2016届高考数学艺术类考生小节训练(19)三角函数的图象和性质
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1y三角函数图像与性质练习题(一)一.选择题 〔每题5分,共100分〕1.将函数sin (0)y x ωω=>的图象按向量,06a π⎛⎫=-⎪⎝⎭平移,平移后的图象如下图,那么平移后的图象所对应函数的解析式是( ) A.sin()6y x π=+B.sin()6y x π=-C.sin(2)3y x π=+D.sin(2)3y x π=- 2. 为了得到函数R x x y ∈+=),63sin(2π的图像,只需把函数R x x y ∈=,sin 2的图像上所有的点( )A.向左平移6π个单位长度,再把所得各点的横坐标缩短到原来的31倍〔纵坐标不变〕B.向右平移6π个单位长度,再把所得各点的横坐标缩短到原来的31倍〔纵坐标不变〕C.向左平移6π个单位长度,再把所得各点的横坐标伸长到原来的3倍〔纵坐标不变〕 D.向右平移6π个单位长度,再把所得各点的横坐标伸长到原来的3倍〔纵坐标不变〕3. 函数()2sin (0)f x x ωω=>在区间,34ππ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上的最小值是2-,那么ω的最小值等于( )A.23B.32C.2D.3 4.函数y =sin(2x +3π)的图象可由函数y =sin2x 的图象经过平移而得到,这一平移过程可以是( ) A.向左平移6πB.向右平移6πC.向左平移12π D.向右平移12π 5. 要得到函数y =sin (2x -)6π的图像,只需将函数y =cos 2x 的图像( )A.向右平移6π个单位 B.向右平移3π个单位 C. 向左平移6π个单位 D. 向左平移3π个单位 6. 为了得到函数y =sin (2x-4π)+1的图象,只需将函数y =sin 2x 的图象〔〕平移得到A.按向量a=(-8π,1)B. 按向量a=(8π,1)C.按向量a=(-4π,1)D. 按向量a=(4π,1) 7.假设函数()sin ()f x x ωϕ=+的图象如图,那么ωϕ和的取值是( )A.1ω=,3πϕ= B.1ω=,3πϕ=-C.12ω=,6πϕ= D.12ω=,6πϕ=- 8. 函数πsin 23y x ⎛⎫=-⎪⎝⎭在区间ππ2⎡⎤-⎢⎥⎣⎦,的简图是( )9. 函数sin(2)cos(2)63y x x ππ=+++的最小正周期和最大值分别为( ) A.,1π B.,2π C.2,1π D. 2,2π 10. 函数()sin()(0)3f x x πϖϖ=+>的最小正周期为π,那么该函数的图象( )A.关于点(,0)3π对称 B.关于直线4x π=对称 C.关于点(,0)4π对称 D.关于直线3x π=对称11.函数)20,0,)(sin(πϕωϕω<≤>∈+=R x x y 的局部图象如图,那么( ) A.4,2πϕπω==B.6,3πϕπω==C.4,4πϕπω== D.45,4πϕπω==12. 要得到函数sin y x =的图象,只需将函数cos y x π⎛⎫=-⎪3⎝⎭的图象( ) yx11-2π- 3π- O6ππyx11- 2π- 3π- O 6ππ yx1 1-2π-3πO 6π-πy xπ2π- 6π-1O 1-3π A.B. C. D.A.向右平移π6个单位 B.向右平移π3个单位 C.向左平移π3个单位 D.向左平移π6个单位 13. 设函数()x f ()φω+=x sin ⎪⎭⎫ ⎝⎛<<>20,0πφω.假设将()x f 的图象沿x 轴向右平移61个单位长度,得到的图象经过坐标原点;假设将()x f 的图象上所有的点的横坐标缩短到原来的21倍〔纵坐标不变〕, 得到的图象经过点⎪⎭⎫⎝⎛1,61. 那么( ) A.6,πφπω== B.3,2πφπω== C.8,43πφπω== D. 适合条件的φω,不存在 14. 