105° - α)+ sin(α - 105°)= __ _.15. 函数y = lg (sin x ) +216x -的定义域为 .16. 关于函数f (x )= 4 sin ⎪⎭⎫ ⎝⎛+3π2x (x ∈R ),有下列命题:①函数 y = f (x )的表达式可改写为y = 4cos(2x- π6); ②函数 y = f (x )是以2π为最小正周期的周期函数;③函数 y = f (x )的图象关于点⎪⎭⎫ ⎝⎛-0 6π,对称; ④函数 y = f (x )的图象关于直线x = - π6 对称.其中正确的是__ _. 二、解答题(共70分) 17. (12分)已知角α是第三象限角, 求:(1)角2α是第几象限的角;(2)角2α终边的位置.18.(16分)(1)已知角α的终边经过点P (4,- 3),求2sin α + cos α的值;(2)已知角α的终边经过点P (4a ,- 3a )(a ≠0),求 2sin α + cos α的值;(3)已知角α终边上一点P 到x 轴的距离与到y轴的距离之比为3 : 4,求2sin α + cos α的值.19.(12分)已知tan α,αtan 1是关于x 的方程x 2-kx+k 2-3=0的两实根,且3π<α<27π,求cos(3π + α)- sin(π + α)的值.20.(14分)已知0≤x ≤2π,求函数y = cos 2x – 2a cos x 的最大值M (a )与最小值m (a ).21. (16分)已知N (2,2)是函数y =A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0)的图象的最高点,N 到相邻最低点的图象曲线与x 轴交于A 、B ,其中B 点的坐标(6,0),求此函数的解析表达式.第一章三角函数章末练测卷答题纸得分:一、填空题1. 2. 3. 4. 5.6. 7. 8. 9. 10.11. 12.13. 14. 15. 16.三、解答题17.18.19.20.21.第一章 三角函数章末练测卷答案一、选择题1. 解析:⎪⎭⎫ ⎝⎛-π623sin =216πsin 2π2π623sin =⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+-. 2. -30° 解析:与 330° 终边相同的角为{α|α = 330° + k ∙ 360°,k ∈Z }. 当 k = - 1时,α = - 30°.3. {- 1,3} 解析:将x 分为第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ象限四种情况分别讨论,可知值域为{- 1,3}.4.- 1623 解析:∵ sin α - 2cos α = - 5(3sin α + 5cos α),∴ 16sin α = - 23cos α,∴ tan α = -1623. 5. 2312825或-2312825 解析:由已知易得 sin α cos α = -327. ∴ |sin 3 α - cos 3 α| = |(sin α- cos α)(sin 2 α + cos 2α sin α cos α)|=ααcos sin 21- ∙ |1 + sin α cos α| = 1282325. ∴ sin 3α - cos 3α = ±1282325. 6. 12-a 解析:f (x )= 1 - sin 2 x + 2a sin x - 1= - sin 2x + 2a sin x . 令sin x = t ,∴ t ∈[-1,1].∴ f (t )= - t 2 + 2at = -(t - a )2 + a 2,t ∈[-1,1]. ∵a >1,∴ 当t = 1时,函数 f (t )取最大值为2a - 1.7. ⎥⎦⎤⎢⎣⎡++87ππ 83ππk k ,,k ∈Z 解析:∵ y = sin(4π- 2x )= - sin(2x -4π),∴ 2π+ 2k π ≤ 2x -4π≤23π+ 2k π,∴ 83π+ k π ≤ x ≤87π+ k π. 8. y =12π2sin 21+⎪⎭⎫⎝⎛-x9. 2,6π解析:因为函数图象过(0,1),所以1=2sin φ,所以sin φ=.因为|φ|<,所以φ=.故函数y=2sin (ωx+). 又函数图象过点(,0),所以0=2sin (ω•+).由五点法作图的过程知,ω•+=2π,所以ω=2.综上,φ=,ω=2.10. 1 2π⎪⎭⎫ ⎝⎛--,∪(0,1)∪ 3 2π⎪⎭⎫ ⎝⎛, 解析:由图象可知:0<x <1时,f (x )<0;当1<x <3时,f (x )>0.再由f (x )是奇函数,知:当﹣1<x <0时,f (x )>0;当﹣3<x <﹣1时,f (x )<0. 又∵当﹣3<x <,或<x <3时,cosx <0;当<x <时,cos x >0. ∴ 当x ∈(,1)∪(0,1)∪(,3)时,f (x )•cos x <0. 11. -112. 162c 解析:设扇形面积为S ,弧长为 .∴ S = 21R = 21(c -2R )· R = -R 2+21cR . c - 2R >0, R >0,∵∴ 0<R <2c .当 R = 4c 时,S max =162c .13. [56π-,3π-] 14.3122- 解析:cos(105°-α)+ sin(α -105°) = - cos(75°+α)- sin(α+75°). ∵ 180°<α<270°,∴ 255°<α+75°<345°. 又cos(α75°)=31,∴ sin(α75°)= -232. ∴ 原式 =312223231-=+-. 15.[-4,-π)∪(0,π)解析:由已知得∴ x ∈[- 4,- π)∪(0,π).16. ①③解析:① f (x )=4sin ⎪⎭⎫ ⎝⎛+3π2x = 4cos ⎪⎭⎫ ⎝⎛--3π22πx = 4cos ⎪⎭⎫ ⎝⎛+-6π2x = 4cos ⎪⎭⎫ ⎝⎛-6π2x .② T =22π= π,最小正周期为π.③ 令2x +3π= k π,当 k = 0时,x =6π-,∴ 函数 f (x )关于点⎪⎭⎫⎝⎛-0 6π,对称. ④ 令2x +3π= k π+2π,当 x = -6π时,k =21-,与 k ∈Z 矛盾.∴ ①③正确. 二、解答题17.解:(1)由2k π + π<α<2k π +23π,k ∈Z ,得k π +2π<2α<k π +43π,k ∈Z .将整数 k 分奇数和偶数进行讨论,易得角2α为第二象限或第四象限的角.(2)由2k π + π<α<2k π +23π,k ∈Z ,得4k π + 2π<2α<4k π + 3π,k ∈Z .∴ 2α终边位置可能在第一象限、第二象限或y 轴的非负半轴.18.解:(1)∵ 22y x r += = 5,∴ sin α =53-=r y ,cos α =54=r x ,∴ 2sin α + cos α =525456-=+-.(2)∵ a y x r 522=+=, ∴ 当>0时,∴ r = 5a ,sin α =5353-=-a a ,cos α =54.∴ 2sin α + cos α =52-; sin x >0, 2k π<x <2k π + π, 16 - x 2≥0, -4≤x ≤4. ∴当 a <0时,∴ r = -5a ,sin α =5353=--a a ,cos α = -54, ∴ 2sin α + cos α =52. (3)当点P 在第一象限时, sin α =53,cos α =54,2sin α + cos α = 2; 当点P 在第二象限时, sin α =53,cos α =54-,2sin α + cos α =52;当点P 在第三象限时,sin α =53-,cos α =54-,2sin α + cos α = - 2;当点P 在第四象限时,sin α =53-,cos α =54,2sin α + cos α =52-.19.解:由已知得 tan α· αtan 1= k 2- 3=1,∴ k =±2.又 ∵ 3π<α<27π,∴ tan α>0,αtan 1>0.∴ tan α +αtan 1= k = 2>0 (k = -2舍去),∴ tan α= 1,∴ sin α = cos α = -22, ∴ cos(3π +α) - sin(π +α) = sin α - cos α = 0.20.解:y = cos 2 x - 2a cos x = (cos x -a )2 - a 2, 令 cos x = t ,∵ 0≤x ≤2π,∴ t ∈[0,1].∴ 原函数可化为f (t ) = (t - a )2 - a 2,t ∈[0,1].①当 a <0 时,M (a ) = f (1) = 1 – 2a ,m (a ) = f (0) = 0.②当 0≤a <21 时,M (a ) = f (1) = 1 – 2a ,m (a ) = f (a ) = –a 2.③当 21≤a ≤1 时,M (a ) = f (0) = 0,m (a ) = f (a ) = –a 2.④当 a >1 时,M (a ) = f (0) = 0,m (a ) = f (1) = 1–2a .21. 解:∵N (2,2)是函数y=Asin(ωx+φ)的图象的一个最高点 , ∴A=2. ∵N 到相邻最低点的图象曲线与x 轴相交于A 、B ,B 点坐标为(6,0),∴4T=|x B -x N |=4,∴T=16.又∵T=ωπ2,∴ω=T π2=8π.∵x N =2B A x x +,∴x A =2x N -x B =-2,∴A(-2,0),∴y=2sin 又∵ 图象过点N (2,∴ ∴ ∴。
1.3.2 三角函数的图象与性质(一)课时目标1.了解正弦函数、余弦函数的图象.2.会用“五点法”画出正弦函数、余弦函数的图象.1.正弦曲线、余弦曲线2.“五点法”画图画正弦函数y =sin x ,x ∈[0,2π]的图象,五个关键点是________________;画余弦函数y =cos x ,x ∈[0,2π]的图象,五个关键点是________________________. 3.正、余弦曲线的联系依据诱导公式cos x =sin ⎝⎛⎭⎫x +π2,要得到y =cos x 的图象,只需把y =sin x 的图象向________平移π2个单位长度即可.一、填空题1.函数y =sin x 的图象的对称中心的坐标为________.2.函数f (x )=cos x +1的图象的对称中心的坐标是________.3.函数y =sin x ,x ∈R 的图象向右平移π2个单位后所得图象对应的函数解析式是__________.4.函数y =2cos x +1的定义域是________________. 5.函数y =|sin x |的图象的对称轴方程是________. 6.方程x 2-cos x =0的实数解的个数是________.7.设0≤x ≤2π,且|cos x -sin x |=sin x -cos x ,则x 的取值范围为________. 8.在(0,2π)内使sin x >|cos x |的x 的取值范围是________. 9.方程sin x =lg x 的解的个数是________.10.若函数y =2cos x (0≤x ≤2π)的图象和直线y =2围成一个封闭的平面图形,则这个封闭图形的面积是______. 二、解答题11.分别作出下列函数的图象. (1)y =|sin x |,x ∈R ; (2)y =sin|x |,x ∈R .12.作出下列函数的图象,并根据图象判断函数的周期性:(1)y =12(cos x +|cos x |);(2)y =|sin x +12|.能力提升13.求函数f (x )=lg sin x +16-x 2的定义域.14.函数f (x )=sin x +2|sin x |,x ∈[0,2π]的图象与直线y =k 有且仅有两个不同的交点,求k 的取值范围.1.正、余弦曲线在研究正、余弦函数的性质中有着非常重要的应用,是运用数形结合思想解决三角函数问题的基础.2.五点法是画三角函数图象的基本方法,要熟练掌握,与五点法作图有关的问题是高考常考知识点之一.1.3.2 三角函数的图象与性质(一)知识梳理2.(0,0),⎝⎛⎭⎫π2,1,(π,0),⎝⎛⎭⎫32π,-1,(2π,0) (0,1),⎝⎛⎭⎫π2,0,(π,-1),⎝⎛⎭⎫32π,0,(2π,1) 3.左 作业设计1.(k π,0),k ∈Z 2.(k π+π2,1),k ∈Z3.y =-cos x解析∵sin ⎝⎛⎭⎫x -π2=-sin ⎝⎛⎭⎫π2-x =-cos x , ∴y =-cos x . 4.⎣⎡⎦⎤2k π-23π,2k π+23π,k ∈Z 解析 2cos x +1≥0,cos x ≥-12,结合图象知x ∈⎣⎡⎦⎤2k π-23π,2k π+2π3,k ∈Z . 5.x =k π2,k ∈Z解析函数y =|sin x |的图象如右图所示,图中虚线与y 轴均为对称轴. 