高三数学函数图像与性质专题
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专题2 三角函数的图象和性质【老师预测】(1) 三角函数的图象和性质是历年高考中的必考知识点,在高考中,客观题和解答题均会出现,大多以中、低档题为主,主要集中考查三角函数的周期、图象、单调性、值域或最值几个方面,解决此类问题,要求学生熟练地掌握三角函数的图象及其性质,避免失分。
(2)函数sin()y A x ωϕ=+的图象和性质是高考中的必考知识点,在高考中,主要集中考查图象之间的平移伸缩变换、由图象求函数解析式以及利用正余弦型函数解决实际问题为主,常与三角函数的性质、三角恒等变换、向量结合起来综合考查,需多加强数形结合思想的应用意识。
【知识精讲】一、用五点法作正弦函数和余弦函数的简图正弦函数y =sin x ,x ∈[0,2π]的图象上,五个关键点是:(0,0),⎝⎛⎭⎫π2,1,(π,0),⎝⎛⎭⎫3π2,-1,(2π,0). 余弦函数y =cos x ,x ∈[0,2π]的图象上,五个关键点是:(0,1),⎝⎛⎭⎫π2,0,(π,-1),⎝⎛⎭⎫3π2,0,(2π,1). 二、正弦函数sin y x =,余弦函数cos y x =,正切函数tan y x =的图象与性质三、函数sin()y A x ωϕ=+的图象与性质 1.函数sin()y A x ωϕ=+的图象的画法与变换 (1)变换作图法由函数sin y x =的图象通过变换得到sin()y A x ωϕ=+(A >0,ω>0)的图象,有两种主要途径:“先平移后伸缩”与“先伸缩后平移”.如下图.(2)五点作图法找五个关键点,分别为使y 取得最小值、最大值的点和曲线与x 轴的交点.其步骤为: ①先确定最小正周期T =2ωπ,在一个周期内作出图象;②令=X x ωϕ+,令X 分别取0,2π,π,322ππ,,求出对应的x 值,列表如下:由此可得五个关键点;③描点画图,再利用函数的周期性把所得简图向左右分别扩展,从而得到sin()y A x ωϕ=+的简图. 2.函数sin()y A x ωϕ=+(A >0,ω>0)的性质(1)奇偶性:=k ϕπ时,函数sin()y A x ωϕ=+为奇函数;=2k ϕππ+时,函数sin()y A x ωϕ=+为偶函数.(2)周期性:sin()y A x ωϕ=+存在周期性,其最小正周期为T =2ωπ.(3)单调性:根据y =sin t 和t =x ωϕ+的单调性来研究,由+22,22k x k k ωϕππ-π≤+≤+π∈Z 得单调增区间;由+22,22k x k k ωϕπ3ππ≤+≤+π∈Z 得单调减区间. (4)对称性:利用y =sin x 的对称中心为(,0)()k k π∈Z 求解,令x k k ωϕ+=π(∈)Ζ,求得x .利用y =sin x 的对称轴为()2x k k π=π+∈Z 求解,令+2x k k ωϕπ+=π(∈)Ζ,得其对称轴. 3.函数sin()y A x ωϕ=+(A >0,ω>0)的物理意义当函数sin()y A x ωϕ=+(A >0,ω>0,[0,)x ∈+∞)表示一个简谐振动量时,则A 叫做振幅,T =2ωπ叫做周期,f =12πT ω=叫做频率,x ωϕ+叫做相位,x =0时的相位ϕ叫做初相. 【典例精练】考点一 三角函数的定义域例1.函数y =tan ⎝⎛⎭⎫2x -π4的定义域为________________. 【解析】由2x -π4≠k π+π2,k ∈Z ,得x ≠k π2+3π8,k ∈Z ,故所求定义域为⎩⎨⎧x ⎪⎪⎭⎬⎫x ≠k π2+3π8,k ∈Z . 故答案为:⎩⎨⎧x ⎪⎪⎭⎬⎫x ≠k π2+3π8,k ∈Z 例2.求函数y =lg(sin 2x )+9-x 2的定义域.【解析】由⎩⎪⎨⎪⎧sin 2x >0,9-x 2≥0,得⎩⎪⎨⎪⎧k π<x <k π+π2,k ∈Z ,-3≤x ≤3.∴-3≤x <-π2或0<x <π2.∴函数y =lg(sin 2x )+9-x 2的定义域为⎣⎡⎭⎫-3,-π2∪⎝⎛⎭⎫0,π2. 【方法点睛】(1)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,要注意本身的要求; (2)求复杂函数的定义域时转化为求解简单的三角不等式. 考点二 三角函数的值域或最值例3..已知函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫x +π6,其中x ∈⎣⎡⎦⎤-π3,a ,若f (x )的值域是⎣⎡⎦⎤-12,1,则实数a 的取值范围是________.【解析】由x ∈⎣⎡⎦⎤-π3,a ,知x +π6∈⎣⎡⎦⎤-π6,a +π6. ∵x +π6∈⎣⎡⎦⎤-π6,π2时,f (x )的值域为⎣⎡⎦⎤-12,1, ∴由函数的图象知π2≤a +π6≤7π6,所以π3≤a ≤π.故答案为:⎣⎡⎦⎤π3,π例4.求函数y =cos 2x +sin x ⎝⎛⎭⎫|x |≤π4的最大值与最小值.【解析】令t =sin x . ∵|x |≤π4∴t ∈⎣⎡⎦⎤-22,22. ∴y =-t 2+t +1=-⎝⎛⎭⎫t -122+54, ∴当t =12时,y max =54,当t =-22时,y min =1-22.∴函数y =cos 2x +sin x ⎝⎛⎭⎫|x |≤π4的最大值为54,最小值为1-22. 【方法点睛】三角函数值域或最值的3种求法 (1)直接法:直接利用sin x 和cos x 的值域求解;(2)化一法:把所给三角函数化为y =A sin(ωx +φ)+k 的形式,由正弦函数单调性写出函数的值域; (3)换元法:把sin x 、cos x 、sin x cos x 或sin x ±cos x 换成t ,转化为二次函数来求. 考点三 三角函数的图象与性质例5.若函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫12x +θ-3cos ⎝⎛⎭⎫12x +θ⎝⎛⎭⎫|θ|<π2的图象关于原点对称,则角θ=________. 【解析】∵f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫12x +θ-π3,且f (x )的图象关于原点对称 ∴f (0)=2sin ⎝⎛⎭⎫θ-π3=0,即sin ⎝⎛⎭⎫θ-π3=0 ∴θ-π3=k π(k ∈Z),即θ=π3+k π(k ∈Z).又|θ|<π2∴θ=π3.故答案为:π3例6.已知f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫x +π4,x ∈[0,π],则f (x )的单调递增区间为________. 【解析】由-π2+2k π≤x +π4≤π2+2k π,k ∈Z ,得-3π4+2k π≤x ≤π4+2k π,k ∈Z.又∵x ∈[0,π]∴f (x )的单调递增区间为⎣⎡⎦⎤0,π4. 故答案为:⎣⎡⎦⎤0,π4 例7.若函数f (x )=sin ωx (ω>0)在区间⎣⎡⎦⎤0,π3上单调递增,在区间⎣⎡⎦⎤π3,π2上单调递减,则ω=________. 【解析】∵f (x )=sin ωx (ω>0)过原点∴当0≤ωx ≤π2,即0≤x ≤π2ω时,y =sin ωx 是增函数;当π2≤ωx ≤3π2,即π2ω≤x ≤3π2ω时,y =sin ωx 是减函数. 由f (x )=sin ωx (ω>0)在⎣⎡⎦⎤0,π3上单调递增,在⎣⎡⎦⎤π3,π2上单调递减知,π2ω=π3. ∴ω=32.故答案为:32【方法点睛】1.函数f (x )=A sin(ωx +φ)的奇偶性、周期性和对称性(1)若f (x )=A sin(ωx +φ)为偶函数,则当x =0时,f (x )取得最大或最小值;若f (x )=A sin(ωx +φ)为奇函数,则当x =0时,f (x )=0.(2)对于函数y =A sin(ωx +φ),其对称轴一定经过图象的最高点或最低点,对称中心一定是函数的零点,因此在判断直线x =x 0或点(x 0,0)是否是函数的对称轴或对称中心时,可通过检验f (x 0)的值进行判断.2.求三角函数单调区间的2种方法(1)代换法:就是将比较复杂的三角函数含自变量的代数式整体当作一个角u (或t ),利用基本三角函数的单调性列不等式求解.(2)图象法:画出三角函数的正、余弦曲线,结合图象求它的单调区间. 考点四 函数y =A sin(ωx +φ)的图象与变换例8.将函数y =sin(2x +φ)(0<φ<π)的图象沿x 轴向左平移π8个单位长度,得到函数y =f (x )的图象,若函数y =f (x )的图象过原点,则φ=________.【解析】由题意可得f (x )=sin ⎣⎡⎦⎤2⎝⎛⎭⎫x +π8+φ=sin ⎝⎛⎭⎫2x +π4+φ,因为函数y =f (x )的图象过原点,所以sin ⎝⎛⎭⎫π4+φ=0,所以π4+φ=k π(k ∈Z),即φ=k π-π4(k ∈Z),又因为0<φ<π,所以φ=3π4. 故答案为:3π4.例9.将函数y =3sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3的图象向右平移φ⎝⎛⎭⎫0<φ<π2个单位长度后,所得函数为偶函数,则φ=________.【解析】将函数y =3sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3的图象向右平移φ个单位长度后,所得函数为 3sin 2()3y x πϕ⎡⎤=-+⎢⎥⎣⎦ 3sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3-2φ. ∵所得的函数为偶函数∴π3-2φ=k π+π2(k ∈Z),解得φ=-k π2-π12(k ∈Z) ∵0<φ<π2∴k =-1,得φ=5π12.故答案为:5π12.【方法点睛】函数y =A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0)的图象的两种作法【注】 平移变换和伸缩变换都是针对x 而言,即x 本身加减多少值,而不是依赖于ωx 加减多少值. 考点五 求函数y =A sin(ωx +φ)的解析式例10.已知函数f (x )=A sin(ωx +φ)的部分图象如图所示,则f ⎝⎛⎭⎫π2=________.【解析】由题图知A =1,T 2=π3-⎝⎛⎭⎫-π6=π2,所以T =π=2πω,得ω=2,又f ⎝⎛⎭⎫π3=sin ⎝⎛⎭⎫2π3+φ=0,所以φ=-2π3+2k π(k ∈Z)或φ=π3+2k π(k ∈Z)(舍去,因为f (0)<0),所以f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2x -2π3,故f ⎝⎛⎭⎫π2=sin ⎝⎛⎭⎫π-2π3=32. 故答案为:32. 例11.设函数y =sin ⎝⎛⎭⎫ωx +π3(0<x <π),当且仅当x =π12时,y 取得最大值,则正数ω的值为______. 【解析】∵0<x <π,ω>0 ∴ωx +π3∈⎝⎛⎭⎫π3,ωπ+π3, 又∵函数当且仅当x =π12时取得最大值∴⎩⎨⎧ωπ+π3≤5π2,πω12+π3=π2,解得ω=2.故答案为:2.【方法点睛】确定y =A sin(ωx +φ)+b (A >0,ω>0)中参数的方法(1)求A ,b :确定函数的最大值M 和最小值m ,则A =M -m 2,b =M +m2;(2)求ω:确定函数的周期T ,则可得ω=2πT ;(3)求φ:常用的方法有:①代入法:把图象上的一个已知点代入(此时A ,ω,b 已知)或代入图象与直线y =b 的交点求解(此时要注意交点在上升区间上还是在下降区间上).②五点法:确定φ值时,往往以寻找“五点法”中的某一个点为突破口.具体如下:作业:【名校新题】一、填空题1.(2019·常州第一中学高三月考)将函数sin 26y x π⎛⎫=+⎪⎝⎭的图象向右平移(0)2πϕϕ<<个单位后,得到函数()f x 的图像,若函数()f x 是偶函数,则ϕ的值为____. 【解析】由题意,将函数sin 26y x π⎛⎫=+⎪⎝⎭的图象向右平移(0)2πϕϕ<<个单位后,得到函数()()sin 2sin 2266f x x x ππϕϕ⎡⎤⎛⎫=-+=-+ ⎪⎢⎥⎣⎦⎝⎭的图象,若函数()f x 是偶函数,则262k ππϕπ-+=+,即26k ππϕ=--,k Z ∈,所以3πϕ=, 故答案为:3π.2.(2019·南京二模)若函数()()()2sin 0,0f x x ωϕωϕπ=+><<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______. 【解析】因为相邻两条对称轴间的距离为2π,所以2==2.ππωω∴,所以()()2sin 2f x x ϕ=+. 因为函数的图象经过点,26π⎛⎫⎪⎝⎭,所以sin(=10,36ππϕϕπϕ+<<∴=Q ),.所以()f x =2sin(2)6x π+,所以()2sin()426f πππ=+=3.(2019·高邮期初模拟)函数()πcos 36f x x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭在[]0π,的零点个数为________.【解析】0x πQ ≤≤193666x πππ∴≤+≤由题可知3336262x x ,ππππ+=+=,或5362x ππ+=解得4x ,99ππ=,或79π故有3个零点. 故答案为:3.4.(2018·江苏高考真题)已知函数sin(2)()22y x ϕϕππ=+-<<的图象关于直线3x π=对称,则ϕ的值是________.【解析】由题意可得2sin π13ϕ⎛⎫+=± ⎪⎝⎭,所以2πππππ()326k k k Z ϕϕ+=+=-+∈,,因为ππ22ϕ-<<,所以π0,.6k ϕ==- 故答案为:6π-. 5.(2019·启东中学开学考试)已知函数()2sin (0)f x x ωω=>在区间[,]34ππ-上的最小值是2-,则ω的最小值等于____.【解析】函数()2sin (0)f x x ωω=>在区间[,]34ππ-上的最小值是2-,而x ω的取值范围是[]34ωπωπ-,,当22x k πωπ=-+,k Z ∈时,函数有最小值2-,∴232k ωπππ-≤-+,且 242k ωπππ≥-+,k Z ∈, ∴362k ω-≤,82k ω≥-,k Z ∈, ∵0>ω, ∴ω的最小值等于32, 故答案为:32. 6.(2019·高邮开学考试)设*N ω∈且10ω≤则使函数sin y x ω=在区间,43ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上不单调的ω的个数是______.【解析】由于函数在区间,43ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上不单调,故在区间(,)43ππ上有对称轴,由sin y x ω=,有πππ2π,(),()2k x k k Z x k Z ωω+=+∈=∈,故ππππ2,()43k k Z ω+<<∈,由于0>ω,故有42,()332k k Z k ωω<+⎧⎪∈⎨>+⎪⎩,即3342,()0102k k k Z ωω+<<+∈<≤∴Q 1,2k =,求得5,8,9ω=. 故答案为:3.7.(2019·苏锡常第二次调研)函数()cos()(0)3f x x πωω=->的图像关于直线2x π=对称,则ω的最小值为_______.【解析】因为函数()cos (0)3f x x πωω⎛⎫=-> ⎪⎝⎭的图像关于直线2x π=对称, 所以cos 123ππω⎛⎫⨯-=± ⎪⎝⎭,所以()23k k Z ππωπ⨯-=∈. 解得:()223k k Z ω=+∈,又0>ω, 所以当0k =时,ω最小且为23.故答案为:23.8.(2019·常州期末)已知函数f(x)=sin(ωx +φ)(ω>0,φ∈R)是偶函数,点(1,0)是函数y =f(x)图象的对称中心,则ω最小值为________.【解析】∵函数f (x )=sin (ωx +φ)(ω>0,φ∈R )是偶函数, ∴φ=k 1π+π2,k 1∈Z ,∵点(1,0)是函数y =f (x )图象的对称中心 ∴sin (ω+φ)=0,可得ω+φ=k 2π,k 2∈Z , ∴ω=k 2π﹣φ=(k 2﹣k 1)π﹣π2.又ω>0,所以当k 2﹣k 1=1时,ω的最小值为π2. 故答案为:π2.9.(2019·镇江考前模拟)若函数()2sin()f x x ωϕ=+ (01ω<<,02πϕ<<)的图像过点,且关于点(2,0)-对称,则(1)f -=_______.【解析】函数()()2sin f x x ωϕ=+的图像过点( 2sin ϕ∴=sin ϕ=02πϕ<<Q 3πϕ∴=又函数图象关于点()2,0-对称 2sin 203πω⎛⎫∴-+= ⎪⎝⎭,即:23k πωπ-+=,k Z ∈ 126k πωπ∴=-+,k Z ∈01ω<<Q 6πω∴=()2sin 63f x x ππ⎛⎫∴=+⎪⎝⎭,()12sin 2sin 1636f πππ⎛⎫∴-=-+== ⎪⎝⎭故答案为:1.10.(2019·南通3月联考)已知角ϕ的终边经过点(12)P -,,函数()sin()(0)f x x ωϕω=+>图象的相邻两条对称轴之间的距离等于π3,则()π12f 的值为____.【解析】角ϕ终边经过点()1,2P -,则sin5ϕ==-,cos 5ϕ==∵()f x 两条相邻对称轴之间距离为3π∴23T π=,即223T ππω== ∴3ω=,即()()sin 3f x x ϕ=+sin sin cos cos sin 12444f ππππϕϕϕ⎛⎛⎫⎛⎫∴=+=+== ⎪ ⎪ ⎝⎭⎝⎭⎝⎭故答案为:. 11.(2019·南京一模)设函数π()sin()3f x x ω=+,其中0>ω.若函数()f x 在[]0,2π上恰有2个零点,则ω的取值范围是________.【解析】()f x 取零点时x 满足条件()3k x k Z ππωω=-+∈,当0x >时的零点从小到大依次为 123258,,333x x x πππωωω===,所以满足523823ππωππω⎧≤⎪⎪⎨⎪>⎪⎩ ,解得:54,63ω⎡⎫∈⎪⎢⎣⎭ 故答案为:54,63⎡⎫⎪⎢⎣⎭. 12.(2018·无锡期中)已知定义在区间[,]44ππ-上的函数()2sin cos (0)f x a x x b a =+<的最大值为4,最小值为52,则________.a b ⋅= 【解析】因为()()2sin cos sin2f x a x x bf x a x b =+=+,x ,44ππ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦, 所以2x ,22ππ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦,()[],f x a b a b ∈+-+, 从而35394.2131644a a b ab a b b ⎧=-⎧⎪+=⎪⎪∴=-⎨⎨⎪⎪-+==⎩⎪⎩, 故答案为:3916-. 13.