设函数)()0(1)6sin()(x f x x f '>-+=的导数ωπω的最大值为3,那么f (x )的图象的一条对称轴的方程是( ) A.9π=x B.6π=x C.3π=x D.2π=x三角函数图像与性质练习题答案三角函数的图象和性质练习题(二)一、选择题1.函数sin(2)(0)y x ϕϕπ=+≤≤是R 上的偶函数,那么ϕ的值是〔 〕A.0B.4πC.2πD.π2. 将函数x y 4sin =的图象向左平移12π个单位,得到)4sin(ϕ+=x y 的图象,那么ϕ等于A .12π-B .3π-C .3πD .12π 3.假设,24παπ<<那么〔 〕 (45<a<90)A .αααtan cos sin >>B .αααsin tan cos >>C .αααcos tan sin >>D .αααcos sin tan >>1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 C C B A B B C A A A 11 12 13 14 CAAA4.函数23cos()56y x π=-的最小正周期是〔 〕A .52πB .25π C .π2 D .π5 5.在函数x y sin =、x y sin =、2sin(2)3y x π=+、2cos(2)3y x π=+中, 最小正周期为π的函数的个数为〔〕. A .1个B .2个 C .3个 D .4个6.x x x f 32cos 32sin)(+=的图象中相邻的两条对称轴间距离为 〔 〕 A .3π B .π34 C .π23 D .π677. 函数)252sin(π+=x y 的一条对称轴方程〔 〕A .2π-=xB .4π-=xC .8π=xD .=x π458. 使x y ωsin =〔ω>0〕在区间[0,1]至少出现2次最大值,那么ω的最小值为〔 〕 A .π25B .π45C .πD .π23二、填空题1.关于x 的函数()cos()f x x α=+有以下命题: ①对任意α,()f x 都是非奇非偶函数; ②不存在α,使()f x 既是奇函数,又是偶函数;③存在α,使()f x 是偶函数;④对任意α,()f x 都不是奇函数.其中一个假命题的序号是,因为当α=时,该命题的结论不成立.2.函数xxy cos 2cos 2-+=的最大值为________.3.假设函数()2sin(2)3f x kx π=+的最小正周期T 满足12T <<,那么自然数k 的值为______. 4.满足23sin =x 的x 的集合为_________________________________. 5.假设)10(sin 2)(<<=ϖϖx x f 在区间[0,]3π上的最大值是2,那么ϖ=________.三、解答题1.比拟大小〔1〕00150sin ,110sin ;〔2〕00200tan ,220tan 2. (1) 求函数1sin 1log 2-=xy 的定义域. 〔2〕设()sin(cos ),(0)f x x x π=≤≤,求()f x 的最大值与最小值. 3.)33sin(32)(πω+=x x f 〔ω>0〕〔1〕假设f (x +θ)是周期为2π的偶函数,求ω及θ值; ω= 1/3 ,θ= . 〔2〕f (x )在〔0,3π〕上是增函数,求ω最大值 "三角函数的图象和性质练习题二"参考答案一、选择题 1.C [解析]:当2πϕ=时,sin(2)cos 22y x x π=+=,而cos 2y x =是偶函数2.C [解析]:函数x y 4sin =的图象向左平移12π个单位,得到)12(4sin π+=x y 的图象,故3πϕ=3.D [解析]:tan 1,cos sin 1,ααα><<αααcos sin tan >>4.D [解析]:2525T ππ== 5.C [解析]:由x y sin =的图象知,它是非周期函数6.C [解析]: ∵x x x f 32cos 32sin)(+==)432sin(2π+x∴图象的对称轴为πππk x +=+2432,即)(2383Z k k x ∈+=ππ故相邻的两条对称轴间距离为π237.A [解析]:当2π-=x 时 )252sin(π+=x y 取得最小值-1,应选A8.A [解析]:要使x