6.2解析 作函数y =cos x 与y =x 2的图象,如图所示, 由图象,可知原方程有两个实数解.7.⎣⎡⎦⎤π4,5π4解析 由题意知sin x -cos x ≥0,即cos x ≤sin x ,在同一坐标系画出y =sin x ,x ∈[0,2π]与y =cos x ,x ∈[0,2π]的图象,如图所示:观察图象知x ∈[π4,54π].8.⎝⎛⎭⎫π4,3π4 解析∵sin x >|cos x |,∴sin x >0,∴x ∈(0,π),在同一坐标系中画出y =sin x ,x ∈(0,π)与y =|cos x |,x ∈(0,π)的图象,观察图象易得x ∈⎝⎛⎭⎫π4,34π. 9.3解析 用五点法画出函数y =sin x ,x ∈[0,2π]的图象,再依次向左、右连续平移2π个单位,得到y =sin x 的图象.描出点⎝⎛⎭⎫110,-1,(1,0),(10,1)并用光滑曲线连接得到y =lg x 的图象,如图所示.由图象可知方程sin x =lg x 的解有3个.10.4π 解析作出函数y =2cos x ,x ∈[0,2π]的图象,函数y =2cos x ,x ∈[0,2π]的图象与直线y =2围成的平面图形,如图所示的阴影部分.利用图象的对称性可知该平面图形的面积等于矩形OABC 的面积,又∵OA =2,OC =2π, ∴S 平面图形=S 矩形OABC =2×2π=4π.11.解 (1)y =|sin x |=⎩⎪⎨⎪⎧sin x (2k π≤x ≤2k π+π)-sin x (2k π+π<x ≤2k π+2π)(k ∈Z ).其图象如图所示,(2)y =sin|x |=⎩⎪⎨⎪⎧sin x (x ≥0)-sin x (x <0),其图象如图所示,12.解 (1)y =12(cos x +|cos x |)=⎩⎪⎨⎪⎧cos x ,cos x ≥0,0, cos x <0.作出图象如图1,由图知周期为2π.图1(2)y =|sin x +12|=⎩⎨⎧sin x +12,sin x ≥-12,-sin x -12,sin x <-12.作出图象如图2,由图知周期为2π.图213.解 由题意,x 满足不等式组⎩⎪⎨⎪⎧sin x >016-x 2≥0,即⎩⎪⎨⎪⎧-4≤x ≤4sin x >0,作出y =sin x 的图象,如图所示.结合图象可得:x ∈[-4,-π)∪(0,π).14.解 f (x )=sin x +2|sin x |=⎩⎪⎨⎪⎧3sin x x ∈[0,π],-sin x x ∈(π,2π].图象如图,若使f(x)的图象与直线y=k有且仅有两个不同的交点,根据上图可得k的取值范围是(1,3).。
1.3.2 三角函数的图象与性质(一)一、填空题1.函数y =2cos x +1的定义域是______________. 2.在(0,π)内使sin x >|cos x |的x 的取值范围是________.3.方程sin x =x10的根的个数是________.4.设0≤x ≤2π,且|cos x -sin x |=sin x -cos x ,则x 的取值范围为________.5.方程cos (52π+x )=(12)x 在区间(0,100π)内解的个数是________.6.若函数y =2cos x (0≤x ≤2π)的图象和直线y =2围成一个封闭的平面图形,则这个封闭图形的面积是________. 7.方程sin x =1-a 2在x ∈[π3,π]上有两个实数解,则a 的取值范围是________.8.函数f (x )=sin x +2|sin x |,x ∈[0,2π]的图象与直线y =k 有且仅有两个不同的交点,则k 的取值范围为________. 二、解答题9.利用“五点法”画出函数y =2-sin x ,x ∈[0,2π]的简图. 10.已知0≤x ≤2π,试探索sin x 与cos x 的大小关系. 11.分别作出下列函数的图象. (1)y =|sin x |,x ∈R ; (2)y =sin|x |,x ∈R .三、探究与拓展 12.试问方程x100=cos x 是否有实数解?若有,请求出实数解的个数;若没有,请说明理由.答案1.⎣⎡⎦⎤2k π-23π,2k π+23π,k ∈Z2.⎝⎛⎭⎫π4,3π4 3.7 4.⎣⎡⎦⎤π4,5π4 5.100 6.4π 7.-1<a ≤1- 3 8.1<k <39.解 (1)(2)描点连线,图象如图所示:10.解 用“五点法”作出y =sin x ,y =cos x (0≤x ≤2π)的简图.由图象可知①当x =π4或x =5π4时,sin x =cos x ;②当π4<x <5π4时,sin x >cos x ;③当0≤x <π4或5π4<x ≤2π时,sin x <cos x .11.解 (1)y =|sin x |=⎩⎪⎨⎪⎧sin x (2k π≤x ≤2k π+π),-sin x (2k π+π<x ≤2k π+2π)(k ∈Z ).其图象如图所示,(2)y =sin|x |=⎩⎪⎨⎪⎧sin x (x ≥0)-sin x (x <0),其图象如图所示,12.解 可借助函数y =x100和y =cos x 的图象,通过判断图象是否有交点来判定方程是否有实数解.如有交点,可通过讨论交点个数来获得实数解的个数.如图所示,y=x100的图象关于原点O对称,y=cos x的图象关于y轴对称,所以y轴两侧的交点是成对出现的.可以先在(0,+∞)上研究y=x100和y=cos x图象交点的情况.因为cos 100≈0.86<1,且当x>100时,y=x100是增函数,所以当x≥100时,y=x100≥1.又31π<100<32π,从图象中可得知直线y=x100与曲线y=cos x在(0,30π]中从0开始每相隔2π会有两个交点,所以,在(0,30π]上共有30个交点,在(30π,31π]上有一个交点.总之,当x>0时有31个交点.所以,函数y=x100和y=cos x的图象总共有2×31=62个交点,即方程x100=cos x的解一共有62个.。
1.3.3 函数y =A sin(ωx +φ)的图象(二)课时目标1.会用“五点法”画函数f (x )=A sin(ωx +φ)的图象.2.明确函数f (x )=A sin(ωx +φ)(A 、ω、φ为常数,A >0,ω>0)中常数A 、ω、φ的物理意义.理解振幅、频率、相位、初相的概念.3.了解函数f (x )=A sin(ωx +φ)图象的对称性(如对称轴,对称中心).1.简谐振动简谐振动y =A sin(ωx +φ)中,________叫做振幅,周期T =________,频率f =________,相位是________,初相是________.2.函数y =A sin(ωx +φ) (A >0,ω>0)的性质如下:定义域 R 值域 周期性 T =____________奇偶性 φ=____________时是奇函数;__________时是偶函数;当φ≠k π2(k ∈Z )时是__________函数单调性单调增区间可由______________________得到,单调减区间可由________________________得到一、填空题1.若函数y =A sin(ωx +φ) (A >0,ω>0)为偶函数,则φ满足的条件是________.2.函数y =-3sin ⎝⎛⎭⎫-2x +π3 (x ≥0)的初相是______. 3.函数y =12sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6与y 轴最近的对称轴方程是__________. 4.函数y =sin(ωx +φ) (x ∈R ,ω>0,0≤φ<2π)的部分图象如图所示,则该函数的解析式为______________.5.把函数y =cos ⎝⎛⎭⎫x +43π的图象向右平移φ(φ>0)个单位,正好关于y 轴对称,则φ的最小值为__________.6.已知函数y =sin(ωx +φ)(ω>0,|φ|<π2)的部分图象如图所示,则ω=________,φ=________.7.函数y =sin 2x 的图象向右平移φ个单位(φ>0)得到的图象恰好关于x =π6对称,则φ的最小值为______. 8.如图是函数y =A sin(ωx +φ)(x ∈R )在区间[-π6,5π6]上的图象.为了得到这个函数的图象,只要将y =sin x (x ∈R )的图象上所有的点向____平移______个单位长度,再把所得各点的横坐标缩短到原来的______倍,纵坐标不变.9.设函数f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫π2x +π5,若对于任意x ∈R ,都有f (x 1)≤f (x )≤f (x 2)成立,则|x 1-x 2|的最小值为____.10.关于f (x )=4sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3 (x ∈R ),有下列命题 ①由f (x 1)=f (x 2)=0可得x 1-x 2是π的整数倍;②y =f (x )的表达式可改写成y =4cos ⎝⎛⎭⎫2x -π6; ③y =f (x )图像关于⎝⎛⎭⎫-π6,0对称; ④y =f (x )图像关于x =-π6对称.其中正确命题的序号为________(将你认为正确的都填上). 二、解答题11.如图为函数y 1=A sin(ωx +φ) (A >0,ω>0,|φ|<π2)的一个周期的图象.(1)写出y 1的解析式;(2)若y 2与y 1的图象关于直线x =2对称,写出y 2的解析式; (3)指出y 2的周期、频率、振幅、初相.12.已知曲线y =A sin(ωx +φ) (A >0,ω>0)上的一个最高点的坐标为⎝⎛⎭⎫π8,2,此点到相邻最低点间的曲线与x 轴交于点⎝⎛⎭⎫38π,0,若φ∈⎝⎛⎭⎫-π2,π2. (1)试求这条曲线的函数表达式;(2)用“五点法”画出(1)中函数在[0,π]上的图象.能力提升13.如果函数y =sin 2x +a cos 2x 的图象关于直线x =-π8对称,那么a =________.14.已知函数f (x )=sin(ωx +φ) (ω>0,0≤φ≤π)是R 上的偶函数,其图象关于点M ⎝⎛⎭⎫3π4,0对称,且在区间⎣⎡⎦⎤0,π2上是单调函数,求φ和ω的值.1.由函数y =A sin(ωx +φ)的部分图象确定解析式关键在于确定参数A ,ω,φ的值. (1)一般可由图象上的最大值、最小值来确定|A |.(2)因为T =2πω,所以往往通过求周期T 来确定ω,可通过已知曲线与x 轴的交点从而确定1.3.3 函数y =A sin(ωx +φ)的图象(二)知识梳理1.A 2πω ω2πωx +φ φ2.[-A ,A ] 2π|ω| k π (k ∈Z ) φ=π2+k π (k ∈Z ) 非奇非偶 2k π-π2≤ωx +φ≤2k π+π2 (k∈Z ) 2k π+π2≤ωx +φ≤2k π+3π2(k ∈Z )作业设计1.φ=π2+k π (k ∈Z )2.-π3解析 由诱导公式可知y =-3sin ⎝⎛⎭⎫-2x +π3 =3sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3,故初相为-π3. 3.x =-π6解析 令2x -π6=k π+π2(k ∈Z ),∴x =k π2+π3(k ∈Z ).由k =0,得x =π3;由k =-1,得x =-π6.4.y =sin ⎝⎛⎭⎫π4x +π4解析 由⎩⎪⎨⎪⎧ω×1+φ=π2ω×3+φ=π,解得⎩⎨⎧ω=π4φ=π4.5.π3解析 函数向右平移φ个单位得y =cos ⎝⎛⎭⎫x -φ+43π=cos ⎝⎛⎭⎫x +43π-φ,关于y 轴对称.∴43π-φ=k π,k ∈Z .φ=43π-k π,k ∈Z ,∴k =1时,φmin =π3.6.2 -π6解析 由图象知T 4=7π12-π3=π4,∴T =π,ω=2.且2×7π12+φ=k π+π(k ∈Z ),φ=k π-π6(k ∈Z ).又|φ|<π2,∴φ=-π6.7.5π12解析 y =sin 2x 向右平移φ个单位得 f (x )=sin 2(x -φ)=sin(2x -2φ).由f ⎝⎛⎭⎫π6=sin ⎝⎛⎭⎫π3-2φ=±1, ∴π3-2φ=k π+π2(k ∈Z ), ∴2φ=-k π-π6,令k =-1,得2φ=56π,∴φ=512π或作出y =sin 2x 的图象观察易知φ=π6-⎝⎛⎭⎫-π4=512π. 8.左 π3 12解析 由图象可知A =1,T =5π6-(-π6)=π,∴ω=2πT=2.∵图象过点(π3,0),∴sin(2π3+φ)=0,∴2π3+φ=π+2k π,k ∈Z , ∴φ=π3+2k π,k ∈Z .∴y =sin(2x +π3+2k π)=sin(2x +π3).故将函数y =sin x 先向左平移π3个单位长度后,再把所得各点的横坐标缩短到原来的12倍,纵坐标不变,可得原函数的图象. 