(2019·盐城期中)若函数()sin3(01)f x x m m =-<<的所有正零点构成公差为d (d >0)的等差数列,则d =_______.【解析】设第一个正零点为0x ,则第三个正零点为02x d +,由题意得00π3(2)3π.6x d x d +-=∴= 故答案为:6π.14.(2019·徐州期中)已知函数()sin()f x x π=-223,若12()()4f x f x ⋅=-,且[]12,,x x ππ∈-,则12x x -的最大值为______.【解析】1212()()2sin(2)2sin(2)433f x f x x x ππ⋅=-⨯-=-,12sin(2)sin(2)133x x ππ-⨯-=-令1sin(2)3x π-=1,2sin(2)13x π-=-,则11(2)223x k πππ=++,21(2)223x n πππ=-+.∴12x x -=1(22)2k n πππ-+=1[2()]2k n ππ-+=1(2)2m ππ+,m ,n ,k 都是整数∵[]12,,x x ππ∈- ∴[]122,2x x ππ-∈-, ∴12x x -的最大值为13(2)22πππ+=. 故答案为:32π. 15.(2019·苏北四市期末)将函数()πsin 6f x x ω⎛⎫=- ⎪⎝⎭(0>ω)的图象向左平移π3个单位长度后,所得图象关于直线πx =对称,则ω的最小值为______.【解析】将函数f (x )=sin (ωx 6π-)(ω>0)的图象向左平移3π个单位后,可得函数y =sin (ωx 36πωπ+-)的图象,再根据所得图象关于直线x =π对称,可得ωπ36πωπ+-=k π2π+,k ∈Z , ∴当k =0时,ω取得最小值为12,故答案为:12.16.(2019·海门第二次调研)将函数f(x)=sin2x 的图像向右平移π6个单位,得到函数g(x)的图像,则函数g(x)在区间[0,π2]上的值域为_____________. 【解析】由题得y=g (x )=sin2(x −π6)=sin(2x −π3), 因为0≤x ≤π2,∴0≤2x ≤π,∴−π3≤2x −π3≤2π3,所以−√32≤sin(2x −π3)≤1.所以函数y=g(x)的值域为[−√32,1].故答案为:[−√32,1].17.(2018·江苏泰州中学高三月考)将sin 2y x =的图像向右平移ϕ单位(0ϕ>),使得平移后的图像仍过点(3π,则ϕ的最小值为__________.【解析】将sin 2y x =的图像向右平移ϕ单位(0ϕ>)得到sin 2()y x ϕ=-,代入点(3π得:2sin(2)23πϕ=- ,因为0ϕ>,所以当22=33ππϕ-时,第一个正弦值为2的角,此时6π=ϕ. 故答案为:6π. 18.(2019·常州期中)将函数f(x)=sin2x 的图象向右平移φ(0<φ<π2)个单位后得到函数g(x)的图象,若对满足|f(x 1)−g(x 2)|=2的x 1、x 2有|x 1−x 2|min =π3,则φ=______. 【解析】因为函数f(x)=sin2x 的周期为π,函数f(x)=sin2x 的图象向右平移φ(0<φ<π2)个单位后, 得到函数g(x)sin(2x −2φ)的图象.满足|f(x 1)−g(x 2)|=2的可知,f (x 1)、g(x 2)一个取最大值一个取最小值 因为x 1−x 2|min =π3, 若x 1=π4,x 2=7π12,f(x)在x 1=π4取最大值,g(x)在x 2=7π12取得最小值,sin(2×7π12−2φ)=−1, 此时φ=−π6,不合题意, x 1=3π4,x 2=5π12, f(x)在x 1=3π4取最小值,g(x)在x 2=5π12,取得最大值,sin(2×5π12−2φ)=1,此时φ=π6,满足题意.故答案为:π6.二、解答题19.(2019·扬州调研)已知函数f (x )=1+3cos 2x -2sin 2⎝⎛⎭⎫π4-x . (1)求f (x )的最小正周期和单调递减区间;(2)若方程f (x )-m =0在区间⎣⎡⎦⎤π4,π上有两个不同的实数解,求实数m 的取值范围.【解析】(1)∵f (x )=1+3cos 2x -2sin 2⎝⎛⎭⎫π4-x =3cos 2x +cos ⎝⎛⎭⎫π2-2x =3cos 2x +sin 2x =2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3, ∴T =2π2=π.由π2+2k π≤2x +π3≤3π2+2k π,k ∈Z ,得π12+k π≤x ≤7π12+k π,k ∈Z. ∴f (x )的单调递减区间为⎣⎡⎦⎤π12+k π,7π12+k π(k ∈Z). (2)由题意知,函数y =f (x )在区间⎣⎡⎦⎤π4,π上的图象与直线y =m 有两个不同的交点. 由(1)知,函数f (x )在⎣⎡⎦⎤π4,7π12上单调递减,在⎣⎡⎦⎤7π12,π上单调递增, ∴f (x )min =f ⎝⎛⎭⎫7π12=-2, 又f ⎝⎛⎭⎫π4=1,f (π)=3,∴当-2<m ≤1时,函数y =f (x )在区间⎣⎡⎦⎤π4,π上的图象与直线y =m 有两个不同的交点,即方程f (x )-m =0在区间⎣⎡⎦⎤π4,π上有两个不同的实数解. ∴实数m 的取值范围为(-2,1].20.(2019·连云港调研)函数f (x )=A sin(ωx +φ)⎝⎛⎭⎫A >0,ω>0,|φ|<π2的最小正周期为π,点P ⎝⎛⎭⎫π6,2为其图象上一个最高点. (1)求f (x )的解析式;(2)将函数f (x )图象上所有点都向左平移π3个单位长度,得到函数g (x )的图象,求g (x )在区间⎝⎛⎭⎫π2,π上的值域.【解析】(1)∵函数f (x )的最小正周期为π. ∴2πω=π,解得ω=2. 又点P ⎝⎛⎭⎫π6,2为其图象上一个最高点, ∴A =2,sin ⎝⎛⎭⎫π3+φ=1, 又-π2<φ<π2,所以φ=π6,∴f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6. (2)由题意得g (x )=f ⎝⎛⎭⎫x +π3=2sin ⎣⎡⎦⎤2⎝⎛⎭⎫x +π3+π6=2sin ⎝⎛⎭⎫2x +5π6,当x ∈⎝⎛⎭⎫π2,π时,2x +5π6∈⎝⎛⎭⎫11π6,17π6, ∴sin ⎝⎛⎭⎫2x +5π6∈⎝⎛⎦⎤-12,1,2sin ⎝⎛⎭⎫2x +5π6∈(-1,2], 故g (x )在区间⎝⎛⎭⎫π2,π上的值域为(-1,2].。
高三数学三角函数的图象与性质试题答案及解析1.将函数f(x)=sinωx(其中ω>0)的图象向右平移个单位长度,所得图象关于对称,则ω的最小值是( )A.6B.C.D.【答案】D【解析】将f(x)=sinωx的图象向左平移个单位,所得图象关于x=,说明原图象关于x=-对称,于是f(-)=sin(-)=±1,故(k∈Z),ω=3k+(k∈Z),由于ω>0,故当k=0时取得最小值.选D考点:三角函数的图象与性质2.已知函数的最大值是2,且.(1)求的值;(2)已知锐角的三个内角分别为,,,若,求的值.【答案】(1);(2)【解析】(1)先由辅助角公式将化为一个的三角函数,利用最大值为2求出A,再利用列出关于的方程,解出的值;(2)由(1)可得的解析式,由可求得和,再由同角三角函数基本关系式求出,将2C代入将用C表示出来,利用三角形内角和定理及诱导公式,将化为A,B的函数,再利用两角和与差的三角公式,化为A,B的三角函数,即可求出.试题解析:(1)∵函数的最大值是2,,∴ 2分∵又∵,∴ 4分(2)由(1)可知 6分,∴ 8分∵∴, 10分∴12分考点: 辅助角公式;三角函数图像与性质;诱导公式;两角和与差的三角公式;运算求解能力3.函数的部分图象如图所示,则的值分别是()A.B.C.D.【答案】A【解析】由图知在时取到最大值,且最小正周期满足,故,,∴,∵,∴,∴,∴,∴.【考点】由三角函数图象确定函数解析式.4.设则A.B.C.D.【答案】C.【解析】故选C.【考点】1.三角函数基本关系式(商关系);2. 三角函数的单调性.5.设函数.(1)求函数f(x)的最大值和最小正周期。
(2)设A、B、C为⊿ABC的三个内角,若,,且C为锐角,求.【答案】(1);(2)【解析】(1)利用领个角的和的余弦公式、二倍角化简整理得,由可求得函数的最大值,根据求出函数的最小正周期;(2)将代入,再利用倍角公式求得,从而得到角,由,根据,求得,由结合诱导公式、两个角的和的正弦公式求出结论.(1).∴当,即(k∈Z)时,,(4分)f(x)的最小正周期,故函数f(x)的最大值为,最小正周期为π.(6分)(2)由,即,解得.又C为锐角,∴.(8分)∵,∴.∴.(12分)【考点】三角函数的和差公式、二倍角公式.6.(12分)(2011•广东)已知函数f(x)=2sin(x﹣),x∈R.(1)求f(0)的值;(2)设α,β∈,f(3)=,f(3β+)=.求sin(α+β)的值.【答案】(1)﹣1(2)【解析】(1)把x=0代入函数解析式求解.(2)根据题意可分别求得sinα和sinβ的值,进而利用同角三角函数基本关系求得cosα和cosβ的值,最后利用正弦的两角和公式求得答案.解:(1)f(0)=2sin(﹣)=﹣1(2)f(3)=2sinα=,f(3β+)=2sinβ=.∴sinα=,sinβ=∵α,β∈,∴cosα==,cosβ==∴sin(α+β)=sinαcosβ+cosαsinβ=点评:本题主要考查了两角和与差的正弦函数.考查了对三角函数基础公式的熟练记忆.7.已知命题:函数是最小正周期为的周期函数,命题:函数在上单调递减,则下列命题为真命题的是()A.B.C.D.【答案】D【解析】函数的最小正周期为,故命题为真命题;结合正切函数图象可知,正切函数在区间上是增函数,因此函数在区间上是增函数,故命题为假命题,因此命题、、为假命题,为真命题,故选D.【考点】1.三角函数的基本性质;2.复合命题8.(2013•湖北)将函数的图象向左平移m(m>0)个单位长度后,所得到的图象关于y轴对称,则m的最小值是()A.B.C.D.【答案】B【解析】y=cosx+sinx=2(cosx+sinx)=2sin(x+),∴图象向左平移m(m>0)个单位长度得到y=2sin[(x+m)+]=2sin(x+m+),∵所得的图象关于y轴对称,∴m+=kπ+(k∈Z),则m的最小值为.故选B9.已知函数,.(1)求函数的最小正周期;(2)若函数有零点,求实数的取值范围.【答案】(1);(2)实数的取值范围是.【解析】(1)求函数的最小正周期,需对函数化简,把它化为一个角的一个三角函数,利用来求,因此本题的关键是化简,由形式,需对三角函数降次,因此利用二倍角公式将函数化为,由,即可得,即可求出周期;(2)若函数有零点,即,有解,移项得,因此,方程有解,只要在函数的值域范围即可,因此只需求出即可.(1) 4分6分∴周期 7分(2)令,即, 8分则, 9分因为, 11分所以, 12分所以,若有零点,则实数的取值范围是. 13分【考点】三角恒等变化,三角函数的周期,值域.10.已知向量,设函数.(1)求f(x)的最小正周期;(2)求f(x)在[0,]上的最大值和最小值.【答案】(1)π(2)最大值是1,最小值是-【解析】(1)f(x)=a·b=(cosx,-)·(sinx,cos2x)=cosxsinx-cos2x=sin2x-cos2x=sin(2x-)f(x)的最小正周期为T=π,(2)∵0≤x≤,∴-≤2x-≤.由正弦函数的性质知,sin(2x-)∈[-,1]当2x-=,即x=时,f(x)取得最大值1.当2x-=-,即x=0时,f(0)=-,因此, f(x)在[0,]上的最大值是1,最小值是-.11.已知函数f(x)=(2cos2x-1)sin2x+cos4x(1)求f(x)的最小正周期及最大值。
专题4.4 三角函数图像与性质【考纲解读】【直击考点】题组一 常识题1. 函数y =2sin 12x -3的最小正周期是________.【解析】最小正周期T =2π12=4π.2. 函数y =A sin x +1(A >0)的最大值是5,则它的最小值是________.【解析】依题意得A +1=5,所以A =4,所以函数y =4sin x +1的最小值为-4+1=-3. 3.判断函数y =2cos x 在[-π,0]上的单调性:____________.(填“增函数”或“减函数”) 【解析】由余弦函数的单调性,得函数y =2cos x 在[-π,0]上是增函数. 4.不等式2sin x >3的解集为______________________________. 【解析】不等式2sin x >3,即sin x >32,由函数y =sin x 的图像得所求解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x π3+2k π<x <2π3+2k π,k ∈Z .题组二 常错题5.函数y =1-2cos x 的单调递减区间是___________________________.【解析】函数y =1-2cos x 的单调递减区间即函数y =-cos x 的单调递减区间,也即函数y =cos x 的单调递增区间,即[2k π-π,2k π](k ∈Z ).6.若动直线x =a 与函数f (x )=sin x 和g (x )=cos x 的图像分别交于M ,N 两点,则|MN |的最大值为________.【解析】设直线x =a 与函数f (x )=sin x 的图像的交点为M (a ,y 1),直线x =a 与函数g (x )=cos x的图像的交点为N (a ,y 2),则|MN |=|y 1-y 2|=|sin a -cos a |=2⎪⎪⎪⎪⎪⎪sin ⎝⎛⎭⎪⎫a -π4≤2,7.函数f (x )=2sin x4对任意的x ∈R ,都有f (x 1)≤f (x )≤f (x 2),则|x 1-x 2|的最小值为________.题组三 常考题8.定义在区间[0,2π]上的函数y =sin 2x 的图像与y =sin x 的图像的交点个数是________. 【解析】由sin 2x =sin x 得sin x =0或cos x =12,因为x ∈[0,2π],所以x =0,π3,π,5π3,2π,交点个数是5.9. 在函数①y =cos|2x |,②y =|sin x |,③y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3,④y =tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π5中,最小正周期为π的所有函数是________.(填序号)【解析】函数y =cos|2x |=cos 2x ,其最小正周期为π,①正确;将函数y =sin x 的图像中位于x 轴上方的图像不变,位于x 轴下方的图像对称地翻折至x 轴上方,即可得到y =|sin x |的图像,所以其最小正周期为π,②正确;函数y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3的最小正周期为π,③正确;函数y =tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π5的最小正周期为π2,④不正确.【知识清单】1.正弦、余弦、正切函数的图像与性质 1.三角函数线三角函数线是通过有向线段直观地表示出角的各种三角函数值的一种图示方法。
《三角函数的图像与性质》专题一、相关知识点1.用五点法作正弦函数和余弦函数的简图正弦函数y =sin x ,x ∈[0,2π]图像五个关键点:(0,0),⎝⎛⎭⎫π2,1,(π,0),⎝⎛⎭⎫3π2,-1,(2π,0). 余弦函数y =cos x ,x ∈[0,2π]图像五个关键点:(0,1),⎝⎛⎭⎫π2,0,(π,-1),⎝⎛⎭⎫3π2,0,(2π,1). 2.正弦函数、余弦函数、正切函数的图像与性质(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. 4.奇偶性相关结论(1)若f (x )=A sin(ωx +φ)(A ,ω≠0),则①f (x )为偶函数的充要条件是φ=π2+k π(k ∈Z);②f (x )为奇函数的充要条件是φ=k π(k ∈Z).(2)若f (x )=A cos(ωx +φ)(A >0,ω>0),则①f (x )为奇函数的充要条件:φ=k π+π2,k ∈Z ;②f (x )为偶函数的充要条件:φ=k π,k ∈Z.题型一 三角函数的定义域1.函数y =log 2(sin x )的定义域为________.2.函数y =2sin x -3的定义域为( )A .⎣⎡⎦⎤π3,2π3B .⎣⎡⎦⎤2k π+π3,2k π+2π3(k ∈Z) C .⎝⎛⎭⎫2k π+π3,2k π+2π3(k ∈Z) D .⎣⎡⎦⎤k π+π3,k π+2π3(k ∈Z)3.y =2sin x -2的定义域为________________________.4.函数y =tan 2x 的定义域是( )A .⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪x ≠k π+π4,k ∈Z B .⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪x ≠k π2+π8,k ∈Z C .⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪ x ≠k π+π8,k ∈Z D .⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪ x ≠k π2+π4,k ∈Z5.x ∈[0,2π],y =tan x +-cos x 的定义域为( )A.⎣⎡⎭⎫0,π2B.⎝⎛⎦⎤π2,πC.⎣⎡⎭⎫π,3π2D.⎝⎛⎦⎤3π2,2π题型二 三角函数的值域(最值)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1.函数f (x )=4-2cos 13x 的最小值是________,取得最小值时,x 的取值集合为________.2.函数f (x )=2cos x +sin x 的最大值为________.3.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3B .f (x )的最小正周期为π,最大值为4C .f (x )的最小正周期为2π,最大值为3D .f (x )的最小正周期为2π,最大值为44.函数f (x )=3sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6在区间⎣⎡⎦⎤0,π2上的值域为( ) A .⎣⎡⎦⎤-32,32 B .⎣⎡⎦⎤-32,3 C .⎣⎡⎦⎤-332,332 D .⎣⎡⎦⎤-332,35.函数y =2cos ⎝⎛⎭⎫2x +π3,x ∈⎝⎛⎭⎫-π6,π6的值域为________.6.函数y =2sin ⎝⎛⎭⎫πx 6-π3(0≤x ≤9)的最大值与最小值之和为( )A .2-3B .0C .-1D .-1- 37.