高三数学正切函数的图像和性质
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三角函数的图象与性质一、 考情分析1.能画出三角函数y =sin x ,y =cos x ,y =tan x 的图象,了解三角函数的周期性、单调性、奇偶性、最大(小)值;2.借助图象理解正弦函数、余弦函数在[0,2π]上,正切函数在⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,π2上的性质.二、 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 )函数y =sin xy =cos xy =tan x图象定义域 R R {x |x ∈R ,且 x ≠k π+π2}值域 [-1,1] [-1,1] R 周期性 2π 2π π 奇偶性 奇函数 偶函数 奇函数 递增区间 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π-π2,2k π+π2 [2k π-π,2k π] ⎝ ⎛⎭⎪⎫k π-π2,k π+π2 递减区间 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π+π2,2k π+3π2 [2k π,2k π+π] 无 对称中心 (k π,0) ⎝ ⎛⎭⎪⎫k π+π2,0 ⎝ ⎛⎭⎪⎫k π2,0 对称轴方程x =k π+π2x =k π无[微点提醒] 1.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.2.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.三、 经典例题考点一 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 ≠π6B.⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x ≠-π12C.⎩⎨⎧⎭⎬⎫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cosx ≥-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 <56π+2k π(k ∈Z ).所以不等式组的解集为⎝ ⎛⎭⎪⎫-116π,-76π∪⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,56π∪⎝ ⎛⎦⎥⎤13π6,8.规律方法 1.三角函数定义域的求法(1)以正切函数为例,应用正切函数y =tan x 的定义域求函数y =A tan(ωx +φ)的定义域转化为求解简单的三角不等式.(2)求复杂函数的定义域转化为求解简单的三角不等式. 2.简单三角不等式的解法(1)利用三角函数线求解. (2)利用三角函数的图象求解. 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)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-t 22,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.规律方法 求解三角函数的值域(最值)常见三种类型:(1)形如y =a sin x +b cos x +c 的三角函数化为y =A sin(ωx +φ)+c 的形式,再求值域(最值); (2)形如y =a sin 2x +b sin x +c 的三角函数,可先设sin x =t ,化为关于t 的二次函数求值域(最值); (3)形如y =a sin x cos x +b (sin x ±cos x )+c 的三角函数,可先设t =sin x ±cos x ,化为关于t 的二次函数求值域(最值).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 .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. 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.规律方法 1.已知三角函数解析式求单调区间:(1)求函数的单调区间应遵循简单化原则,将解析式先化简,并注意复合函数单调性规律“同增异减”;(2)求形如y =A sin(ωx +φ)或y =A cos(ωx +φ)(其中ω>0)的单调区间时,要视“ωx +φ”为一个整体,通过解不等式求解.但如果ω<0,那么一定先借助诱导公式将ω化为正数,防止把单调性弄错.2.对于已知函数的单调区间的某一部分确定参数ω的范围的问题,首先,明确已知的单调区间应为函数的单调区间的子集,其次,要确定已知函数的单调区间,从而利用它们之间的关系可求解,另外,若是选择题利用特值验证排除法求解更为简捷. 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)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)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.-π6B.π6C.-π3D.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.规律方法 1.若f (x )=A sin(ωx +φ)(A ,ω≠0),则 (1)f (x )为偶函数的充要条件是φ=π2+k π(k ∈Z ); (2)f (x )为奇函数的充要条件是φ=k π(k ∈Z ).2.函数y =A sin(ωx +φ)与y =A cos(ωx +φ)的最小正周期T =2π|ω|,y =A tan(ωx +φ)的最小正周期T=π|ω|.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 (2)已知函数f (x )=sin(ωx +φ)⎝ ⎛⎭⎪⎫ω>0,|φ|≤π2,x =-π4为f (x )的零点,x =π4为y =f (x )图象的对称轴,且f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫π18,5π36上单调,则ω的最大值为( )A.11B.9C.7D.5【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.(2)因为x =-π4为f (x )的零点,x =π4为f (x )的图象的对称轴,所以π4-⎝ ⎛⎭⎪⎫-π4=T 4+kT 2,即π2=2k +14T=2k +14·2πω(k ∈Z ),所以ω=2k +1(k ∈Z ).又因为f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫π18,5π36上单调,所以5π36-π18=π12≤T 2=2π2ω,即ω≤12,ω=11验证不成立(此时求得f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫11x -π4在⎝ ⎛⎭⎪⎫π18,3π44上单调递增,在⎝ ⎛⎭⎪⎫3π44,5π36上单调递减),ω=9满足条件,由此得ω的最大值为9.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. [方法技巧]1.讨论三角函数性质,应先把函数式化成y =A sin(ωx +φ)(ω>0)的形式.2.对于函数的性质(定义域、值域、单调性、对称性、最值等)可以通过换元的方法令t =ωx +φ,将其转化为研究y =sin t (或y =cos t )的性质.3.数形结合是本节的重要数学思想.4.闭区间上最值或值域问题,首先要在定义域基础上分析单调性;含参数的最值问题,要讨论参数对最值的影响.5.要注意求函数y =A sin(ωx +φ)的单调区间时A 和ω的符号,尽量化成ω>0时情况,避免出现增减区间的混淆.6.求三角函数的单调区间时,当单调区间有无穷多个时,别忘了注明k ∈Z .四、 课时作业1.(2021·宝鸡中学高一期中)函数π()tan 23f x x ⎛⎫=-⎪⎝⎭的单调递增区间为( ) A .πππ2π,()2623k k k ⎡⎤++∈⎢⎥⎣⎦ZB .πππ5π,()212212k k k ⎡⎤-+∈⎢⎥⎣⎦Z C .π5ππ,π()1212k k k ⎛⎫-+∈ ⎪⎝⎭Z D .π2ππ,π()63k k k ⎛⎫++∈ ⎪⎝⎭Z 【答案】C 【解析】()π2232k x k k Z ππππ-<-<+∈得:5212212k k x ππππ-<<+,所以函数π()tan 23f x x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭的单调递增区间为π5ππ,π()1212k k k ⎛⎫-+∈ ⎪⎝⎭Z . 2.(2021·陕西省西安中学高一期中)设函数12sin y x =-,则函数的最大值及取到最大值时的x 取值集合分别为( ) A .3,|2,2x x k k Z ππ⎧⎫=+∈⎨⎬⎩⎭B .1,3|2,2x x k k Z ππ⎧⎫=+∈⎨⎬⎩⎭C .3,3|2,2x x k k Z ππ⎧⎫=+∈⎨⎬⎩⎭D .1,|2,2x x k k Z ππ⎧⎫=+∈⎨⎬⎩⎭【答案】C【解析】由于22sin 2,22sin 2,112sin 3x x x -≤≤-≤-≤-≤-≤, 所以当32,2x k k Z ππ=+∈时,函数12sin y x =-有最大值为3. 3.(2021·吉林省高三其他(文))下列函数中,是奇函数且在其定义域上是增函数的是( ) A .1y x=B .y tanx =C .x x y e e -=-D .2,02,0x x y x x +≥⎧=⎨-<⎩【答案】C【解析】对于A 选项,反比例函数1y x=,它有两个减区间, 对于B 选项,由正切函数y tanx =的图像可知不符合题意; 对于C 选项,令()x x f x e e -=-知()x x f x e e --=-, 所以()()0f x f x +-=所以()x x f x e e -=-为奇函数, 又x y e =在定义内单调递增,所以x y e -=-单调递增, 所以函数x x y e e -=-在定义域内单调递增;对于D ,令2,0()2,0x x g x x x +≥⎧=⎨-<⎩,则2,0()2,0x x g x x x -+≤⎧-=⎨-->⎩,所以()()0g x g x +-≠,所以函数2,02,0x x y x x +≥⎧=⎨-<⎩不是奇函数.4.(2021·武功县普集高级中学高一月考)函数y =)A .()2,266k k k Z ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦π-π+∈ B .()22,333k k k Z ππππ⎡⎤++∈⎢⎥⎣⎦C .()2,233k k k Z 2π2⎡⎤⎢⎥⎣⎦ππ-π+∈ D .()2,233k k k Z ππππ⎡⎤-+∈⎢⎥⎣⎦【答案】C【解析】由2cos 10x +≥得:2222,33k x k k πππ-≤≤π+∈Z . 所以函数2cos 1y x =+的定义域是()2,233k k k Z 2π2⎡⎤⎢⎥⎣⎦ππ-π+∈.5.(2021·武功县普集高级中学高一月考)函数sin y x x =的部分图像是( )A .B .C .D .【答案】A【解析】:因为sin y x x =,所以()f x 为偶函数,其图象关于y 轴对称,故可以排除B ,D.又因为函数()f x 在()0,π上函数值为正,故排除C.6.(2019·呼玛县高级中学高一月考)若函数()sin()(0,0,)2πωϕωϕ=+>><f x A x A 的部分图像如图所示,则函数()f x 的解析式为( )A .()sin(2)6f x x π=+ B .()cos(2)6f x x π=+ C .()cos(2)3f x x π=+D .()sin(2)3f x x π=+【答案】D【解析】由函数的部分图像可知1A =,22T π=,故T π=,所以2ππω=即2ω=.由函数图像的对称轴为12x π=,所以22,122k k Z ππϕπ⨯+=+∈, 因2πϕ<,故3πϕ=,所以()sin 23f x x π⎛⎫=+⎪⎝⎭,故选D . 7.(2019·呼玛县高级中学高一月考)设cos 12a π=,41sin6b π=,7cos 4c π=,则( ) A .a c b >> B .c b a >> C .c a b >> D .b c a >>【答案】A 【解析】4155b sinsin 6sin sin cos 66663ππππππ⎛⎫==+=== ⎪⎝⎭,7c cos cos 44ππ== 因为3412πππ>>,且y cos 0,2x π=在(,)是单调递减函数,所以a c b >>,故选A8.(2019·延安市第一中学高三月考(理))已知函数()sin()(0)2f x x πωφωϕ=+><,图象相邻两条对称轴之间的距离为2π,将函数()y f x =的图象向左平移3π个单位后,得到的图象关于y 轴对称,那么函数()y f x =的图象( )A .关于点,012π⎛⎫-⎪⎝⎭对称 B .关于点,012π⎛⎫⎪⎝⎭对称 C .关于直线12x π=-对称D .关于直线12x π=对称 【答案】B【解析】因为相邻两条对称轴的距离为2π,故22T π=,T π=,从而2ω=. 设将()f x 的图像向左平移3π单位后,所得图像对应的解析式为()g x , 则()2sin 23g x x πφ⎛⎫=++⎪⎝⎭,因()g x 的图像关于y 轴对称,故()01g =±, 所以2sin 13πφ⎛⎫+=±⎪⎝⎭,2,32k k Z ππφπ+=+∈,所以,6k k Z πφπ=-∈, 因2πφ<,所以6πφ=-.又()sin 26f x x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭,令2,62x k k Z πππ-=+∈,故对称轴为直线,23k x k Z ππ=+∈,所以C ,D 错误; 令2,6x k k π-=π∈Z ,故,212k x k Z ππ=+∈,所以对称中心为,0,212k k Z ππ⎛⎫+∈⎪⎝⎭,所以A 错误,D 正确.9.