9.2解析 ∵对任意x ∈R ,f (x 1)≤f (x )≤f (x 2)成立. ∴f (x 1)=f (x )min =-2,f (x 2)=f (x )max =2.∴|x 1-x 2|min =T 2=12×2ππ2=2.10.②③解析 对于①,由f (x )=0,可得2x +π3=k π (k ∈Z ).∴x =k 2π-π6,∴x 1-x 2是π2的整数倍,∴①错;对于②,f (x )=4sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3利用公式得:f (x )=4cos ⎣⎡⎦⎤π2-⎝⎛⎭⎫2x +π3=4cos ⎝⎛⎭⎫2x -π6. ∴②对;对于③,f (x )=4sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3的对称中心满足2x +π3=k π,∴x =k 2π-π6,∴⎝⎛⎭⎫-π6,0是函数y =f (x )的一个对称中心.∴③对;对于④,函数y =f (x )的对称轴满足2x +π3=π2+k π,∴x =π12+k π2.∴④错.11.解 (1)由图知,A =2,T =7-(-1)=8,ω=2πT =2π8=π4.∴y 1=2sin ⎝⎛⎭⎫π4x +φ. 将点(-1,0)代入得0=2sin ⎝⎛⎭⎫-π4+φ. ∴φ=π4.∴y 1=2sin ⎝⎛⎭⎫π4x +π4. (2)设P (x ,y )为函数y 2图象上任意一点,则P (x ,y )关于直线x =2的对称点P ′为(4-x ,y ).∵y 1与y 2关于直线x =2对称.∴点P ′(4-x ,y )落在y 1=2sin ⎝⎛⎭⎫π4x +π4上.∴y =2sin ⎣⎡⎦⎤π4(4-x )+π4=2sin ⎝⎛⎭⎫π4-π4x +π, 即y 2=2sin ⎝⎛⎭⎫π4x -π4.(3)由(2)知y 2=2sin ⎝⎛⎭⎫π4x -π4.∴周期T =2ππ4=8;频率f =1T =18;振幅A =2;初相φ=-π4.12.解 (1)由题意知A =2,T =4×⎝⎛⎭⎫38π-π8=π,ω=2πT=2,∴y =2sin(2x +φ).又∵sin ⎝⎛⎭⎫π8×2+φ=1,∴π4+φ=2k π+π2,k ∈Z , ∴φ=2k π+π4,k ∈Z ,又∵φ∈⎝⎛⎭⎫-π2,π2,∴φ=π4. ∴y =2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π4 (2)列出x 、y 的对应值表:13.-1解析 方法一 ∵函数y =sin 2x +a cos 2x 的图象关于x =-π8对称,设f (x )=sin 2x +a cos 2x ,则f ⎝⎛⎭⎫-π4=f (0), ∴sin ⎝⎛⎭⎫-π2+a cos ⎝⎛⎭⎫-π2=sin 0+a cos 0. ∴a =-1.方法二 由题意得f ⎝⎛⎭⎫-π8-x =f ⎝⎛⎭⎫-π8+x , 令x =π8,有f ⎝⎛⎭⎫-π4=f (0),即-1=a . 14.解 ∵f (x )在R 上是偶函数,∴当x =0时,f (x )取得最大值或最小值.即sin φ=±1,得φ=k π+π2,k ∈Z ,又0≤φ≤π,∴φ=π2.由图象关于M ⎝⎛⎭⎫34π,0对称可知, sin ⎝⎛⎭⎫34πω+π2=0,解得ω=43k -23,k ∈Z . 又f (x )在⎣⎡⎦⎤0,π2上单调函数,所以T ≥π,即2πω≥π, ∴ω≤2,又ω>0,∴当k =1时,ω=23;当k =2时,ω=2.。
1.3.2 三角函数的图象与性质(二)一、填空题1.函数y =sin(π+x ),x ∈⎣⎡⎦⎤-π2,π的单调增区间是____________. 2.函数y =2sin(2x +π3)(-π6≤x ≤π6)的值域是________. 3.sin 1,sin 2,sin 3按从小到大排列的顺序为__________________.4.函数y =sin 2x +sin x -1的值域为________.5.函数y =|sin x |的单调增区间是________.6.若f (x )是R 上的偶函数,当x ≥0时,f (x )=sin x ,则f (x )=________.7.关于x 的函数f (x )=sin(x +φ)有以下命题:①对任意的φ,f (x )都是非奇非偶函数;②不存在φ,使f (x )既是奇函数,又是偶函数;③存在φ,使f (x )是奇函数;④对任意的φ,f (x )都不是偶函数.其中正确命题的序号是________.8.下列函数中,周期为π,且在⎣⎡⎦⎤π2,3π4上为增函数的有________(只填相应函数的序号).①y =sin(2x +π2); ②y =cos(2x +π2); ③y =|sin x |;④y =|cos x |.二、解答题9.设|x |≤π4,求函数f (x )=cos 2x +sin x 的最小值. 10.判断函数f (x )=ln(sin x +1+sin 2x )的奇偶性.11.已知函数f (x )=2a sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3+b 的定义域为⎣⎡⎦⎤0,π2,最大值为1,最小值为-5,求a 和b 的值.三、探究与拓展12.设函数y =-2cos ⎝⎛⎭⎫12x +π3,x ∈⎣⎡⎦⎤28π5,a ,若该函数是单调函数,求实数a 的最大值.答案1.⎣⎡⎦⎤π2,π2.[0,2]3.sin 3<sin 1<sin 24.⎣⎡⎦⎤-54,15.[k π,k π+π2],k ∈Z 6.f (x )=sin |x |,x ∈R 7.②③8.①②④9.解 f (x )=cos 2x +sin x=1-sin 2x +sin x=-⎝⎛⎭⎫sin x -122+54. ∵|x |≤π4, ∴-22≤sin x ≤22. ∴当sin x =-22时,f (x )min =1-22. 10.解 ∵sin x +1+sin 2x ≥sin x +1≥0,若两处等号同时取到,则sin x =0且sin x =-1矛盾,∴对x ∈R 都有sin x +1+sin 2x >0. ∵f (-x )=ln(-sin x +1+sin 2x )=ln(1+sin 2x -sin x )=ln(1+sin 2x +sin x )-1=-ln(sin x +1+sin 2x )=-f (x ), ∴f (x )为奇函数.11.解 ∵0≤x ≤π2,∴-π3≤2x -π3≤23π, ∴-32≤sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3≤1,易知a ≠0. 当a >0时,f (x )max =2a +b =1, f (x )min =-3a +b =-5.由⎩⎨⎧2a +b =1-3a +b =-5, 解得⎩⎨⎧a =12-63b =-23+123. 当a <0时,f (x )max =-3a +b =1, f (x )min =2a +b =-5. 由⎩⎨⎧ -3a +b =12a +b =-5, 解得⎩⎨⎧a =-12+63b =19-123. 12.解 由2k π≤12x +π3≤2k π+π得4k π-23π≤x ≤4k π+43π(k ∈Z ). ∴函数的递增区间是⎣⎡⎦⎤4k π-23π,4k π+43π(k ∈Z ), 同理函数的递减区间是⎣⎡⎦⎤4k π+43π,4k π+103π(k ∈Z ). 令285π∈⎣⎡⎦⎤4k π-23π,4k π+43π, 即1615≤k ≤4730,又k ∈Z , ∴k 不存在.令285π∈⎣⎡⎦⎤4k π+43π,4k π+103π,得k =1. ∴285π∈⎣⎡⎦⎤4k π+43π,4k π+103π, 这表明y =-2cos ⎝⎛⎭⎫12x +π3在⎣⎡⎦⎤285π,223π上是减函数,∴a 的最大值是223π.。
高一随堂练习:三角函数的应用1.一观览车的主架示意图如图所示,其中O为轮轴的中心,距地面32m(即OM长),巨轮的半径为30m,AM=2BP=m,巨轮逆时针旋转且每12分钟转动一圈.若点M为吊舱P的初始位置,经过t分钟,该吊舱P距离地面的高度为()h t m,则()h t=()hPAOMBA.ππ30sin()30122t-+ B.ππ30sin()3062t-+C.ππ30sin()3262t-+ D.ππ30sin()62t-2.已知函数()sin()f x A x bωϕ=++(0,0Aωϕπ><<、,b为常数)一段图像如图所示.(1)求函数()f x的解析式;(2)将函数()y f x=的图像向左平移12π个单位,再将所得图像上各点的横坐标扩大为原来的4倍,得到函数()y g x=的图像,求函数()g x的单调递增区间.3.如图所示,点O为做简谐运动的物体的平衡位置,取向右的方向为物体位移的正方向,若已知振幅为3 cm,周期为3 s,且物体向右运动到A点(距平衡位置最远处)开始计时.(1)求物体离开平衡位置的位移x(cm)和时间t(s)之间的函数关系式;(2)求该物体在t=5 s时的位置.4.受日月引力的作用,海水会发生涨落,这种现象叫潮汐. 在通常情况下,船在海水涨潮时驶进航道,靠近码头,卸货后返回海洋.某港口水的深度)(m y 是时间240(≤≤t t ,单位:)h 的函数,记作:)(t f y =,下表是该港口在某季每天水深的数据:经过长期观察)(x f y =的曲线可以近似地看做函数k t A y +=ωsin 的图象.(Ⅰ)根据以上数据,求出函数)(t f y =的近似表达式;(Ⅱ)一般情况下,船舶航行时船底离海底的距离为m m 55或以上时认为是安全的(船舶停靠时,船底只需不碰到海底即可),某船吃水深度(船底离水面的距离)为m 5.6,如果该船想在同一天内安全进出港,问它至多能在港内停留多长时间(忽略进出港所需时间)?参考答案 1.B【解析】试题分析:过点O 作地面平行线ON ,过点B 作ON 的垂线BM 交ON 于M 点.点A 在O 上逆时针运动的角速度是2126ππ=,∴t 秒转过的弧度数为6t π,设6t πθ=,当2πθ>时,2BOM πθ∠=-,3030sin 2h OA BM πθ⎛⎫=+=+- ⎪⎝⎭,当02πθ<<时,上述关系式也适合.故3030sin 30sin 30262h t πππθ⎛⎫⎛⎫=+-=-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.考点:在实际问题中建立三角函数模型.2.(1)π()3sin(2)26f x x =++;(2)5ππ[4π4π]33k k -+,,k ∈Z 【解析】 试题分析:(1)观察图像并由公式max min max min 22y y y y b A +-==、与154126T ππ=-,可计算出b k T 、、的值,然后由公式2T πω=计算出ω,最后再由图像过点(,5)6π得到sin(2)16πϕ⨯+=,结合0ϕπ<<可确定ϕ的值,从而确定函数()f x 的解析式;(2)()y f x =的图像向左平移得π()()3sin(2)2123h x f x x π=+=++,再将所得图像上各点的横坐标扩大为原来的4倍得到函数11π()()3sin()2423g x h x x ==++,最后将1π23x +当作整体,由正弦函数的单调增区间可求出函数()g x 的单调增区间.试题解析:(1)由已知,5(1)32A --==,5(1)22b +-==,因为5ππ()4π126T =-⨯=,所以2ω=由“五点法”作图,ππ262ϕ⨯+=,解得π6ϕ= 所以函数()f x 的解析式为π()3sin(2)26f x x =++ 6分 (2)将函数()y f x =的图像向左平移π12个单位后得到的函数解析式为ππ3sin[2()]2126y x =+++,即π3sin(2)23y x =++,再将图像上各点的横坐标扩大为原来的4倍,得1π()3sin()223g x x =++ 由π1ππ2π2π+2232k x k -≤+≤,得5ππ4π4π33k x k -≤≤+ 故()g x 的单调递增区间为5ππ[4π4π]33k k -+,,k ∈Z 10分. 考点:1.三角函数的图像与性质;2.三角函数的图像变换.3.(1)23cos3x t π=;(2)O 点左侧且距O 点1.5 cm 处. 【解析】试题分析:(1)根据正弦型函数sin()y A wx ϕ=+的物理模型为简谐运动.,因此可设所求函数解析式为sin()(,0,02)x A wx A w ϕϕπ=+>≤<,根据,,A w ϕ分别表示简谐运动的振幅,周期,初相的物理意义,与条件中描述的振幅为3cm ,周期为3s 以及距平衡位置最远处开始计时可求得23,=32A w ππϕ==,,从而得到函数表达式为223sin()3cos 323x t t πππ=+=;(2)在(1)中求得的函数表达式中令t=5,可得x=-1.5,即可求得物体在t=5s 时的位置.(1)设位移x(cm)和时间t(s)之间的函数关系式为sin()(,0,02)x A wx A w ϕϕπ=+>≤<, 则由已知条件,振幅为3cm ,周期为3s 可得,A=3,23T wπ==,得23w π=. 又∵物体向右运动到A 点(距平衡位置最远处)开始计时,∴当t =0时,有3sin 3x ϕ==,∴sin 1ϕ=,又∵02ϕπ≤<,∴2πϕ=,从而所求的函数关系式是223sin()3cos 323x t t πππ=+=; (2)令t =5,得103cos 1.53x π==-,故该物体在t =5 s 时的位置是在O 点左侧且距O 点1.5 cm 处..考点:正弦型函数sin()y A wx ϕ=+的物理模型简谐运动.4.(Ⅰ)3sin 106y t π=+;(Ⅱ)在港口内最多停留16小时. 【解析】试题分析:(Ⅰ)分析表格数据可得周期、振幅,然后求解析式;(Ⅱ)通过分析解三角不等式.试题解析:(Ⅰ) 函数)(t f y =可以近似地看做k t A y +=ωsin ,∴由数据知它的周期12T =,振幅3A =,10k = 3分 212πω=,6πω∴=. 故3sin 106y t π=+ 6分(Ⅱ)该船进出港口时,水深应不小于m 5.1155.6=+,而在港口内,永远是安全的, 由3sin 1011.56t π+≥得1sin 62t π≥ 9分),(512112,,652662N k k t k Z k k t k ∈+≤≤+∈+≤≤+∴即πππππ在同一天内,取0.1,151317k t t =≤≤≤≤则或 11分故该船最早能在凌晨1时进港,最迟在下午17时离港,在港口内最多停留16小时. 12分考点:三角函数的图像与性质.。