y ωsin =〔ω>0〕在区间[0,1]至少出现2次最大值 只需要最小正周期⋅45ωπ2≤1,故πω25≥ 二、填空题1、①0[解析]:此时()cos f x x =为偶函数2、3[解析]:2cos 4cos 2412cos 2cos 2cos x x y x x x++-===----3、2,3或[解析]:,12,,2,32T k k N k kkππππ=<<<<∈⇒=而或4、|2,2,33x x k k k Z ππππ⎧⎫=++∈⎨⎬⎩⎭或 5、34[解析]:[0,],0,0,3333x x x ππωππω∈≤≤≤≤< 三、解答题1.解:〔1〕0sin110sin 70,sin150sin 30,sin 70sin 30,sin110sin150==>∴>而 〔2〕0tan 220tan 40,tan 200tan 20,tan 40tan 20,tan 220tan 200==>∴>而 2.解:〔1〕221111log 10,log 1,2,0sin sin sin sin 2x x x x -≥≥≥<≤ 22,6k x k πππ<≤+或522,6k x k k Z ππππ+≤<+∈5(2,2][2,2),()66k k k k k Z ππππππ++∈为所求.〔2〕0,1cos 1x x π≤≤-≤≤当时,而[11]-,是()sin f t t =的递增区间 当cos 1x =-时,min ()sin(1)sin1f x =-=-; 当cos 1x =时,max ()sin1f x =. 4.解:(1) 因为f (x +θ)=)333sin(32πθω++x又f (x +θ)是周期为2π的偶函数, 故∈+==k k 6,31ππθω Z(2) 因为f (x )在〔0,3π〕上是增函数,故ω最大值为61三角函数的图象专项练习一.选择题1.为了得到函数)62sin(π-=x y 的图象,可以将函数y=cos2x 的图象 ( )A .向右平移6π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. 向左平移3π个单位长度2.以下函数中振幅为2,周期为π,初相为6π的函数为 ()A .y=2sin(2x+3π) B. y=2sin(2x+6π) C .y=2sin(21x+3π) D. y=2sin(21x+6π) 3.三角方程2sin(2π-x)=1的解集为 ( ) A .{x│x=2kπ+3π,k∈Z}B .{x│x=2kπ+35π,k∈Z}.C .{x│x=2kπ±3π,k∈Z}D .{x│x=kπ+(-1)K ,k∈Z}.4.假设函数f(x)=sin(ωx+ϕ)的图象〔局部〕如下图,那么ω,ϕ的取值是 ( )A .3,1πϕω==B.3,1πϕω-==C .6,21πϕω==D.6,21πϕω-==5.函数y=tan(2x+φ)的图象过点(0,12π),那么φ的值可以是 ( ) A. -6π B. 6π C.12π- D.12π6.设函数y=2sin(2x+Φ)的图象为C ,那么以下判断不正确的选项是〔 〕A .过点(,2)3π的C 唯一 B.过点(,0)6π-的C 不唯一C .C 在长度为2π的闭区间上至多有2个最高点D .C 在长度为π的闭区间上一定有一个最高点,一个最低点 7.方程)4cos(lg π-=x x 的解的个数为〔 〕A .0B .无数个C .不超过3D .大于38.假设函数y=f(x)的图像上每点的纵坐标保持不变,横坐标伸长到原2倍,然后再将整个图像沿x 轴向左平移2π个单位,沿y 轴向下平移1个单位,得到函数1sin 2y x =的图像,那么y=f(x)是 ( )A .1sin(2)122y x π=++B.1sin(2)122y x π=-+ C .1sin(2)124y x π=-+ D.11sin()1224y x π=++9.()sin()2f x x π=+,()cos()2g x x π=-,那么f(x)的图像 ( )A .与g(x)的图像一样 B.与g(x)的图像关于y 轴对称C .向左平移2π个单位,得g(x)的图像 D.