(2021·河北省故城县高级中学高一期中)关于函数sin(),2y x π=+在以下说法中正确的是( )A .[,]22ππ-上是增函数 B .[0,]π上是减函数 C .[,0]π-上是减函数 D .[,]-ππ上是减函数【答案】B【解析】sin()cos 2y x x π=+=,它在[0,]π上是减函数.10.(2021·上海高一课时练习)下列命题中正确的是( ) A .cos y x =在第一象限和第四象限内是减函数 B .sin y x =在第一象限和第三象限内是增函数C .cos y x =在,22ππ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上是减函数 D .sin y x =在,22ππ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上是增函数 【答案】D【解析】对于cos y x =,该函数的单调递减区间为:[]2,2,k k k Z πππ+∈,故A 错,C 错. 对于sin y x =,该函数的单调递增区间为:2,2,22k k k Z ππππ⎡⎤-++∈⎢⎥⎣⎦,故B 错,D 对.11.(2021·陕西省西安中学高三其他(理))关于函数()2sin sin 222x x f x x π⎛⎫=+- ⎪⎝⎭有下述四个结论: ①函数()f x 的图象把圆221x y +=的面积两等分 ②()f x 是周期为π的函数③函数()f x 在区间(,)-∞+∞上有3个零点④函数()f x 在区间(,)-∞+∞上单调递减 其中所有正确结论的编号是( ) A .①③④ B .②④C .①④D .①③【答案】C【解析】f (x )=2sin2x sin (2π+2x )﹣x =2sin 2x cos 2x﹣x =sin x ﹣x , 对于①,因为f (﹣x )=sin (﹣x )﹣(﹣x )=﹣sin x +x =﹣f (x ),所以函数f (x )为奇函数,关于原点对称,且过圆心,而圆x 2+y 2=1也是关于原点对称,所以①正确;对于②,因为f (x +π)=sin (x +π)﹣(x +π)=﹣sin x ﹣x ﹣π≠f (x ),所以f (x )的周期不是π,即②错误;对于③,因为()'f x =cos x ﹣1≤0,所以f (x )单调递减,所以f (x )在区间(﹣∞,+∞)上至多有1个零点, 即③错误; 对于④,()'fx =cos x ﹣1≤0,所以f (x )单调递减,即④正确.12.(2021·山西省高三其他(文))已知()()cos 0,2f x x πωϕωϕ⎛⎫=+><⎪⎝⎭的图象关于直线524x π=对称,把()f x 的图象向左平移4π个单位后所得的图象关于点,012π⎛⎫⎪⎝⎭对称,则ω的最小值为( ) A .2 B .3C .4D .6【答案】C【解析】因为()f x 的图象向左平移4π个单位后所得的图象关于点,012π⎛⎫⎪⎝⎭对称, 所以()f x 关于点,03π⎛⎫⎪⎝⎭对称, 又()f x 的图象既关于直线524x π=对称, 设()f x 的最小正周期为T ,则()()2153244k T k N ππ+-=∈, 即()21284k k N ππω+⎛⎫=⋅∈ ⎪⎝⎭,所以()84k k N ω=+∈,取0k =,得4ω=,13.(2021·上海高二课时练习)设直线的斜率(,1][1,)k ∈-∞-⋃+∞,则该直线的倾斜角α满足( ). A .44ππα-B .42ππα<或324ππα< C .04πα或34παπ<D .04πα或34παπ【答案】B【解析】因为tan k α=, 所以当1k ≤-时,324ππα<≤, 当1k时,42ππα≤<,即直线的倾斜角α满足42ππα<或324ππα<, 14.(2021·调兵山市第一高级中学高一月考)方程10sin x x =的根的个数是( ) A .6 B .7C .8D .9【答案】B【解析】分别作函数,10sin y x y x ==图象,如图,由图可得交点个数为7,所以方程10sin x x =的根的个数是715.(2021·福建省高三其他(文))图数()1cos f x x x x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,[)(],00,x ππ∈-的图象可能为( )A .B .C .D .【答案】A【解析】由题知:()()11cos cos ()f x x x x x f x x x ⎛⎫⎛⎫-=---=-+=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 所以()f x 为奇函数,故排除B ,D. 又因为02x π⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,时,()0f x >,故排除C.16.(2021·上海高一期中)函数sin cos y x x =⋅的最小正周期和最大值分别为( ) A .π,1 B .π,12C .2π,1D .2π,12【答案】B【解析】1sin cos =sin 22y x x x =⋅, 函数sin cos y x x =⋅的最小正周期22T ππ==, 1sin 21x -≤≤,∴111sin 2222x -≤≤, ∴函数sin cos y x x =⋅的最大值为12. 17.(2021·山西省高三其他(文))对于函数()()1122f x sinx cosx sinx cosx =+--.有下列说法:①()f x 的值城为[]1,1-;②当且仅当()24x k k Z ππ=+∈时,函数()f x 取得最大值;③函数()f x 的最小正周期是π;④当且仅当()222x k k k Z πππ⎛⎫∈+∈ ⎪⎝⎭,时,()0f x >.其中正确结论的个数是( )A .1B .2C .3D .4【答案】B【解析】因为()()1122cosx sinx cosx f x sinx cosx sinx cosx sinx sinx cosx≥⎧=+--=⎨<⎩,,,作出函数()f x 的图象,如图所示:所以,()f x 的值城为22⎡-⎢⎣⎦,①错误; 函数()f x 的最小正周期是2π,③错误; 当且仅当()24x k k Z ππ=+∈时,函数()f x 取得最大值,②正确;当且仅当()222x k k k Z πππ⎛⎫∈+∈ ⎪⎝⎭,时,()0f x >,④正确. 18.(多选题)(2021·海南省海南中学高三月考)已知函数()()sin f x A x =+ωϕ(0,0A ω>>)在1x =处取得最大值,且最小正周期为2,则下列说法正确的有( ). A .函数()1f x -是奇函数B .函数()1f x +是偶函数C .函数()2f x +在[]0,1上单调递增D .函数()3f x +是周期函数【答案】BCD【解析】因为()()sin f x A x =+ωϕ在1x =处取得最大值, 所以有2()2k k Z πωϕπ+=+∈,又因为()()sin f x A x =+ωϕ的最小正周期为2, 所以有22,0πωωπω=>∴=,因此()()sin sin 2cos 2f x A x A x k A x πωϕπππ⎛⎫=+=+-=- ⎪⎝⎭.选项A :设()()1cos[(1)]cos g x f x A x A x ππ=-=--=, 因为()cos[()]cos ()g x A x A x g x ππ-=-==, 所以()()1g x f x =-是偶函数,故本选项说法不正确; 选项B :设()()1cos[(1)]cos h x f x A x A x ππ=+=-+= 因为()cos[()]cos ()h x A x A x h x ππ-=-==, 所以()()1h x f x =+是偶函数,故本选项说法正确;选项C :设()()2cos[(2)]cos m x f x A x A x ππ=+=-+=-,因为[]0,1x ∈,所以[]0,x ππ∈,又因为0A >,所以函数()()2m x f x =+在[]0,1上单调递增,故本选项说法正确;选项D :设()()3cos[(3)]cos n x f x A x A x ππ=+=-+=, 函数()n x 最小正周期为:22ππ=,所以本选项说法正确.19.(2021·山东省微山县第一中学高一月考)已知函数()cos 6f x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,则( )A .2π为()f x 的一个周期B .()y f x =的图象关于直线43x π=对称 C .()f x 在,2ππ⎛⎫⎪⎝⎭上单调递减 D .()f x π+的一个零点为3π【答案】AD【解析】根据函数()6f x cos x π⎛⎫=+⎪⎝⎭知最小正周期为2π,A 正确.当43x π=时,443cos cos 03362f ππππ⎛⎫⎛⎫=+== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,由余弦函数的对称性知,B 错误;函数()6f x cos x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭在5,26ππ⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递减,在5,6ππ⎛⎫⎪⎝⎭上单调递增,故C 错误; ()76f x cos x ππ⎛⎫+=+⎪⎝⎭,73cos cos 03632f πππππ⎛⎫⎛⎫∴+=+== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,故D 正确.20.(2021·山东省高一期中)将函数()2sin 2f x x x =+12π个单位,再把各点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),得到函数()g x 的图象,则下列说法中正确的是( )A .()f xB .()g x 是奇函数C .()f x 的图象关于点,06π⎛⎫- ⎪⎝⎭对称 D .()g x 在2,63ππ⎛⎫⎪⎝⎭上单调递减 【答案】CD【解析】函数2()sin 2sin 22sin(2)3f x x x x x x π=+=+,把函数图象向左平移12π个单位,得到2sin[2()]2sin(2)2cos 21232y x x x πππ=++=+=, 再把各点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),得到()2cos g x x =. ①故()f x 函数的最大值为2,故选项A 错误. ②函数()2cos g x x =为偶函数,故选项B 错误. ③当6x π=-时,2sin 20663f πππ⎡⎤⎛⎫⎛⎫-=⨯-+= ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦,所以()f x 的图象关于点,06π⎛⎫- ⎪⎝⎭对称,故选项C 正确.④由于()2cos g x x =,在[]2,2k k πππ+,()k Z ∈上单调递减,故函数()g x 在2,63ππ⎛⎫⎪⎝⎭上单调递减.故选项D 正确.21.(2021·上海高一期中)函数()tan 6f x x π=的单调递增区间为________【答案】(63,63)k k -+,k ∈Z 【解析】由622x k k πππππ-+<<+,k Z ∈,解得6363k x k -<<+,k Z ∈,故函数的单调增区间为()63,63k k -+,k Z ∈,22.(2021·河北省故城县高级中学高一期中)已知函数()sin()f x x π=-,()cos()g x x π=+,有以下结论:①函数()()y f x g x =的最小正周期为π; ②函数()()y f x g x =的最大值为2;③将函数()y f x =的图象向右平移2π个单位后得到函数()y g x =的图象; ④将函数()y f x =的图象向左平移2π个单位后得到函数()y g x =的图象.其中正确结论的序号是____________. 【答案】①④【解析】()sin()sin f x x x π=-=-,()cos()cos g x x x π=+=-. 因为1()()(sin )(cos )sin cos sin 22y f x g x x x x x x ==-⋅-=⋅=, 所以1()()sin 22y f x g x x ==的最小正周期为:22ππ=,故结论①正确; 因为1()()sin 22y f x g x x ==的最大值为12,所以结论②不正确;因为函数()y f x =的图象向右平移2π个单位后得到函数的解析式为: ()sin()cos 22y f x x x ππ=-=--=,所以结论③不正确;因为函数()y f x =的图象向左平移2π个单位后得到函数的解析式为: ()sin()cos ()22y f x x x g x ππ=+=-+=-=,所以结论④正确.23.(2021·宝鸡中学高一期中)函数()sin()f x A x B ωϕ=++的一部分图象如图所示,其中0A >,0>ω,π||2ϕ<.(1)求函数()y f x =解析式;(2)求[0,π]x ∈时,函数()y f x =的值域; (3)将函数()y f x =的图象向右平移π4个单位长度,得到函数()y g x =的图象,求函数()y g x =的单调递减区间.【解析】(1)根据函数()sin()f x A x B ωϕ=++的一部分图象,其中0A >,0>ω,π||2ϕ<, ∵40A B A B +=⎧⎨-+=⎩,∴22A B =⎧⎨=⎩;∵12π5ππ44126T ω=⋅=-,∴2ω=, 再根据π46f ⎛⎫= ⎪⎝⎭,可得ππ22π62k ϕ⨯+=+,k ∈Z ,∴π2π6k ϕ=+,k ∈Z ,∵π||2ϕ<,∴π6ϕ=,∴函数()y f x =的解析式为π()2sin 226f x x ⎛⎫=++ ⎪⎝⎭; (2)∵[]0,πx ∈,∴ππ13π2,666x ⎡⎤+∈⎢⎥⎣⎦,∴πsin 2[1,1]6x ⎛⎫+∈- ⎪⎝⎭, ∴函数()y f x =的值域为[]0,4; (3)将函数()y f x =的图象向右平移π4个单位长度, 得到函数πππ()2sin 222sin 22463g x x x ⎡⎤⎛⎫⎛⎫=-++=-+ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦的图象,对于函数π()2sin 223g x x ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭, 令ππ3π2π22π232k x k +≤-≤+,k ∈Z , 求得5π11πππ1212k x k +≤≤+,k ∈Z , 故函数()g x 的单调减区间为5π11ππ,π1212k k ⎡⎤++⎢⎥⎣⎦,k ∈Z .24.