1.1.2 弧度制 课时目标1.理解角度制与弧度制的概念,掌握角的不同度量制度,能对弧度和角度进行正确的变换.2.掌握并会应用弧度制下的弧长公式和扇形面积公式.1.角的单位制(1)角度制:规定周角的________为1度的角,用度作为单位来度量角的单位制叫做角度制.(2)弧度制:把长度等于____________的弧所对的圆心角叫做1弧度的角,记作________.(3)角的弧度数求法:如果半径为r 的圆的圆心角α所对的弧长为l ,那么l ,α,r 之间存在的关系是:__________;这里α的正负由角α的____________________决定.正角的弧度数是一个________,负角的弧度数是一个________,零角的弧度数是________.23.扇形的面积 S =________ S =________一、填空题1.把-114π表示成θ+2k π(k ∈Z )的形式,使|θ|最小的θ值是________. 2.若扇形圆心角为216°,弧长为30π,则扇形半径为________.3.集合A =⎩⎨⎧⎭⎬⎫α|α=k π+π2,k ∈Z 与集合B =⎩⎨⎧⎭⎬⎫α|α=2k π±π2,k ∈Z 的关系是________. 4.已知2弧度的圆心角所对的弦长为2,那么这个圆心角所对的弧长是________.5.扇形周长为6 cm ,面积为2 cm 2,则其圆心角的弧度数是________.6.已知集合A ={α|2k π≤α≤(2k +1)π,k ∈Z },B ={α|-4≤α≤4},则A ∩B =________.7.若角α,β终边关于原点对称,且α=-π3,则β角的集合是________. 8.若角α的终边与角π6的终边关于直线y =x 对称,且α∈(-4π,4π),则角α的集合为________________.9.若2π<α<4π,且α与-7π6角的终边垂直,则α=________. 10.扇形圆心角为π3,半径长为a ,则扇形内切圆的圆面积与扇形面积之比为________. 二、解答题11.已知一扇形的周长为40 cm ,当它的半径和圆心角取什么值时,才能使扇形的面积最大?最大面积是多少?12.如图,动点P ,Q 从点A (4,0)同时出发沿圆周运动,点P 按逆时针方向每秒转π3弧度,点Q 按顺时针方向每秒转π6弧度,求P ,Q 第一次相遇时所用的时间及P ,Q 点各自走过的弧度数.能力提升13.已知一圆弧长等于其所在圆的内接正方形的周长,那么其圆心角的弧度数的绝对值为________.14.已知一扇形的圆心角是α,所在圆的半径是R .(1)若α=60°,R =10 cm ,求扇形的弧长及该弧所在的弓形面积;(2)若扇形的周长是一定值c (c >0),当α为多少弧度时,该扇形有最大面积?1.1.2 弧度制 知识梳理1.(1)1360 (2)半径长 1 rad (3)|α|=l r 终边的旋转方向 正数 负数 0 2.2π 360° π 180° π180 ⎝⎛⎭⎫180π° 3.απR 180 αR απR 2360 12αR 2 12lR 作业设计 1.-34π 解析 ∵-114π=-2π+⎝⎛⎭⎫-34π,∴θ=-34π. 2.25解析 216°=216×π180=6π5, l =α·r =6π5r =30π,∴r =25. 3.A =B4.2sin 1解析 r =1sin 1,∴l =|α|r =2sin 1. 5.1或4解析 设扇形半径为r ,圆心角为α,则⎩⎪⎨⎪⎧ 2r +αr =612αr 2=2, 解得⎩⎪⎨⎪⎧ r =1α=4或⎩⎪⎨⎪⎧r =2α=1. 6.{α|0≤α≤π}解析 集合A 限制了角α终边只能落在x 轴上方或x 轴上.7.{β|β=2k π+2π3,k ∈Z } 解析 由对称性知,β角的终边与2π3的终边相同, ∴β角的集合是{β|β=2k π+2π3,k ∈Z } 8.⎩⎨⎧⎭⎬⎫-11π3,-5π3,π3,7π3 解析 由题意,角α与π3终边相同,则π3+2π=73π, π3-2π=-53π,π3-4π=-113π. 9.73π或103π 解析 -76π+72π=146π=73π, -76π+92π=206π=103π. 10.2∶3解析 设扇形内切圆半径为r ,则r +r sin π6=r +2r =a . ∴a =3r ,∴S 内切=πr 2.S 扇形=12αr 2=12×π3×a 2 =12×π3×9r 2=32πr 2. ∴S 内切∶S 扇形=2∶3.11.解 设扇形的圆心角为θ,半径为r ,弧长为l ,面积为S ,则l +2r =40,∴l =40-2r .∴S =12lr =12×(40-2r )r =20r -r 2 =-(r -10)2+100.∴当半径r =10 cm 时,扇形的面积最大,最大值为100 cm 2,此时θ=l r =40-2×1010=2 rad. 12.解 设第一次相遇所用的时间为t 秒.∵圆的半径为R =4,∴4(π3t +π6t )=2π×4, 解得t =4,故P 点走过4π3 rad ,Q 点走过-2π3rad. 答 P ,Q 第一次相遇时所用的时间为4秒,P ,Q 点各自走过的弧度分别为4π3rad ,-2π3rad. 13.4 2解析 设圆半径为r ,则内接正方形的边长为2r ,圆弧长为42r .∴圆弧所对圆心角|θ|=42r r=4 2. 14.解 (1)设弧长为l ,弓形面积为S 弓, ∵α=60°=π3,R =10,∴l =αR =10π3(cm). S 弓=S 扇-S △=12×10π3×10-12×102×sin 60° =50⎝⎛⎭⎫π3-32 (cm 2). (2)扇形周长c =2R +l =2R +αR ,∴α=c -2R R, ∴S 扇=12αR 2=12·c -2R R ·R 2=12(c -2R )R =-R 2+12cR =-(R -c 4)2+c 216. 当且仅当R =c 4,即α=2时,扇形面积最大,且最大面积是c 216.。
1.3 三角函数的图象和性质1.3.1 三角函数的周期性一、填空题1.函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2πx +π4的最小正周期是________. 2.函数y =sin ⎝⎛⎭⎫ωx +π4的最小正周期是2π3,则ω=________. 3.函数f (x )=cos π6x ,则f (2 014)=________. 4.已知函数f (x )=8sin ⎝⎛⎭⎫k 3x -π3-2的最小正周期不大于3,则正整数k 的最小值是________.5.若函数f (x )=2cos ⎝⎛⎭⎫ωx +π3的最小正周期为T ,且T ∈(1,3),则正整数ω的最大值是_______. 6.函数y =cos(sin x )的最小正周期是________.7.已知奇函数y =f (x )(x ∈R )且f (x )=f (x +4),f (1)=2,则f (2)+f (3)+f (4)=________.8.已知定义在R 上的函数f (x )满足f (x +1)=1f (x ),且当x ∈[0,1]时,f (x )=2x ,则f (7.5)=_______. 二、解答题9.求下列函数的周期:(1)y =4sin(π3x +π4)+2; (2)y =3cos(π3-2x )-1. 10.设f (x )是定义在R 上且最小正周期为32π的函数,在某一周期上f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧cos 2x (-π2≤x <0)sin x (0≤x <π),求f (-15π4)的值. 11.设偶函数f (x )对任意的x ∈R 都有f (x +3)=-1f (x ),且当x ∈[-3,-2]时,f (x )=2x ,求f (113.5)的值.三、探究与拓展12.若函数f (n )=sin n π3(n ∈Z ),求f (1)+f (2)+f (3)+…+f (2 013)的值.答案1.1 2.±3 3.12 4.7 5.6 6.π 7.-2 8.229.解 (1)T =2ππ3=6. (2)T =2π|-2|=π. 10.解 ∵f (x )的周期为3π2, ∴f (-15π4)=f (-15π4+3×3π2) =f (34π). ∵0<34π<π,∴f (34π)=sin 34π=sin π4=22, 即f (-15π4)=22. 11.解 由于f [(x +3)+3]=-1f (x +3), 而f (x +3)=-1f (x ), 则f (x +6)=f (x ),即函数的周期为6,于是f (113.5)=f (19×6-0.5)=f (-0.5),f (-0.5)=-1f (3-0.5)=-1f (2.5), 又函数为偶函数, 因此f (2.5)=f (-2.5)=2×(-2.5)=-5,因此f (-0.5)=-1f (2.5)=-1-5=15, 也即f (113.5)=15. 12.解 f (n )=sin n π3=sin(2π+n π3) =sin 6π+n π3, f (n +6)=sin n π+6π3, ∴f (n )=f (n +6).即6是f (n )的一个周期.又f (1)+f (2)+f (3)+f (4)+f (5)+f (6)=sin π3+sin 23π+sin π+sin 43π+sin 53π+sin 2π=0 且2 013=6×335+3∴f (1)+f (2)+f (3)+…+f (2 013)=[f(1)+f(2)+…+f(2 010)]+f(2 011)+f(2 012)+f(2 013) =f(2 011)+f(2 012)+f(2 013)=f(6×335+1)+f(6×335+2)+f(6×335+3)=f(1)+f(2)+f(3)=sin π3+sin23π+sin33π=32+32+0= 3.。