向右平移2π个单位,得g(x)的图像 10.函数f(x)=sin(2x+2π)图像中一条对称轴方程不可能为( )A.x=4πB. x=2πC. x=πD. x=23π11.函数y=2与y=2sinx ,x ∈3[,]22ππ-所围成的图形的面积为 ( ) A .πB.2πC.3πD.4π12.设y=f(t)是某港口水的深度y 〔米〕关于时间t 〔时〕的函数,其中240≤≤t .下表是该港口某一天从0时至24时记录的时间t 与水深y 的关系:经长期观察,函数y=f(t)的图象可以近似地看成函数y=k+Asina(ωt+ϕ)的图象.下面的函数中,最能近似表示表中数据间对应关系的函数是( )A.]24,0[,6sin312∈+=t t y πB.]24,0[),6sin(312∈++=t t y ππC.]24,0[,12sin 312∈+=t t y πD.]24,0[),212sin(312t t y ππ++=二.填空题 13.函数y=5sin(3x −2π)的频率是______________。
考纲解读明方向分析解读三角函数的图象和性质一直是高考中的热点,往往结合三角公式进行化简和变形来研究函数的单调性、奇偶性、对称性及最值问题,且常以解答题的形式考查,其考查内容及形式仍是近几年高考对该部分内容考查的重点.分值为10~12分,属于中低档题.2018年高考全景展示1.【2018年新课标I 卷文】已知函数,则A. 的最小正周期为π,最大值为3B. 的最小正周期为π,最大值为4C.的最小正周期为,最大值为3 D.的最小正周期为,最大值为4【答案】B【解析】分析:首先利用余弦的倍角公式,对函数解析式进行化简,将解析式化简为,之后应用余弦型函数的性质得到相关的量,从而得到正确选项.点睛:该题考查的是有关化简三角函数解析式,并且通过余弦型函数的相关性质得到函数的性质,在解题的过程中,要注意应用余弦倍角公式将式子降次升角,得到最简结果.2.【2018年天津卷文】将函数的图象向右平移个单位长度,所得图象对应的函数A. 在区间上单调递增 B. 在区间上单调递减C. 在区间上单调递增D. 在区间上单调递减【答案】A【解析】分析:首先确定平移之后的对应函数的解析式,然后逐一考查所给的选项是否符合题意即可.点睛:本题主要考查三角函数的平移变换,三角函数的单调区间等知识,意在考查学生的转化能力和计算求解能力.3.【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】分析:由对称轴得,再根据限制范围求结果.详解:由题意可得,所以,因为,所以点睛:函数(A>0,ω>0)的性质:(1);(2)最小正周期;(3)由求对称轴;(4)由求增区间; 由求减区间.2017年高考全景展示1.【2017课标II,文13】函数的最大值为.【答案】【考点】三角函数有界性【名师点睛】通过配角公式把三角函数化为的形式再借助三角函数图象研究性质,解题时注意观察角、函数名、结构等特征.一般可利用求最值.2.【2017课标II,文3】函数的最小正周期为A. B. C. D.【答案】C【解析】由题意,故选C.【考点】正弦函数周期【名师点睛】函数的性质(1).(2)周期(3)由求对称轴(4)由求增区间; 由求减区间;3.【2017天津,文7】设函数,其中.若且的最小正周期大于,则(A)(B)(C)(D)【答案】【解析】试题分析:因为条件给出周期大于,,,再根据,因为,所以当时,成立,故选A.【考点】三角函数的性质【名师点睛】本题考查了的解析式,和三角函数的图象和性质,本题叙述方式新颖,是一道考查能力的好题,本题可以直接求解,也可代入选项,逐一考查所给选项:当时,,满足题意,,不合题意,B选项错误;,不合题意,C选项错误;,满足题意;当时,,满足题意;,不合题意,D 选项错误.本题选择A 选项. 4.【2017山东,文7】函数最小正周期为A. B. C. D.【答案】C 【解析】【考点】三角变换及三角函数的性质【名师点睛】求三角函数周期的方法:①利用周期函数的定义.②利用公式:y =A sin(ωx +φ)和y =A cos(ωx +φ)的最小正周期为|ω|2π,y =tan(ωx +φ)的最小正周期为|ω|π.