(2021·山西省平遥中学校高一月考)已知函数()4sin cos 3f x x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭. (1)求函数()f x 的最小正周期及单调增区间; (2)求函数()f x 在区间,46ππ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上的值域和取得最大值时相应的x 的值.【解析】(1)()4sin cos cos sin sin 33f x x x x ππ⎛⎫=- ⎪⎝⎭22sin cos x x x =-)sin 21cos 2x x =-+sin 2x x =2sin 23x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭.∴22T ππ==. 由222232k x k πππππ-+≤+≤+,k Z ∈得:51212k x k ππππ-+≤≤+,k Z ∈ ∴单调增区间为()5,1212k k k Z ππππ⎡⎤-++∈⎢⎥⎣⎦.(2)∵46x ππ-≤≤,∴22633x πππ-≤+≤. ∴1sin 2123x π⎛⎫-≤+≤ ⎪⎝⎭,即12sin 223x π⎛⎫-≤+≤ ⎪⎝⎭.∴函数()f x 在区间,46ππ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上的值域为[]1,2- 且当232x ππ+=,即12x π=时,()max 2f x =. 25.(2021·武功县普集高级中学高一月考)在已知函数()sin(),f x A x x R ωϕ=+∈(其中0,0,02A πωϕ>><<)的图象与x 轴的交点中,相邻两个交点之间的距离为2π,且图象上一个最低点为2,23M π⎛⎫- ⎪⎝⎭. (1)求()f x 的解析式;(2)当,122x ππ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时,求()f x 的值域. 【解析】(1)依题意,由最低点为2,23M π⎛⎫-⎪⎝⎭,得2A =,又周期T π=,∴2ω=. 由点2,23M π⎛⎫-⎪⎝⎭在图象上,得42sin 23πϕ⎛⎫+=- ⎪⎝⎭, ∴4232k ππϕπ+=-+,k Z ∈,1126k k Z πϕπ∴=-+∈,. ∵0,2πϕ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,∴6πϕ=,∴()2sin 26f x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭. 由222262k x k πππππ-≤+≤+,k Z ∈,得36k x k k Z ππππ-≤≤+∈,.∴函数()f x 的单调增区间是(),36k k k Z ππππ⎡⎤-+∈⎢⎥⎣⎦. (2),122x ππ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,∴72,636x πππ⎡⎤+∈⎢⎥⎣⎦. 当262x ππ+=,即6x π=时,()f x 取得最大值2; 当7266x ππ+=,即2x π=时,()f x 取得最小值1-,故()f x 的值域为[]1,2-.。
三角函数与解三角形专题一:三角函数的图象与性质高考在三角函数图象与性质的考查力度上近几年有所加强,往往将三角恒等变换与三角函数的图象和性质结合考查,先利用三角公式进行化简,然后进一步研究三角函数的性质.其中三角函数的定义域值域、单调性、奇偶性、周期性、对称性以及图象变换是主要考查对象,难度以中档以下为主.主要考查数学抽象、数学运算和逻辑推理素养.在解题过程中,要注意三角恒等变换公式的多样性和灵活性,注意题目中隐含的各种限制条件,选择合理的解决方法,灵活地实现问题的转化.一、必备秘籍【背记重点】1、正弦、余弦、正切函数的图象与性质(下表中k∈Z)2.三角函数的周期性(1)函数sin()y A x ωϕ=+的最小正周期2||T πω=.应特别注意函数|sin()|y A x ωϕ=+的周期为||T πω=,函数|sin()|y A x b ωϕ=++(0b ≠)的最小正周期2||T πω=.(2)函数cos()y A x ωϕ=+的最小正周期2||T πω=.应特别注意函数|cos()|y A x ωϕ=+的周期为||T πω=.函数|cos()|y A x b ωϕ=++(0b ≠)的最小正周期均为2||T πω=.(3)函数tan()y A x ωϕ=+的最小正周期||T πω=.应特别注意函数|tan()|y A x ωϕ=+|的周期为||T πω=,函数|tan()|y A x b ωϕ=++(0b ≠) 的最小正周期均为||T πω=. 3.三角函数的奇偶性(1)函数sin()y A x ωϕ=+是奇函数⇔k ϕπ= (k Z ∈),是偶函数⇔2k πϕπ=+(k Z ∈);(2)函数cos()y A x ωϕ=+是奇函数⇔2k πϕπ=+(k Z ∈),是偶函数⇔k ϕπ=(k Z ∈);(3)函数tan()y A x ωϕ=+是奇函数⇔k ϕπ=(k Z ∈). 4.三角函数的对称性(1)函数sin()y A x ωϕ=+的图象的对称轴由2x k πωϕπ+=+ (k Z ∈)解得,对称中心的横坐标由x k ωϕπ+=(k Z ∈)解得;(2)函数cos()y A x ωϕ=+的图象的对称轴由x k ωϕπ+= (k Z ∈)解得,对称中心的横坐标由2x k πωϕπ+=+(k Z ∈)解得;(3)函数tan()y A x ωϕ=+的图象的对称中心由2k x πωϕ+=k Z ∈)解得.5、辅助角公式:sin cos )a x b x x ϕ±=±,(其中tan ba ϕ=);6、降幂公式:21cos2sin 2xx -=21cos 2cos 2x x +=二、例题讲解(2021·浙江高考真题)1. 设函数()sin cos (R)f x x x x =+∈.(1)求函数22y fx π⎡⎤⎛⎫=+ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦的最小正周期;(2)求函数()4y f x f x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭在0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦上的最大值.(2015·湖北高考真题(理))2. 某同学用“五点法”画函数π()sin()(0,)2f x A x ωϕωϕ=+><在某一个周期内的图象时,列表并填入了部分数据,如下表:(⇔)请将上表数据补充完整,填写在答题卡上相应位置,并直接写出函数()f x 的解析式;(⇔)将()y f x =图象上所有点向左平行移动θ(0)θ>个单位长度,得到()y g x =的图象.若()y g x =图象的一个对称中心为5π(,0)12,求θ的最小值. 考点:“五点法”画函数π()sin()(0,)2f x A x ωϕωϕ=+><在某一个周期内的图象,三角函数的平移变换,三角函数的性质.视频(2021·黑龙江哈尔滨三中高三其他模拟(文))3. 已知函数()4sin cos 2f x x x x =-. (1)求函数()f x 的最小正周期;(2)当,6x ππ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦时,求()f x 的值域.(2020·北京海淀香山中学)4. 已知函数()2sin cos f x x x x =. (Ⅰ)求()f x 的最小正周期;(Ⅱ)若()f x 在区间,3m π⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上的最大值为32,求m 的最小值.(2021·上海杨浦区·复旦附中高一期中)5. 已知函数()sin()(0,0,02)f x A x A ωϕωϕπ=+>><<的部分图像如图所示.(1)求函数()f x 的解析式;(2)若()(),0,64h x f x f x x ππ⎛⎫⎡⎤=⋅-∈ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦,求()h x 的取值范围.(2021·建平县实验中学高一月考)6. 函数()()sin 0,0,2f x A x A πωϕωϕ⎛⎫=+>>< ⎪⎝⎭,已知该函数相邻两条对称轴之间的距离为3π,最大值与最小值之差为4,且对于任意的x ∈R 都有()4f x f π⎛≤⎫ ⎪⎝⎭. (1)求()f x 的解析式;(2)求()f x 在区间2,63ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上的减区间;(3)当0,3x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时,()f x k =恰有两个不等的实根,求k 的取值范围.三、实战练习(2021·广东茂名市·高一期末)7. 设函数()sin 224f x x x m π⎛⎫=-++ ⎪⎝⎭,x ∈R ,m R ∈(1)求函数()f x 的最小正周期及单调增区间; (2)当04x π≤≤时,()f x 的最小值为0,求实数m 的值.(2021·浙江高三开学考试)8. 已知函数()sin f x x x =-. (1)求函数2[()]y f x =的单调递增区间;(2)若函数π()3y f x f x m ⎛⎫=++- ⎪⎝⎭(m ∈R )在[0,π]上有两个零点,求m 的取值范围.(2021·定远县育才学校高一期中(理)) 9. 已知函数211()sin 2sin cos cos sin (0)222f x x x πϕϕϕϕπ⎛⎫=+-+<< ⎪⎝⎭,其图象过点1,62π⎛⎫⎪⎝⎭. (1)求ϕ的值;(2)将函数()y f x =图像上各点的横坐标缩短到原来的12,纵坐标不变,得到函数()y g x =的图像,求函数()g x 在0,4π⎡⎤⎢⎥⎣⎦上的最大值和最小值.(2021·防城港市防城中学高一期中)10. 已知函数()π2sin 6f x a x ωϕ⎛⎫=++ ⎪⎝⎭,x ∈R 其中0a ≠,0>ω,π02ϕ<≤,若()f x的图像相邻两最高点的距离为π2,且有一个对称中心为π,03⎛⎫ ⎪⎝⎭. (1)求ω和ϕ的值;(2)求()f x 的单调递增区间;(3)若1a =,且方程()ππ0,312f x k x ⎛⎫⎡⎤-=∈- ⎪⎢⎥⎣⎦⎝⎭有解,求k 的取值范围.(2020·江苏省姜堰第二中学高一月考)11. 已知函数π()sin()(0,0,||)2f 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)将函数()f x 的图象向左平移3π个单位长度,得到()g x 的图象,求函数()g x 在[0,]2π上的最值并求出相应x 的值. (2021·奉新县第一中学高一月考) 12. 已知函数sin ωφf xA xB (其中A ,ω,ϕ,B 均为常数,0A >,0>ω,2πϕ<)的部分图象如图所示.(1)求函数()f x 的解析式及其递增区间;(2)若先将函数()f x 图象上所有点的横坐标变为原来的12倍(纵坐标不变),再将图象向左平移m (0m >)个单位长度,得到函数()g x 的图象,若()g x 是偶函数,求实数m的最小值. .。
高三函数周期性和对称性知识点在高三数学中,函数的周期性和对称性是一个重要的知识点。
了解和掌握函数的周期性和对称性可以帮助我们更加深入地理解和应用函数的性质。
本文将从周期函数、对称函数以及函数的应用等方面来介绍高三函数周期性和对称性的知识点。
一、周期函数周期函数是指在一定的区间内,函数的图像在某一特定规律下重复出现。
周期函数的特点是在一定的区间内有着相同的函数值。
常见的周期函数有正弦函数、余弦函数和正切函数等。
首先,我们来了解正弦函数和余弦函数。
正弦函数的图像是一条上下震荡的曲线,它的周期为2π。
也就是说,当自变量增加2π时,函数值会重新回到原来的值。
而余弦函数的图像也是一条上下震荡的曲线,它的周期也是2π。
正弦函数和余弦函数是非常常见的周期函数,在物理学、工程学等领域中有广泛的应用。
接下来,我们再来介绍一下正切函数。
正切函数的图像是一条摆动不定的曲线,它的周期为π。
也就是说,当自变量增加π时,函数值会重新回到原来的值。
正切函数相比于正弦函数和余弦函数而言,其周期要小一些。
二、对称函数对称函数是指函数的图像具有某种对称性质。
常见的对称函数有偶函数和奇函数。
偶函数是指函数的图像关于y轴对称。
也就是说,如果函数f(x)是一个偶函数,那么对于任意的x值,有f(-x) = f(x)成立。
一个简单的例子就是二次函数y = x^2,它的图像关于y轴对称。
奇函数是指函数的图像关于原点对称。
也就是说,如果函数f(x)是一个奇函数,那么对于任意的x值,有f(-x) = -f(x)成立。
一个简单的例子就是一次函数y = x,它的图像关于原点对称。
三、函数的应用周期性和对称性的函数在实际问题中有很广泛的应用。
例如,振动现象的描述常常使用正弦函数、余弦函数或正切函数。
另外,对称函数的特点也为问题的求解提供了方便。
以周期函数为例,我们来看一个具体的应用。
假设有一个正弦函数表示一个物体的振动情况,我们希望求出物体完成一次振动的时间。