一、选择题1.已知角α顶点在坐标原点,始边与x 轴非负半轴重合,终边过点()3,4P -,将α的终边逆时针旋转180︒,这时终边所对应的角是β,则cos β=( ) A .45-B .35C .35D .452.已知函数()cos2sin 2f x x x =-,将()y f x =的图象向左平移a (0a >)个单位长度可以得到一个奇函数的图象,将()y f x =的图象向右平移b (0b >)个单位长度可以得到一个偶函数的图象,则a b -的最小值等于( ) A .0B .8π C .4π D .2π 3.函数()()12cos 20211f x x x π=++⎡⎤⎣⎦-在区间[]3,5-上所有零点的和等于( ) A .2B .4C .6D .84.设函数()cos 23f x x π⎛⎫=+⎪⎝⎭,则下列结论错误的是( ) A .()f x 的一个对称中心为5,012π⎛⎫- ⎪⎝⎭B .()f x 的图象关于直线116x π=对称 C .()f x π+的一个零点为12x π=D .()f x 在5,36ππ⎛⎫⎪⎝⎭单调递减 5.已知函数sin()0,0,||2y A x b A πωϕωϕ⎛⎫=++>>< ⎪⎝⎭的图象上相邻的一个最大值点与对称中心分别为2,39π⎛⎫ ⎪⎝⎭,,018π⎛⎫⎪⎝⎭,则函数()f x 的单调增区间为( ) A .222,3939k k ππππ⎛⎫-+ ⎪⎝⎭,k Z ∈ B .242,3939k k ππππ⎛⎫--⎪⎝⎭,k Z ∈ C .227,318318k k ππππ⎛⎫++⎪⎝⎭,k Z ∈ D .272,318318k k ππππ⎛⎫--⎪⎝⎭,k Z ∈ 6.已知()()sin 6f x x a b x ππ⎛⎫=--+ ⎪⎝⎭,若()0f x ≤在[]1,1x ∈-上恒成立,则a b +=( )A .56B .23C .1D .27.已知曲线1C :sin y x =,2C :cos 23y x π⎛⎫=-⎪⎝⎭,则下面结论正确的是( ) A .把1C 上各点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向右平移3π个单位长度,得到曲线2CB .把1C 上各点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向右平移23π个单位长度,得到曲线2CC .把1C 上各点的横坐标缩短到原来的12倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向左平移12π个单位长度,得到曲线2CD .把1C 上各点的横坐标缩短到原来的12倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向右平移12π个单位长度,得到曲线2C 8.函数3cos 2cos 2sin cos cos510y x x x ππ=-的递增区间是( ) A .2[,]105k k ππππ-+(k Z ∈) B .2[,]510k k ππππ-+ (k Z ∈) C .3[,]510k k ππππ-- (k Z ∈) D .37[,]2020k k ππππ-+ (k Z ∈) 9.设函数()sin()(0,||)f x x ωϕωϕπ=+><.若5()8f x f π⎛⎫≤⎪⎝⎭对任意的实数x 都成立,且1108f π⎛⎫= ⎪⎝⎭,()f x 在443,ππ⎛⎫- ⎪⎝⎭单调,则( ) A .23ω=,12πϕ=B .23ω=,1112πϕ=- C .13ω=,1124πϕ=-D .13ω=,724πϕ= 10.函数1cos y x x=+的图象可能是( )A .B .C .D .11.设函数()tan 3f x x π=-,()sin 3g x x π⎛⎫=-⎪⎝⎭,则函数()()()h x f x g x =-在区间[]2,2ππ-上的零点个数是( ) A .4B .5C .12D .1312.如图,摩天轮是一种大型转轮状的机械建筑设施,游客坐在摩天轮的座舱里慢慢地往上转,可以从高处俯瞰四周景色.某摩天轮最高点距离地面高度为120m ,转盘直径为110m 设置有48个座舱,开启后按逆时针方向匀速旋转,游客在座舱转到距离地面最近的位置进舱,转一周大约需要20min .游客甲坐上摩天轮的座舱,开始转动t min 后距离地面的高度为H m ,则在转动一周的过程中,高度H 关于时间t 的函数解析式是( )A .()55cos 65020102H t t ππ⎛⎫=-+≤≤ ⎪⎝⎭B .()55sin 65020102H t t ππ⎛⎫=-+≤≤ ⎪⎝⎭C .()55cos 65020102H t t ππ⎛⎫=++≤≤ ⎪⎝⎭D .()55sin 65020102H t t ππ⎛⎫=++≤≤ ⎪⎝⎭二、填空题13.如图,以正方形的各边为底可向外作四个腰长为1的等腰三角形,则阴影部分面积的最大值是___________.14.函数()2sin(2),0,32f x x x ππ⎡⎤=-∈⎢⎥⎣⎦的单调减区间___________ 15.若函数f (x )=2sin(ωx +φ)(ω>0,0<φ<π)的图象经过点,26π⎛⎫⎪⎝⎭,且相邻两条对称轴间的距离为2π,则4f π⎛⎫⎪⎝⎭的值为________. 16.已知函数()sin cos f x a x x =+的一条对称轴为3x π=,则a =______;17.关于函数()()4sin 23f x x x π⎛⎫=-∈ ⎪⎝⎭R ,有下列命题: ①43y f x π⎛⎫=+⎪⎝⎭为偶函数; ②方程()2f x =的解集为,4x x k k Z ππ⎧⎫=+∈⎨⎬⎩⎭; ③()y f x =的图象关于点,03π⎛-⎫⎪⎝⎭对称; ④()y f x =在[]0,2π内的增区间为50,12π⎡⎤⎢⎥⎣⎦和11,212ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦; ⑤()y f x =的振幅为4,频率为1π,初相为3π-. 其中真命题的序号为______.18.将函数()sin (0)f x x ωω=>的图象向右平移6π个单位长度,得到函数()y g x =的图像,若()y g x =是偶函数,则ω的最小值为________.19.定义在R 上的偶函数()f x 满足()()3f x f x +=-,且()12019f -=,则()2020f =______.20.已知定义在R 上的函数()f x 满足3()2f x f x ⎛⎫=-+⎪⎝⎭,且(2)3f -=,则(2020)f =________.三、解答题21.在①将函数f (x )图象向右平移12π个单位所得图象关于y 轴对称:②函数6y f x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭是奇函数;③当712x π=时,函数6y f x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭取得最大值.三个中任选一个,补充在题干中的横线处,然后解答问题.题干:已知函数()2sin()f x x ωϕ=+,其中0,||2πωϕ><,其图象相邻的对称中心之间的距离为2π,___________. (1)求函数y =f (x )的解析式;(2)求函数y =f (x )在,22ππ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上的最小值,并写出取得最小值时x 的值. 注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.22.如图,在矩形OABC 中,22OA OC ==,将矩形OABC 绕着顶点O 逆时针旋转,得到矩形OA B C ''',记旋转的角度为θ,0,2πθ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭旋转前后两个矩形公共部分的面积为()S θ.(1)求3S π⎛⎫⎪⎝⎭; (2)若()728S θ=,求sin θ. 23.函数()()()sin 0,0,0πf x A x A ωϕωϕ=+>><<的部分图象如图所示.(1)求函数()f x 的解析式;(2)求函数()f x 的单调递增区间,并求()f x 取最小值时的自变量x 的集合. 24.已知θ为锐角,在以下三个条件中任选一个:①cos(2)sin(3)12sin()tan()2πθπθπθπθ-+=+-;②22sin cos 10θθ--=;③cos()1sin()cos()sin()224θπππθθπθ-⋅-⋅+=+;并解答以下问题:(1)若选______(填序号),求θ的值;(2)在(1)的条件下,求函数y = tan(2x +θ)的定义域、周期和单调区间。 25.已知函数2()1ax bf x x +=+是定义在R 上的奇函数,且1225f ⎛⎫= ⎪⎝⎭. (1)确定函数()f x 的解析式;(2)若存在实数θ,使得不等式()2(sin 2)2sin 10f f t θθ-+++<成立,求正实数t的取值范围.26.已知函数()sin()0,0,||2f x A x A πωϕωϕ⎛⎫=+>><⎪⎝⎭的部分图像如图所示.(1)求函数f (x )解析式; (2)求函数f (x )单调增区间; (3)若x [,],求f (x )的值域.【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题 1.B 解析:B 【分析】先根据已知条件求解出cos α的值,然后根据,αβ之间的关系结合诱导公式求解出cos β的值. 【详解】 因为3cos 5α==,且180βα=+︒, 所以()3cos cos 180cos 5βαα=+︒=-=-, 故选:B. 【点睛】结论点睛:三角函数定义有如下推广:设点(),P x y 为角α终边上任意一点且不与原点重合,r OP =,则()sin ,cos ,tan 0y x yx r r xααα===≠. 2.A解析:A 【分析】先整理函数,再根据平移后函数的奇偶性得到a ,b 的值,即可得结果. 【详解】解:函数()cos 2sin 224f x x x x π⎛⎫=-=+ ⎪⎝⎭,函数()24f x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭的图象向左平移a 个单位得到()224g x x a π⎛⎫=++ ⎪⎝⎭,又因为函数为奇函数,则242a k πππ+=+(k Z ∈),整理得28k a ππ=+(k Z ∈);函数()24f x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭的图象向右平移b 个单位得到()224h x x b π⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭,由于得到的函数的图象为偶函数,2=4b k ππ-+-,=,()82k b k Z ππ+∈; 当0k =时,min 0a b -= 故选:A. 【点睛】本题考查了三角函数的平移变换和奇偶性,属于中档题.3.D解析:D 【分析】由图可得函数的零点就是11y x =-和2cos y x π=交点的横坐标,画出函数图象,可得出()f x 在[]3,5-有8个零点,且关于1x =对称,即可求出.【详解】()()112cos 20212cos 11f x x x x x ππ=++=-⎡⎤⎣⎦--, 令()0f x =,则12cos 1x x π=-, 则函数的零点就是11y x =-和2cos y x π=交点的横坐标, 可得11y x =-和2cos y x π=的函数图象都关于1x =对称,则交点也关于1x =对称, 画出两个函数的图象,观察图象可知,11y x =-和2cos y x π=在[]3,5-有8个交点, 即()f x 有8个零点,且关于1x =对称,故所有零点的和为428⨯=. 故选:D. 【点睛】本题考查求函数的零点之和,解题的关键是将题目化为找11y x =-和2cos y x π=交点的横坐标,从而通过函数图象求解.4.D解析:D 【分析】选项A 由()f x 的对称中心满足2,32x k k Z πππ+=+∈可判断;选项B ()f x 的对称轴满足:2,3x k k Z πππ+=+∈可判断;选项C 令12x π=,求得()cos02f x π==,可判断;选项D 由()f x 的增区间满足222,3k x k k Z ππππ-≤+≤∈可判断.【详解】由函数()cos 23f x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,选项A. ()f x 的对称中心满足2,32x k k Z πππ+=+∈则1,212x k k Z ππ=+∈,当1k =-时,512x π=-,所以5,012π⎛⎫-⎪⎝⎭为()f x 的一个对称中心,故A 正确; 选项B :()f x 的对称轴满足:2,3x k k Z πππ+=+∈即11,23x k k Z ππ=+∈,当3k =时,116x π=,故B 正确;选项C : ()()cos 2cos 233x x x f ππππ⎡⎤⎛⎫=+++=+ ⎪⎢⎥⎣⎦⎝⎭ 令12x π=,得ππcos 0122f π⎛⎫+== ⎪⎝⎭,故C 正确; 选项D :由()f x 的增区间满足222,3k x k k Z ππππ-≤+≤∈2,36k x k k Z ππππ-≤≤-∈, 当1k =时,536x ππ≤≤,所以()f x 在5,36ππ⎛⎫⎪⎝⎭单调递增,故D 错误, 故选:D . 【点睛】关键点睛:本题考查三角函数的单调性、对称性和零点问题,解答本题的关键是将23x π+看成一个整体,令2,32x k k Z πππ+=+∈;2,3x k k Z πππ+=+∈和222,3k x k k Z ππππ-≤+≤∈,得出答案,属于中档题.5.A解析:A 【分析】由最大值点和对称中心的坐标可以求出()f x 的解析式,利用三角函数的性质,整体代换得出该复合函数的单调增区间. 【详解】图像上相邻的一个最大值点与对称中心分别为2,39π⎛⎫⎪⎝⎭,,018π⎛⎫⎪⎝⎭, 3A ∴=,0b =且124918T ππ=-,可得23T π=, 23Tπω∴==, 3sin(3)y x ϕ∴=+ 将2,39π⎛⎫⎪⎝⎭代入可得3sin(3)3y x ϕ=+=, 可得22,32k k Z ππϕπ+=+∈,且2πϕ<, 6πϕ∴=-,可得()3sin(3)6f x x π=-,令6232,22k x k k Z πππππ-+≤-≤+∈,可得222+9393k x k ππππ-≤≤, 故选:A. 