已知f (x )=sin 2x -3cos 2x ,若对任意实数x ∈⎝⎛⎦⎤0,π4,都有|f (x )|<m ,则实数m 的取值范围是________.8.函数f (x )=sin 2x +3cos x -34⎝⎛⎭⎫x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2的最大值是________.9.函数f (x )=cos 2x +6cos π2-x 的最大值为10.函数y =sin x +cos x +sin x cos x 的值域为_______11.函数y =sin x -cos x +sin x cos x ,x ∈[0,π]的值域为________.12.函数y =tan ⎝⎛⎭⎫π2-x ⎝⎛⎭⎫x ∈⎣⎡⎦⎤-π4,π4,且x ≠0的值域为________.题型三 三角函数的单调性类型一 求三角函数的单调区间 1.f (x )=|tan x |;2.y =|cos x |的一个单调递增区间是( )A.⎣⎡⎦⎤-π2,π2 B .[0,π] C.⎣⎡⎦⎤π,3π2 D.⎣⎡⎦⎤3π2,2π3.函数f (x )=tan ⎝⎛⎭⎫2x -π3的递增区间是________.4.已知函数f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫π4-2x ,则函数f (x )的单调递减区间为( )A.⎣⎡⎦⎤3π8+2k π,7π8+2k π(k ∈Z)B.⎣⎡⎦⎤-π8+2k π,3π8+2k π(k ∈Z) C.⎣⎡⎦⎤3π8+k π,7π8+k π(k ∈Z) D.⎣⎡⎦⎤-π8+k π,3π8+k π(k ∈Z) 5.函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫-2x +π3的减区间为________.6.函数y =cos ⎝⎛⎭⎫π4-2x 的单调递减区间为________.7.函数 f (x )=cos ⎝⎛⎭⎫2x -π6在x ∈⎣⎡⎦⎤-π2,π2上的单调性递增区间为 ; 递减区间为8.函数y =sin ⎝⎛⎭⎫12x +π3,x ∈[-2π,2π]的递增区间是( )A .⎣⎡⎦⎤-2π,-5π3 B .⎣⎡⎦⎤-2π,-5π3和⎣⎡⎦⎤π3,2π C .⎣⎡⎦⎤-5π3,π3 D .⎣⎡⎦⎤π3,2π9.已知函数f (x )=4sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3,x ∈[-π,0],则f (x )的单调递增区间是________.10.若锐角φ满足sin φ-cos φ=22,则函数f (x )=sin 2(x +φ)的单调递增区间为( ) A.⎣⎡⎦⎤2k π-5π12,2k π+π12(k ∈Z) B.⎣⎡⎦⎤k π-5π12,k π+π12(k ∈Z) C.⎣⎡⎦⎤2k π+π12,2k π+7π12(k ∈Z) D.⎣⎡⎦⎤k π+π12,k π+7π12(k ∈Z)11.比较大小:sin ⎝⎛⎭⎫-π18________sin ⎝⎛⎭⎫-π10.12.已知f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π4. (1)求f (x )的单调递增区间;(2)当x ∈⎣⎡⎦⎤π4,3π4时,求函数f (x )的最大值和最小值.13.已知函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6.讨论函数f (x )在区间⎣⎡⎦⎤-π12,π2上的单调性并求出其值域.类型二 已知单调性求参数值或范围 已知单调区间求参数范围的3种方法 1.函数f (x )=sin ωx (ω>0)在区间⎣⎡⎦⎤0,π3上单调递增,在区间⎣⎡⎦⎤π3,π2上单调递减,则ω等于2.若f (x )=cos 2x +a cos ( π2+x )在区间⎝⎛⎭⎫π6,π2上是增函数,则实数a 的取值范围为________.3.已知ω>0,函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫ωx +π4的一个递减区间为⎣⎡⎦⎤π8,5π8,则ω=________.4.若函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫ωx +π4在⎝⎛⎭⎫π2,π上是减函数,则ω的取值范围是 .5.已知函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫ωx -π3(ω>0),若函数f (x )在区间⎝⎛⎭⎫π,3π2上为减函数,则实数ω的取值范围是________.6.已知函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫ωx +π4(ω>0),f ⎝⎛⎭⎫π6=f ⎝⎛⎭⎫π3,且f (x )在⎝⎛⎭⎫π2,π上单调递减,则ω=________.7.若函数f (x )=2sin ωx (0<ω<1)在区间⎣⎡⎦⎤0,π3上的最大值为1,则ω=________.8.若函数f (x )=cos x -sin x 在[0,a ]是减函数,则a 的最大值是________.题型四 三角函数的周期性三角函数周期的求解方法1.已知函数f (x )=cos ⎝⎭⎫ωx +π4(ω>0)的最小正周期为π,则ω=________. 2.函数f (x )=cos ⎝⎛⎭⎫πx +π3的最小正周期为________ 3.函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3的最小正周期为________ 4.函数 + 的最小正周期为______.5.在函数:①y =cos|2x |,②y =|cos x |,③y =cos2x +π6,④y =tan ⎝⎛⎭⎫2x -π4中,最小正周期为π的所有函数为( )A .②④B .①③④C .①②③D .①③6.函数f (x )=tan x1+tan 2x 的最小正周期为________题型五 三角函数的奇偶性与三角函数奇偶性相关的结论:三角函数中,判断奇偶性的前提是定义域关于原点对称,奇函数一般可化为y =A sin ωx 或y =A tan ωx 的形式,而偶函数一般可化为y =A cos ωx +b 的形式.常见的结论有:(1)若y =A sin(ωx +φ)为偶函数,则有φ=k π+π2(k ∈Z);若为奇函数,则有φ=k π(k ∈Z).(2)若y =A cos(ωx +φ)为偶函数,则有φ=k π(k ∈Z);若为奇函数,则有φ=k π+π2(k ∈Z).(3)若y =A tan(ωx +φ)为奇函数,则有φ=k π(k ∈Z). 1.函数y =1-2sin 2( x -3π4)是( )A .最小正周期为π的奇函数B .最小正周期为π的偶函数C .最小正周期为π2的奇函数D .最小正周期为π2的偶函数2.若函数 是偶函数,则 等于______ 3.若函数是偶函数,则 ________.4.若 是定义在 上的偶函数,其中,则 _____5.将函数 向右平移个单位,得到一个偶函数的图象,则 最小值为__6.若函数f (x )=sin x +φ3(φ∈[0,2π])是偶函数,则φ=________.7.函数f (x )=3sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3+φ,φ∈(0,π)满足f (|x |)=f (x ),则φ的值为( ) A.π6 B.π3 C.5π6 D.2π3题型五 三角函数的对称性(1) 求形如y =A sin(ωx +φ)或y =A cos(ωx +φ)函数的图象对称轴或对称中心时,都是把“ωx +φ”看作一个整体,然后根据三角函数图象的对称轴或对称中心列方程进行求解. (2) 在判断对称轴或对称中心时,用以下结论可快速解题:设y =f (x )=A sin(ωx +φ),g (x )=A cos(ωx +φ),x =x 0是对称轴方程⇔f (x 0)=±A ,g (x 0)=±A ; (x 0,0)是对称中心⇔f (x 0)=0,g (x 0)=0.(3)函数y =A sin(ωx +φ)的对称轴为x =k πω-φω+π2ω,对称中心为⎝⎛⎭⎫k πω-φω,0;函数y =A cos(ωx +φ)的对称轴为x =k πω-φω,对称中心为⎝⎛⎭⎫k πω-φω+π2ω,0;函数y =A tan(ωx +φ)的对称中心为⎝⎛⎭⎫k π2ω-φω,0.上述k ∈Z 1.下列函数的最小正周期为π且图像关于直线x =π3对称的是( )A .y =2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3B .y =2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6 C .y =2sin ⎝⎛⎭⎫x 2+π3 D .y =2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π32.函数y =sin ⎝⎛⎭⎫x -π4的图象的一个对称中心是( ) A .(-π,0) B.⎝⎛⎭⎫-3π4,0 C.⎝⎛⎭⎫3π2,0 D.⎝⎛⎭⎫π2,03.函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6-cos 2x 的图象的一条对称轴的方程可以是( ) A .x =-π6 B .x =11π12 C .x =-2π3 D .x =7π123.已知函数y =sin(2x +φ)( -π2<φ<π2 )的图象关于直线x =π3对称,则φ的值为4.函数f (x )=2sin(ωx +φ)(ω>0)对任意x 都有f ( π6+x )=f ⎝⎛⎭⎫π6-x ,则f ⎝⎛⎭⎫π6的值为( ) A .2或0 B .-2或2 C .0 D .-2或05.函数f (x )=sin x -cos x 的图像( )A .关于直线x =π4对称B .关于直线x =-π4对称C .关于直线x =π2对称D .关于直线x =-π2对称6.如果函数y =3cos(2x +φ)的图像关于点⎝⎛⎭⎫4π3,0中心对称,那么|φ|的最小值为( )A .π6B .π4C .π3D .π27.函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3-13在区间(0,π)内的所有零点之和为( )A.π6B.π3C.7π6D.4π38.已知函数y =sin(2x +φ)在x =π6处取得最大值,则函数y =cos(2x +φ)的图象( ) A .关于点⎝⎛⎭⎫π6,0对称B .关于点⎝⎛⎭⎫π3,0对称C .关于直线x =π6对称 D .关于直线x =π3对称9.(理科)已知函数f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫ωx +π3的图象的一个对称中心为⎝⎛⎭⎫π3,0,其中ω为常数,且ω∈(1,3).若对任意的实数x ,总有f (x 1)≤f (x )≤f (x 2),则|x 1-x 2|的最小值是( )A .1 B.π2C .2D .π10.(理科)设函数f (x )=3sin ωx +cos ωx (ω>0),其图象的一条对称轴在区间⎝⎛⎭⎫π6,π3内,且f (x )的最小正周期大于π,则ω的取值范围为( )A.⎝⎛⎭⎫12,1 B .(0,2) C .(1,2) D .[1,2)题型六 三角函数的性质综合运用1.下列函数中,周期为π,且在⎣⎡⎦⎤π4,π2上单调递增的奇函数是( )A .y =sin ⎝⎛⎭⎫2x +3π2B .y =cos ⎝⎛⎭⎫2x -π2C .y =cos ⎝⎛⎭⎫2x +π2D .y =sin ⎝⎛⎭⎫π2-x2.下列四个函数中,以π为最小正周期,且在区间⎝⎛⎭⎫π2,π上为减函数的是( )A .y =sin 2xB .y =2|cos x |C .y =cos x 2D .y =tan(-x )3.设函数f (x )=cos ⎝⎛⎭⎫x +π3,则下列结论错误的是( ) A .f (x )的一个周期为-2π B .y =f (x )的图像关于直线x =8π3对称 C .f (x +π)的一个零点为x =π6D .f (x )在⎝⎛⎭⎫π2,π单调递减4.将函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3的图象向右平移π6个单位长度,得到函数g (x )的图象,则下列说法不正确的是( )A .g (x )的最小正周期为πB .g ⎝⎛⎭⎫π6=32C .x =π6是g (x )图象的一条对称轴 D .g (x )为奇函数5.定义在R 上的函数f (x )既是偶函数又是周期函数,若f (x )的最小正周期是π,且当x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2时,f (x )=sin x ,则f ⎝⎛⎭⎫5π3的值为( )A .-12 B.12 C.716 D.326.已知f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π4. (1)求函数f (x )图像的对称轴方程;(2)求f (x )的递增区间;(3)当x ∈⎣⎡⎦⎤π4,3π4时,求函数f (x )的最大值和最小值.7.已知函数f (x )=2cos 2⎝⎛⎭⎫x -π6+2sin ⎝⎛⎭⎫x -π4sin ⎝⎛⎭⎫x +π4. (1)求函数f (x )的最小正周期和图象的对称中心;(2)求f (x )在区间⎣⎡⎦⎤0,π2上的最大值和最小值.8.已知函数f (x )=a ( 2cos 2x 2+sin x )+b . (1)若a =-1,求函数f (x )的单调递增区间;(2)当x ∈[0,π]时,函数f (x )的值域是[5,8],求a ,b 的值.9.已知函数f (x )=cos ⎝⎛⎭⎫2x -π3+sin 2x -cos 2x + 2. (1)求函数f (x )的最小正周期和单调递增区间;(2)若存在x ∈⎣⎡⎦⎤π12,π3满足[f (x )]2-22f (x )-m >0,求实数m 的取值范围.。
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.。
第二讲 函数(二)一、函数的图象1,图象的变换 (1)平移变换①函数(),y f x a =+的图象是把函数()y f x =的图象沿x 轴向右(0a >)或向右(0a <)平移||a 个单位得到的;②函数)0(,)(<+=a a x f y 的图象是把函数轴的图象沿y x f y )(=向上(0a >)或向下(0a <)平个单位得到的移a 。
(2)对称变换①函数)(x f y =与函数)(x f y -=的图象关于直线x=0对称;函数)(x f y =与函数)(x f y -=的图象关于直线y=0对称;函数)(x f y =与函数)(x f y --=的图象关于坐标原点对称; ②函数)(x a f y +=与函数)(x a f y -=的图象关于直线a x =对称。
③如果函数)(x f y =对于一切,R x ∈都有=+)(a x f )(a x f -,那么)(x f y = 的图象关于直线a x =对称。
④设函数y=f(x)的定义域为R ,满足条件f(a+x)=f(b -x),则函数y=f(x)的图像关于直线x=2ba +对称。
(3)伸缩变换①)0(),(>=a x af y 的图象,可将)(x f y =的图象上的每一点的纵坐标伸长)1(>a 或缩短)10(<<a 到原来的a 倍。
②)0(),(>=a ax f y 的图象,可将)(x f y =的图象上的每一点的横坐标伸长)10(<<a 或缩短)1(>a 到原来的a1倍。
例1.将下列变换的结果填在横线上: (1)将函数xy -=3的图象向右平移2个单位,得到函数 的图象;(2)将函数)13(log 2-=x y 的图象向左平移2个单位,得到函数 的图象;(3)将函数3)2(-=x y 的图象各点的横坐标伸长到原来的3倍(纵坐标不变)得到函数 的图象. 解析:(1)关键是答案为23--=x y ,还是)2(3--=x y ,可以取一个点检验,将函数xy -=3的图象向右平移2个单位后点(-1,3)变为(1,3),故答案为)2(3--=x y ,即xy -=23(2)关键是答案为)213(log 2+-=x y ,还是]1)2(3[log 2-+=x y ,注意到)13(log 2-=x y 的图象向左平移2个单位后(1,1)变为点(-1,1),所以后者正确,故答案为)53(log 2+=x y ;(3)函数3)2(-=x y 的图象经过变换后,点(3,0)变为(9,1),故答案为3)131(-=x y .评析:总结上述解答,应该明白一个函数)(x f 的图象的各种变换都是针对基本变量x (或y )进行的,所以变换后发生的变化都应该紧随着变量x (或y )的后面,应认真总结这些经验.注意,函数图象变换的规律也可以应用到曲线方程表示的图形的变换. 例2.已知函数,1-=x xy 给出下列三个命题中正确命题的序号是 ①函数的图象关于点(1,1)对称; ②函数的图象关于直线x y -=2对称; ③将函数图象向左平移一个单位,再向下平移一个单位后与函数xy 1=重合. .答案:①、②、③.(提示:111y x =+-) 例3.将奇函数)(x f y =的图象沿着x 轴的正方向平移2个单位得到图象C ,图象D 与C 关于原点对称,则D对应的函数是( )A .)2(--=x f yB .)2(-=x f yC .)2(+-=x f yD .)2(+=x f y答案D .(提示:)2()2()(---=⇒-=⇒=x f y x f y x f y ,即).2(+=x f y例4.已知f(x+199)=4x 2+4x+3(x ∈R),那么函数f(x)的最小值为____.分析:由f(x +199)的解析式求f(x)的解析式运算量较大,但这里我们注意到,y=f(x +100)与y=f(x),其图象仅是左右平移关系,它们取得的最大值和最小值是相同的,由2214434()22y x x x =++=++,立即求得f(x)的最小值即f(x +199)的最小值是2. 2.利用图象解决函数问题熟练掌握函数图象的有关知识是学习函数以及解决函数问题的重要基本技能,在学习时要抓住下面两个要点:(1)学习函数图象的最基本的能力是熟练掌握所学过的基本初等函数(如正、反比例函数,二次函数,指数、对数函数,三角函数)的图象;(2)“数形结合”是一种很重要的数学方法,在解决许多函数、方程、不等式及其它与函数有关的问题时,常常运用“数形结合”的方法解答问题或帮助分析问题,运用“数形结合”解答问题需要有下述能力与经验:1)必须有能力准确把握问题呈现的全部图象特征;2)必须能够列出等价的数学式子表达问题的图象特征。
专题一 集合,常用逻辑用语,不等式,函数与导数(讲案)第二讲 函数的基本性质与图象【最新考纲透析】预计时间:3.13---3.18函数与基本初等函数的主要考点是:函数的表示方法、分段函数、函数的定义域和值域、函数的单调性、函数的奇偶性、指数函数与对数函数的图象与性质、幂函数的图象与性质。