高中数学第四章-三角函数考试内容:角的概念的推广.弧度制.任意角的三角函数.单位圆中的三角函数线.同角三角函数的基本关系式.正弦、余弦的诱导公式.两角和与差的正弦、余弦、正切.二倍角的正弦、余弦、正切.正弦函数、余弦函数的图像和性质.周期函数.函数y=Asin(ωx+φ)的图像.正切函数的图像和性质.已知三角函数值求角. 正弦定理.余弦定理.斜三角形解法.考试要求:(1)理解任意角的概念、弧度的意义能正确地进行弧度与角度的换算.(2)掌握任意角的正弦、余弦、正切的定义;了解余切、正割、余割的定义;掌握同角三角函数的基本关系式;掌握正弦、余弦的诱导公式;了解周期函数与最小正周期的意义. (3)掌握两角和与两角差的正弦、余弦、正切公式;掌握二倍角的正弦、余弦、正切公式. (4)能正确运用三角公式,进行简单三角函数式的化简、求值和恒等式证明.(5)理解正弦函数、余弦函数、正切函数的图像和性质,会用“五点法”画正弦函数、余弦函数和函数y=Asin(ωx+φ)的简图,理解A.ω、φ的物理意义.(6)会由已知三角函数值求角,并会用符号arcsinx\arc-cosx\arctanx 表示. (7)掌握正弦定理、余弦定理,并能初步运用它们解斜三角形. (8)“同角三角函数基本关系式:sin2α+cos2α=1,sin α/cos α=tan α,tan α•cos α=1”.§04. 三角函数 知识要点1. ①与α(0°≤α<360°)终边相同的角的集合(角α与角β的终边重合):{}Z k k ∈+⨯=,360|αββ②终边在x 轴上的角的集合: {}Z k k ∈⨯=,180| ββ ③终边在y 轴上的角的集合:{}Z k k ∈+⨯=,90180|ββ ④终边在坐标轴上的角的集合:{}Z k k ∈⨯=,90| ββ ⑤终边在y =x 轴上的角的集合:{}Z k k ∈+⨯=,45180| ββ ⑥终边在x y -=轴上的角的集合:{}Z k k ∈-⨯=,45180| ββ⑦若角α与角β的终边关于x 轴对称,则角α与角β的关系:βα-=k 360 ⑧若角α与角β的终边关于y 轴对称,则角α与角β的关系:βα-+= 180360k ⑨若角α与角β的终边在一条直线上,则角α与角β的关系:βα+=k 180 ⑩角α与角β的终边互相垂直,则角α与角β的关系: 90360±+=βαkSIN \COS 三角函数值大小关系图1、2、3、4表示第一、二、三、四象限一半所在区域2. 角度与弧度的互换关系:360°=2π 180°=π 1°=0.01745 1=57.30°=57°18′ 注意:正角的弧度数为正数,负角的弧度数为负数,零角的弧度数为零.、弧度与角度互换公式: 1rad =π180°≈57.30°=57°18ˊ. 1°=180π≈0.01745(rad )3、弧长公式:r l ⋅=||α. 扇形面积公式:211||22s lr r α==⋅扇形 4、三角函数:设α是一个任意角,在α的终边上任取(异于原点的)一点P (x,y )P 与原点的距离为r ,则=αsin rx=αcos ; x y =αtan ; yx =αcot ; x r =αsec ;. αcsc 5、三角函数在各象限的符号:正切、余切余弦、正割正弦、余割6、三角函数线正弦线:MP; 余弦线:OM; 正切线: AT.7. 三角函数的定义域:(6个)8、同角三角函数的基本关系式:αααt a n c o s s i n =αααc o t s i n c o s =1c o t t a n =⋅αα 1sin csc =α⋅α 1c o s s e c =α⋅α1c o s s i n 22=+αα1tan sec 22=-αα1cot csc 22=-αα9、诱导公式:2k παα±把的三角函数化为的三角函数,概括为:“奇变偶不变,符号看象限” 三角函数的公式:(一)基本关系公式组二 公式组三x x k x x k x x k x x k cot )2cot(tan )2tan(cos )2cos(sin )2sin(=+=+=+=+ππππ x x x x xx x x c o t)c o t (t a n )t a n (c o s )c o s (s i n )s i n (-=--=-=--=-公式组四 公式组五 公式组六公式组一sin x ·csc x =1tan x =xx cos sin sin 2x +cos 2x =1cos x ·sec x x =xx sin cos 1+tan 2x =sec 2x tan x ·cot x =1 1+cot 2x =csc 2x =1(3) 若 o<x<2,则sinx<x<tanx16. 几个重要结论:xx x x x x x x cot )cot(tan )tan(cos )cos(sin )sin(=+=+-=+-=+ππππx x x x x x x x c o t)2c o t (t a n )2t a n (c o s )2c o s (s i n )2s i n (-=--=-=--=-ππππx x xx x x xx c o t)c o t (t a n )t a n (c o s )c o s (s i n )s i n (-=--=--=-=-ππππ(二)角与角之间的互换公式组一 公式组二βαβαβαsin sin cos cos )cos(-=+ αααc o s s i n 22s i n= βαβαβαsin sin cos cos )cos(+=- ααααα2222s i n 211c o s 2s i n c o s 2c o s -=-=-= βαβαβαsin cos cos sin )sin(+=+ ααα2t a n 1t a n 22t a n -=βαβαβαsin cos cos sin )sin(-=- 2c o s12s i n αα-±= βαβαβαtan tan 1tan tan )tan(-+=+ 2cos 12cos αα+±=βαβαβαtan tan 1tan tan )tan(+-=- 公式组三 公式组四 公式组五2tan 12tan2sin 2ααα+= 2tan 12tan1cos 22ααα+-=2tan 12tan2tan 2αα-=42675cos 15sin -== ,42615cos 75sin +== ,3275cot 15tan -== ,3215cot 75tan +== . 10. 正弦、余弦、正切、余切函数的图象的性质:(定义域,值域,图像,周期性,单调性,)注意:①x y sin -=与x y sin =的单调性正好相反;x y cos -=与x y cos =的单调性也同样相反.一般地,若)(x f y =在],[b a 上递增(减),则)(x f y -=在],[b a 上递减(增).②x y sin =与x y cos =的周期是π.③)sin(ϕω+=x y 或)cos(ϕω+=x y (0≠ω)的周期ωπ2=T .2tanx y =的周期为2π(πωπ2=⇒=T T ,如图,翻折无效).④)sin(ϕω+=x y 的对称轴方程是2ππ+=k x (Z k ∈),对称中心(0,πk );)c o s (ϕω+=x y 的()()[]()()[]()()[]()()[]βαβαβαβαβαβαβαβαβαβαβαβα--+-=-++=--+=-++=cos cos 21sin sin cos cos 21cos cos sin sin 21sin cos sin sin 21cos sin 2cos 2sin 2sin sin βαβαβα-+=+2sin 2cos 2sin sin βαβαβα-+=-2cos 2cos 2cos cos βαβαβα-+=+2sin 2sin 2cos cos βαβαβα-+-=-αααααααsin cos 1cos 1sin cos 1cos 12tan -=+=+-±=ααπsin )21cos(-=+ααπcos )21sin(=+ααπcot )21tan(-=+ααπsin )21cos(=-ααπcos )21sin(=-ααπcot )21tan(=-对称轴方程是πk x =(Z k ∈),对称中心(0,21ππ+k );)t a n (ϕω+=x y 的对称中心(0,2πk ). x x y x y 2cos )2cos(2cos -=--=−−−→−=原点对称⑤当αtan ·,1tan =β)(2Z k k ∈+=+ππβα;αtan ·,1tan -=β)(2Z k k ∈+=-ππβα.⑥x y cos =与⎪⎭⎫ ⎝⎛++=ππk x y 22sin 是同一函数,而)(ϕω+=x y 是偶函数,则)cos()21sin()(x k x x y ωππωϕω±=++=+=.⑦函数x y tan =在R 上为增函数.(×) [只能在某个单调区间单调递增. 若在整个定义域,x y tan =为增函数,同样也是错误的].⑧定义域关于原点对称是)(x f 具有奇偶性的必要不充分条件.(奇偶性的两个条件:一是定义域关于原点对称(奇偶都要),二是满足奇偶性条件,偶函数:)()(x f x f =-,奇函数:)()(x f x f -=-)奇偶性的单调性:奇同偶反. 例如:x y tan =是奇函数,)31tan(π+=x y 是非奇非偶.(定义域不关于原点对称)奇函数特有性质:若x ∈0的定义域,则)(x f 一定有0)0(=f .(x ∉0的定义域,则无此性质)⑨x y sin =不是周期函数;x y sin =为周期函数(π=T );x y cos =是周期函数(如图);x y cos =为周期函数(=T 212cos +=x y 的周期为π(如图),并非所有周期函数都有最小正周期,例如: R k k x f x f y ∈+===),(5)(.⑩abb a b a y =+++=+=ϕϕαβαcos )sin(sin cos 22 有y b a ≥+22. 11、三角函数图象的作法: 1)、几何法:2)、描点法及其特例——五点作图法(正、余弦曲线),三点二线作图法(正、余切曲线).3)、利用图象变换作三角函数图象.三角函数的图象变换有振幅变换、周期变换和相位变换等.函数y =Asin (ωx +φ)的振幅|A|,周期2||T πω=,频率1||2f Tωπ==,相位;x ωϕ+初相ϕ(即当x =0时的相位).(当A >0,ω>0 时以上公式可去绝对值符号),由y =sinx 的图象上的点的横坐标保持不变,纵坐标伸长(当|A|>1)或缩短(当0<|A|<1)到原来的|A|倍,得到y =Asinx 的图象,叫做振幅变换或叫沿y 轴的伸缩变换.(用y/A 替换y )y=|cos2x +1/2|图象由y =sinx 的图象上的点的纵坐标保持不变,横坐标伸长(0<|ω|<1)或缩短(|ω|>1)到原来的1||ω倍,得到y =sin ω x 的图象,叫做周期变换或叫做沿x 轴的伸缩变换.(用ωx替换x)由y =sinx 的图象上所有的点向左(当φ>0)或向右(当φ<0)平行移动|φ|个单位,得到y =sin (x +φ)的图象,叫做相位变换或叫做沿x 轴方向的平移.(用x +φ替换x)由y =sinx 的图象上所有的点向上(当b >0)或向下(当b <0)平行移动|b |个单位,得到y =sinx +b 的图象叫做沿y 轴方向的平移.(用y+(-b)替换y )由y =sinx 的图象利用图象变换作函数y =Asin (ωx +φ)(A >0,ω>0)(x ∈R )的图象,要特别注意:当周期变换和相位变换的先后顺序不同时,原图象延x 轴量伸缩量的区别。
高三数学一轮复习知识点讲解专题5.3 三角函数的图象与性质【考纲解读与核心素养】1. 理解正弦函数、余弦函数、正切函数的图象与性质,了解三角函数的周期性.2.本节涉及所有的数学核心素养:数学抽象、逻辑推理、数学建模、直观想象、数学运算、数据分析等. 3.高考预测:(1) “五点法”作图; (2)三角函数的性质;(3)往往将三角恒等变换与三角函数图象、性质结合考查. 4.备考重点:(1)掌握正弦、余弦、正切函数的图象;(2)掌握三角函数的周期性、单调性、对称性以及最值.【知识清单】知识点1.正弦、余弦、正切函数的图象与性质正弦函数sin y x =,余弦函数cos y x =,正切函数tan y x =的图象与性质 性质sin y x =cos y x =tan y x =图象定义域R R,2x x k k Z ππ⎧⎫≠+∈⎨⎬⎩⎭值域[]1,1- []1,1-R知识点2.“五点法”做函数()sin y A x h ωϕ=++的图象 “五点法”作图:先列表,令30,,,,222x ππωϕππ+=,求出对应的五个x 的值和五个y 值,再根据求出的对应的五个点的坐标描出五个点,再把五个点利用平滑的曲线连接起来,即得到()sin y A x h ωϕ=++在一个周期的图象,最后把这个周期的图象以周期为单位,向左右两边平移,则得到函数()sin y A x h ωϕ=++的图象.【典例剖析】高频考点一 三角函数的定义域和值域 【典例1】(2020·山东高一期末)函数tan2xy =的定义域为_____.【答案】{}2,x x k k Z ππ≠+∈ 【解析】 解不等式()22x k k Z ππ≠+∈,可得()2x k k Z ππ≠+∈, 因此,函数tan2xy =的定义域为{}2,x x k k Z ππ≠+∈. 故答案为:{}2,x x k k Z ππ≠+∈.【典例2】(2017新课标2)函数()的最大值是__________.【答案】1【解析】化简三角函数的解析式,则,由可得,当时,函数取得最大值1.【规律方法】1.三角函数定义域的求法求三角函数定义域实际上是构造简单的三角不等式(组),常借助三角函数线或三角函数图象来求解. 2.三角函数值域的不同求法(1)利用sin x 和cos x 的值域直接求;(2)把所给的三角函数式变换成y =A sin(ωx +φ)的形式求值域; (3)把sin x 或cos x 看作一个整体,转换成二次函数求值域; (4)利用sin x ±cos x 和sin x cos x 的关系转换成二次函数求值域. 【变式探究】1.(2020·上海高三专题练习)函数sin y m x n =+的最大值为2,最小值为4-,则m =_________,n =_________.【答案】3± 1- 【解析】由已知得24m n m n ⎧+=⎪⎨-+=-⎪⎩,解得31m n =±⎧⎨=-⎩. 故答案为:3±;1-.2.(2020·全国高一课时练习)求下列函数的定义域. (1)y =(2)sin cos tan x xy x+=.【答案】(1){|22,}x k x k k Z πππ≤≤+∈;(2)|,2k x x k Z π⎧⎫≠∈⎨⎬⎩⎭【解析】(1)要使函数有意义,必须使sin 0x ≥.由正弦的定义知,sin 0x ≥就是角x 的终边与单位圆的交点的纵坐标是非负数. ∴角x 的终边应在x 轴或其上方区域, ∴22,k x k k Z πππ≤≤+∈.