【点睛】方法点睛:根据图像求函数()sin()f x A x k ωϕ=++的解析式,根据最高点和对称中心的纵坐标可求出A 和k ,根据横坐标可求出周期T ,进而求出ω.求该函数的单调区间时,用整体代换的思想,借助正弦函数的单调区间,用解不等式的方法求复合函数的单调区间.6.A解析:A 【分析】根据题意分析可得当15,66x ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦,0x a b --≤,当151,,166x ⎡⎤⎡⎤∈--⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦,0x a b --≥,从而可得506106a b a b ⎧--=⎪⎪⎨⎪---=⎪⎩,解方程即可求解.【详解】当15,66x ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦,sin 06x ππ⎛⎫+≥ ⎪⎝⎭, 当151,,166x ⎡⎤⎡⎤∈--⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦时,sin 06x ππ⎛⎫+≤ ⎪⎝⎭,, 故当15,66x ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦,0x a b --≤时,当151,,166x ⎡⎤⎡⎤∈--⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦时,0x a b --≥, 即506106a b a b ⎧--=⎪⎪⎨⎪---=⎪⎩,解得1312a b ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩ ,所以56a b +=. 故选:A 【点睛】本题考查了三角函数的性质、不等式恒成立,考查了基本运算求解能力,属于中档题.7.C解析:C 【分析】由题意利用诱导公式得1sin cos :2C y x x π⎛⎫==- ⎪⎝⎭,根据函数()cos y A x ωϕ=+的图象变换规律,得出结论. 【详解】已知曲线1sin cos :2C y x x π⎛⎫==- ⎪⎝⎭,2cos 23:C y x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭,∴把1C 上各点的横坐标缩短到原来的12倍,纵坐标不变,可得cos 22y x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭的图象,再把得到的曲线向左平移 12π个单位长度,得到曲线2cos 2cos 263:2C x x πππ⎛⎫⎛⎫+-=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭的图象,故选C .【点睛】本题主要考查函数()cos y A x ωϕ=+的图象变换规律,属于基础题.8.C解析:C 【分析】利用三角恒等变换的公式,化简得由函数cos(2)5y x π=+,再根据余弦型函数的性质,即可求解函数的单调递增区间,得到答案. 【详解】由函数3cos 2cos2sin cos cos cos 2cos sin 2sin cos(2)510555y x x x x x x πππππ=-=-=+, 令222,5k x k k Z ππππ-+≤+≤∈,整理得3,510k x k k Z ππππ-+≤≤-+∈, 所以函数的单调递增区间为3[,],510k k k Z ππππ-+-+∈,故选C. 【点睛】本题主要考查了三角恒等变换的化简,以及三角函数的性质的应用,其中解答中根据三角恒等变换的公式,化简得到函数的解析式,再利用三角函数的性质求解是解答的关键,着重考查了运算与求解能力,属于基础题.9.A解析:A 【分析】5()8f x f π⎛⎫≤⎪⎝⎭对任意的实数x 都成立,可得 58x π=时函数取得最大值,则函数满足518f π⎛⎫= ⎪⎝⎭,1108f π⎛⎫= ⎪⎝⎭,且()f x 在443,ππ⎛⎫-⎪⎝⎭单调,再利用排除法可得答案. 【详解】 因为5()8f x f π⎛⎫≤⎪⎝⎭对任意的实数x 都成立,则58x π=时函数取得最大值, 所以函数满足518f π⎛⎫= ⎪⎝⎭,1108f π⎛⎫= ⎪⎝⎭,且()f x 在443,ππ⎛⎫-⎪⎝⎭单调, 对于A ,若23ω=,12πϕ=,可得2()sin 312f x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,5sin 182f ππ⎛⎫== ⎪⎝⎭,11sin 08f ππ⎛⎫== ⎪⎝⎭,3254412,,4,31222x x πππππππ⎛⎫⎛⎫⎡⎤∈-⇒+∈-⊆- ⎪⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦,则2()sin 312f x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭在443,ππ⎛⎫-⎪⎝⎭单调递增,故A 符合题意; 对于B ,若23ω=,1112πϕ=-,可得211()sin 312f x x π⎛⎫=-⎪⎝⎭,5sin 1182f ππ⎛⎫⎛⎫=-=-≠ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,故B 不符合题意; 对于C ,若13ω=,1124πϕ=-,可得111()sin 324f x x π⎛⎫=-⎪⎝⎭,5sin 1842f ππ⎛⎫⎛⎫=-=-≠ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,故C 不符合题意; 对于D ,若13ω=,724πϕ=,可得17()sin 324f x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,113sin 0842f ππ⎛⎫==≠ ⎪⎝⎭,故D 不符合题意; 故选:A. 【点睛】方法点睛:特殊法是“小题小做”的重要策略,排除法解答选择题是高中数学一种常见的解题思路和方法,这种方法即可以提高做题速度和效率,又能提高准确性,这种方法主要适合下列题型:(1)求值问题(可将选项逐个验证);(2)求范围问题(可在选项中取特殊值,逐一排除);(3)图象问题(可以用函数性质及特殊点排除);(4)解方程、求解析式、求通项、求前n 项和公式问题等等.10.C解析:C 【分析】利用函数的奇偶性和特殊的函数值的正负排除错误选项. 【详解】函数定义域是{|0}x x ≠,关于原点对称,记1()cos f x x x=+,则11()cos()cos f x x x x x -=-+=+-()f x =,是偶函数,排除BD , 11()cos 10f ππππ=+=-+<,排除A .故选:C . 【点睛】思路点睛:函数图象的辨识可从以下方面入手:(1)从函数的定义域,判断图象的左右位置;从函数的值域,判断图象的上下位置. (2)从函数的单调性,判断图象的变化趋势; (3)从函数的奇偶性,判断图象的对称性; (4)从函数的特征点,排除不合要求的图象.11.A解析:A 【分析】由题意知函数()()()h x f x g x =-在区间[]2,2ππ-上的零点个数等价于函数()tan 3f x x π=-与()sin 3g x x π⎛⎫=-⎪⎝⎭图象在区间[]2,2ππ-上交点的个数,作出两个函数图象,数形结合即可求解. 【详解】令()()()0h x f x g x =-=可得()()f x g x =,所以函数()()()h x f x g x =-在区间[]2,2ππ-上的零点个数等价于 函数()tan 3f x x π=-与()sin 3g x x π⎛⎫=-⎪⎝⎭图象在区间[]2,2ππ-上交点的个数. 分别作出()tan 3f x x π=-与()sin 3g x x π⎛⎫=-⎪⎝⎭图象,由图知两个函数图象在区间[]2,2ππ-上有4个交点,所以函数()()()h x f x g x =-在区间[]2,2ππ-上的零点个数是4, 故选:A 【点睛】方法点睛:判断函数零点个数的方法(1)直接法:令()0f x =,如果能求出解,那么有几个不同的解就有几个零点;(2)利用函数的零点存在性定理:利用函数的零点存在性定理时,不仅要求函数的图象在区间[],a b 上是连续不断的曲线,并且()()0f a f b ⋅<,还必须结合函数的图象与性质,(如单调性、奇偶性)才能确定函数有多少个零点;(3)图象法:画出函数()f x 的图象,函数()f x 的图象与x 轴交点的个数就是函数()f x 的零点个数;将函数()f x 拆成两个函数,()h x 和()g x 的形式,根据()()()0f x h x g x =⇔=,则函数()f x 的零点个数就是函数()y h x =和()y g x =的图象交点个数;(4)利用函数的性质:若能确定函数的单调性,则其零点个数不难得到,若所考查的函数是周期函数,则需要求出在一个周期内的零点个数,根据周期性则可以得出函数的零点个数.12.B解析:B 【分析】先判断游客进仓后第一次到达最高点时摩天轮旋转半周,大约需要10min ,结合摩天轮最高点距离地面高度为120m ,可得10t =时,120H =,再利用排除法可得答案. 【详解】因为游客在座舱转到距离地面最近的位置进舱,转一周大约需要20min , 所以游客进仓后第一次到达最高点时摩天轮旋转半周,大约需要10min , 又因为摩天轮最高点距离地面高度为120m , 所以10t =时,120H =,对于A ,10t =时,55cos 106555cos 65651022H πππ⎛⎫=⨯-+=+= ⎪⎝⎭,不合题意;对于B ,10t =时,55sin 106555sin 651201022H πππ⎛⎫=⨯-+=+= ⎪⎝⎭,符合题意;对于C ,10t =时,355cos 106555cos65651022H πππ⎛⎫=⨯++=+= ⎪⎝⎭,不合题意; 对于D ,10t =时,355sin 106555sin65101022H πππ⎛⎫=⨯++=+= ⎪⎝⎭,不合题意; 故选:B. 【点睛】方法点睛:特殊法是“小题小做”的重要策略,排除法解答选择题是高中数学一种常见的解题思路和方法,这种方法即可以提高做题速度和效率,又能提高准确性,这种方法主要适合下列题型: (1)求值问题(可将选项逐个验证);(2)求范围问题(可在选项中取特殊值,逐一排除);(3)图象问题(可以用函数性质及特殊点排除);(4)解方程、求解析式、求通项、求前n 项和公式问题等等.二、填空题13.【分析】设等腰三角形底角为阴影面积为根据正弦函数的图象与性质即可得到结果【详解】设等腰三角形底角为则等腰三角形底边长为高为阴影面积为:当时阴影面积的最大值为故答案为【点睛】本题考查平面图形的面积问题解析:2+【分析】设等腰三角形底角为θ,阴影面积为2sin2θ2cos2θ2++,根据正弦函数的图象与性质即可得到结果. 【详解】设等腰三角形底角为θ,则等腰三角形底边长为2cos θ,高为sin θ, 阴影面积为:()21422cos θ2sin2θ2cos2θ22cos sin θθ⨯⨯⨯+=++224πθ⎛⎫=++ ⎪⎝⎭,当8πθ=时,阴影面积的最大值为2+故答案为2+ 【点睛】本题考查平面图形的面积问题,考查三角函数的图象与性质,解题关键用等腰三角形底角为θ表示等腰三角形的底边与高.14.【解析】当时由得所以减区间为解析:5,122ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦【解析】当[0,]2x π∈时,ππ2π2[,]333x -∈-,由22233x πππ≤-≤,得5122x ππ≤≤,所以减区间为5[,]122ππ. 15.【分析】根据函数f (x )的图象与性质求出Tω和φ的值写出f (x )的解析式再求出的值即可【详解】函数f (x )=2sin (ωx+φ)图象相邻两条对称轴间的距离为∴从而得ω=又f(x)=2sin(2x+φ【分析】根据函数f (x )的图象与性质求出T 、ω和φ的值,写出f (x )的解析式,再求出4f π⎛⎫ ⎪⎝⎭的值即可. 【详解】函数f (x )=2sin (ωx +φ)图象相邻两条对称轴间的距离为2π,∴22T π=,从而得ω=222T πππ==, 又f (x )=2sin (2x +φ)的图象经过点,26π⎛⎫ ⎪⎝⎭,∴2sin 26πϕ⎛⎫⨯+ ⎪⎝⎭=2,即3π+φ=2π+2k π,k ∈Z ,又因为0<φ<π,所以φ=6π,故f (x )=2sin 26x π⎛⎫+ ⎪⎝⎭,∴2sin 2446f πππ⎛⎫⎛⎫=⨯+=⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭【点睛】本题考查了正弦型函数的图象与性质的应用问题,属于中档题.16.