本部分一般以选择题或填空题的形式出现,考查的重点是函数的性质和图象的应用,重在检测对该部分的基础知识和基本方法的掌握程度。
复习该部分以基础知识为主,注意培养函数性质和函数图象分析问题和解决问题的能力。
【考点精析】题型一 函数的概念与表示例1 (1)函数21sin()(10)()0x x x f x e x π-⎧-<<=⎨≥⎩,若(1)()2f f a +=,则的所有可能值为( ) A .1,2- B.2- C .1,2- D .1,2(2)根据统计,一名工作组装第x 件某产品所用的时间(单位:分钟)为 ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥<=Ax A c A x x c x f ,,,)((A ,C 为常数)。
已知工人组装第4件产品用时30分钟,组装第A 件产品用时15分钟,那么C 和A 的值分别是A .75,25B .75,16C .60,25D .60,16(3)已知集合A 到集合{}0,1,2,3B =的映射1:1f x x →-,则集合A 中的元素最多有 个。
解析:1:1f x x →-是集合A 到集合B 的映射,∴A 中的每一个元素在集合B 中都应该有象。
令101x =-,该方程无解,所以0无原象,分别令11,2,3,1x =-解得:342,,23x x x =±=±=±。
故集合A 中的元素最多为6个。
(4)如图,已知底角为450的等腰梯形ABCD ,底边BC 长为7cm,腰长为cm ,当一条垂直于底边BC (垂足为F )的直线l 从左至右移动(与梯形ABCD 有公共点)时,直线l 把梯形分成两部分,令BF x =,试写出左边部分的面积y 与x 的函数解析式。
高三函数的图像知识点函数是数学中非常重要的概念,而在高三数学学习中,关于函数的图像尤为重要。
本文将介绍高三函数的图像知识点。
一、函数的图像及其性质函数的图像是函数在直角坐标系中的几何表示,它能够直观地反映函数的性质。
常见的函数图像有线性函数、二次函数、指数函数、对数函数等。
1. 线性函数图像线性函数的图像是一条直线,表现为函数图像上的所有点都在线性关系 y = kx + b 上。
其中 k 表示斜率,b 表示截距。
2. 二次函数图像二次函数的图像是抛物线,分为开口向上和开口向下两种情况。
开口向上的抛物线表现为函数图像上的点低于顶点,并随着 x 的增大而增大。
开口向下的抛物线则相反。
3. 指数函数图像指数函数的图像是以底数大于 1 的指数函数图像。
当底数大于1 时,指数函数图像表现为随着 x 的增大,函数图像逐渐上升;当底数在 0 和 1 之间时,指数函数图像表现为随着 x 的增大,函数图像逐渐下降。
4. 对数函数图像对数函数的图像是以底数大于 1 的对数函数图像。
对数函数图像与指数函数图像是互逆的关系。
当底数大于 1 时,对数函数图像表现为随着 x 的增大,函数图像逐渐上升;当底数在 0 和 1 之间时,对数函数图像表现为随着 x 的增大,函数图像逐渐下降。
二、函数图像的平移、伸缩和翻折除了基本的函数图像形状外,我们还可以通过平移、伸缩和翻折等变换来改变函数图像。
1. 平移函数图像的平移是指将函数图像沿着 x 轴或 y 轴的方向移动一定的距离。
沿着 x 轴方向平移表示为 y = f(x - a),其中 a 表示平移的距离;沿着 y 轴方向平移表示为 y = f(x) + b,其中 b 表示平移的距离。
2. 伸缩函数图像的伸缩是指将函数图像在 x 轴或 y 轴的方向上进行拉伸或压缩,改变函数图像的幅度。
沿着 x 轴方向伸缩表示为 y = f(kx),其中 k 表示水平方向上的伸缩比例;沿着 y 轴方向伸缩表示为 y = kf(x),其中 k 表示垂直方向上的伸缩比例。
高三数学三角函数的图象与性质试题1.将函数的图象关于x=对称,则ω的值可能是( )A.B.C.5D.2【答案】D【解析】根据正弦型函数的性质及已知条件,有取k=0,得ω=2满足条件,选D考点:三角函数的图象及其性质2.设函数(1)求函数的周期和单调递增区间;(2)设A,B,C为ABC的三个内角,若AB=1,,,求s1n B的值.【答案】(1)周期为,单调递增区间为(2)【解析】(1)用两角和差公式、二倍角公式和化一公式将函数化简为的形式,根据周期公式求其周期;将整体角代入正弦的单调增区间内,即可解得函数的增区间。
(2)根据可得角,根据正弦定理可得。
试题解析:=(1)函数的周期为.令,则∴函数f(x)的单调递增区间为(2)由已知,因为所以,,∴s1n C =.在中,由正弦定理,,得.【考点】1三角函数的化简;2正弦定理。
3.下列函数中周期为且图象关于直线对称的函数是()A.B.C.D.【答案】B【解析】因为,所以选项A,B,C,D的周期依次为又当时,选项A,B,C,D的值依次为所以只有选项A,B关于直线对称,因此选B.【考点】三角函数性质4.函数的一条对称轴方程是()A.B.C.D.【答案】D.【解析】.令,解得.令得,故选D.【考点】1.三角恒等变换;2.三角函数图像性质.5.将函数y=cos x+sin x(x∈R)的图象向左平移m(m>0)个单位长度后,所得到的图象关于y 轴对称,则m的最小值是()A.B.C.D.【答案】B【解析】由于y=cos x+sin x=2cos,向左平移m(m>0)个单位长度后得到函数y=2cos的图象.由于该图象关于y轴对称,所以m-=kπ(k∈Z,m>0),于是m=kπ+ (k∈Z,m>0),故当k=0时,m取得最小值.6.函数y=(acosx+bsinx)cosx有最大值2,最小值-1,则实数(ab)2的值为________.【答案】8【解析】y=acos2x+bsinxcosx=a·+sin 2x=sin(2x+φ)+,∴∴a=1,b2=8,∴(ab)2=8.【方法技巧】三角恒等变换的特点(1)三角恒等变换就是利用两角和与差的正弦、余弦、正切公式、倍角公式、半角公式等进行简单的恒等变换.三角恒等变换位于三角函数与数学变换的结合点上.(2)对于三角变换,由于不同的三角函数式不仅会有结构形式方面的差异,而且还会有所包含的角,以及这些角的三角函数种类方面的差异,因此三角恒等变换常常首先寻找式子所包含的各个角之间的联系,这是三角恒等变换的重要特点.7.设函数f(x)=msinx+cosx(x∈R)的图象经过点(,1).(1)求f(x)的解析式,并求函数的最小正周期.(2)若f(α+)=且α∈(0,),求f(2α-)的值.【答案】(1) f(x)= sin(x+) T=2π (2)【解析】(1)∵函数f(x)=msinx+cosx(x∈R)的图象经过点(,1),∴msin+cos=1,∴m=1,∴f(x)=sinx+cosx=sin(x+),∴函数的最小正周期T=2π.(2)f(α+)=sin(α++)=sin(α+)=cosα=,∴cosα=,又∵α∈(0,),∴sinα==,∴f(2α-)=sin(2α-+)=sin2α=2sinαcosα=.8.已知函数f(x)=sin(2x+).(1)求函数y=f(x)的单调递减区间.(2)画出函数y=f(x)在区间[0,π]上的图象.【答案】(1) [kπ+,kπ+](k∈Z) (2)见解析【解析】(1)由2kπ+≤2x+≤2kπ+(k∈Z),得kπ+≤x≤kπ+(k∈Z).∴函数的单调递减区间是[kπ+,kπ+](k∈Z).(2)∵0≤x≤π,∴≤2x+≤.列表如下:2x+画出图象如图所示:9.函数f(x)=Asin(ωx+φ) 的部分图像如图所示.(1)求函数y=f(x)的解析式;(2)当x∈时,求f(x)的取值范围.【答案】(1) f(x)=sin (2)【解析】解:(1)由图像得A=1,=-=,所以T=2π,则ω=1.将代入得1=sin,而-<φ<,所以φ=.因此函数f(x)=sin.(2)由于x∈,-≤x+≤,所以-1≤sin≤,所以f(x)的取值范围是.10.已知函数f(x)=2sin(ωx+φ)(ω>0)的图象关于直线x=对称,且f=0,则ω的最小值为().A.2B.4C.6D.8【答案】A【解析】由f=0知是f(x)图象的一个对称中心,又x=是一条对称轴,所以应有解得ω≥2,即ω的最小值为2,故选A.11.函数f(x)=2sin(ωx+φ)(ω>0,-<φ<)的部分图象如图所示,则ω,φ的值分别是().A.2,-B.2,-C.4,-D.4,【答案】A【解析】T=-,T=π,∴ω=2,∴2×+φ=2kπ+,k∈Z,∴φ=2kπ-,k∈Z,又φ∈,∴φ=-,选A.12..函数的部分图象如图所示,则的值分别是A.B.C.D.【答案】A【解析】由图知在时取到最大值,且最小正周期满足故,.所以或由逐个检验知【考点】正弦函数的图象和性质.13.函数f(x)=sin(2x+)图象的对称轴方程可以为()A.x=B.x=C.x=D.x=【答案】A【解析】对于函数的对称轴方程为,则令,解得函数的对称轴方程为,当,有.所以正确答案为A.【考点】正弦函数的对称轴14.已知函数(其中)的图象与x轴的交点中,相邻两个交点之间的距离为,且图象上一个最低点为.(Ⅰ)求的解析式;(Ⅱ)当,求的值域.【答案】(Ⅰ);(Ⅱ)值域为.【解析】(Ⅰ)首先由函数图象上一个最低点为,得A=2.又函数图象与x轴的交点中,相邻两个交点之间的距离为,所以,由此可求得的值,进而可求得的值.利用函数图象上一个最低点为,由代入法或关键点法可求得的值,最后得函数的解析式;(Ⅱ)在(Ⅰ)的基础上首先写出的表达式,利用三角函数的有关公式,将其化为一个复合角的三角函数,利用整体思想来求函数的值域.试题解析:(1)由最低点为,得A=2.由x轴上相邻的两个交点之间的距离为,得,即,,由点在图像上得故,,又6分(2),.因为,则,所以值域为.12分【考点】1.由三角函数的图像及其性质求三角函数的解析式;2.三角函数的值域.15.已知函数,下列命题是真命题的为()A.若,则.B.函数在区间上是增函数.C.直线是函数的一条对称轴.D.函数图象可由向右平移个单位得到.【答案】C【解析】,∵,∴,∴,∴所以A错;∵,∴,∴函数在上是减函数,所以B错;函数图像可由向左平移个单位得到,所以D错;直线是函数的一条对称轴,C正确.【考点】1.三角函数的最值;2.函数的对称轴;3.函数图像的平移变换;4.函数的单调性.16.将函数f(x)=2sin的图象向左平移个单位,得到函数y="g" (x)的图象.若y=g(x)在[]上为增函数,则的最大值( )A.1B.2C.3D.4【答案】B【解析】由题意,要使其在[]为增函数,如图所示,只需,所以,选B.【考点】1、三角函数的图象变换;2、函数的单调性.17.函数的部分图象如右图所示,设是图象的最高点,是图象与轴的交点,则( )A.B.C.D.【答案】B【解析】由函数的解析式可得周期T=2,再结合图象可得A、P、B的坐标.设点P在x轴上的射影为M,得tan∠BPM=和tan∠APM=的值,再由tan∠APB=tan(∠BPM+∠APM)=,故选B.【考点】1.两角差的正切公式;2.三角函数的图像18.)已知向量=(,),=(1,),且=,其中、、分别为的三边、、所对的角.(Ⅰ)求角的大小;(Ⅱ)若,且,求边的长.【答案】(Ⅰ);(Ⅱ).【解析】(Ⅰ)由向量,,和 ,利用数量积公式可求得,即;(Ⅱ)因为,且,利用正弦定理将角转化为边,利用余弦定理来求试题解析:(Ⅰ)在中,,,所以,又, 所以,所以,即;(Ⅱ)因为,由正弦定理得,,得,由余弦定理得,解得.【考点】1、向量的数量积, 2、三角恒等变形, 3、解三角形.19.函数的部分图象如图所示,则的解析式为()A.B.C.D.【答案】B【解析】将点(6,0)代入验证可知,的解析式为,故选B。
(七)函数的图像1.直接画图(给定范围画图要注意空心点还是实心点)(1)基本初等函数:一次函数,二次函数,指数函数,对数函数,幂函数,,(213x x y x y ===)11xx y ==-,三角函数. (2)常见函数:如,d cx b ax y ++=),0(>+=a x a x y ),0(>-=a xa x y 绝对值函数,分段函数. 2.利用性质画图(1)奇偶性:画一半,另外一半利用对称性画出,如122--=x x y 偶函数.(2)单调性:导数3.图象变换(1)平移变换(左加右减,上加下减)①)0)((>±=a a x f y 的图象,可由)(x f y =的图象沿x 轴方向向左(a +)或向右)(a -平移a 个单位得到;②)0()(>±=b b x f y 的图象,可由)(x f y =的图象沿y 轴方向向上(b +)或向下(b -)平移b 个单位得到.(2)对称变换①)(x f y -=与)(x f y =的图象关于y 轴对称;②)(x f y -=与)(x f y =的图象关于x 轴对称.(3)伸缩变换①)0)((>=k x kf y 的图象可由)(x f y=的图象上每一个点的横坐标不变,纵坐标变为原来的k 倍而得到;②)0)((>=k kx f y 的图象可由)(x f y =的图象上每一个点的纵坐标不变,横坐标变为原来的k1倍而得到. (4)翻折变换 ①要得到)(x f y =的图象,可先画出)(x f y =的图象,然后“上不动,下翻上”即可得到; ②由于)(x f y =是偶函数,要得到)(x f y =的图象,可先画出)(x f y =的图象,然后“右不动,左去掉,右翻左”即可得到.易错点提醒:(1)左右的平移变换和横向的伸缩变换都只跟x 有关;(2)区别:12-=x y (12122-=→-=→=x x x y y y );12-=x y (1222-=→=→=x x x y y y )4.指对混合型函数图像(注意存在渐近线)如:(1)x x y ln =(2)xx y ln =(3)x x y ln = (4)2ln x x y =(5)x e y x = (6)x ex y =(7)xe x y ⋅= (8)2x e y x=(九)周期性1.定义(数的角度):对于函数)(x f y =,若存在一个非零常数,T 对定义域内任意的x ,都有),()(x f T x f =+则称)(x f y =为周期函数,称T 为这个函数的周期.注:①形的角度:图像重复出现.②如果T 是函数)(x f y =的一个周期,则)0,(≠∈k Z k kT 也是)(x f y =的周期.③最小正周期:如果在周期函数)(x f y =的所有周期中存在一个最小正数,那么这个最小正数就叫做)(x f 的最小正周期.题目如果没有特别说明,要求的周期就是最小正周期. ④解题时看到大的数如2017,要想到周期性.2.结论(1))(x f 恒满足),()(b x f a x f +=+则b a T -=;(2))(x f 恒满足),()(x f a x f -=+则a T 2=;(3))(x f 恒满足,)(1)(x f a x f =+则a T 2=; (4))(x f 恒满足,)(1)(x f a x f -=+则a T 2=; (5))(x f 恒满足),()()2(x f a x f a x f -+=+则a T 6=; (6)若函数关于直线b x a x ==,对称,则b a T -=2;(7)若函数关于点)0,(),0,(b a 对称,则b a T -=2;(8)若函数关于点),0,(a 直线b x =对称,则b a T -=4.3.区分周期性与对称性(1)若()f x 恒满足()()f a x f b x +=+则周期为T a b =-;(2)若()f x 恒满足()()f a x f b x +=-则()f x 关于直线2a b x +=对称; (3)若()f x 恒满足()()f a x f b x +=--则()f x 关于点(,0)2a b +对称; (4)若()f x 恒满足()()1,f a x f b x +=--+则()f x 关于点1(,)22a b +对称.。
专题4-2 三角函数图像与性质归类目录一、热点题型归纳【题型一】平移1:正弦←→余弦 (1)【题型二】平移2:识图平移 (3)【题型三】平移3:恒等变形平移 (4)【题型四】平移4:中心对称,轴对称,单调性等性质 (5)【题型五】平移5:最小平移 (6)【题型六】平移6:求w 最值 (7)【题型七】正余弦函数对称轴 (8)【题型八】正余弦对称中心 (9)【题型九】三角函数周期 (9)【题型十】单调性与最值 (11)【题型十一】正余弦“和”与“积”性质、最值 (11)【题型十二】三角函数零点 (12)【题型十三】图像与性质:x1与x2型 (13)【题型十四】三角函数最值 (14)【题型十五】万能代换与换元 (15)【题型十六】图像和性质综合 (15)二、真题再现 (16)三、模拟检测 (178)【题型一】平移1:正弦←→余弦【典例分析】(2022·安徽省太和中学高三阶段练习)已知函数()()πcos 0,02f x x ωϕωϕ⎛⎫=+><< ⎪⎝⎭,若()f x 的图象向右平移π12个单位后,得到函数()2πsin 23g x x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭的图象,则( )A .6π=ϕB .π4ϕ= C .π3ϕ= D .2π5ϕ=1(2023·全国·高三专题练习)已知直线8x π=是函数()2sin(2)||2πϕϕ⎛⎫=+< ⎪⎝⎭f x x 的图像的一条对称轴,为了得到函数()y f x =的图像,可把函数2cos 26y x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭的图像( )A .向左平移24π个单位长度B .向右平移24π个单位长度C .向左平移12π个单位长度 D .向右平移12π个单位长度2.(2022·全国·高三专题练习)为得到函数cos 23y x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭的图象,只需将函数sin 24y x π⎛⎫=-- ⎪⎝⎭图象上所有的点( )A .向左平移712π个单位长度B .向右平移712π个单位长度 C .向左平移724π个单位长度D .向右平移724π个单位长度3.(2023·全国·高三专题练习)为了得到函数πsin 24y x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭的图象,可以将函数πcos 23y x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭的图象( )A .向左平移5π24个单位 B .向右平移7π24个单位 C .向右平移5π24个单位D .向左平移7π24个单位【题型二】平移2:识图平移【典例分析】(2022·陕西·渭南市华州区咸林中学高三开学考试(理))如图,函数()()π2sin 0,||2f x x ωϕωϕ⎛⎫=+>< ⎪⎝⎭的图像过()π,0,2π,22⎛⎫⎪⎝⎭两点,为得到函数()()2cos g x x ωϕ=-的图像,应将()f x 的图像( )A .向右平移7π6个单位长度 B .向左平移7π6个单位长度 C .向右平移5π2个单位长度D .向左平移5π2个单位长度()++(0)0Asin x b A ,的步骤和方法:确定函数的最大值M 和最小值2M mA ,2M mb; :确定函数的周期T ,则可2T得=; :常用的方法有代入法和五点法. 