∴函数y ={|22,}x k x k k Z πππ≤≤+∈.(2)要使函数有意义,必须使tan x 有意义,且tan 0x ≠.∴,()2x k k Z x k πππ⎧≠+⎪∈⎨⎪≠⎩ ∴,2kx k Z π≠∈. ∴函数sin cos tan x x y x +=的定义域为|,2k x x k Z π⎧⎫≠∈⎨⎬⎩⎭.【总结提升】在使用开平方关系sin α=±1-cos 2α和cos α=±1-sin 2α时,一定要注意正负号的选取,确定正负号的依据是角α所在的象限,如果角α所在的象限是已知的,则按三角函数在各个象限的符号来确定正负号;如果角α所在的象限是未知的,则需要按象限进行讨论. 高频考点二 三角函数的单调性【典例3】(2020·海南枫叶国际学校高一期中)函数()f x =cos()x ωϕ+的部分图像如图所示,则()f x 的单调递减区间为( )A .13(,),44k k k Z ππ-+∈ B .13(2,2),44k k k Z ππ-+∈ C .13(,),44k k k Z -+∈D .13(2,2),44k k k Z -+∈【答案】D 【解析】由五点作图知,1+42{53+42πωϕπωϕ==,解得=ωπ,=4πϕ,所以()cos()4f x x ππ=+,令22,4k x k k Z πππππ<+<+∈,解得124k -<x <324k +,k Z ∈,故单调减区间为(124k -,324k +),k Z ∈,故选D.【典例4】(2020·河南洛阳�高一期末(理))已知sin33a =︒,cos55b =︒,tan35c =︒则a ,b ,c ,的大小关系是( ) A .a b c << B .a c b <<C .b a c <<D .b c a <<【答案】A 【解析】因为cos55sin35sin33b a ==>=,且sin 35tan 35sin 35cos35c ==>,所以c b a >>. 故选:A .【典例5】(2020·浙江柯城�衢州二中高三其他)已知函数()()2sin 0f x x ωω=>,则()f x 的最大值为________,若()f x 在区间,43ππ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上是增函数,则ω的取值范围是________. 【答案】2 30,2⎛⎤ ⎥⎝⎦【解析】因为函数()()2sin 0f x x ωω=>, 所以()[]2sin 2,2ω=∈-f x x , 所以()f x 的最大值为2, 因为()f x 在区间,43ππ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上是增函数, 所以,,4322πωπωππ⎡⎤⎡⎤-⊆-⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦, 所以4232πωππωπ⎧-≥-⎪⎪⎨⎪≤⎪⎩,解得30,2ω⎛⎤∈ ⎥⎝⎦.故答案为:(1). 2 (2). 30,2⎛⎤⎥⎝⎦【规律方法】1.求形如()sin y A x ωϕ=+或()cos y A x ωϕ=+ (其中A ≠0,0ω>)的函数的单调区间,可以通过解不等式的方法去解答,列不等式的原则是:①把“x ωϕ+ (0ω>)”视为一个“整体”;②A>0(A<0)时,所列不等式的方向与sin y x = (x R ∈),cos y x = (x R ∈)的单调区间对应的不等式方向相同(反).2.当0ω<时,需要利用诱导公式把负号提出来,转化为sin()y A x ωϕ=---的形式,然后求其单调递增区间,应把x ωϕ--放在正弦函数的递减区间之内;若求其递减区间,应把x ωϕ--放在正弦函数的递增区间之内.3.已知三角函数的单调区间求参数的取值范围的三种方法(1)子集法:求出原函数的相应单调区间,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、余弦函数的某个单调区间的子集,列不等式(组)求解. 【变式探究】1.(2020·河北路北�开滦第一中学高一期末)在ABC 中,A B C >>,且2C π≠,则下列结论中正确的是( ) A .tan tan A C < B .tan tan A C >C .sin sin <A CD .sin sin A C >【答案】D 【解析】若543,,12123124A B C πππππ=====,由于02C A π<<<,则tan tan A C >,所以A 选项错误. 若74,,1212312A B C ππππ====,则tan 0tan A C <<, 75sin sin sin sin sin 121212A C πππ==>=,所以BC 选项错误.在三角形ABC 中,大角对大边,由于A C >,所以a c >,由正弦定理得2sin 2sin R A R B >①,R 是三角形ABC 外接圆的半径.由①得sin sin A C >.所以D 选项正确. 故选:D2.(2020·河南林州一中高一月考)π()sin()(0,),2f x x ωϕωϕ=+>≤若π8x =-是函数()f x 的零点,π8x =是函数()f x 的对称轴,()f x 在区间ππ(,)54上单调,则ω的最大值是 ( ) A .14 B .18C .20D .22【答案】A 【解析】因为π8x =-是函数()f x 的零点,π8x =是函数()f x 的对称轴, 所以2144n T n N ,π+=∈,即21244n ππω+=, n N ∈,即42,?n n N ω=+∈,即ω为正偶数. 因为()f x 在区间ππ,54⎛⎫⎪⎝⎭上单调,则ππ45202T π-=≤,即210T ππω=≥. 20ω≤. 当18ω=时,ππ sin 18088f ϕ⎡⎤⎛⎫⎛⎫-=⨯-+= ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦,得9 ,4k k Z πϕπ-+=∈,9 ,?4k k Z πϕπ=+∈,π 2ϕ≤,所以π4ϕ=,()πsin 184f x x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,ππ,54x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,时,π779518,42020x ππ⎛⎫+∈ ⎪⎝⎭,其中,901202f f ππ⎛⎫⎛⎫== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,即()f x 在区间ππ,54⎛⎫⎪⎝⎭上不单调; 当14ω=时,ππ sin 14088f ϕ⎡⎤⎛⎫⎛⎫-=⨯-+= ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦,得7 ,4k k Z πϕπ-+=∈,7 ,?4k k Z πϕπ=+∈,π 2ϕ≤,所以π4ϕ=-,()πsin 144f x x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,ππ,54x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,时,π516514,42020x ππ⎛⎫-∈ ⎪⎝⎭,满足()f x 在区间ππ,54⎛⎫⎪⎝⎭上不单调. 故ω的最大值是14. 故选A.3.(2019·涡阳县第九中学高一期末(文))已知函数()2sin 23f x x π⎛⎫=+⎪⎝⎭.求()f x 的单调增区间; 【答案】5,1212k k ππππ⎡⎤-+⎢⎥⎣⎦,k Z ∈. 【解析】因为sin y x =在区间2,2,22k k k Z ππππ⎡⎤-++∈⎢⎥⎣⎦上单调递增,所以222,232k x k k πππ-+π≤+≤+π∈Z ,解得5,1212k x k k Z ππππ-≤≤+∈ 所以()f x 的单调增区间为5,1212k k ππππ⎡⎤-+⎢⎥⎣⎦,k Z ∈. 【总结提升】1.对正弦函数、余弦函数单调性的两点说明(1)正弦函数、余弦函数在定义域R 上均不是单调函数,但存在单调区间.(2)由正弦函数、余弦函数的最小正周期为2π,所以任给一个正弦函数、余弦函数的单调区间,加上2k π,(k ∈Z)后,仍是单调区间,且单调性相同. 2.对正弦函数、余弦函数最值的三点说明(1)明确正、余弦函数的有界性,即|sin x |≤1,|cos x |≤1.(2)函数y =sin x ,x ∈D ,(y =cos x ,x ∈D )的最值不一定是1或-1,要依赖函数定义域D 来决定. (3)形如y =A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0)的函数最值通常利用“整体代换”,即令ωx +φ=Z ,将函数转化为y =A sin Z 的形式求最值.3.正切函数单调性的三个关注点 (1)正切函数在定义域上不具有单调性.(2)正切函数无单调递减区间,有无数个单调递增区间,在(-π2,π2),(π2,32π),…上都是增函数.(3)正切函数的每个单调区间均为开区间,不能写成闭区间,也不能说正切函数在(-π2,π2)∪(π2,3π2)∪…上是增函数.高频考点三 三角函数的周期性 【典例6】(2018年全国卷Ⅲ文)函数的最小正周期为( )A. B. C. D.【答案】C 【解析】 由已知得的最小正周期故选C. 【规律方法】1.求三角函数的周期的方法(1)定义法:使得当x 取定义域内的每一个值时,都有()()f x T f x +=.利用定义我们可采用取值进行验证的思路,非常适合选择题;(2)公式法:()sin()f x A x ωϕ=+和()cos()f x A x ωϕ=+的最小正周期都是2||T πω=,()tan()f x A x ωϕ=+的周期为T πω=.要特别注意两个公式不要弄混; (3)图象法:可以画出函数的图象,利用图象的重复的特征进行确定,一般适应于不易直接判断,但是能够容易画出函数草图的函数;(4)绝对值或平方对三角函数周期性的影响:一般说来,某一周期函数解析式加绝对值或平方,其周期性是:弦减半、切不变.既为周期函数又是偶函数的函数自变量加绝对值,其周期性不变,其它不定. 如x y x y sin ,sin 2==的周期都是π, 但sin y x =cos x +的周期为2π,而1|2sin(3)|,|2sin(3)2|626y x y x ππ=-+=-+,|tan |y x =的周期不变.2.使用周期公式,必须先将解析式化为sin()y A x h ωϕ=++或cos()y A x h ωϕ=++的形式;正弦余弦函数的最小正周期是2T πϖ=,正切函数的最小正周期公式是T πϖ=;注意一定要注意加绝对值.3.对称与周期: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. 【变式探究】已知函数y =12sin x +12|sin x |.(1)画出函数的简图;(2)这个函数是周期函数吗?如果是,求出它的最小正周期. 【答案】(1)见解析;(2)是,2π. 【解析】(1)y =12sin x +12|sin x |=⎩⎪⎨⎪⎧sin x ,x ∈[2k π,2k π+π]k ∈Z ,0,x ∈[2k π-π,2k πk ∈Z . 函数图象如图所示.(2)由图象知该函数是周期函数,其图象每隔2π重复一次,则函数的周期是2π. 【特别提醒】最小正周期是指使函数重复出现的自变量x 要加上的最小正数,是对x 而言,而不是对ωx 而言.. 高频考点四 三角函数的奇偶性【典例7】(2018届辽宁省丹东市测试(二))设,若,则函数A. 是奇函数B. 的图象关于点对称C. 是偶函数D. 的图象关于直线对称【答案】C 【解析】 由题意得,∴.∴,∴函数为偶函数.故选C . 【规律方法】1. 一般根据函数的奇偶性的定义解答,首先必须考虑函数的定义域,如果函数的定义域不关于原点对称,则函数一定是非奇非偶函数;如果函数的定义域关于原点对称,则继续求()f x -;最后比较()f x -和()f x 的关系,如果有()f x -=()f x ,则函数是偶函数,如果有()f x -=-()f x ,则函数是奇函数,否则是非奇非偶函数.2. 如何判断函数()f x ωϕ+的奇偶性:根据三角函数的奇偶性,利用诱导公式可推得函数()f x ωϕ+的奇偶性,常见的结论如下:(1)若sin()y A x ωϕ=+为偶函数,则有()2k k Z πϕπ=+∈;若为奇函数则有()k k Z ϕπ=∈;(2)若cos()y A x ωϕ=+为偶函数,则有()k k Z ϕπ=∈;若为奇函数则有()2k k Z πϕπ=+∈;(3)若tan()y A x ωϕ=+为奇函数则有()k k Z ϕπ=∈. 【变式探究】(浙江省2019届高考模拟卷(二))函数的图象可能是( )A .B .C .D .【答案】A 【解析】 由题意得函数的定义域为,∵,∴函数为偶函数,∴函数图象关于y 轴对称,故排除C,D . 又当时,,因此可排除B . 故选A . 【特别提醒】利用定义判断与正切函数有关的一些函数的奇偶性时,必须要坚持定义域优先的原则,即首先要看f(x)的定义域是否关于原点对称,然后再判断f(-x)与f(x)的关系. 高频考点五 三角函数的对称性 【典例8】(2018年江苏卷)已知函数的图象关于直线对称,则的值是________. 【答案】【解析】 由题意可得,所以,因为,所以【规律方法】函数的对称性问题,往往先将函数化成sin )y A x B ωϕ=++(的形式,其图象的对称轴是直线)(2Z k k x ∈+=+ππϕω,凡是该图象与直线B y =的交点都是该图象的对称中心, 关键是记住三角函数的图象,根据图象并结合整体代入的基本思想即可求三角函数的对称轴与对称中心. 【变式探究】(2021·广西钦州一中高三开学考试(理))关于函数()1cos cos f x x x=+有如下四个命题: ①()f x 的图像关于y 轴对称. ②()f x 的图像关于原点对称. ③()f x 的图像关于直线2x π=对称.④()f x 的图像关于点,02π⎛⎫⎪⎝⎭对称. 其中所有真命题的序号是__________. 