【分析】根据三角函数的性质可知在取得最大值或最小值建立方程即可求解【详解】其中是辅助角是的一条对称轴整理得解得故答案为:【点睛】本题考查三角函数性质得应用利用在对称轴的函数值是最大或最小是解题的关键【分析】根据三角函数的性质可知()f x 在3x π=取得最大值或最小值,建立方程即可求解.【详解】()()sin cos f x a x x x ϕ=+=+,其中ϕ是辅助角, 3x π=是()f x 的一条对称轴,231()1322f a a ,整理得230a -+=,解得a =【点睛】本题考查三角函数性质得应用,利用在对称轴的函数值是最大或最小是解题的关键,属于中档题.17.③⑤【分析】①利用三角函数的奇偶性判断真假;②解三角方程来判断真假;③利用代入法判断真假;④利用单调性的知识判断真假;⑤根据的有关概念判断真假【详解】①依题意令则所以①错误②由得当即时但所以②错误③解析:③⑤【分析】①利用三角函数的奇偶性判断真假;②解三角方程来判断真假;③利用代入法判断真假;④利用单调性的知识判断真假;⑤根据()sin y A ωx φ=+的有关概念判断真假. 【详解】 ①,依题意4474sin 24sin 24sin 233333y f x x x x πππππ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+=+-=+=+ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦,令()4sin 23g x x π⎛⎫+ ⎝=⎪⎭,则()4sin 24sin 233g x x x ππ⎛⎫⎛⎫-=-+≠+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以①错误.②,由()4sin 223f x x π⎛⎫=-= ⎪⎝⎭得1sin 232x π⎛⎫-= ⎪⎝⎭.当5236x ππ-=,即712x π=时,1sin 232x π⎛⎫-= ⎪⎝⎭,但7,124x x x k k Z πππ⎧⎫=∉=+∈⎨⎬⎩⎭,所以②错误.③,()24sin 4sin 0333f ππππ⎛⎫⎛⎫-=--=-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以()y f x =的图象关于点,03π⎛-⎫⎪⎝⎭对称,即③正确. ④,由于5104sin 4sin 30333f ππππ⎛⎫⎛⎫=-==⎪⎪⎝⎭⎝⎭,()24sin 44sin 4332f ππππ⎛⎛⎫⎛⎫=-=-=⨯-=- ⎪ ⎪ ⎝⎭⎝⎭⎝⎭所以11,212ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦不是()f x 的增区间,所以④错误. ⑤,()y f x =的振幅为4,周期22T ππ==,频率为11T π=,初相为3π-,所以⑤正确. 故答案为:③⑤ 【点睛】本小题主要考查三角函数的奇偶性、对称性、单调性、和三角函数的概念,属于中档题.18.3【分析】求出的解析式再利用函数为偶函数则从而得到的表达式进而得到其最小值【详解】由题意得因为是偶函数所以解得因为所以的最小值为3故答案为:【点睛】本题考查三角函数的平移变换及偶函数的性质考查函数与解析:3 【分析】求出()y g x =的解析式,再利用函数为偶函数,则(0)1g =±从而得到ω的表达式,进而得到其最小值. 【详解】由题意得()sin 6g x x πω⎡⎤⎛⎫=-⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦, 因为()y g x =是偶函数,所以(0)sin 16g πω⎛⎫=-=± ⎪⎝⎭,∴()62k k Z ππωπ-=+∈,解得63()k k Z ω=--∈.因为0>ω,所以ω的最小值为3.故答案为:3. 【点睛】本题考查三角函数的平移变换及偶函数的性质,考查函数与方程思想、转化与化归思想,考查逻辑推理能力、运算求解能力.19.【分析】根据题意分析可得有即函数是周期为6的周期函数进而可得结合函数的奇偶性分析可得答案【详解】根据题意函数满足则有则函数是周期为6的周期函数则又由为偶函数则故;故答案为:【点睛】本题主要考查函数的 解析:2019-【分析】根据题意,分析可得有()()()63f x f x f x +=-+=,即函数()f x 是周期为6的周期函数,进而可得()()()2020202222f f f =-=-,结合函数的奇偶性分析可得答案. 【详解】根据题意,函数()f x 满足()()3f x f x +=-, 则有()()()63f x f x f x +=-+=, 则函数()f x 是周期为6的周期函数, 则()()()2020202222f f f =-=-,又由()f x 为偶函数,则()()()2212019f f f -==--=-, 故()20202019f =-; 故答案为:2019-. 【点睛】本题主要考查函数的奇偶性与周期性的应用,注意分析函数的周期性,属于中档题.20.3【分析】由已知可得是函数的一个周期所以再由可求得可得答案【详解】由已知可得则有则是函数的一个周期所以又所以所以故答案为:3【点睛】本题考查了函数的周期性及其应用准确理解周期性的定义是解题的关键属于解析:3 【分析】由已知可得,3是函数()f x 的一个周期,所以(2020)(1)f f =,再由(2)3f -=, 可求得()13f =,可得答案. 【详解】由已知可得,3()2f x f x ⎛⎫+=- ⎪⎝⎭,则有333(3)++()222f x f x f x f x ⎛⎫⎛⎫+==-+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,则3是函数()f x 的一个周期, 所以(2020)(67331)(1)f f f =⨯+=, 又(2)3f -=,所以()()123f f =-=, 所以(2020)3f =, 故答案为:3. 【点睛】本题考查了函数的周期性及其应用,准确理解周期性的定义是解题的关键,属于中档题.三、解答题21.条件选择见解析;(1)()2sin 23f x x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭;(2)12x π=-时,函数f (x )取得最小值,最小值为2-. 【分析】(1)由相邻中心距离得周期,从而可得ω,选择①,写出平移后解析式,由对称性得新函数为偶函数,结合诱导公式求得ϕ, 选择②,求出6y f x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,由函数为奇函数,结合诱导公式求得ϕ, 选择③,求出()6y f x π=-,代入712x π=,结合正弦函数最大值可得ω, 从而得函数解析式; (2)()2sin 23f x x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭由,求得23x π-的范围,然后由正弦函数性质得最小值.【详解】(1)因为函数f (x )=2sin(ωx +φ)的图象相邻的对称中心之间的距离为2π, 所以周期22T π=,即T =π,所以22T πω==.若选择①,因为函数f (x )图象向右平移12π个单位所得图象关于y 轴对称,所以()2sin 22sin 2126g x x x ππϕϕ⎡⎤⎛⎫⎛⎫=-+=-+ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦的图象关于y 轴对称,所以62k ππϕπ-=+,k Z ∈,因为||2ϕπ<,所以3πϕ=-.所以函数y =f (x )的解析式为()2sin 23f x x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭.若选择②,因为2sin 22sin 2663y f x x x πππϕϕ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+=++=++ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦是奇函数,所以3k πϕπ+=,k Z ∈,因为||2ϕπ<,所以3πϕ=-.所以函数y =f (x )的解析式为()2sin 23f x x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭.若选择③,2sin 22sin 2663y f x x x πππϕϕ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-=⨯-+=-+ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦,由题设,当712x π=时,函数6y f x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭取得最大值,所以当722()1232k k Z πππϕπ⨯-+=+∈,即2()3k k Z πϕπ=-∈, 因为||2ϕπ<,所以3πϕ=-.所以函数y =f (x )的解析式为()2sin 23f x x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭. (2)因为()2sin 23f x x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭,,22x ππ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦,所以422,333x πππ⎡⎤-∈-⎢⎥⎣⎦,所以当232x ππ-=-,即12x π=-时,函数f (x )取得最小值,最小值为2-.【点睛】关键点点睛:本题考查由三角函数的图象与性质求解析式,解题关键是掌握正弦函数的图象与性质,解题时注意“五点法”和整体思想的应用.对于奇偶性问题注意诱导公式的应用,由此计算比较方便.22.(1)3S π⎛⎫= ⎪⎝⎭;(2)1sin 3θ=. 【分析】(1)作出图形,可知公共部分区域为直角三角形,计算出两直角边的长,由此可求得该直角三角形的面积; (2)分6πθ=、06πθ<<、62ππθ<<三种情况讨论,求出()S θ的表达式,结合()8S θ=可求得sin θ的值. 【详解】(1)当3πθ=时,A '点在矩形OABC 外部,公共部分形状为三角形,设A O BC D '⋂=,则6COD π∠=,3tan63CD CO π==, 则1133132236S CD CO π⎛⎫=⨯⨯=⨯⨯=⎪⎝⎭;(2)①当6πθ=时,点A '在线段BC 上,此时,223A C A O OC ''=-=,113136222S OC A C π⎛⎫'=⨯=⨯⨯=⎪⎝⎭; ②当06πθ<<时,公共部分为四边形,A '点在矩形OABC 内部,过点A '作线段AB 的平行线,分别交线段AO 、BC 于点E 、F ,设A B BC G ''⋂=,则有如下长度:2cos OE θ=,22cos AE θ=-,2sin A E θ'=,12sin A F θ'=-,()12sin tan FG θθ=-,则()OEA A FG OABC AEFB S S S S S θ''=---△△矩形矩形, 即()()()()111222cos 2cos 2sin 12sin 12sin tan 22S θθθθθθθ=⨯---⨯⨯-⨯--()2sin 12sin 45sin 2cos 2sin cos 2cos 2cos θθθθθθθθ--=--=,由题知45sin 2cos 8θθ-=,两边同时平方得221640sin 25sin 494cos 32θθθ-+=, 由22cos 1sin θθ=-,整理得2249sin 320sin 790θθ-+=,即()()3sin 183sin 790θθ--=,因为06πθ<<,所以1sin 2θ<,故1sin 3θ=;③当62ππθ<<时,公共部分为三角形,且()116228S S πθ⎛⎫<=⨯=< ⎪⎝⎭,不合题意; 综上所述,1sin 3θ=. 【点睛】关键点点睛:解决本题第二问的关键就是找出θ的临界情况,然后对θ的取值进行分类讨论,确定公共区域的形状,计算求出()S θ的表达式,结合已知条件求解sin θ的值. 23.(1)()22sin 23f x x π⎛⎫=+⎪⎝⎭;(2)递增区间为7,,1212ππππ⎡⎤-+-+∈⎢⎥⎣⎦k k k Z ,x 的集合为5,12x x k k Z ππ⎧⎫=+∈⎨⎬⎩⎭【分析】(1)先求出2A =,根据图形得出周期,可求出2ω=,再代入,06π⎛⎫⎪⎝⎭可求出ϕ;(2)令2222,232k x k k Z πππππ-+≤+≤+∈可求出增区间,当2322,32x k k Z πππ+=+∈时可得最小值. 