把图象上的一个已知点代入(此时A b ,,已知)或代入图象与直线y b =的交点求解注意交点是在上升区间上还是在下降区间上).五点法”中的某一个点为突破口.【变式演练】1.(2022·河南·高三阶段练习(理))函数()()2sin f x x ωϕ=+(0>ω且0πϕ<<)在一个周期内的图象如图所示,将函数()y f x =图象上的点的横坐标伸长为原来的2倍,再向右平移π4个单位长度,得到函数()y g x =的图象,则π3g ⎛⎫= ⎪⎝⎭( )AB .1C .-1D .2.(2022·全国·长垣市第一中学高三开学考试(理))将函数sin y x =的图象上所有点的横坐标变为原来的(0)m m >倍,纵坐标不变,再将所得函数图象向左平移(0)ϕϕπ<<个单位长度,最后将所得函数图象上所有点的纵坐标变为原来的(0)n n >倍,横坐标不变,得到如图所示的函数()f x 的部分图象,则,,m n ϕ的值分别为( )A .22,2,3m n πϕ===B .12,2,23m n πϕ===C .2,2,3m n πϕ===D .1,2,23m n πϕ===3.(2022·四川省内江市第六中学模拟预测(文))已知函数()()cos 0,0,2f x A x A πωϕωϕ⎛⎫=+>>< ⎪⎝⎭,将函数()f x 的图象向左平移34π个单位长度,得到函数()g x 的部分图象如图所示,则3f π⎛⎫= ⎪⎝⎭( )A .12 B .12-C D .【题型三】平移3:恒等变形平移【典例分析】(2022·湖北·高三开学考试)要得到2()sin 43g x x π⎛⎫=+⎪⎝⎭的图象,只需要将22()cos 2sin 2f x x x =-的图象( ) A .向左平移24π个单位长度 B .向右平移24π个单位长度 C .向左平移12π个单位长度D .向右平移12π个单位长度【变式演练】1.(2023·全国·高三专题练习)已知函数()2sin cos f x x x =+的图象向左平移()0ϕϕ>个单位长度后得到函数()sin 2cos g x x x =+的图象,则()g ϕ=( )A .65B .115C .15 D .852.(2022·全国·高三专题练习)为了得到函数2cos2y x =的图象,只需把函数2cos 2y x x =+的图象( ) A .向左平移3π个单位长度 B .向右平移3π个单位长度C .向左平移6π个单位长度 D .向右平移6π个单位长度3.(【百强校】2015届浙江省宁波市镇海中学高三5月模拟考试理科数学)设()cos 22f x x x =,把()y f x =的图像向左平移(0)ϕϕ>个单位后,恰好得到函数()cos 22g x x x =-的图象,则ϕ的值可以为( ) A .6π B .3πC .23πD .56π【题型四】平移4:中心对称,轴对称,单调性等性质【典例分析】(2022·安徽·高三开学考试)将函数()sin(2)(0)f x x ϕϕπ=+<<的图象向右平移6π个单位长度得到()g x 的图象,若()g x 的图象关于直线3x π=对称,则6g π⎛⎫= ⎪⎝⎭( )A .B .12-C .0D .12)+)00((Asin x A ,两个点关于中心对称,则函数值互为相反数。
专题5.3 三角函数的图象与性质1.(2021·北京市大兴区精华培训学校高三三模)下列函数中,既是奇函数又以π为最小正周期的函数是()A .cos 2y x =B .sin2y x=C .sin cos y x x=+D .tan 2y x=【答案】B 【解析】由三角函数的奇偶性和周期性判断即可得出答案.【详解】解:A 选项:cos 2y x =是周期为π的偶函数,故A 不正确;B 选项:sin2y x =是周期为π的奇函数,故B 正确;C选项:sin cos 4y x x x π⎛⎫=+=+ ⎪⎝⎭,周期为2π且非奇非偶函数,故C 不正确;D 选项:tan 2y x =是周期为2π的奇函数,故D 不正确.故选:B.2.(2021·海南高三其他模拟)下列函数中,既是偶函数又存在零点的是( )A .ln y x =B .21y x =+C .sin y x=D .cos y x=【答案】D 【解析】根据题意,依次分析选项中函数的奇偶性以及是否存在零点,综合即可得答案.【详解】解:根据题意,依次分析选项:对于A ,y lnx =,为对数函数,不是奇函数,不符合题意,对于B ,21y x =+,为二次函数,是偶函数,但不存在零点,不符合题意,对于C ,sin y x =,为正弦函数,是奇函数,不符合题意,对于D ,cos y x =,为余弦函数,既是偶函数又存在零点,符合题意,故选:D .练基础3.(2021·浙江高三其他模拟)函数y =sin tan x e xx在[-2,2]上的图像可能是( )A .B .C .D .【答案】B 【解析】利用同角三角函数的商数关系并注意利用正切函数的性质求得函数的定义域,可以化简得到()cos ,2x k f x e x x k Z π⎛⎫=≠∈ ⎪⎝⎭,考察当x 趋近于0时,函数的变化趋势,可以排除A,考察端点值的正负可以评出CD.【详解】()sin cos ,tan 2x x e x k f x e x x k Z x π⎛⎫==≠∈ ⎪⎝⎭,当x 趋近于0时,函数值趋近于0cos 01e =,故排除A;()22cos 20f e =<,故排除CD,故选:B4.(2021·全国高三其他模拟(理))函数y =tan(3x +6π)的一个对称中心是( )A .(0,0)B .(6π,0)C .(49π,0)D .以上选项都不对【答案】C 【解析】根据正切函数y =tan x 图象的对称中心是(2k π,0)求出函数y =tan(3x +6π)图象的对称中心,即可得到选项.【详解】解:因为正切函数y =tan x 图象的对称中心是(2k π,0),k ∈Z ;令3x +6π=2k π,解得618k x ππ=-,k ∈Z ;所以函数y =tan(3x +6π)的图象的对称中心为(618k ππ-,0),k ∈Z ;当k =3时,C 正确,故选:C.5.(2019年高考全国Ⅱ卷文)若x 1=,x 2=是函数f (x )=(>0)两个相邻的极值点,则=( )A .2B .C .1D .【答案】A【解析】由题意知,的周期,解得.故选A .6.(2021·临川一中实验学校高三其他模拟(文))若函数cos (0)y x ωω=>的图象在区间,24ππ⎛⎫- ⎪⎝⎭上只有一个对称中心,则ω的取范围为( )A .12ω<≤B .ω1≤<2C .13ω<≤D .13ω≤<【答案】A 【解析】根据题意可得422πππω≤<,即可求出.【详解】4π43πsin x ωωω3212()sin f x x ω=232()44T ωπππ==-=π2ω=由题可知,cos (0)y x ωω=>在,42ππ⎡⎫⎪⎢⎣⎭上只有一个零点,又2x πω=,2x πω=,所以422πππω≤<,即12ω<≤.故选:A.7.(2019年高考北京卷文)设函数f (x )=cos x +b sin x (b 为常数),则“b =0”是“f (x )为偶函数”的( ) A .充分而不必要条件B .必要而不充分条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件【答案】C【解析】时,,为偶函数;为偶函数时,对任意的恒成立,即,,得对任意的恒成立,从而.从而“”是“为偶函数”的充分必要条件,故选C.8.(2021·青海西宁市·高三二模(文))函数()cos 218f x x π⎛⎫=-- ⎪⎝⎭图象的一个对称中心为( )A .,14π⎛⎫-- ⎪⎝⎭B .,14π⎛⎫-⎪⎝⎭C .,116π⎛⎫-- ⎪⎝⎭D .3,116π⎛⎫-- ⎪⎝⎭【答案】D 【解析】根据余弦函数的对称中心整体代换求解即可.【详解】令2()82x k k πππ-=+∈Z ,可得5()216k x k ππ=+∈Z .所以当1k =-时,316x π=-,故3,116π⎛⎫-- ⎪⎝⎭满足条件,当0k =时,516x π=,故5,116π⎛⎫-⎪⎝⎭满足条件;故选:D0b =()cos sin cos f x x b x x =+=()f x ()f x ()=()f x f x -x ()cos()sin()cos sin f x x b x x b x -=-+-=-cos sin cos sin x b x x b x +=-sin 0b x =x 0b =0b =()f x9.(2021·全国高一专题练习)设函数()cos 3f x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,则下列结论错误的是( )A .()f x 的最小正周期为2πB .()f x 的图象关于直线23x π=对称C .()f x 在,2ππ⎛⎫⎪⎝⎭单调递减D .()f x 的一个零点为6x π=【答案】C 【解析】根据解析式结合余弦函数的性质依次判断每个选项的正误即可.【详解】函数()cos 3f x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,()f x ∴的最小正周期为2π,故A 正确;22(cos 1333f πππ⎛⎫=+=- ⎪⎝⎭,∴()f x 的图象关于直线23x π=对称,故B 正确;当x ∈,2ππ⎛⎫⎪⎝⎭时,54,363πππx ⎛⎫+∈ ⎪⎝⎭,()f x 没有单调性,故C 错误;()cos 0663f πππ⎛⎫=+= ⎪⎝⎭,∴()f x 的一个零点为6x π=,故D 正确.综上,错误的选项为C.故选:C.10.(2017·全国高考真题(理))函数f (x )=s in 2x +3cosx ―34(x ∈0,__________.【答案】1【解析】化简三角函数的解析式,则f (x )=1―cos 2x+3cos x ―34=―cos 2x +3cos x +14= ―(cos x ―32)2+1,由x ∈[0,π2]可得cos x ∈[0,1],当cos x =32时,函数f (x )取得最大值1.练提升1.(2021·河南高二月考(文))已知函数()()sin 0,02f x x πωϕωϕ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭><<的相邻的两个零点之间的距离是6π,且直线18x π=是()f x 图象的一条对称轴,则12f π⎛⎫=⎪⎝⎭( )A.B .12-C .12D【答案】D 【解析】由相邻两个零点的距离确定周期求出6ω=,再由对称轴确定6π=ϕ,代入12x π=可求出结果.【详解】解:因为相邻的两个零点之间的距离是6π,所以26T π=,23T ππω==,所以6ω=,又sin 6sin 118183f πππϕϕ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=⨯+=+=±⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,且02πϕ<<,则6π=ϕ,所以()sin 66f x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,则sin 612126f πππ⎛⎫⎛⎫=⨯+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.故选:D.2.(2020·山东潍坊�高一期末)若函数的最小正周期为,则( )A .B .C .D .【答案】C 【解析】由题意,函数的最小正周期为,可得,解得,即,()tan (0)4f x x πωω⎛⎫=+> ⎪⎝⎭π(2)(0)5f f f π⎛⎫>>-⎪⎝⎭(0)(2)5f f f π⎛⎫>>-⎪⎝⎭(0)(2)5f f f π⎛⎫>-> ⎪⎝⎭(0)(2)5f f f π⎛⎫->> ⎪⎝⎭()tan (0)4f x x πωω⎛⎫=+> ⎪⎝⎭πwππ=1w =()tan()4f x x π=+令,即,当时,,即函数在上单调递增,又由,又由,所以.故选:C.3.(2021·广东佛山市·高三二模)设()0,θπ∈,则“6πθ<”是“1sin 2θ<”的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件【答案】A 【解析】由条件即06πθ<<,由06πθ<<,得1sin 2θ<;反之不成立,可举反例.再由充分必要条件的判定得答案.【详解】由()0,θπ∈,则6πθ<,即06πθ<<所以当06πθ<<时,由正弦函数sin y x =的单调性可得1sin sin62πθ<=,即由6πθ<可以得到1sin 2θ<.反之不成立,例如当56πθπ<<时,也有1sin 2θ<成立,但6πθ<不成立.故“6πθ<”是“1sin 2θ<”的充分不必要条件故选:A4.(2021·四川省华蓥中学高三其他模拟(理))已知函数()sin()0,0,||2f x A x A πωϕωϕ⎛⎫=+>><⎪⎝⎭的最,242k x k k Z πππππ-+<+<+∈3,44k x k k Z ππππ-+<<+∈1k =544x ππ<<()f x 5(,)44ππ4(0)(),()()()555f f f f f πππππ=-=-+=425ππ>>(0)(2)5f f f π⎛⎫>-> ⎪⎝⎭大值为2,其图象相邻两条对称轴之间的距离为2π且()f x 的图象关于点,06π⎛⎫-⎪⎝⎭对称,则下列判断不正确的是()A .要得到函数()f x 的图象,只需将2cos 2y x =的图象向右平移12π个单位B .函数()f x 的图象关于直线712x π=对称C .,126x ππ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦时,函数()f x D .函数()f x 在5,612ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递减【答案】C 【解析】根据最大值为2,可得A ,根据正弦型函数的周期性,可求得ω,根据对称性,可求得ϕ,即可得()f x 解析式,根据正弦型函数的单调性、值域的求法,逐一分析选项,即可得答案.【详解】由题意得A =2,因为其图象相邻两条对称轴之间的距离为2π,所以22Tπ=,可得2T ππω==,所以2ω=,所以()2sin(2)f x x ϕ=+,因为,06π⎛⎫-⎪⎝⎭为对称中心,所以2,6k k Z πϕπ⎛⎫⨯-+=∈ ⎪⎝⎭,因为||2ϕπ<,令k =0,可得3πϕ=,所以2n 2)3(si f x x π⎛⎫=+⎪⎝⎭.对于A :将2cos 2y x =的图象向右平移12π个单位,可得2cos 22cos 22cos 22sin 22sin 21266263y x x x x x ππππππ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-=-=-=--=+ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦,故A 正确;对于B :令2,32x k k Z πππ+=+∈,解得,212k x k Z ππ=+∈,令k =1,可得712x π=,所以函数()f x 的图象关于直线712x π=对称,故B 正确;对于C :因为,126x ππ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦,所以22,363x πππ⎡⎤+∈⎢⎥⎣⎦,所以当236x ππ+=时,min ()2sin16f x π==,故C 错误;对于D :令3222,232k x k k Z πππππ+≤+≤+∈,解得7,1212k x k k Z ππππ+≤≤+∈,令k =0,可得一个单调减区间为7,1212ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦,因为57,,6121212ππππ⎡⎤⎡⎤⊂⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦,所以函数()f x 在5,612ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递减,故D 正确.故选:C5.(2021·玉林市第十一中学高三其他模拟(文))已知函数()sin (0)f x x ωω=>的图象向右平移4π个单位长度得y =g (x )的图象,若函数g (x )的图象与直线y =在,22ππ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上恰有两个交点,则a 的取值范围是( )A .[416,)39B .1620,[)99C .[208,93D .[8,4)3【答案】B 【解析】由函数的平移可得()sin 4g x x πωω⎛⎫=- ⎪⎝⎭,结合三角函数的图象与性质可得ω满足的不等式,即可得解.【详解】由题意,()sin sin 44g x x x ππωωω⎡⎤⎛⎫⎛⎫=-=- ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦,当,22x ππ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦时,3,444x πωπωπωω⎡⎤-∈-⎢⎥⎣⎦,因为函数g (x )的图象与直线y =在,22ππ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上恰有两个交点,则3542,2433122,2433k k k k πωπππππωππππ⎧⎛⎤-∈-+-+ ⎪⎥⎪⎝⎦⎨⎡⎫⎪∈++⎪⎢⎪⎣⎭⎩或3412,2433272,2433k k k k πωπππππωππππ⎧⎛⎤-∈-++ ⎪⎥⎪⎝⎦⎨⎡⎫⎪∈++⎪⎢⎪⎣⎭⎩,k Z ∈,又0>ω,所以1620,99ω⎡∈⎫⎪⎢⎣⎭.故选:B.6.(2020·北京四中高三其他模拟)函数tan 42y x ππ⎛⎫=- ⎪⎝⎭ 的部分图象如图所示,则 ()OA OB AB +⋅=( )A .6B .5C .4D .3【答案】A 【解析】根据正切函数的图象求出A 、B 两点的坐标,再求出向量的坐标,根据向量数量积的坐标运算求出结果.【详解】由图象得,令tan 42y x ππ⎛⎫=- ⎪⎝⎭=0,即42x ππ-=kπ,k Z∈k =0时解得x =2,令tan 42y x ππ⎛⎫=-⎪⎝⎭=1,即424x πππ-=,解得x =3,∴A (2,0),B (3,1),∴()()()2,0,3,1,1,1OA OB AB ===,∴()()()5,11,1516OA OB AB +⋅=⋅=+=.故选:A .7.(2020·全国高三其他模拟(文))若函数()(0)xf x n nπ=>图象上的相邻一个最高点和一个最低点恰好都在圆222:O x y n +=上,则()1f =( )A B .C .-D .【答案】A 【解析】首先由题意判断该正弦型函数的大概图象及相邻最高点和最低点与圆的交点情况.从而解得n 的取值,再代入1x =求解.