【答案】①④ 【解析】对于①,()f x 定义域为,2x x k k Z ππ⎧⎫≠+∈⎨⎬⎩⎭,显然关于原点对称, 且()()()()11cos cos cos cos x x x f x f x x=-=-++=-,所以()f x 的图象关于y 轴对称,命题①正确;对于②,532f π⎛⎫= ⎪⎝⎭,532f π⎛⎫-= ⎪⎝⎭,则33f f ππ⎛⎫⎛⎫-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以()f x 的图象不关于原点对称,命题②错误; 对③,532f π⎛⎫= ⎪⎝⎭,2532f π⎛⎫=- ⎪⎝⎭,则233f f ππ⎛⎫⎛⎫≠ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以()f x 的图象不关于2x π=对称,命题③错误; 对④,1sin 2sin f x x x π⎛⎫-=+ ⎪⎝⎭,1sin 2sin f x x x π⎛⎫+=-- ⎪⎝⎭, 则22f x f x ππ⎛⎫⎛⎫-=-+⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,命题④正确. 故答案为:①④.【特别提醒】1.求y =Asin(ωx +φ)或y =Acos(ωx +φ)函数的对称轴或对称中心时,应把ωx +φ作为整体,代入相应的公式中,解出x 的值,最后写出结果.2.正切函数图象的对称中心是(k π2,0)而非(k π,0)(k ∈Z ).高频考点六 三角函数的图象和性质的应用 【典例9】(2018年理北京卷】设函数f (x )=,若对任意的实数x 都成立,则ω的最小值为__________. 【答案】 【解析】 因为对任意的实数x 都成立,所以取最大值,所以,因为,所以当时,ω取最小值为.【典例10】(2020·上海高三专题练习)函数3sin 1()sin 2x f x x -=+的最大值是____,最小值是_________.【答案】234- 【解析】3(sin 2)77()3sin 2sin 2x f x x x +-==-++ sin [1,1]x[]sin 21,3x ∴+∈11,1sin 23x ⎡⎤∴∈⎢⎥+⎣⎦777,sin 23x ⎡⎤∴-∈--⎢⎥+⎣⎦7234,sin 23x ⎡⎤∴-∈-⎢⎥+⎣⎦即max 2()3f x =,min ()4f x =- 故答案为:23;4- 【典例11】(2020·陕西省汉中中学(理))已知函数()2sin()1(0)6f x x πωω=-->的周期是π.(1)求()f x 的单调递增区间; (2)求()f x 在[0,]2π上的最值及其对应的x 的值.【答案】(1)(),63k k k Z ππππ⎡⎤-++∈⎢⎥⎣⎦;(2)当0x =时,()min 2f x =-;当3x π=时,()max 1f x =.【解析】 (1)解:∵2T ππω==,∴2ω=,又∵0>ω,∴2ω=,∴()2sin 216f x x π⎛⎫=-- ⎪⎝⎭, ∵222262k x k πππππ-+≤-≤+,k Z ∈,∴222233k x k ππππ-+≤≤+,k Z ∈, ∴63k x k ππππ-+≤≤+,k Z ∈,∴()f x 的单调递增区间为(),63k k k Z ππππ⎡⎤-++∈⎢⎥⎣⎦(2)解:∵02x π≤≤,∴02x ≤≤π,∴52666x πππ-≤-≤,∴1sin 2126x π⎛⎫-≤-≤ ⎪⎝⎭, ∴12sin 226x π⎛⎫-≤-≤ ⎪⎝⎭,∴22sin 2116x π⎛⎫-≤--≤ ⎪⎝⎭, 当0x =时,()min 2f x =-, 当226x ππ-=,即3x π=时,()max 1f x = 【规律方法】1.求形如y =a sin x +b 的函数的最值或值域时,可利用正弦函数的有界性(-1≤sin x ≤1)求解.2.对于形如y =A sin(ωx +φ)+k (Aω≠0)的函数,当定义域为R 时,值域为[-|A |+k ,|A |+k ];当定义域为某个给定的区间时,需确定ωx +φ的范围,结合函数的单调性确定值域.3.求形如y =a sin 2x +b sin x +c ,a ≠0,x ∈R 的函数的值域或最值时,可以通过换元,令t =sin x ,将原函数转化为关于t 的二次函数,利用配方法求值域或最值,求解过程中要注意正弦函数的有界性.4.求形如y =a sin x +bc sin x +d ,ac ≠0的函数的值域,可以用分离常量法求解;也可以利用正弦函数的有界性建立关于y 的不等式反解出y .综上可知,求与三角函数有关的函数的值域(或最值)的常用方法有:(1)借助于正弦函数的有界性、单调性求解;(2)转化为关于sin x 的二次函数求解.注意求三角函数的最值对应的自变量x 的值时,要考虑三角函数的周期性. 【变式探究】1.(2020·山东潍坊�高一期末)若函数()tan (0)4f x x πωω⎛⎫=+> ⎪⎝⎭的最小正周期为π,则( ) A .(2)(0)5f f f π⎛⎫>>-⎪⎝⎭B .(0)(2)5f f f π⎛⎫>>-⎪⎝⎭C .(0)(2)5f f f π⎛⎫>-> ⎪⎝⎭D .(0)(2)5f f f π⎛⎫->> ⎪⎝⎭【答案】C 【解析】由题意,函数()tan (0)4f x x πωω⎛⎫=+> ⎪⎝⎭的最小正周期为π, 可得w ππ=,解得1w =,即()tan()4f x x π=+,令,242k x k k Z πππππ-+<+<+∈,即3,44k x k k Z ππππ-+<<+∈, 当1k =时,544x ππ<<,即函数()f x 在5(,)44ππ上单调递增, 又由4(0)(),()()()555f f f f f πππππ=-=-+=, 又由425ππ>>,所以(0)(2)5f f f π⎛⎫>-> ⎪⎝⎭. 故选:C.2.(2020·陕西新城�西安中学高三月考(文))设0a <,若不等式22cos (1)cos 0x a x a -+-+≥对于任意的x ∈R 恒成立,则a 的取值范围是__________. 【答案】2a ≤- 【解析】令cos [1,1]t x =∈- ,则不等式22()(1)0f t t a t a =---≤ 对[1,1]t ∈- 恒成立,因此22(1)00,02(1)020f a a a a f a a -≤⎧-≤⎧⇒<∴≤-⎨⎨≤--≤⎩⎩ 3.(浙江省绍兴市第一中学2019届高三上期末)设函数(1)求函数的最小正周期和单调递增区间; (2)当时,的最大值为,求的值【答案】(1) 最小正周期,为的单调递增区间;(2) .【解析】 (1)则的最小正周期当时,单调递增即的单调递增区间为:(2)当时,当,即时,所以【总结提升】比较三角函数值大小的步骤:①异名函数化为同名函数;②利用诱导公式把角化到同一单调区间上;③利用函数的单调性比较大小.。
高考文科数学总复习知识点高三文科数学总复集合:集合的元素具有确定性、互异性和无序性特征。
常用的数集包括自然数集(或非负整数集)记为N,正整数集记为N或N+,整数集记为Z,实数集记为R,有理数集记为Q。
集合还有重要的等价关系,即A∩B=A当且仅当A∪B=B当且仅当A是B的子集。
一个由n个元素组成的集合有2个不同的子集,其中有2n-1个非空子集,也有2n-1个真子集。
函数:函数单调性的证明可以通过取值、作差、变形、定号和得出结论等步骤完成。
常用的结论包括:若f(x)为增(减)函数,则-f(x)为减(增)函数;增+增=增,减+减=减;复合函数的单调性是“同增异减”;奇函数在对称区间上的单调性相同,偶函数在对称区间上的单调性相反。
函数的奇偶性定义为f(-x)=f(x)时为偶函数,f(-x)=-f(x)时为奇函数。
需要注意的是,函数为奇偶函数的前提是定义域在数轴上关于原点对称;奇函数的图像关于原点对称,偶函数的图像关于y轴对称;若奇函数f(x)在x=0处有意义,则f(0)=0.基本初等函数:指数函数的一般形式为x=a^n,其中n>1且n为自然数。
负数没有偶次方根,任何次方根都是正数,当n是奇数时,a^n=a,当n是偶数时,a^n=|a|。
对数的定义为若a=N,则b=log_a N,其中a为对数的底数,b为以a为底的N的对数,N为真数。
需要注意的是,负数和零没有对数,log_a 1=0且log_a a=1(a>0且a≠1)。
对数的运算法则包括log_a (MN)=log_a M+log_a N,log_a (M/N)=log_a M-log_a N,log_a M^n=nlog_a M,换底公式为log_a b=log_c b/log_c a。
指数函数和对数函数是互逆的,即a^log_a N=N。
b=(a。
a≠1,c。
c≠1,b>),利用换底公式推导以下结论:logc a = 1n(1) loga bn = loga b (2) loga b = logb am改写为:假设b=(a。
第20讲-三角函数的图象与性质一、 考情分析1.能画出三角函数y =sin x ,y =cos x ,y =tan x 的图象,了解三角函数的周期性、单调性、奇偶性、最大(小)值;2.借助图象理解正弦函数、余弦函数在[0,2π]上,正切函数在⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,π2上的性质.二、 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 )函数y =sin xy =cos xy =tan x图象定义域 R R {x |x ∈R ,且 x ≠k π+π2}值域 [-1,1] [-1,1] R 周期性 2π 2π π 奇偶性 奇函数 偶函数 奇函数 递增区间 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π-π2,2k π+π2 [2k π-π,2k π] ⎝ ⎛⎭⎪⎫k π-π2,k π+π2 递减区间 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π+π2,2k π+3π2 [2k π,2k π+π] 无 对称中心 (k π,0) ⎝ ⎛⎭⎪⎫k π+π2,0 ⎝ ⎛⎭⎪⎫k π2,0 对称轴方程x =k π+π2x =k π无[微点提醒] 1.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.2.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.三、 经典例题考点一 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 ≠π6B.⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x ≠-π12C.⎩⎨⎧⎭⎬⎫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cosx ≥-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 <56π+2k π(k ∈Z ).所以不等式组的解集为⎝ ⎛⎭⎪⎫-116π,-76π∪⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,56π∪⎝ ⎛⎦⎥⎤13π6,8.规律方法 1.三角函数定义域的求法(1)以正切函数为例,应用正切函数y =tan x 的定义域求函数y =A tan(ωx +φ)的定义域转化为求解简单的三角不等式.(2)求复杂函数的定义域转化为求解简单的三角不等式. 2.简单三角不等式的解法(1)利用三角函数线求解. (2)利用三角函数的图象求解. 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)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-t 22,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.规律方法 求解三角函数的值域(最值)常见三种类型:(1)形如y =a sin x +b cos x +c 的三角函数化为y =A sin(ωx +φ)+c 的形式,再求值域(最值); (2)形如y =a sin 2x +b sin x +c 的三角函数,可先设sin x =t ,化为关于t 的二次函数求值域(最值); (3)形如y =a sin x cos x +b (sin x ±cos x )+c 的三角函数,可先设t =sin x ±cos x ,化为关于t 的二次函数求值域(最值).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 .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. 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.规律方法 1.已知三角函数解析式求单调区间:(1)求函数的单调区间应遵循简单化原则,将解析式先化简,并注意复合函数单调性规律“同增异减”;(2)求形如y =A sin(ωx +φ)或y =A cos(ωx +φ)(其中ω>0)的单调区间时,要视“ωx +φ”为一个整体,通过解不等式求解.但如果ω<0,那么一定先借助诱导公式将ω化为正数,防止把单调性弄错.2.对于已知函数的单调区间的某一部分确定参数ω的范围的问题,首先,明确已知的单调区间应为函数的单调区间的子集,其次,要确定已知函数的单调区间,从而利用它们之间的关系可求解,另外,若是选择题利用特值验证排除法求解更为简捷. 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)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)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.-π6B.π6C.-π3D.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.规律方法 1.若f (x )=A sin(ωx +φ)(A ,ω≠0),则 (1)f (x )为偶函数的充要条件是φ=π2+k π(k ∈Z ); (2)f (x )为奇函数的充要条件是φ=k π(k ∈Z ).2.函数y =A sin(ωx +φ)与y =A cos(ωx +φ)的最小正周期T =2π|ω|,y =A tan(ωx +φ)的最小正周期T=π|ω|.