③对于形如的函数,一般先把其化为的形式再求周期.5.【2017浙江,18】(本题满分14分)已知函数f (x )=sin 2x –cos 2x –sin x cos x (x R ).(Ⅰ)求的值.(Ⅱ)求的最小正周期及单调递增区间.【答案】(Ⅰ)2;(Ⅱ)最小正周期为,单调递增区间为.【解析】试题分析:(Ⅰ)由函数概念,分别计算可得;(Ⅱ)化简函数关系式得,结合可得周期,利用正弦函数的性质求函数的单调递增区间.【考点】三角函数求值、三角函数的性质【名师点睛】本题主要考查了三角函数的化简,以及函数的性质,属于基础题,强调基础的重要性,是高考中的常考知识点;对于三角函数解答题中,当涉及到周期,单调性,单调区间以及最值等都属于三角函数的性质,首先都应把它化为三角函数的基本形式即,然后利用三角函数的性质求解.2016年高考全景展示1.【2016高考新课标2文数】函数的部分图像如图所示,则()(A)(B)(C)(D)【答案】A【解析】试题分析:由图知,,周期,所以,所以,因为图象过点,所以,所以,所以,令得,,所以,故选A.考点:三角函数图像的性质【名师点睛】根据图像求解析式问题的一般方法是:先根据函数图像的最高点、最低点确定A,h的值,函数的周期确定ω的值,再根据函数图像上的一个特殊点确定φ值.2.【2016高考天津文数】已知函数,.若在区间内没有零点,则的取值范围是()(A)(B)(C)(D)【答案】D【解析】考点:解简单三角方程【名师点睛】对于三角函数来说,常常是先化为y =Asin(ωx +φ)+k 的形式,再利用三角函数的性质求解.三角恒等变换要坚持结构同化原则,即尽可能地化为同角函数、同名函数、同次函数等,其中切化弦也是同化思想的体现;降次是一种三角变换的常用技巧,要灵活运用降次公式. 3.【2016高考新课标1文数】若将函数y =2sin (2x +6π)的图像向右平移41个周期后,所得图像对应的函数为()(A )y =2sin(2x +4π) (B )y =2sin(2x +3π) (C )y =2sin(2x –4π) (D )y =2sin(2x –3π) 【答案】D 【解析】试题分析:函数的周期为,将函数的图像向右平移个周期即个单位,所得函数为,故选D.考点:三角函数图像的平移【名师点睛】函数图像的平移问题易错点有两个,一是平移方向,注意“左加右减“,二是平移多少个单位是对x 而言的,不用忘记乘以系数. 4.[2016高考新课标Ⅲ文数]函数的图像可由函数的图像至少向右平移_____________个单位长度得到.【答案】【解析】考点:1、三角函数图象的平移变换;2、两角差的正弦函数.【误区警示】在进行三角函数图象变换时,提倡“先平移,后伸缩”,但“先伸缩,后平移”也经常出现在题目中,所以也必须熟练掌握,无论是哪种变形,切记每一个变换总是对字母而言,即图象变换要看“变量”起多大变化,而不是“角”变化多少.5.【2016高考山东文数】(本小题满分12分)设.(I)求得单调递增区间;(II)把的图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),再把得到的图象向左平移个单位,得到函数的图象,求的值.【答案】()的单调递增区间是(或)()【解析】试题分析:()化简得由即得写出的单调递增区间()由平移后得进一步可得()由()知把的图象上所有点的横坐标伸长到原来的倍(纵坐标不变),得到的图象,再把得到的图象向左平移个单位,得到的图象,即所以2016-2018年三年高考数学真题分类专题含解析考点:1.和差倍半的三角函数;2.三角函数的图象和性质;3.三角函数图象的变换.【名师点睛】本题主要考查和差倍半的三角函数、三角函数的图象和性质、三角函数图象的变换.此类题目是三角函数问题中的典型题目,可谓相当经典.解答本题,关键在于能利用三角公式化简函数、进一步讨论函数的性质,利用“左加右减、上加下减”变换原则,得出新的函数解析式并求值.本题较易,能较好的考查考生的基本运算求解能力及复杂式子的变形能力等.11。