【详解】解:设两交点坐标分别为()11,x y ,()22,x y ,则1y =,2y =-又函数()(0)xf x n nπ=>为奇函数,∴12x x =-,当22xnx n ππ=⇒=时,函数取得最大值,∴12n x =-,22nx =,由题,函数()(0)xf x n nπ=>图象上的相邻一个最高点和一个最低点恰好都在圆22: O x y n +=上,∴22242n n n ⎛⎫+=⇒= ⎪⎝⎭,则(1)4f π==.故选:A.8.【多选题】(2021·全国高三其他模拟)已知函数()2sin(),(0,0)f x x ωϕωϕπ=+><<图象的一条对称轴为23x π=,4⎛⎫= ⎪⎝⎭f π,且()f x 在2,43ππ⎛⎫ ⎪⎝⎭内单调递减,则以下说法正确的是( )A .7,012π⎛⎫-⎪⎝⎭是其中一个对称中心B .145ω=C .()f x 在5,012π⎛⎫- ⎪⎝⎭单増D .16f π⎛⎫-=- ⎪⎝⎭【答案】AD 【解析】先根据条件求解函数的解析式,然后根据选项验证可得答案.【详解】∵f (x )关23x π=对称,4⎛⎫= ⎪⎝⎭f π,f (x )在2,43ππ⎛⎫ ⎪⎝⎭单调递减,232232,22643k k ωπωϕπππππϕωϕπ⎧=+=+⎧⎪⎪⎪∴∴⎨⎨=⎪⎪+=+⎩⎪⎩,B 错误;()2sin 2,6f x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭令2,6x k k ππ+=∈Z ,可得,,122k x k ππ=-+∈Z 当1k =-时,7,12x π=-即()f x 关于7,012π⎛⎫- ⎪⎝⎭对称,A 正确;令222,262k x k πππππ-+<+<+得,312k x k ππππ-+<<+∴()f x 在,312ππ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦单调递増,即C 错误;2sin 2sin 16366f ππππ⎛⎫⎛⎫⎛⎫-=-+=-=- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,D 正确,故选:AD.9.【多选题】(2021·重庆市蜀都中学校高三月考)已知函数()f x 满足x R ∀∈,有()(6)f x f x =-,且(2)(2)f x f x +=-,当[1,1]x ∈-时,)()lnf x x =-,则下列说法正确的是( )A .(2021)0f =B .(2020,2022)x ∈时,()f x 单调递增C .()f x 关于点(1010,0)对称D .(1,11)x ∈-时,方程()sin 2f x x π⎛⎫=⎪⎝⎭的所有根的和为30【答案】CD 【解析】利用已知条件可知()f x 在[1,1]x ∈-上为奇函数且单调递减,关于21x k =+、(2,0)k ,k Z ∈对称,且周期为4,即可判断各选项的正误.【详解】由题设知:()))()f x x x f x -===-=-,故()f x 在[1,1]x ∈-上为奇函数且单调递减,又(2)(4)(2)f x f x f x +=-=-,即关于21x k =+、(2,0)k ,k Z ∈对称,且最小周期为4,A :(2021)(50541)(1)1)0f f f =⨯+==-≠,错误;B :(2020,2022)x ∈等价于(0,2)x ∈,由上易知:(0,1)上递减,(1,2)上递增,故()f x 不单调,错误;C :由上知:()f x 关于(2,0)k 对称且k Z ∈,所以()f x 关于(1010,0)对称,正确;D :由题意,只需确定()f x 与sin 2xy π=在(1,11)x ∈-的交点,判断交点横坐标的对称情况即可求和,如下图示,∴共有6个交点且关于5x =对称,则16253410x x x x x x +=+=+=,∴所有根的和为30,正确.故选:CD10.(2021·浙江杭州市·杭州高级中学高三其他模拟)设函数sin 3xy π=在[,1]t t +上的最大值为()M t ,最小值为()N t ,则()()M t N t -在3722t ≤≤上最大值为________.【答案】1【解析】依题意可得函数在39,22⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递减,则39[,1],22t t ⎡⎤+⊆⎢⎥⎣⎦,所以()()cos 36t M t N t ππ⎛⎫-=-+⎪⎝⎭,即可求出函数的最大值;【详解】解:函数sin3xy π=的周期为6,函数sin3xy π=在39,22⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递减,当3722t ≤≤时,39[,1],22t t ⎡⎤+⊆⎢⎥⎣⎦(1)()()sinsin2cos sin cos 3336636tt t t M t N t πππππππ+⎛⎫⎛⎫⎛⎫-=-=+-=-+ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭因为3722t ≤≤,所以243363t ππππ≤+≤,所以11cos 362t ππ⎛⎫-≤+≤-⎪⎝⎭所以1()()12M t N t ≤-≤当52t =时取最大值1故答案为:11.(2021·全国高考真题(理))已知命题:,sin 1p x x ∃∈<R ﹔命题:q x ∀∈R ﹐||e 1x ≥,则下列命题中为真命题的是( )A .p q ∧B .p q⌝∧C .p q∧⌝D .()p q ⌝∨【答案】A 【解析】由正弦函数的有界性确定命题p 的真假性,由指数函数的知识确定命题q 的真假性,由此确定正确选项.【详解】由于1sin 1x -≤≤,所以命题p 为真命题;由于0x ≥,所以||e 1x ≥,所以命题q 为真命题;所以p q ∧为真命题,p q ⌝∧、p q ∧⌝、()p q ⌝∨为假命题.故选:A .2.(2021·全国高考真题)下列区间中,函数()7sin 6f x x π⎛⎫=-⎪⎝⎭单调递增的区间是( )练真题A .0,2π⎛⎫⎪⎝⎭B .,2ππ⎛⎫⎪⎝⎭C .3,2ππ⎛⎫ ⎪⎝⎭D .3,22ππ⎛⎫ ⎪⎝⎭【答案】A 【解析】解不等式()22262k x k k Z πππππ-<-<+∈,利用赋值法可得出结论.【详解】因为函数sin y x =的单调递增区间为()22,22k k k Z ππππ⎛⎫-+∈ ⎪⎝⎭,对于函数()7sin 6f x x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭,由()22262k x k k Z πππππ-<-<+∈,解得()22233k x k k Z ππππ-<<+∈,取0k =,可得函数()f x 的一个单调递增区间为2,33ππ⎛⎫-⎪⎝⎭,则20,,233πππ⎛⎫⎛⎫⊆- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,2,,233ππππ⎛⎫⎛⎫⊄- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,A 选项满足条件,B 不满足条件;取1k =,可得函数()f x 的一个单调递增区间为58,33ππ⎛⎫⎪⎝⎭,32,,233ππππ⎛⎫⎛⎫⊄- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭且358,,233ππππ⎛⎫⎛⎫⊄ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,358,2,233ππππ⎛⎫⎛⎫⊄ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭,CD 选项均不满足条件.故选:A.3.(2019年高考全国Ⅰ卷文)函数f (x )=在的图象大致为( )A .B .C .D .【答案】D2sin cos ++x xx x[,]-ππ【解析】由,得是奇函数,其图象关于原点对称,排除A .又,排除B ,C ,故选D .4.(2020·全国高考真题(理))设函数()cos π(6f x x ω=+在[π,π]-的图像大致如下图,则f (x )的最小正周期为( )A .10π9B .7π6C .4π3D .3π2【答案】C 【解析】由图可得:函数图象过点4,09π⎛⎫-⎪⎝⎭,将它代入函数()f x 可得:4cos 096ππω⎛⎫-⋅+= ⎪⎝⎭又4,09π⎛⎫-⎪⎝⎭是函数()f x 图象与x 轴负半轴的第一个交点,所以4962πππω-⋅+=-,解得:32ω=所以函数()f x 的最小正周期为224332T πππω===故选:C22sin()()sin ()()cos()()cos x x x xf x f x x x x x -+----===--+-+()f x 22π1π42π2(1,π2π()2f ++==>2π(π)01πf =>-+5.(2020·全国高考真题(理))关于函数f (x )=1sin sin x x+有如下四个命题:①f (x )的图像关于y 轴对称.②f (x )的图像关于原点对称.③f (x )的图像关于直线x =2π对称.④f (x )的最小值为2.其中所有真命题的序号是__________.【答案】②③【解析】对于命题①,152622f π⎛⎫=+=⎪⎝⎭,152622f π⎛⎫-=--=- ⎪⎝⎭,则66f f ππ⎛⎫⎛⎫-≠ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以,函数()f x 的图象不关于y 轴对称,命题①错误;对于命题②,函数()f x 的定义域为{},x x k k Z π≠∈,定义域关于原点对称,()()()()111sin sin sin sin sin sin f x x x x f x x x x ⎛⎫-=-+=--=-+=- ⎪-⎝⎭,所以,函数()f x 的图象关于原点对称,命题②正确;对于命题③,11sin cos 22cos sin 2f x x x x x πππ⎛⎫⎛⎫-=-+=+⎪ ⎪⎛⎫⎝⎭⎝⎭- ⎪⎝⎭ ,11sin cos 22cos sin 2f x x x x x πππ⎛⎫⎛⎫+=++=+⎪ ⎪⎛⎫⎝⎭⎝⎭+ ⎪⎝⎭,则22f x f x ππ⎛⎫⎛⎫-=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以,函数()f x 的图象关于直线2x π=对称,命题③正确;对于命题④,当0x π-<<时,sin 0x <,则()1sin 02sin f x x x=+<<,命题④错误.故答案为:②③.6.(2018·北京高考真题(理))设函数f (x )=cos(ωx ―π6)(ω>0),若f (x )≤f (π4)对任意的实数x 都成立,则ω的最小值为__________.【答案】23【解析】因为f (x )≤f (π4)对任意的实数x 都成立,所以f (π4)取最大值,所以π4ω―π6=2k π(k ∈Z ),∴ω=8k +23(k∈Z ),因为ω>0,所以当k =0时,ω取最小值为23.。
高三数学二轮精品专题卷:函数图象与性质考试范围:函数图象与性质一、选择题(本大题共15小题,每小题5分,共75分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)[来源: ] 1.函数)2l n ()2l n ()(++-=x x x f 的定义域为( ) A .),0(+∞B .),2(+∞C .)2,(--∞D .),2()2,(+∞--∞2.2010年8月15日,为悼念甘肃舟曲特大山洪泥石流遇难同胞,某校升旗仪式中,先把国旗匀速升至旗杆顶部,停顿3秒钟后再把国旗匀速下落到离杆顶约占全杆三分之一处.能正确反映这一过程中,国旗高度h (米)与升旗时间t (秒)的函数关系的大致图象是( )A B C D3.幂函数()x f 的图像过点(3,91),则它的单调递增区间是 ( ) A .(0,+∞)B .[0,+∞)C .(-∞,0)D .(-∞,+∞)4.已知函数⎪⎩⎪⎨⎧+≥=2)2(22)(<,,x x f x x f x ,则)81(l o g 2f =( ) A .3B .8C .9D .125.已知函数)(x f 是R上的单调增函数且为奇函数,则)2012(f 的值( ) A .恒为正数 B .恒为负数 C .恒为0 D .可正可负6.若3.0)21(=a ,23.0-=b ,3log 31=c ,则a ,b ,c 大小关系为( ) A .a >b >c B .a >c >bC .c >b >aD .b >a >c7.已知()⎪⎩⎪⎨⎧++-≤+=)1(,32)1(,32x x x x x x f ,则函数()x x f x g 3)(-=的零点个数为 ( ) A .1B .2C .3D .4(1)(理)函数32)32(21x a y --=π的部分图象大致是下列四个图像中的一个,试根据你的判断选出合适的图像,① ② ③ ④根据图像可知,a 可能的取值是( ) A .21 B .23 C .2 D .4(文)若函数()()()1221log 1x x f x x x ⎧≤⎪=⎨>⎪⎩,则()y f x =-的图像是( )9.定义在R 上的偶函数)(x f 在](0,∞-上递减,031=⎪⎭⎫⎝⎛-f ,则满足()x f 8log >0的x 的取值范围是( ) A .),0(+∞B .()+∞⎪⎭⎫⎝⎛,221,0C .⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛2,2181,0D .⎪⎭⎫ ⎝⎛21,010.已知定义在R 上的偶函数()x f ,满足()()x f x f -=-4,且在区间[]4,0上是增函数,则 ( )A .()15f <()0f <()5-fB .()0f <()15f <()5-fC .()5-f <()15f <()0fD .()5-f <()0f <()15f11.(理)如图所示,ABCD 是边长为260的正方形,切去阴影部分所示的四个全等的等腰直角三角形,再沿虚线折起,使A ,B ,C ,D 四点重合,正好形成一个正四棱柱,则当正四棱柱的外接球的体积最小时,正四棱柱的高等于( )A .30B .230C .40D .240(文)将一个长、宽分别是8,7的铁皮的四角均切去边长为x 的正方形,然后折成一个无盖的长方体的盒子,则当这个长方体的对角线最短时,则x 的值为( ) A .1B .2C .310 D .27 12.已知函数3,0,()ln(1),>0.x x f x x x ⎧≤=⎨+⎩若()()243f x f x -≥,则实数x 的取值范围是( )A .()()+∞-∞-,41,B .(][)∞+-∞-,14,C .[]4,1-D .[]1,4-13.根据表格中的数据,可以判定函数2ln )(+-=x x x f 有一个零点所在的区间为)1,(+k k k ∈N *),则k 的值为( ) A .2B .3C .4D . 614.对于函数()x f ,使()n x f ≤成立的所有常数n 中,我们把n 的最小值G 叫做函数()x f 的上确界.则函数()⎪⎩⎪⎨⎧-≥=-0),21(log 0,221<x x x x f x 的上确界是( )[来源:金太阳新课标资源网 ] A .0B .21 C .1 D .215.已知0>a ,设函数()[]),(12012201020121a a x x f x -∈++=+的最大值为M ,最小值为N ,那么N M +( )ABCDA .2008B .2009C .4018D .4022二、填空题(本大题共15小题,每小题5分,共75分.将答案填在题中的横线上)16.己知()()4log 3+=x x f ,当点()y x ,在函数()x f y =的图象上时,点⎪⎭⎫⎝⎛+2,31y x 在函数()x g y =的图象上,则()x g = .17.已知函数3log ,0,()1,0,3xx x f x x >⎧⎪=⎨⎛⎫≤⎪⎪⎝⎭⎩,则满足方程()3=a f 的所有的a 的值为 .18.将函数xx a a y 3333-⋅+=的图像向左平移一个单位后,得到()x f y =的图像1C ,若曲线1C 关于原点对称,那么实数a 的值为 .19.已知函数()12+=x f y 定义域是[]3,3-,则()1-=x f y 的定义域是 . 20.若函数()222+-=x x x f 的定义域和值域均为[]b ,1,则b = . 21.已知函数())1(log 233x x x x f +++=,则对于任意实数()0≠+b a b a 、,则()()ba b f a f ++ 0(填“大于”或“小于”).22.设b >0,二次函数222-++=a bx ax y 的图像为下列之一:① ② ③ ④则a 的值为 . 23.若函数23()log ()(0,1)2a f x x x a a =+>≠在区间⎪⎭⎫⎝⎛+∞,21内恒有()0f x >,则()x f 的单调增区间为 .24.直角梯形ABCD 中,B 、C 为直角顶点,且AB <CD ,动点P 从B 出发,沿梯形的边按B →C →D →A 的方向运动,设点P 运动的路程为x ,△ABP 的面积为()x f ,若函数()x f y =的图像如下图所示,则△ABD 的面积为 .25.已知函数3lg 2()3lg(3)2x x f x x x ⎧≥⎪⎪=⎨⎪-<⎪⎩ ,若函数()k x f y -=无零点,则实数k 的取值范围是 .26.已知函数()x f 与()x g 满足()()x f x f -=+22,()()11-=+x g x g ,且()x f 在区间)[∞+,2上为减函数,令()()()x g x f x h ⋅=,则下列不等式正确的有 . ①()()42h h ≥-②()()42h h ≤-③()0h >()4h④()()40h h =27.已知函数()x x x f 22-=,()()02>a ax x g +=,对任意的[]2,11-∈x ,总存在[]2,10-∈x ,使()()01x f x g =,则实数a 的取值范围是 .28.在平面直角坐标系中,横纵坐标均为整数的点称为格点,如果函数()x f 的图象恰好通过()*∈N k k 个格点,则称函数()x f 为k 阶格点函数.下列4个函数中是一阶格点函数的有 .①()1)21(-=x x f②())4(2sin π-=x x f③()x x f 3log -=④()()7522++=x x f29.设()x f 与()x g 是定义在同一区间[]b a ,上的两个函数,若对任意[]b a x ,∈,都有()()1≤-x g x f 成立,则称()x f 和()x g 在[]b a ,上是“亲密函数”,区间[]b a ,称为“亲密区间”.若()432+-=x x x f 与()12-=x x g 在[]b a ,上是“亲密函数”,则b 的最大值是 .30.如果存在正实数a ,使得()a x f -为奇函数,()a x f +为偶函数,我们称函数()x f 为“和谐函数”.则下列函数是“和谐函数”有 .