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 (2)已知函数f (x )=sin(ωx +φ)⎝ ⎛⎭⎪⎫ω>0,|φ|≤π2,x =-π4为f (x )的零点,x =π4为y =f (x )图象的对称轴,且f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫π18,5π36上单调,则ω的最大值为( )A.11B.9C.7D.5【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.(2)因为x =-π4为f (x )的零点,x =π4为f (x )的图象的对称轴,所以π4-⎝ ⎛⎭⎪⎫-π4=T 4+kT 2,即π2=2k +14T=2k +14·2πω(k ∈Z ),所以ω=2k +1(k ∈Z ).又因为f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫π18,5π36上单调,所以5π36-π18=π12≤T 2=2π2ω,即ω≤12,ω=11验证不成立(此时求得f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫11x -π4在⎝ ⎛⎭⎪⎫π18,3π44上单调递增,在⎝ ⎛⎭⎪⎫3π44,5π36上单调递减),ω=9满足条件,由此得ω的最大值为9.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. [方法技巧]1.讨论三角函数性质,应先把函数式化成y =A sin(ωx +φ)(ω>0)的形式.2.对于函数的性质(定义域、值域、单调性、对称性、最值等)可以通过换元的方法令t =ωx +φ,将其转化为研究y =sin t (或y =cos t )的性质.3.数形结合是本节的重要数学思想.4.闭区间上最值或值域问题,首先要在定义域基础上分析单调性;含参数的最值问题,要讨论参数对最值的影响.5.要注意求函数y =A sin(ωx +φ)的单调区间时A 和ω的符号,尽量化成ω>0时情况,避免出现增减区间的混淆.6.求三角函数的单调区间时,当单调区间有无穷多个时,别忘了注明k ∈Z .四、 课时作业1.(2020·宝鸡中学高一期中)函数π()tan 23f x x ⎛⎫=-⎪⎝⎭的单调递增区间为( ) A .πππ2π,()2623k k k ⎡⎤++∈⎢⎥⎣⎦ZB .πππ5π,()212212k k k ⎡⎤-+∈⎢⎥⎣⎦Z C .π5ππ,π()1212k k k ⎛⎫-+∈ ⎪⎝⎭Z D .π2ππ,π()63k k k ⎛⎫++∈ ⎪⎝⎭Z 【答案】C 【解析】()π2232k x k k Z ππππ-<-<+∈得:5212212k k x ππππ-<<+,所以函数π()tan 23f x x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭的单调递增区间为π5ππ,π()1212k k k ⎛⎫-+∈ ⎪⎝⎭Z . 2.(2020·陕西省西安中学高一期中)设函数12sin y x =-,则函数的最大值及取到最大值时的x 取值集合分别为( ) A .3,|2,2x x k k Z ππ⎧⎫=+∈⎨⎬⎩⎭B .1,3|2,2x x k k Z ππ⎧⎫=+∈⎨⎬⎩⎭C .3,3|2,2x x k k Z ππ⎧⎫=+∈⎨⎬⎩⎭D .1,|2,2x x k k Z ππ⎧⎫=+∈⎨⎬⎩⎭【答案】C【解析】由于22sin 2,22sin 2,112sin 3x x x -≤≤-≤-≤-≤-≤, 所以当32,2x k k Z ππ=+∈时,函数12sin y x =-有最大值为3. 3.(2020·吉林省高三其他(文))下列函数中,是奇函数且在其定义域上是增函数的是( ) A .1y x=B .y tanx =C .x x y e e -=-D .2,02,0x x y x x +≥⎧=⎨-<⎩【答案】C【解析】对于A 选项,反比例函数1y x=,它有两个减区间, 对于B 选项,由正切函数y tanx =的图像可知不符合题意;对于C 选项,令()x xf x e e -=-知()x x f x e e --=-,所以()()0f x f x +-=所以()x xf x e e -=-为奇函数,又x y e =在定义内单调递增,所以xy e -=-单调递增, 所以函数xxy e e -=-在定义域内单调递增;对于D ,令2,0()2,0x x g x x x +≥⎧=⎨-<⎩,则2,0()2,0x x g x x x -+≤⎧-=⎨-->⎩,所以()()0g x g x +-≠,所以函数2,02,0x x y x x +≥⎧=⎨-<⎩不是奇函数.4.(2020·武功县普集高级中学高一月考)函数y =的定义域是( )A .()2,266k k k Z ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦π-π+∈ B .()22,333k k k Z ππππ⎡⎤++∈⎢⎥⎣⎦C .()2,233k k k Z 2π2⎡⎤⎢⎥⎣⎦ππ-π+∈ D .()2,233k k k Z ππππ⎡⎤-+∈⎢⎥⎣⎦【答案】C【解析】由2cos 10x +≥得:2222,33k x k k πππ-≤≤π+∈Z . 所以函数2cos 1y x =+的定义域是()2,233k k k Z 2π2⎡⎤⎢⎥⎣⎦ππ-π+∈. 5.(2020·武功县普集高级中学高一月考)函数sin y x x =的部分图像是( )A .B .C .D .【答案】A【解析】:因为sin y x x =,所以()f x 为偶函数,其图象关于y 轴对称,故可以排除B ,D.又因为函数()f x 在()0,π上函数值为正,故排除C.6.(2019·呼玛县高级中学高一月考)若函数()sin()(0,0,)2πωϕωϕ=+>><f x A x A 的部分图像如图所示,则函数()f x 的解析式为( )A .()sin(2)6f x x π=+B .()cos(2)6f x x π=+ C .()cos(2)3f x x π=+D .()sin(2)3f x x π=+【答案】D【解析】由函数的部分图像可知1A =,22T π=,故T π=,所以2ππω=即2ω=.由函数图像的对称轴为12x π=,所以22,122k k Z ππϕπ⨯+=+∈,因2πϕ<,故3πϕ=,所以()sin 23f x x π⎛⎫=+⎪⎝⎭,故选D . 7.(2019·呼玛县高级中学高一月考)设cos 12a π=,41sin6b π=,7cos 4c π=,则( ) A .a c b >> B .c b a >> C .c a b >> D .b c a >>【答案】A 【解析】4155b sinsin 6sin sin cos 66663ππππππ⎛⎫==+=== ⎪⎝⎭,7c cos cos 44ππ== 因为3412πππ>>,且y cos 0,2x π=在(,)是单调递减函数,所以a c b >>,故选A 8.(2019·延安市第一中学高三月考(理))已知函数()sin()(0)2f x x πωφωϕ=+><,图象相邻两条对称轴之间的距离为2π,将函数()y f x =的图象向左平移3π个单位后,得到的图象关于y 轴对称,那么函数()y f x =的图象( )A .关于点,012π⎛⎫- ⎪⎝⎭对称B .关于点,012π⎛⎫⎪⎝⎭对称C .关于直线12x π=-对称D .关于直线12x π=对称【答案】B【解析】因为相邻两条对称轴的距离为2π,故22T π=,T π=,从而2ω=. 设将()f x 的图像向左平移3π单位后,所得图像对应的解析式为()g x , 则()2sin 23g x x πφ⎛⎫=++⎪⎝⎭,因()g x 的图像关于y 轴对称,故()01g =±, 所以2sin 13πφ⎛⎫+=±⎪⎝⎭,2,32k k Z ππφπ+=+∈,所以,6k k Z πφπ=-∈, 因2πφ<,所以6πφ=-.又()sin 26f x x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭,令2,62x k k Z πππ-=+∈,故对称轴为直线,23k x k Z ππ=+∈,所以C ,D 错误; 令2,6x k k π-=π∈Z ,故,212k x k Z ππ=+∈,所以对称中心为,0,212k k Z ππ⎛⎫+∈⎪⎝⎭,所以A 错误,D 正确.9.(2020·河北省故城县高级中学高一期中)关于函数sin(),2y x π=+在以下说法中正确的是( )A .[,]22ππ-上是增函数 B .[0,]π上是减函数 C .[,0]π-上是减函数 D .[,]-ππ上是减函数【答案】B【解析】sin()cos 2y x x π=+=,它在[0,]π上是减函数.10.(2020·上海高一课时练习)下列命题中正确的是( ) A .cos y x =在第一象限和第四象限内是减函数 B .sin y x =在第一象限和第三象限内是增函数 C .cos y x =在,22ππ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上是减函数 D .sin y x =在,22ππ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上是增函数 【答案】D【解析】对于cos y x =,该函数的单调递减区间为:[]2,2,k k k Z πππ+∈,故A 错,C 错. 对于sin y x =,该函数的单调递增区间为:2,2,22k k k Z ππππ⎡⎤-++∈⎢⎥⎣⎦,故B 错,D 对.11.(2020·陕西省西安中学高三其他(理))关于函数()2sinsin 222x x f x x π⎛⎫=+- ⎪⎝⎭有下述四个结论: ①函数()f x 的图象把圆221x y +=的面积两等分②()f x 是周期为π的函数③函数()f x 在区间(,)-∞+∞上有3个零点④函数()f x 在区间(,)-∞+∞上单调递减 其中所有正确结论的编号是( ) A .①③④ B .②④C .①④D .①③【答案】C【解析】f (x )=2sin2x sin (2π+2x )﹣x =2sin 2x cos 2x﹣x =sin x ﹣x , 对于①,因为f (﹣x )=sin (﹣x )﹣(﹣x )=﹣sin x +x =﹣f (x ),所以函数f (x )为奇函数,关于原点对称,且过圆心,而圆x 2+y 2=1也是关于原点对称,所以①正确;对于②,因为f (x +π)=sin (x +π)﹣(x +π)=﹣sin x ﹣x ﹣π≠f (x ),所以f (x )的周期不是π,即②错误;对于③,因为()'f x =cos x ﹣1≤0,所以f (x )单调递减,所以f (x )在区间(﹣∞,+∞)上至多有1个零点, 即③错误; 对于④,()'fx =cos x ﹣1≤0,所以f (x )单调递减,即④正确.12.(2020·山西省高三其他(文))已知()()cos 0,2f x x πωϕωϕ⎛⎫=+><⎪⎝⎭的图象关于直线524x π=对称,把()f x 的图象向左平移4π个单位后所得的图象关于点,012π⎛⎫⎪⎝⎭对称,则ω的最小值为( ) A .2 B .3C .4D .6【答案】C【解析】因为()f x 的图象向左平移4π个单位后所得的图象关于点,012π⎛⎫⎪⎝⎭对称, 所以()f x 关于点,03π⎛⎫⎪⎝⎭对称, 又()f x 的图象既关于直线524x π=对称, 设()f x 的最小正周期为T ,则()()2153244k T k N ππ+-=∈, 即()21284k k N ππω+⎛⎫=⋅∈ ⎪⎝⎭,所以()84k k N ω=+∈,取0k =,得4ω=,13.(2020·上海高二课时练习)设直线的斜率(,1][1,)k ∈-∞-⋃+∞,则该直线的倾斜角α满足( ). A .44ππα- B .42ππα<或324ππα< C .04πα或34παπ< D .04πα或34παπ【答案】B【解析】因为tan k α=, 所以当1k ≤-时,324ππα<≤, 当1k时,42ππα≤<,即直线的倾斜角α满足42ππα<或324ππα<, 14.(2020·调兵山市第一高级中学高一月考)方程10sin x x =的根的个数是( ) A .6 B .7C .8D .9【答案】B【解析】分别作函数,10sin y x y x ==图象,如图,由图可得交点个数为7,所以方程10sin x x =的根的个数是715.(2020·福建省高三其他(文))图数()1cos f x x x x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,[)(],00,x ππ∈-的图象可能为( )A .B .C .D .【答案】A【解析】由题知:()()11cos cos ()f x x x x x f x x x ⎛⎫⎛⎫-=---=-+=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 所以()f x 为奇函数,故排除B ,D. 又因为02x π⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,时,()0f x >,故排除C.16.(2020·上海高一期中)函数sin cos y x x =⋅的最小正周期和最大值分别为( ) A .π,1 B .π,12C .2π,1D .2π,12【答案】B【解析】1sin cos =sin 22y x x x =⋅, 函数sin cos y x x =⋅的最小正周期22T ππ==, 1sin 21x -≤≤,∴111sin 2222x -≤≤,∴函数sin cos y x x =⋅的最大值为12. 17.(2020·山西省高三其他(文))对于函数()()1122f x sinx cosx sinx cosx =+--.有下列说法:①()f x 的值城为[]1,1-;②当且仅当()24x k k Z ππ=+∈时,函数()f x 取得最大值;③函数()f x 的最小正周期是π;④当且仅当()222x k kk Z πππ⎛⎫∈+∈ ⎪⎝⎭,时,()0f x >.