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。
三角函数的图象与性质011. 三角函数定义、同角关系与诱导公式(1)定义:设α是一个任意角,它的终边与单位圆交于点P (x ,y ),则sin α=y ,cos α=x ,tan α=y x.各象限角的三角函数值的符号:一全正,二正弦,三正切,四余弦. (2)同角关系:sin 2α+cos 2α=1,sin αcos α=tan α. (3)诱导公式:在k π2+α,k ∈Z 的诱导公式中“奇变偶不变,符号看象限”. 2. 三角函数的图象及常用性质3. 三角函数的两种常见变换考点一 三角函数的概念、诱导公式及同角三角函数的基本关系问题例1 (1)如图,为了研究钟表与三角函数的关系,建立如图所示的坐标系,设秒针针尖位置P (x ,y ).若初始位置为P 0⎝⎛⎭⎫32,12,当秒针从P 0(此时t =0)正常开始走时,那么点P 的纵坐标y 与时间t 的函数关系为________.(2)如图,在平面直角坐标系xOy 中,一单位圆的圆心的初始位置在(0,1),此时圆上一点P 的位置在(0,0),圆在x 轴上沿正向滚动.当圆滚动到圆心位于(2,1)时,OP →的坐标为________.答案 (1)y =sin ⎝⎛⎭⎫-π30t +π6 (2)(2-sin 2,1-cos 2) 【详细分析】(1)由三角函数的定义可知,初始位置点P 0的弧度为π6,由于秒针每秒转过的弧度为-π30,针尖位置P 到坐标原点的距离为1,故点P 的纵坐标y 与时间t 的函数关系可能为y =sin ⎝⎛⎭⎫-π30t +π6. (2)利用平面向量的坐标定义、解三角形知识以及数形结合思想求解.设A (2,0),B (2,1),由题意知劣弧P A 长为2,∠ABP =21=2. 设P (x ,y ),则x =2-1×cos ⎝⎛⎭⎫2-π2=2-sin 2, y =1+1×sin ⎝⎛⎭⎫2-π2 =1-cos 2,∴OP →的坐标为(2-sin 2,1-cos 2).(1)涉及与圆及角有关的函数建模问题(如钟表、摩天轮、水车等),常常借助三角函数的定义求解.应用定义时,注意三角函数值仅与终边位置有关,与终边上点的位置无关.(2)应用诱导公式时要弄清三角函数在各个象限内的符号;利用同角三角函数的关系化简过程要遵循一定的原则,如化切为弦、化异为同、化高为低、化繁为简等.(1)若sin ⎝⎛⎭⎫π6-α=a ,则cos ⎝⎛⎭⎫2π3-α=________. 答案 -a【详细分析】cos ⎝⎛⎭⎫2π3-α=cos ⎣⎡⎦⎤π-⎝⎛⎭⎫π3+α =-cos ⎝⎛⎭⎫π3+α=-sin ⎣⎡⎦⎤π2-⎝⎛⎭⎫π3+α =-sin ⎝⎛⎭⎫π6-α=-a .(2)如图,以Ox 为始边作角α(0<α<π),终边与单位圆相交于点P ,已知点P 的坐标为⎝⎛⎭⎫-35,45. 求sin 2α+cos 2α+11+tan α的值. 解 由三角函数定义,得cos α=-35,sin α=45,∴原式=2sin αcos α+2cos 2α1+sin αcos α=2cos α(sin α+cos α)sin α+cos αcos α=2cos 2α=2×⎝⎛⎭⎫-352=1825. 考点二 三角函数y =A sin(ωx +φ)的图象及解析式例2 如图,它是函数y =A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0,|φ|<π)的部分图象,由图中条件,写出该函数的解析式.本题考查已知图象上的点,求三角函数的解析式,解题的关键是正确理解参数A ,ω,φ的含义,以及它们对函数图象的作用,抓住两者联系解决问题.解 由图知A =5,由T 2=5π2-π=3π2,得T =3π, ∴ω=2πT =23,此时y =5sin ⎝⎛⎭⎫2x 3+φ. 下面求初相φ.方法一 (单调性法):∵点(π,0)在递减的那段曲线上,∴2π3+φ∈⎣⎡⎦⎤2k π+π2,2k π+3π2(k ∈Z ). 由sin ⎝⎛⎭⎫2π3+φ=0得2π3+φ=2k π+π(k ∈Z ), ∴φ=2k π+π3(k ∈Z ). ∵|φ|<π,∴φ=π3. ∴该函数的解析式为y =5sin ⎝⎛⎭⎫2x 3+π3.