(把所有正确的序号都填上) ①()()512+-=x x f②()⎪⎭⎫ ⎝⎛-=42cos πx x f③()x x x f cos sin = ④()1ln +=x x f2012届同心圆梦专题卷数学专题二答案与解析1.【命题立意】本题给出具体函数解析式,考查考生如何求函数的定义域.【思路点拨】解答本题需要掌握以下几个关键的知识点:(1)对数函数的定义域是什么?(2)多个函数式如何求定义域?【答案】B 【解析】函数的定义域就是让解析式有意义,因此应满足2020x x ->⎧⎨+>⎩,解得2x >.2.【命题立意】本题考查在具体情境下选择函数的图象.【思路点拨】通过了解具体情境下函数的相关性质来选择相应的函数图象.【答案】B 【解析】国旗的运动规律是:匀速升至旗杆顶部→停顿3秒→国旗匀速下落至旗杆中部.对应的图象为B .3.【命题立意】本题考查幂函数的定义及其单调性.【思路点拨】解答本题需要掌握以下几个关键的知识点: (1)幂函数的定义. (2)幂函数的单调性.【答案】C【解析】设()αx x f =,则()2,2,913-=-=∴-=x x f αα,故()x f 的单调递增区间是()0,-∞.4.【命题立意】本题考查分段函数的求值.【思路点拨】解答本题首先要判断81log 2的值,然后代入相应的解析式求解.【答案】B 【解析】()()823381log 32===-=⎪⎭⎫ ⎝⎛f f f ,故选B .5.【命题立意】本题考查函数的奇偶性、单调性.【思路点拨】解答本题需要掌握以下几个关键的知识点: (1)若()x f 是R 上的为奇函数则()00=f .(2)单调递增函数的含义是什么?【答案】A 【解析】()00=f ,)(x f 在R 上递增,()2012f ∴>()00=f ,故选A . 6.【命题立意】本题考查对数运算、指数运算、指数函数单调性.【思路点拨】先利用对数运算、指数运算、指数函数单调性判断c b a ,,取值范围,再比较其大小.【答案】D 【解析】 0<3.021⎪⎭⎫ ⎝⎛<021⎪⎭⎫⎝⎛=1,即0<a <1,同理b >1,而1-=c ,因此b >a >c . 7.【命题立意】本题考查利用数学结合的思想求函数零点的个数.【思路点拨】解答本题需要掌握以下几个关键的知识点:(1)如何画分段函数的图像?(2)如何求函数(形如()()()x g x f x F -=)的零点的个数?(提示:转化为()x f y =与()x g y =两函数图像交点的个数.)【答案】B 【解析】()()x x f x g 3-=零点的个数⇔()()03=-=x x f x g 解的个数()x f y =的图像与x y 3=的图像交点的个数.所以由数形结合易得()x f y =的图像与x y 3=的图像有2个交点,故选B . 8.(理)【命题立意】本题考查判断陌生函数图象并求参数的可能取值.【思路点拨】解答本题需要掌握以下几个关键的知识点: (1)如何判断函数的奇偶性? (2)如何判断复合函数的单调性?【答案】D 【解析】函数为偶函数,排除①②,又函数值恒为正值,则排除④,故图像只能是③,再根据图像,先增后减的特征可知32-a >1,即a >2,符合条件的只有D 选项,故选D . (文)【命题立意】本题考查分段函数图像的变换.【思路点拨】先画出分段函数()x f 的图像,再根据()x f 的图像与()x f -图像间的关系得到()x f -的图像.【答案】D 【解析】先画出函数()()()1221log 1x x f x x x ⎧≤⎪=⎨>⎪⎩的图像,然后将图像关于y 轴做一次对称可得()y f x =-的图象,可得为D .9.【命题立意】本题考查依据给出抽象函数的性质,解不等式.【思路点拨】结合给出的抽象函数的性质,画出()x f 的草图,利用函数的单调性解不等式.【答案】B 【解析】由()()|)(|x f x f x f =-=,得|)log (|8x f >⎪⎭⎫⎝⎛31f =0,于是 x 8log >31,0∴<x <21或x >2,故选B . 10.【命题立意】本题考查偶函数图像的对称性、单调性、周期性. 【思路点拨】解答本题需要掌握以下几个关键的知识点: (2)偶函数的图像是关于y 轴对称的.(3)函数的周期是如何规定的?[来源: ] (4)如何利用函数的单调性比较函数值的大小?【答案】B 【解析】)()4()8()()4(x f x f x f x f x f =--=-∴-=- ,∴8是函数)(x f 的一个周期, 又)3()5(),1()1()15(f f f f f =-=-=∴又)(x f 在区间[0,4]上是增函数,)5()15()0()3()1()0(-∴∴f f f f f f <<<<,故选B .11.(理)【命题立意】本题考查函数中的最值问题.【思路点拨】解决函数应用问题关键是建立函数模型,然后根据模型进行求解.【答案】C 【解析】设纸盒的底边边长为a ,正四棱柱体对角线为l ,由已知可得阴影部分等腰直接三角形的直角边长为()060h h <<,则h ha -=-=60222602.要使正四棱柱的外接球的体积最小,只需正四棱柱的体对角线最短,()()()24004036022222222+-=+-=+=h h h ha l .所以当40=h 时,体积最小.[来源: ](文)【命题立意】本题考查函数中的最值问题.【思路点拨】解决函数应用问题关键是建立函数模型,然后根据模型进行求解.【答案】C 【解析】设对角线为l ,则()()()113609282722222+-=+-+-==x x x x x x f l ,根据二次函数单调性可知当310=x 时有最小值,且310<27,是符合实际情况的.12.【命题立意】本题考查分段函数的单调性及不等式的计算.【思路点拨】判断分段函数()x f 在R 上是单调递增的,并由此建立不等式求解.【答案】D 【解析】()x f 在R 上单调递增,()()x f x f 342≥-∴x x 342≥-∴14≤≤-x ,故选D . 13.【命题立意】本题考查函数零点存在性定理.【思路点拨】解答本题需要掌握以下几个关键的知识点: (1)函数零点存在性定理的内容是什么?(2)如何用函数零点存在性定理判断函数零点所在的区间?【答案】B 【解析】分别将x 的值代入可得()1f >0,()2f >0,()3f >0,,()4f <0,()5f <0,因此零点在区间(3,4)内,所以3=k .14.【命题立意】本题考查新定义的理解及函数的单调性.【思路点拨】解答本题需要掌握以下几个关键的知识点:(1)正确理解函数上确界的定义.(2)思考函数上确界与函数的最大值之间的关系.【答案】C 【解析】()x f 在()0,-∞是单调递增的,()x f 在[)∞+,0是单调递减的,所以()x f 在R 上的最大值是()10=f , 1,1=∴≥∴G n 故选C .15.【命题立意】本题考查陌生函数的单调性及最值.【思路点拨】首先化简函数,判断其单调性,再确定最值求解.【答案】D 【解析】()120122201212012201020121+-=++=+xxx x f 12012+=x y 在[]a a ,-上是单调递增的,()201222012-=∴x f 在[]a a ,-上是单调递增的,()a f M =∴,()a f N -=,()()40221201221201224024=+-+-=-+=+∴-aaa f a f N M16.【命题立意】本题考查用换元法求函数的解析式.【思路点拨】先求出⎪⎭⎫⎝⎛+31x g ,再换元:令31+=x t ,可求得()x f 的解析. 【答案】())1(,211log 213-++>x x 【解析】依题意,()⎪⎩⎪⎨⎧⎪⎭⎫⎝⎛+=+==312)4(log 3x g y x x f y ,则)4(l o g 21313+=⎪⎭⎫⎝⎛+x x g 令31+=x t 则13-=t x (t >1-),()()()211l o g 2133l o g 2133++=+=∴t t t g 所以=)(x g ())1(,211l o g 213-++>x x 17.【命题立意】本题考查用分类讨论的思想解方程.【思路点拨】对a 分情况,分别代入相应的解析式进行求解.【答案】1-或27【解析】⎩⎨⎧=3log 03x a 或⎪⎩⎪⎨⎧=⎪⎭⎫ ⎝⎛≤3310x a 解得=x 1-或27.18.【命题立意】本题考查函数图像的平移变换.【思路点拨】解答本题需要掌握以下几个关键的知识点:(1)如何实现函数图像的平移?(2)若函数图像关于原点对称,则函数具备什么性质? 【答案】1±【解析】由题意知,函数y 平移后的表达式()xx a a x f 331-⋅+=,()x f y =,它关于原点对称,所以为奇函数,故()()0=-=x f x f .而()())3)(3()33)(1(3313312xxx x xx xx a a a a a a a x f x f ------+-=-⋅++-⋅+=-+,所以012=-a ,1±=∴a 注意本题出现以下常见错解:直接利用()00=f 得011=-+a a,解得1-=a .这是典型的不等价转化的结果,因为“()00=f ”是“函数)(x f y =为奇函数”的必要不充分条件. 19.【命题立意】本题考查抽象函数的定义域.【思路点拨】解决抽函数的定义域关键要搞清楚谁是自变量.【答案】[]5,2【解析】33≤≤-x ,302≤≤x ,4112≤+≤∴x ,∴对函数()1-=x f y 有411≤-≤x ,52≤≤∴x ,∴()1-=x f y 的定义域是[]5,2. 20.【命题立意】本题考查二次函数的性质.【思路点拨】解答本题需要掌握以下几个关键的知识点:(1)二次函数的对称轴是怎样的? (2)如何确定二次函数的单调区间?【答案】2=b 【解析】()x f 的对称轴是1=x ,则()x f 在[]b ,1上单调递增,所以()b b f =即b b b =+-222,解得b =2或1,又因b >1,故2=b .21.【命题立意】本题考查函数的奇偶性和单调性.【思路点拨】解答本题需要掌握以下几个关键的知识点: (1)如何判断函数的奇偶性?[来源:Z#xx#] (2)如何判断复合函数的单调性?【答案】大于【解析】())1(log 233x x x x f +++=,可知函数是奇函数和增函数,于是当b a +>0,即a >b -⇔()a f >()b f -=()b f -⇔()a f +()b f >0∴()()b a b f a f ++>0同理可得b a +<0时()()ba b f a f ++>0. 22.【命题立意】本题考查二次函数的图像.【思路点拨】重视排除法的应用.先有b > 0排除①②,再结合抛物线的开口方向对a 进行讨论求解.【答案】2-【解析】因为b >0,所以对称轴不与y 轴重合,排除图像①②;对图像③,开口向下,则a <0,对称轴,abx 2-=>0符合条件,图像④显然不符合.根据图像可知,函数过原点,故()00=f ,即022=-a ,又a <0,故a =2-.23.【命题立意】本题考查对数函数的图像和性质.【思路点拨】借助图像认识对数函数的性质,在讨论性质的时候不要忘记定义域的制约作用.【答案】()+∞,0【解析】 令x x u 232+=,当),21(+∞∈x 时,()+∞∈,1u ,而此时()x f >0,所以a >1,所以函数()u x f a log =为增函数,又169432-⎪⎭⎫ ⎝⎛+=x u ,因此u 的单调递增区间为⎪⎭⎫⎝⎛+∞-,43.又xx 232+>0,所以x >0或x <23-,所以函数()x f 的单调增区间为()+∞,0. 24.【命题立意】本题考查根据函数图像求函数值.【思路点拨】本题关键是根据函数()x f y =的图像得到直角梯形的各边长,进而求三角形的面积.【答案】4【解析】 根据()x f y =的图像可得4=BC ,5=CD , 2,5==AB AD ,44221=⨯⨯=∴∆ABD S .25.【命题立意】本题考查用数形结合法求参数的取值范围. 【思路点拨】将函数()k x f y -=无零点问题,转化成函数()x f y =的图像与k y =的图像无交点问题求解.【答案】k <23lg【解析】在同一坐标系内作出函数()x f y =与k y =的图象,如右图,∴若两函数图象无交点,则k <23lg .26.【命题立意】综合考查函数的单调性、奇偶性、周期性.【思路点拨】挖掘函数具备的性质进行解题.【答案】②④【解析】由()()x f x f -=+22,得()x f 关于2=x 对称,()x f 在区间)[∞+,2上为减函数,得()x f 在区间(]2,-∞上为增函数,∴()2-f <()0f =()4f ,由()()11-=+x g x g ,得()()x g x g =+2,即()x g 是以2为周期的周期函数,于是()()()402g g g ==-,得()()()0402≥==-g g g ,()()()()()()440022g f g f g f ⋅=⋅≤-⋅-∴,即()()()402h h h =≤-.27.【命题立意】本题考查函数的值域.【思路点拨】解决本题的关键在于弄清()x f ,()x g 在[]2,1-上值域间的关系.【答案】⎥⎦⎤ ⎝⎛21,0【解析】设()x f 与()x g 在[]2,1-上的值域分别为A 、B ,由题知B A ⊇,易得[]3,1-=A ,而a >0,于是[]22,2++-=a a B ,∴⎩⎨⎧≤+-≥+-32212a a ,解得21≤a ,∴0<21≤a .28.【命题立意】本题依据新定义的函数,判断命题.【思路点拨】对于新定义问题关键是要抓住什么样的函数是一阶格点函数,理解了才能顺利解题.【答案】②④【解析】①有无数个格点如()12,--k k (k 为正整数);②只有一个格点()1,0-;③有无数个格点如()k k -,3(k 为整数);④只有一个格点()7,5-.29.【命题立意】本题依据新定义的函数,考查不等式的解法.【思路点拨】根据“亲密函数”的定义得到不等式,解不等式.【答案】4【解析】依题意得()1551243)(22≤+-=+-+-=-x x x x x x g x f 15512≤+-≤-∴x x⎪⎩⎪⎨⎧-≥+-≤+-∴15515522x x x x ,⎩⎨⎧≥≤≤≤∴3241x x x 或∴21≤≤x 或43≤≤x 所以b 的最大值为4.30.【命题立意】本题依据新定义的函数,考查函数的性质.【思路点拨】理解什么是“和谐函数”,关键是能否找到正实数a .【答案】②③【解析】①④由数形结合的思想显然不是“和谐函数”;②()⎪⎭⎫ ⎝⎛-=42cos πx x f 可取4π=a 验证可知()⎪⎭⎫ ⎝⎛-=42c o s πx x f 是“和谐函数”;③()x x x x f 2sin 21cos sin ==可取4π=a 验证可知()x x x f c o s s i n =是“和谐函数”.。
2017-2018学年度第一学期高三数学(理)复习案 编号:009(A ) 班级: 姓名: 学习小组: 层级编码: 组内评价: 教师评价:正弦、余弦、正切函数的图像与性质【考点】1、三角函数的图像与性质;2、三角函数的图像及性质的应用。
【考点解读】考查内容:1、三角函数的图像与性质; 2、三角函数的图像及性质的应用。
考查形式:常见题型为选择题、填空题、解答题,难度较易,分值约为5-12分。
考查频度:本小节内容为高考高频考点。
【复习目标】1、会用“五点法”作sin y x =和cos y x =的简图,及“三点两线法”作tan y x =的简图,并能由图像归纳出相应函数的性质;2、在具体情境中,应用三角函数图像与性质解决有关函数、方程、不等式等问题;3、通过作图、识图、用图,体会数形结合、化归转化的数学思想。
【学法指导】1、请认真复习阅读“必修四”课本第一章有关内容并梳理基础知识做好笔记;2、勾画疑难问题,课堂上与同学、老师合作交流解决疑惑,请特别关注学案中的黑体字。
[知识梳理] 完成复习资料知识梳理1、作函数sin y x =的简图,观察图像写出函数的定义域、值域、周期性、奇偶性、单调区间、对称中心、对称轴。
2、作函数cos y x =的简图,观察图像写出函数的定义域、值域、周期性、奇偶性、单调区间、对称中心、对称轴。
3、作函数tan (,)2y x x k k Z ππ=≠+∈的简图,观察图像写出函数的定义域、值域、周期性、奇偶性、单调区间、对称中心。
思考:(1)x y tan =在整个定义域上是增函数吗?(2)每个周期函数都有最小正周期吗?(3)正弦函数,余弦函数图像的对称轴及对称中心与其简图上的五个关键点有什么关系? [基础自测]1、 函数xy tan 11-=的定义域为 。
2、 函数πxy sin 2+=的最大值为 ;最小值为 。
3、当3,22x ππ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦时,函数2cos 3y x =- ( )A.在3,0,,22πππ⎡⎤⎡⎤-⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦上是增加的,在[]0,π上是减少的 B.在 ,22ππ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上是增加的,在,2ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上是减少的 C. 在3,0,,22πππ⎡⎤⎡⎤-⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦上是减少的,在[]0,π上是增加的 D. 在3,0,22πππ⎡⎤⎡⎤-⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦上是减少的,在[]0,π上是增加的 4、]2,0[,sin 1π∈+=x x y 的图像与直线23=y 的交点个数为 。