其中正确结论的个数是( ) A .1 B .2C .3D .4【答案】B【解析】因为()()1122cosx sinx cosx f x sinx cosx sinx cosx sinx sinx cosx≥⎧=+--=⎨<⎩,,,作出函数()f x 的图象,如图所示:所以,()f x 的值城为21,2⎡-⎢⎣⎦,①错误; 函数()f x 的最小正周期是2π,③错误; 当且仅当()24x k k Z ππ=+∈时,函数()f x 取得最大值,②正确;当且仅当()222x k k k Z πππ⎛⎫∈+∈ ⎪⎝⎭,时,()0f x >,④正确. 18.(多选题)(2020·海南省海南中学高三月考)已知函数()()sin f x A x =+ωϕ(0,0A ω>>)在1x =处取得最大值,且最小正周期为2,则下列说法正确的有( ). A .函数()1f x -是奇函数B .函数()1f x +是偶函数C .函数()2f x +在[]0,1上单调递增D .函数()3f x +是周期函数【答案】BCD【解析】因为()()sin f x A x =+ωϕ在1x =处取得最大值, 所以有2()2k k Z πωϕπ+=+∈,又因为()()sin f x A x =+ωϕ的最小正周期为2, 所以有22,0πωωπω=>∴=,因此()()sin sin 2cos 2f x A x A x k A x πωϕπππ⎛⎫=+=+-=- ⎪⎝⎭.选项A :设()()1cos[(1)]cos g x f x A x A x ππ=-=--=, 因为()cos[()]cos ()g x A x A x g x ππ-=-==, 所以()()1g x f x =-是偶函数,故本选项说法不正确; 选项B :设()()1cos[(1)]cos h x f x A x A x ππ=+=-+= 因为()cos[()]cos ()h x A x A x h x ππ-=-==, 所以()()1h x f x =+是偶函数,故本选项说法正确;选项C :设()()2cos[(2)]cos m x f x A x A x ππ=+=-+=-,因为[]0,1x ∈,所以[]0,x ππ∈,又因为0A >,所以函数()()2m x f x =+在[]0,1上单调递增,故本选项说法正确;选项D :设()()3cos[(3)]cos n x f x A x A x ππ=+=-+=, 函数()n x 最小正周期为:22ππ=,所以本选项说法正确.19.(2020·山东省微山县第一中学高一月考)已知函数()cos 6f x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,则( )A .2π为()f x 的一个周期B .()y f x =的图象关于直线43x π=对称 C .()f x 在,2ππ⎛⎫⎪⎝⎭上单调递减 D .()f x π+的一个零点为3π【答案】AD【解析】根据函数()6f x cos x π⎛⎫=+⎪⎝⎭知最小正周期为2π,A 正确.当43x π=时,443cos cos 03362f ππππ⎛⎫⎛⎫=+== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,由余弦函数的对称性知,B 错误;函数()6f x cos x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭在5,26ππ⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递减,在5,6ππ⎛⎫⎪⎝⎭上单调递增,故C 错误; ()76f x cos x ππ⎛⎫+=+⎪⎝⎭,73cos cos 03632f πππππ⎛⎫⎛⎫∴+=+== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,故D 正确.20.(2020·山东省高一期中)将函数()2sin 2f x x x =+12π个单位,再把各点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),得到函数()g x 的图象,则下列说法中正确的是( )A .()f xB .()g x 是奇函数C .()f x 的图象关于点,06π⎛⎫- ⎪⎝⎭对称 D .()g x 在2,63ππ⎛⎫⎪⎝⎭上单调递减 【答案】CD【解析】函数2()sin 2sin 22sin(2)3f x x x x x x π=++=+,把函数图象向左平移12π个单位,得到2sin[2()]2sin(2)2cos 21232y x x x πππ=++=+=, 再把各点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),得到()2cos g x x =. ①故()f x 函数的最大值为2,故选项A 错误. ②函数()2cos g x x =为偶函数,故选项B 错误. ③当6x π=-时,2sin 20663f πππ⎡⎤⎛⎫⎛⎫-=⨯-+= ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦,所以()f x 的图象关于点,06π⎛⎫- ⎪⎝⎭对称,故选项C 正确.④由于()2cos g x x =,在[]2,2k k πππ+,()k Z ∈上单调递减,故函数()g x 在2,63ππ⎛⎫⎪⎝⎭上单调递减.故选项D 正确.21.(2020·上海高一期中)函数()tan 6f x x π=的单调递增区间为________【答案】(63,63)k k -+,k ∈Z 【解析】由622x k k πππππ-+<<+,k Z ∈,解得6363k x k -<<+,k Z ∈,故函数的单调增区间为()63,63k k -+,k Z ∈,22.(2020·河北省故城县高级中学高一期中)已知函数()sin()f x x π=-,()cos()g x x π=+,有以下结论: ①函数()()y f x g x =的最小正周期为π; ②函数()()y f x g x =的最大值为2;③将函数()y f x =的图象向右平移2π个单位后得到函数()y g x =的图象; ④将函数()y f x =的图象向左平移2π个单位后得到函数()y g x =的图象.其中正确结论的序号是____________. 【答案】①④【解析】()sin()sin f x x x π=-=-,()cos()cos g x x x π=+=-. 因为1()()(sin )(cos )sin cos sin 22y f x g x x x x x x ==-⋅-=⋅=, 所以1()()sin 22y f x g x x ==的最小正周期为:22ππ=,故结论①正确; 因为1()()sin 22y f x g x x ==的最大值为12,所以结论②不正确;因为函数()y f x =的图象向右平移2π个单位后得到函数的解析式为: ()sin()cos 22y f x x x ππ=-=--=,所以结论③不正确;因为函数()y f x =的图象向左平移2π个单位后得到函数的解析式为: ()sin()cos ()22y f x x x g x ππ=+=-+=-=,所以结论④正确.23.(2020·宝鸡中学高一期中)函数()sin()f x A x B ωϕ=++的一部分图象如图所示,其中0A >,0>ω,π||2ϕ<.(1)求函数()y f x =解析式;(2)求[0,π]x ∈时,函数()y f x =的值域; (3)将函数()y f x =的图象向右平移π4个单位长度,得到函数()y g x =的图象,求函数()y g x =的单调递减区间.【解析】(1)根据函数()sin()f x A x B ωϕ=++的一部分图象,其中0A >,0>ω,π||2ϕ<, ∵40A B A B +=⎧⎨-+=⎩,∴22A B =⎧⎨=⎩;∵12π5ππ44126T ω=⋅=-,∴2ω=, 再根据π46f ⎛⎫= ⎪⎝⎭,可得ππ22π62k ϕ⨯+=+,k ∈Z ,∴π2π6k ϕ=+,k ∈Z ,∵π||2ϕ<,∴π6ϕ=,∴函数()y f x =的解析式为π()2sin 226f x x ⎛⎫=++ ⎪⎝⎭; (2)∵[]0,πx ∈,∴ππ13π2,666x ⎡⎤+∈⎢⎥⎣⎦,∴πsin 2[1,1]6x ⎛⎫+∈- ⎪⎝⎭, ∴函数()y f x =的值域为[]0,4; (3)将函数()y f x =的图象向右平移π4个单位长度, 得到函数πππ()2sin 222sin 22463g x x x ⎡⎤⎛⎫⎛⎫=-++=-+ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦的图象,对于函数π()2sin 223g x x ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭, 令ππ3π2π22π232k x k +≤-≤+,k ∈Z , 求得5π11πππ1212k x k +≤≤+,k ∈Z , 故函数()g x 的单调减区间为5π11ππ,π1212k k ⎡⎤++⎢⎥⎣⎦,k ∈Z .24.(2020·山西省平遥中学校高一月考)已知函数()4sin cos 3f x x x π⎛⎫=++ ⎪⎝⎭(1)求函数()f x 的最小正周期及单调增区间; (2)求函数()f x 在区间,46ππ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上的值域和取得最大值时相应的x 的值.【解析】(1)()4sin cos cos sin sin 33f x x x x ππ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭22sin cos x x x =-)sin 21cos2x x =-+sin 22x x =+2sin 23x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭.∴22T ππ==. 由222232k x k πππππ-+≤+≤+,k Z ∈得:51212k x k ππππ-+≤≤+,k Z ∈ ∴单调增区间为()5,1212k k k Z ππππ⎡⎤-++∈⎢⎥⎣⎦.(2)∵46x ππ-≤≤,∴22633x πππ-≤+≤. ∴1sin 2123x π⎛⎫-≤+≤ ⎪⎝⎭,即12sin 223x π⎛⎫-≤+≤ ⎪⎝⎭.∴函数()f x 在区间,46ππ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上的值域为[]1,2- 且当232x ππ+=,即12x π=时,()max 2f x =.25.(2020·武功县普集高级中学高一月考)在已知函数()sin(),f x A x x R ωϕ=+∈(其中0,0,02A πωϕ>><<)的图象与x 轴的交点中,相邻两个交点之间的距离为2π,且图象上一个最低点为2,23M π⎛⎫- ⎪⎝⎭. (1)求()f x 的解析式;(2)当,122x ππ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时,求()f x 的值域. 【解析】(1)依题意,由最低点为2,23M π⎛⎫- ⎪⎝⎭,得2A =,又周期T π=,∴2ω=. 由点2,23M π⎛⎫-⎪⎝⎭在图象上,得42sin 23πϕ⎛⎫+=- ⎪⎝⎭, ∴4232k ππϕπ+=-+,k Z ∈,1126k k Z πϕπ∴=-+∈,. ∵0,2πϕ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,∴6πϕ=,∴()2sin 26f x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭. 由222262k x k πππππ-≤+≤+,k Z ∈,得36k x k k Z ππππ-≤≤+∈,.∴函数()f x 的单调增区间是(),36k k k Z ππππ⎡⎤-+∈⎢⎥⎣⎦. (2),122x ππ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,∴72,636x πππ⎡⎤+∈⎢⎥⎣⎦. 当262x ππ+=,即6x π=时,()f x 取得最大值2; 当7266x ππ+=,即2x π=时,()f x 取得最小值1-,故()f x 的值域为[]1,2-.。
高三数学二轮复习专题三角函数(公开课)高三数学二轮复习专题三角函数(公开课)一、基础知识回顾三角函数是高中数学中的重要内容之一。
在这个专题中,我们将回顾三角函数的基础知识,包括正弦函数、余弦函数、正切函数等的定义、性质以及相互之间的关系。
1. 三角函数的定义在直角三角形中,我们定义了三角函数的概念。
对于一个角A,定义了三个比值:正弦函数sinA=对边/斜边,余弦函数cosA=邻边/斜边,正切函数tanA=对边/邻边。
2. 三角函数的周期性我们知道,三角函数具有周期性。
例如,正弦函数和余弦函数的周期都是2π,而正切函数的周期是π。
这意味着在一个周期内,三角函数的值是重复的。
这种周期性使得三角函数在实际问题中具有广泛的应用。
3. 三角函数的性质三角函数有许多重要的性质。
例如,正弦函数和余弦函数是偶函数,即f(x)=f(-x);正切函数是奇函数,即f(x)=-f(-x)。
此外,三角函数还具有增减性和界值性质。
二、三角函数的图像与性质下面我们将进一步讨论三角函数的图像与性质。
通过对三角函数图像的分析,我们能够更好地理解三角函数的特点和性质。
1. 正弦函数的图像与性质正弦函数的图像是一条连续的波浪线,振动范围在[-1,1]之间。
正弦函数的图像关于y轴对称,且在0点处取得最小值。
我们可以通过调整系数来改变正弦函数的振幅和周期。
2. 余弦函数的图像与性质余弦函数的图像也是一条连续的波浪线,振动范围也在[-1,1]之间。
与正弦函数不同的是,余弦函数的图像关于x轴对称,且在0点处取得最大值。
同样地,我们可以通过系数调整来改变余弦函数的振幅和周期。
3. 正切函数的图像与性质正切函数的图像是一条连续的曲线,其值在整个实数轴上变化。
正切函数在某些点上没有定义,这些点是函数的奇点。
我们可以通过系数调整来改变正切函数的振幅和周期。
三、三角函数的应用三角函数在实际问题中有广泛的应用。
在这一部分,我们将介绍一些常见的三角函数应用,并通过例题来加深理解。