方法二 (最值点法):将最高点坐标⎝⎛⎭⎫π4,5代入y =5sin ⎝⎛⎭⎫2x 3+φ, 得5sin ⎝⎛⎭⎫π6+φ=5, ∴π6+φ=2k π+π2(k ∈Z ), ∴φ=2k π+π3(k ∈Z ). 又|φ|<π,∴φ=π3.∴该函数的解析式为y =5sin ⎝⎛⎭⎫2x 3+π3.(1)已知函数y =A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0)的图象求解析式时,常采用待定系数法,由图中的最高点、最低点或特殊点求A ;由函数的周期确定ω;确定φ常根据“五点法”中的五个点求解,其中一般把第一个零点作为突破口,可以从图象的升降找准第一个零点的位置.(2)在图象变换过程中务必分清是先相位变换,还是先周期变换.变换只是相对于其中的自变量x 而言的,如果x 的系数不是1,就要把这个系数提取后再确定变换的单位长度和方向.(1)(2013·四川改编)函数f (x )=2sin(ωx +φ)(ω>0,-π2<φ<π2) 的部分图象如图所示,则ω,φ的值分别是________.答案 2,-π3【详细分析】∵34T =5π12-⎝⎛⎭⎫-π3,T =π,∴ω=2, 又2×5π12+φ=2k π+π2,k ∈Z ,∴φ=2k π-π3, 又φ∈⎝⎛⎭⎫-π2,π2,∴φ=-π3. (2)(2013·山东)设△ABC 的内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,且a +c =6,b =2,cos B =79. ①求a ,c 的值;②求sin(A -B )的值.解 ①由余弦定理得:cos B =a 2+c 2-b 22ac =a 2+c 2-42ac =79, 即a 2+c 2-4=149ac . ∴(a +c )2-2ac -4=149ac ,∴ac =9. 由⎩⎪⎨⎪⎧a +c =6,ac =9得a =c =3. ②在△ABC 中,cos B =79, ∴sin B =1-cos 2B =1-⎝⎛⎭⎫792=429.由正弦定理得:a sin A =b sin B, ∴sin A =a sin B b =3×4292=223. 又A =C ,∴0<A <π2,∴cos A =1-sin 2A =13, ∴sin (A -B )=sin A cos B -cos A sin B =223×79-13×429=10227. 考点三 三角函数的性质例3 已知函数f (x )=(sin x -cos x )sin 2x sin x. (1)求f (x )的定义域及最小正周期;(2)求f (x )的单调递增区间.先化简函数解析式,再求函数的性质.解 (1)由sin x ≠0得x ≠k π(k ∈Z ),故f (x )的定义域为{x ∈R |x ≠k π,k ∈Z }.因为f (x )=(sin x -cos x )sin 2x sin x=2cos x (sin x -cos x )=sin 2x -cos 2x -1=2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π4-1, 所以f (x )的最小正周期T =2π2=π. (2)函数y =sin x 的单调递增区间为⎣⎡⎦⎤2k π-π2,2k π+π2(k ∈Z ). 由2k π-π2≤2x -π4≤2k π+π2,x ≠k π(k ∈Z ), 得k π-π8≤x ≤k π+3π8,x ≠k π(k ∈Z ). 所以f (x )的单调递增区间为⎣⎡⎭⎫k π-π8,k π和⎝⎛⎦⎤k π,k π+3π8(k ∈Z ). 函数y =A sin(ωx +φ)的性质及应用的求解思路第一步:先借助三角恒等变换及相应三角函数公式把待求函数化成y =A sin(ωx +φ)+B 的形式;第二步:把“ωx +φ”视为一个整体,借助复合函数性质求y =A sin(ωx +φ)+B 的单调性及奇偶性、最值、对称性等问题.