【详解】(1)由图可知,2A =, 46124T πππ⎛⎫=--= ⎪⎝⎭,即T π=,22πωπ∴==, 则()()2sin 2f x x ϕ=+,2sin 2066f ππϕ⎛⎫⎛⎫=⨯+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,即,3k k Z πϕπ+=∈,则,3k k Z πϕπ=-∈,0πϕ<<,23πϕ∴=,()22sin 23f x x π⎛⎫∴=+⎪⎝⎭; (2)令2222,232k x k k Z πππππ-+≤+≤+∈,解得27,121ππππ-+≤≤-+∈k x k k Z , 故()f x 的单调递增区间为7,,1212ππππ⎡⎤-+-+∈⎢⎥⎣⎦k k k Z ,当2322,32x k k Z πππ+=+∈,即25,1ππ=+∈x k k Z 时,()f x 取得最小值为2-, 此时x 的集合为5,12x x k k Z ππ⎧⎫=+∈⎨⎬⎩⎭. 【点睛】方法点睛:根据三角函数()()sin f x A x =+ωϕ部分图象求解析式的方法: (1)根据图象的最值可求出A ; (2)求出函数的周期,利用2T πω=求出ω;(3)取点代入函数可求得ϕ.24.(1)答案见解析;(2)答案见解析. 【分析】(1)选①,用诱导公式化简得1cos 2θ=,然后可得θ;选②,利用平方关系化sin θ为cos θ,解出cos θ值,取1cos 2θ=,再得θ;选③,由诱导公式化简得1cos 2θ=±,取1cos 2θ=,得θ; (2)结合正切函数的性质求定义域、周期和单调区间. 【详解】解:(1)若选①,因为cos(2)sin(3)cos (sin )sin cos cos (tan )tan sin tan()2πθπθθθθθπθθθθπθ-+⋅-===⋅-⎛⎫+- ⎪⎝⎭, 所以1cos 2θ=,又θ为锐角,所以3πθ= .若选②,由22sin cos 10θθ--=,得()221coscos 10θθ---=,即22cos cos 10θθ+-=,即(2cos 1)(cos 1)0θθ-+=, 解得1cos 2θ=,或cos 1θ=-;因为θ为锐角,所以1cos ,23πθθ==.若选③,因为cos()sin cos sin()22θπππθθπθ-⎛⎫⎛⎫⋅-+ ⎪ ⎪+⎝⎭⎝⎭2cos (cos )(sin )cos sin θθθθθ-=⋅-⋅-=-,所以21cos 4θ=,解得1cos 2θ=±,又θ为锐角,所以1cos ,23πθθ==. (2)由(1)知,3πθ=,则函数解析式为tan 23y x π⎛⎫=+⎪⎝⎭. 由232x k πππ+≠+,得212k x ππ≠+. 所以函数的定义域为,212k x x k ππ⎧⎫≠+∈⎨⎬⎩⎭Z . 函数的周期2T π=.由2232k x k πππππ-<+<+,得5212212k k x ππππ-<<+. 所以函数的单调递增区间为5,()212212k k k ππππ⎛⎫-+∈ ⎪⎝⎭Z , 函数无单调递减区间. 【点睛】关键点点睛:本题考查诱导公式,考查正切函数的图象与性质.在函数tan()y A x ωϕ=+中,0A >,0>ω,则直线利用正切函数tan y x =的性质求解,把x ωϕ+作出tan y x =中的x 去求定义域,单调区间,对称轴与对称中心等等.25.(1)2()1xf x x =+;(2)(0,)+∞. 【分析】(1)由已知条件建立不等式组,解之可得函数的解析式;(2)先由函数的单调性证明函数()f x 在(1,)+∞上单调递减,再由函数的单调性和奇偶性求解不等式可得22sin 12sin t θθ++>-,运用二次函数的最值可得范围. 【详解】(1)因为函数2()1ax bf x x +=+是定义在R 上的奇函数,且1225f ⎛⎫= ⎪⎝⎭,所以()001225f f ⎧=⎪⎨⎛⎫= ⎪⎪⎝⎭⎩,即2201+01+22511+2ba b ⎧=⎪⎪⎪⎨=⎪⎪⎛⎫ ⎪⎪⎝⎭⎩,解得01b a =⎧⎨=⎩,所以2()1x f x x =+, (2)设12x x <,由(1)得()()()()()12121212222212121()1111x x x x x x f x f x x x x x ---=-=++++, 所以当121x x <<时,221212120101>01>0x x x x x x -<-<++,,,,所以()12()>0f x f x -,所以()f x 在(1,)+∞上单调递减,又()2(sin 2)2sin10f f t θθ-+++<等价于()22sin 1(2sin )f t f θθ++<-,22sin 11t θ++>,2sin 1θ-≥,22sin 12sin t θθ∴++>-,即2212sin sin +12sin +9+84t θθθ⎛⎫>--=- ⎪⎝⎭,又1sin 1θ-≤≤,()2min2sin sin 12t θθ∴>--+=-,(0,)t ∴∈+∞.【点睛】方法点睛:不等式恒成立问题常见方法:① 分离参数()a f x ≥恒成立(()max a f x ≥即可)或()a f x ≤恒成立(()min a f x ≤即可);② 数形结合(()y f x = 图象在()y g x = 上方即可); ③ 讨论最值()min 0f x ≥或()max 0f x ≤恒成立.26.(1)1()2sin()26f x x π=+(2)42[4,4],33k k k Z ππππ-+∈(3)[3,2]- 【分析】(1)由函数的最值求出A ,由周期求出ω,由五点法作图求出φ的值,可得函数的解析式; (2)令122,2262k x k k z πππππ-≤+≤+∈,求得x 的范围,可得函数的增区间; (3)由x [,],利用正弦函数的值域求得()f x 的值域.【详解】(1)由函数的图象可得A =2,12T =12•2πω=83322πππ-=,求得12ω=. 再根据五点法作图可得12232ππϕ⨯+=,且||2ϕπ<,∴6π=ϕ, 故1()2sin()26f x x π=+.(2)令122,2262k x k k z πππππ-≤+≤+∈, 解得4244,33k x k k Z ππππ-≤≤+∈, 故函数的增区间为42[4,4],33k k k Z ππππ-+∈. (3)若x [,],则12,2633x πππ⎡⎤+∈-⎢⎥⎣⎦, ∴ 13sin()[262x π+∈-, 故1()2sin()[3,2]26f x x π=+∈-.【点睛】关键点点睛:根据三角函数图象求函数解析式,一般能直接看出振幅,再根据图象所给点求出周期,得到ω,最后利用五点法作图求出ϕ,根据函数解析式可求增区间、值域,属于中档题.。
三角函数的应用课后知能检测 苏教版必修
4
一、填空题
1.某人的血压满足函数式f (t )=24sin 160πt +110,其中f (t )为血压,t 为时间,则此人每分钟心跳的次数为________.
【解析】 由T =2πω=2π160π=180,又f =1T =1180
=80,故每分钟心跳次数为80. 【答案】 80
2.已知简谐运动f (x )=2sin(π3x +φ)(|φ|<π2
)的图象经过点(0,1),则该简谐运动的最小正周期T 和初相φ分别为________,________.
【解析】 T =2πω=2ππ3
=6,代入(0,1)点得sin φ=12
. ∵-π2<φ<π2,∴φ=π6
. 【答案】 6 π6
3.(2013·巢湖高一检测)商场人流量被定义为每分钟通过入口的人数,元旦当天某商场的人流量满足函数F (t )=50+4sin t 2
(t ≥0),则人流量增加的时间段是________. ①[0,5];②[5,10];③[10,15];④[15,20].
【解析】 由2k π-π2≤t 2≤2k π+π2
,k ∈Z ,知函数F (t )的增区间为[4k π-π,4k π+π],k ∈Z.当k =1时,t ∈[3π,5π],而[10,15]⊆[3π,5π],故填③.
【答案】 ③
图1-3-20
4.如图1-3-20是游乐场中的摩天轮上的某个座舱在旋转过程中离地面高度情况的一部分,则下列判断中正确的有________.(填序号)
①该座舱的运动周期是π;
②该座舱的振幅是2;
③该座舱在π10
s 时达到最高点; ④该座舱在7π20
s 时离地面最近. 【解析】 T 4=7π20-π10=π4
,∴T =π,①正确;该座舱的振幅是1,②错误;该座舱在π10
s 时没有到达最高点,③错误;显然④正确. 【答案】 ①④
5.如图1-3-21表示相对于平均海平面的某海湾的水面高度h (米)在某天0~24时的变化情况,则水面高度h 关于时间t 的函数关系式为________.
图1-3-21
【解析】 设h =A sin(ωt +φ)(A >0,ω>0),由图象知A =6,T =12=2πω
,则ω=2π12=π6.点(6,0)为“五点法”作图中的第一点,故π6
×6+φ=0, 得φ=-π,
∴h =6sin(π6t -π)=-6sin π6
t (0≤t ≤24). 【答案】 h =-6sin π6
t (0≤t ≤24) 6.有一种波,其波形为函数y =sin π2
x 的图象,若在区间[0,t ](t >0)上至少有2个波峰(图象的最高点),则正整数t 的最小值是________.
【解析】 ∵y =sin π2x 的图象在[0,t ]上至少有2个波峰,函数y =sin π2
x 的周期T =4,
∴t ≥54
T =5. 【答案】 5
图1-3-22
7.已知函数f (x )=A cos(ωx +φ)(A >0,ω>0,0<φ<π)为奇函数,该函数的部分图象如图1-3-22所示,△EFG 是边长为2的等边三角形,则f (1)的值为________.
【解析】 观察图象结合题意,A =3,周期为4,得ω=π2
,由奇函数过原点得,cos φ=0,又0<φ<π,得φ=π2,所以f (x )=3cos(π2x +π2
), 故f (1)=3cos(π2+π2
)=3cos π=- 3. 【答案】 - 3
图1-3-23
8.如图1-3-23,为了研究钟表与三角函数的关系,建立如图所示的坐标系,设秒针尖位置P (x ,y ).若初始位置为P 0(32,12
),当秒针从P 0(注:此时t =0)正常开始走时,那么点P 的纵坐标y 与时间t 的函数关系为________.
【解析】 不妨设所求解析式为y =A sin(ωx +φ)(A >0).
由于半径为r = 32 2+ 12
2=1,所以振幅A =1,其周期为T =60秒,又是顺时针方向旋转,所以ω=-
2πT =-π30, 再由sin(0+φ)=
32
, 得φ=π6, 所以y =sin(-π30t +π6
). 【答案】 y =sin(-π30t +π6
) 二、解答题
9.交流电的电压E (单位:伏)与时间t (单位:秒)的关系可用E =2203sin(100πt +π6
)来表示,求:
(1)开始时的电压;
(2)电压值重复出现一次的时间间隔;
(3)电压的最大值和第一次获得这个最大值的时间.
【解】 (1)当t =0时,E =1103(伏),即开始时的电压为1103伏.
(2)T =2π100π=150
(秒),即时间间隔为0.02秒. (3)电压的最大值为2203伏.
当100πt +π6=π2,即t =1300
秒时第一次取得这个最大值. 10.据市场调查,某种商品一年内每件出厂价在7千元的基础上,按月呈f (x )=A sin(ωx
+φ)+B (A >0,ω>0,|φ|<π2
)的模型波动(x 为月份),已知3月份达到最高价9千元.9月份价格最低为5千元,根据以上条件求f (x )的解析式.
【解】 作出函数简图如图:
由题意知:A =2 000,B =7 000,T =2×(9-3)=12,∴ω=
2πT =π6
,将(3,9 000)看成函数图象的第二个特殊点,则有π6×3+φ=π2
,∴φ=0, 故f (x )=2 000sin π6
x +7 000(1≤x ≤12),x ∈N +. 11.某商品一年内出厂价格在6元的基础上按月份随正弦曲线波动,已知3月份达到最高价格8元,7月份价格最低为4元,该商品在商店内的销售价格在8元基础上按月份随正弦曲线波动,5月份销售价格最高为10元,9月份销售价最低为6元,假设商店每月购进这种商品m 件,且当月销完,你估计哪个月份盈利最大?
【解】 设出厂价波动函数为y 1=6+A sin(ω1x +φ1).
易知A =2,T 1=8,ω1=π4,3π4+φ1=π2⇒φ1=-π4
, ∴y 1=6+2sin(π4x -π4
). 设销售价波动函数为y 2=8+B sin(ω2x +φ2).
易知B =2,T 2=8,ω2=π4,5π4+φ2=π2⇒φ2=-3π4
, ∴y 2=8+2sin(π4x -3π4).
每件盈利y =y 2-y 1=[8+2sin(π4x -3π4)]-[6+2sin(π4x -π4)]=2-22sin π4
x , 当sin π4x =-1⇒π4x =2k π-π2
(k ∈Z)⇒x =8k -2时y 取最大值. 当k =1,即x =6时,y 最大.∴估计6月份盈利最大.。