2020高三数学培优专练1:函数的图像与性质例1:对于函数()f x ,若a ∀,b ,c ∈R ,都有()f a ,()f b ,()f c 为某一三角形的三条边,则称()f x 为“可构造三角形函数”,已知函数()1x x e t f x e +=+(e为自然对数的底数)是“可构造三角形函数”,则实数t 的取值范围是( ) A .[0,)+∞ B .[0,2]C .[1,2]D .1,22⎡⎤⎢⎥⎣⎦【答案】D【解析】由题意可得:()()()f a f b f c +>,对a ∀,b ,c ∈R 恒成立,1()111x x xe t tf x e e +-==+++,当10t -=时,()1f x =,()()()1f a f b f c ===,满足条件, 当10t ->时,()f x 在R 上单调递减,∴1()11f a t t <<+-=, 同理:1()f b t <<,1()f c t <<,∵()()()f a f b f c +>,所以2t ≥,∴12t <≤. 当10t -<时,()f x 在R 上单调递增,∴()1t f a <<, 同理:()1t f b <<,()1t f c <<,∴21t ≥,12t ≥.∴112t ≤<. 综上可得:实数t 的取值范围是1,22⎡⎤⎢⎥⎣⎦.培优一 函数的图象与性质一、函数的单调性二、函数的奇偶性和对称性例2:设函数()f x 、()g x 分别是定义在R 上的奇函数和偶函数,且()()2x f x g x +=,若对[1,2]x ∈, 不等式()(2)0af x g x +≥恒成立,则实数a 的取值范围是( ) A .[)1,-+∞ B .)22,⎡-+∞⎣C .17,6⎡⎫-+∞⎪⎢⎣⎭D .257,60⎡⎫-+∞⎪⎢⎣⎭【答案】C【解析】∵()f x 为定义在R 上的奇函数,()g x 为定义在R 上的偶函数, ∴()()f x f x -=-,()()g x g x -=,又∵由()()2x f x g x +=,结合()()()()2x f x g x f x g x --+-=-+=, ∴1()(22)2x x f x -=-,1()(22)2x x g x -=+, 又由()(2)0af x g x +≥,可得221(22)(22)022x x x x a ---++≥, ∵12x ≤≤,∴3152224x x -≤-≤, 令22x x t -=-,则0t >,将不等式整理即得:2a t t ⎛⎫≥-+⎪⎝⎭. ∵31524t ≤≤,∴172257660t t ≤+≤,∴176a ≥-.故选C .例3:定义在R 上的奇函数()f x 满足(2)(2)f x f x +=-,当[0,2)x ∈时,2()48f x x x =-+.若在 区间[,]a b 上,存在(3)m m ≥个不同的整数i x (1i =,2,L ,m ),满足111()()72m i i i f x f x -+=-≥∑,则b a -的最小值为( ) A .15 B .16C .17D .18【答案】D三、函数的周期性【解析】定义在R 上的奇函数()f x 满足(2)(2)f x f x +=-,可得()f x 关于直线2x =对称, 且(4)()()f x f x f x +=-=-,则(8)(4)()f x f x f x +=-+=,∴()f x 的周期为8. 函数()f x 的图象如下:比如,当不同整数i x 分别为1-,1,2,3,5,L 时,b a -取最小值, ∵(1)4f -=-,(1)4f =,(2)0f =,7231812⨯=,则b a -的最小值为18,故选D .例4:已知()f x 为定义在R 上的偶函数,2()()g x f x x =+,且当(,0]x ∈-∞时,()g x 单调递增, 则不等式(1)(2)23f x f x x +-+>+的解集为( )A .3,2⎛⎫+∞⎪⎝⎭B .(,3)-∞-C .(,3)-∞-D .3,2⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭【答案】D【解析】由题意,函数()f x 为定义在R 上的偶函数,且2()()g x f x x =+,则22()()()()()g x f x x f x x g x -=-+-=+=,所以函数()g x 为偶函数,其图象关于y 轴对称, 当(,0]x ∈-∞时,()g x 单调递增,所以当(0,)x ∈+∞时函数()g x 单调递减, 又由22(1)(1)(1)(1)21g x f x x f x x x +=+++=++++,22(2)(2)(2)(2)44g x f x x f x x x +=+++=++++,所以不等式(1)(2)23f x f x x +-+>+等价于(1)(2)g x g x +>+,四、函数性质的综合应用所以12x x +<+,平方得222144x x x x ++<++,解得32x >-. 即不等式(1)(2)23f x f x x +-+>+的解集为3,2⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭.一、选择题 1.已知函数ln ln ()a xf x x+=在[1,)+∞上为减函数,则实数a 的取值范围是( ) A .10a e<< B .0a e <≤C .a e ≤D .a e ≥【答案】D【解析】函数ln ln ()a x f x x +=在[1,)+∞上为减函数,21ln ln ()a xf x x --'=, 则()0f x '≤在[1,)+∞上恒成立,即1ln ln 0a x --≤在[1,)+∞上恒成立, ∴ln 1ln lne x a a ≥-=恒成立,∴ln 0e a ≤,即01ea<≤,∴a e ≥.故选D . 2.已知定义在R 上的函数()y f x =满足以下三个条件:①对于任意的x ∈R ,都有(4)()f x f x +=;②对于任意的1x ,2x ∈R ,且1202x x ≤<≤,都有12()()f x f x <;③函数(2)y f x =+的图象关于y 轴对称,则下列结论中正确的是( ) A .(7)(4.5)(6.5)f f f << B .(4.5)(7)(6.5)f f f << C .(7)(6.5)(4.5)f f f << D .(4.5)(6.5)(7)f f f <<【答案】B【解析】定义在R 上的函数()y f x =满足三个条件:由①对于任意的x ∈R ,都有(4)()f x f x +=,可知函数()f x 是周期4T =的周期函数;对点增分集训②对于任意的1x ,2x ∈R ,且1202x x ≤<≤,都有12()()f x f x <, 可得函数()f x 在[0,2]上单调递增;③函数(2)y f x =+的图象关于y 轴对称,可得函数()f x 的图象关于直线2x =对称. ∴(4.5)(0.5)f f =,(7)(3)(1)f f f ==,(6.5)(2.5)(1.5)f f f ==. ∵(0.5)(1)(1.5)f f f <<,∴(4.5)(7)(6.5)f f f <<.故选B .3.已知函数(1)y f x =+关于直线1x =-对称,且()f x 在(0,)+∞上单调递增,31log 5a f ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,0.3(2)b f -=-,3(2log 2)c f =,则a ,b ,c 的大小关系是( )A .a b c <<B .b a c <<C .c a b <<D .b c a <<【答案】D【解析】因为(1)y f x =+关于直线1x =-对称,所以()f x 关于y 轴对称, 因为()f x 在(0,)+∞上单调递增,所以()f x 在(,0)-∞上单调递减,331log (log 5)5a f f ⎛⎫=-= ⎪⎝⎭,0.30.31(2)2b f f -⎡⎤⎛⎫=-=-⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦,3(log 4)c f =,因为33log 5log 41>>,0.31102⎛⎫-<-< ⎪⎝⎭,根据函数对称性及单调性可知b c a <<,所以选D .4.已知实数x ,y 分别满足:3(3)2019(3)x x a -+-=,3(23)2019(23)y y a -+-=-, 则2244x y x ++的最小值是( ) A .0 B .26C .28D .30【答案】C【解析】设3()2019f x x x =+,则()()f x f x -=-, 即函数()f x 是奇函数,且函数为增函数,∵3(3)2019(3)x x a -+-=,3(23)2019(3)y y a -+-=-,∴33(3)2019(3)[(23)2019(23)]x x y y -+-=--+-, 即(3)(23)f x f y -=--,即(3)(32)f x f y -=-,∵3()2019f x x x =+为增函数,∴332x y -=-,即260x y +-=,把26y x =-代入2244z x y x =++,得到2222(6)428362(2)2828z x x x x x x =+-+=-+=-+≥,当且仅当2x =,2y =时取得最小值.故选C .5.设函数()11,1121,1x x f x x x ⎧+-≥⎪=+⎨⎪<⎩,则不等式2(6)()f x f x ->的解集为( ) A .(3,1)- B .(3,2)-C.(-D.(2)【答案】D【解析】易证得函数()f x 在[1,)+∞上单调递增,当1x <时,得261x x ->⇒<<1x <<; 当1x ≥时,得2632x x x ->⇒-<<,则12x ≤<,综上得不等式的解集为(2).6.若对x ∀,y ∈R ,有()()()3f x f y f x y +-+=,函数22()()1xg x f x x =++,(2)(2)g g +-的值( ) A .0 B .4C .6D .9【答案】C【解析】∵函数()y f x =对任意x ,y ∈R ,都有()()()3f x f y f x y +-+=, 所以()()()3f x y f x f y +=+-,∴令0x y ==,(0)(0)(0)3f f f =+-, ∴(0)3f =.令2,2x y ==-,(2)(2)(0)3f f f +--=,∴(2)(2)6f f +-=, ∴22222(2)(2)(2)(2)(2)621(2)1g g f f ⨯⨯-+-=+++-=+-+.故选C .7.设函数()f x 是定义域为R 的奇函数,且()(2)f x f x =-,当[0,1]x ∈时,()sin f x x =, 则函数()cos π()g x x f x =-在区间[3,5]-上的所有零点的和为( ) A .10 B .8C .16D .20【答案】B【解析】因为函数()f x 是定义域为R 的奇函数,所以()()f x f x -=-, ∴()(2)(2)f x f x f x =-=-+,可得(4)()f x f x +=,即函数()f x 是周期为4的周期函数,且()y f x =图象关于直线1x =对称. 故()cos π()g x x f x =-在区间[3,5]-上的零点,即方程cos ()x f x π=的根, 分别画出cos πy x =与()y f x =的函数图象,因为两个函数图象都关于直线1x =对称,因此方程cos π()x f x =的零点关于直线1x =对称,由图象可知交点个数为8个, 分别设交点的横坐标从左往右依次为1x ,2x ,3x ,4x ,5x ,6x ,7x ,8x , 则182736452x x x x x x x x +=+=+=+=,所以所有零点和为8,故选B . 8.已知函数(1)2y f x =+-是奇函数,21()1x g x x -=-,且()f x 与()g x 的图象的交点为11(,)x y ,22(,)x y ,K ,66(,)x y ,则126126x x x y y y +++++++=L L ( )A .0B .6C .12D .18【答案】D 【解析】211()211x g x x x -==+--,由此()g x 的图象关于点(1,2)中心对称,(1)2y f x =+-是奇函数,(1)2(1)2f x f x -+-=-++,由此(1)(1)4f x f x -+++=,所以()f x 关于点(1,2)中心对称,1266x x x +++=L ,12612y y y +++=L ,所以12612618x x x y y y +++++++=L L ,故选D .9.已知定义在R 上的函数()f x 满足:对任意x ∈R ,()()f x f x -=-,(3)()f x f x -=, 则(2019)f =( ) A .3- B .0C .1D .3【答案】B【解析】∵()()f x f x -=-,∴(3)(3)f x f x -=--,且(0)0f =, 又(3)()f x f x -=,∴()(3)f x f x =--,由此可得(3)(6)f x f x -=--,∴()(6)f x f x =-,∴()f x 是周期为6的函数,(2019)(63363)f f =⨯+,∴(2019)(3)(0)0f f f ===,故选B .10.已知函数32()f x x ax bx c =+++的图象的对称中心为(0,1),且()f x 的图象在点(1,(1))f 处的切线过点(2,7),则b =( ) A .1 B .2C .3D .4【答案】A【解析】∵函数32()f x x ax bx c =+++的图象的对称中心为(0,1),∴()()2f x f x -+=,∴(1)(1)2(2)(2)2f f f f -+=⎧⎨-+=⎩,即141a c a c +=⎧⎨+=⎩,得01a c =⎧⎨=⎩,∴3()1f x x bx =++,2()3f x xb '=+, 又∵()f x 的图象在点(1,(1))f 处的切线过点(2,7), ∴(1)7(1)12f f -'=-,即531b b -+=-,解得1b =,故选A .11.定义域为R 的函数()f x 满足(2)2()f x f x +=,当[0,2)x ∈时,()232,[0,1)1,[1,2)2x x x x f x x -⎧-∈⎪=⎨⎛⎫-∈⎪ ⎪⎝⎭⎩,若[4,2)x ∈--时,1()42t f x t≥-恒成立,则实数t 的取值范围是( ) A .[2,0)(0,1)-U B .[2,0)(1,)-+∞U C .[2,1)-D .(,2](0,1]-∞-U【答案】D【解析】当[0,1)x ∈时,21(),04f x x x ⎡⎤=-∈-⎢⎥⎣⎦; 当[1,2)x ∈时,321()1,2x f x -⎡⎛⎫=-∈-⎢⎪⎝⎭⎣⎦, ∴当[0,2)x ∈时,()f x 的最小值为1-,又∵函数()f x 满足(2)2()f x f x +=,当[2,0)x ∈-时,()f x 的最小值为12-, 当[4,2)x ∈--时,()f x 的最小值为14-, 若[4,2)x ∈--时,1()42t f x t ≥-恒成立,∴11424t t -≤-, 即(2)(1)04t t t+-≤,即4(2)(1)0t t t +-≤且0t ≠,解得(,2](0,1]t ∈-∞-U .故选D .12.已知函数()f x 为R 上的奇函数,且图象关于点(2,0)对称,且当(0,2)x ∈时,3()f x x =, 则函数()f x 在区间[2018,2021]上( ) A .无最大值 B .最大值为0C .最大值为1-D .最大值为1【答案】D【解析】因为函数()f x 的图象关于点(2,0)对称,所以(4)()f x f x -=-. 又函数()f x 是奇函数,所以()()f x f x -=-,所以(4)()f x f x -=-. 令t x =-,得(4)()f t f t +=,所以函数()f x 是周期为4的周期函数.又函数()f x 的定义域为R ,且函数()f x 是奇函数,所以(0)0f =,(2)(2)f f -=-, 由函数()f x 的周期为4,得(2)(2)f f -=,所以(2)(2)f f -=,解得(2)0f =.所以(2)0f -=.依此类推,可以求得(2)0()f n n =∈Z .作出函数()f x 的大致图象如图所示,根据周期性,可得函数()f x 在区间[2018,2021]上的图象与在区间[2,1]-上的图象完全一样. 观察图象可知,函数()f x 在区间(2,1]-上单调递增,且3(1)11f ==, 又(2)0f -=,所以函数()f x 在区间[2,1]-上的最大值是1, 故函数()f x 在区间[2018,2021]上最大值也是1.二、填空题 13.已知321()(1)1x f x x x +=+--,若(2021)f a =,则(2019)f -= . 【答案】4a - 【解析】因为33213()(1)2(1)11x f x x x x x +=+-=++---, 所以33(2)2(1)1f x x x-=++--, 因而3333()(2)2(1)2(1)411f x f x x x x x+-=++-+++-=--, 所以(2019)4(2021)4f f a -=-=-.14.函数2log (2)a y x ax =-+在区间(,1]-∞上是减函数,则a 的取值范围是 .【答案】[2,3)【解析】若01a <<,则函数2log (2)a y x ax =-+在区间(,1]-∞上为增函数,不符合题意;若1a >,则22t x ax =-+在区间(,1]-∞上为减函数,且0t >. ∴12120a a ⎧≥⎪⎨⎪-+>⎩,解得23a ≤<.综上,a 的取值范围是[2,3).15.某同学在研究函数()()1x f x x x=∈+R 时,分别给出下面几个结论: ①等式()()f x f x -=-在x ∈R 时恒成立;②函数()f x 的值域为(1,1)-;③若12x x ≠,则一定有12()()f x f x ≠;④方程()f x x =在R 上有三个根.其中正确结论的序号有 .(请将你认为正确的结论的序号都填上)【答案】①②③【解析】对于①,任取x ∈R ,都有()()11x x f x f x x x--==-=-+-+,∴①正确; 对于②,当0x >时,1()1(0,1)11x f x x x==-∈++,根据函数()f x 的奇偶性知0x <时,()(1,0)f x ∈-,且0x =时,()0f x =,∴()(1,1)f x ∈-,②正确;对于③,当0x >时,1()11f x x=-+,∴()f x 在(0,)+∞上是增函数,且0()1f x <<;再由()f x 的奇偶性知,()f x 在(,0)-∞上也是增函数,且1()0f x -<<,∴12x x ≠时,一定有12()()f x f x ≠, ③正确; 对于④,因为1x x x=+只有0x =一个根,∴方程()f x x =在R 上只有一个根,④错误.正确结论的序号是①②③.16.已知在R 上的函数()f x 满足如下条件:①函数()f x 的图象关于y 轴对称;②对于任意x ∈R ,(2)(2)0f x f x +--=;③当[0,2]x ∈时,()f x x =;④函数1()()(2)n n f x f x -=⋅,n ∈*N , 若过点(1,0)-的直线l 与函数(4)()f x 的图象在[0,2]x ∈上恰有8个交点,则直线l 斜率k 的取值范围是 . 【答案】80,11⎛⎫ ⎪⎝⎭【解析】∵函数()f x 的图象关于y 轴对称,∴函数()f x 是偶函数,由(2)(2)0f x f x +--=,得(2)(2)(2)f x f x f x +=-=-,即(4)()f x f x +=,即函数()f x 是周期为4的周期函数.∵当[0,2]x ∈时,()f x x =,∴当[0,2]x -∈,即[2,0]x ∈-时,()()f x f x x -==-, 则函数()f x 在一个周期[2,2]-上的表达式为,(02)(),(20)x x f x x x ≤≤⎧=⎨--≤<⎩, ∵1()()(2)n n f x f x -=⋅,n ∈*N ,∴函数3(4)()(2)(8)f x f x f x =⋅=,故(4)()f x 的周期为12, 其图象可由()f x 的图象横坐标压缩为原来的18得到,作出(4)()f x 在[0,2]x ∈上的图象如图:易知过(1,0)M -的斜率存在,设过点(1,0)-的直线l 的方程为(1)y k x =+,设()(1)h x k x =+,则要使(4)()f x 的图象在[0,2]上恰有8个交点,则0MA k k <<, ∵7,24A ⎛⎫ ⎪⎝⎭,∴20871114MA k -==+,故8011k <<.。