(1)已知函数f (x )=sin x +cos x ,g (x )=sin x -cos x ,有下列四个命题:①将f (x )的图象向右平移π2个单位可得到g (x )的图象; ②y =f (x )g (x )是偶函数;③f (x )与g (x )均在区间⎣⎡⎦⎤-π4,π4上单调递增; ④y =f (x )g (x )的最小正周期为2π. 其中真命题是________.(填序号)答案 ①②③【详细分析】f (x )=2sin(x +π4), g (x )=sin x -cos x =2sin(x -π4),显然①正确; 函数y =f (x )g (x )=sin 2x -cos 2x =-cos 2x ,其为偶函数,故②正确;由0≤x +π4≤π2及-π2≤x -π4≤0都可得-π4≤x ≤π4, 所以由图象可判断函数f (x )=2sin(x +π4)和函数g (x )=2sin(x -π4)在[-π4,π4]上都为增函数,故③正确;函数y =f (x )g (x )=sin x +cos x sin x -cos x =1+tan x tan x -1=-tan(x +π4),由周期性定义可判断其周期为π,故④不正确.。
【名师精讲指南篇】 【高考真题再现】1.【2013⋅新课标全国】设当x =θ时,函数f (x )=sin x -2cos x 取得最大值,则cosθ=______【答案】;【解析】cos5θ==-. 2.【2013⋅新课标全国】函数()(1cos )sin f x x x =-在[,]ππ-的图像大致为( )【答案】C ;3.【2014全国1高考理】如图,图O 的半径为1,A 是圆上的定点,P 是圆上的动点,角x 的始边为射线OA ,终边为射线OP ,过点P 作直线OA 的垂线,垂足为M ,将点M 到直线OP的距离表示成x 的函数)(x f ,则],0[)(π在x f y =的图像大致为( )ABC D 【答案】C4.【2014高考全国1卷文】在函数①|2|cos x y =,②|cos |x y = ,③)62cos(π+=x y ,④)42tan(π-=x y 中,最小正周期为π的所有函数为( ) A.①②③ B. ①③④ C. ②④ D. ①③ 【答案】A【解析】①中函数是一个偶函数,其周期与cos 2y x =相同,22T ππ==;②中函数|cos |x y =的周期是函数cos y x =周期的一半,即T π=; ③22T ππ==; ④2T π=,则选A .5.【2015全国1理问】函数()()cos f x 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 ⎛⎫π-π+ ⎪⎝⎭,k ∈Z B .132,244k k ⎛⎫π-π+ ⎪⎝⎭,k ∈Z C .13,44k k ⎛⎫-+ ⎪⎝⎭,k ∈Z D .132,244k k ⎛⎫-+ ⎪⎝⎭,k ∈Z【答案】D【热点深度剖析】从近几年的高考试题来看,三角函数的周期性、单调性、最值,三角函数图像变换等是高考的热点,每年文理均涉及到一道三角函数性质与图像的题目,题型既有选择题、填空题,又有解答题,难度属于中、低档;常与三角恒等变换交汇命题,在考查三角函数性质的同时,又考查三角恒等变换的方法与技巧,注重考查函数与方程、转化与化归等思想方法. 2013年文理试题一样考查了三角最值问题,文科又与导数结合,考查三角函数的奇偶性,2014年理科高考考查了三角函数的图像,文科考查了三角函数的周期性,难度中等.2015年全国卷1文理试题相同,考查三角函数的图像与性质.都从近几年的高考试题来看,三角函数的周期性,单调性,对称性,最值,图像变换等是高考的热点,常与三角恒等变换交汇命题,在考查三角函数性质的同时,又考查三角恒等变换的方法与技巧,注重考查函数与方程、转化与化归等思想方法.其特点如下:(1)考小题,重基础:小题其考查重点在于基础知识:解析式;图象与图象变换;两域(定义域、值域);四性(单调性、奇偶性、对称性、周期性).(2)考大题,难度明显降低:有关三角函数的大题即解答题,通过公式变形转换来考查思维能力的题目已经很少,而着重考查基础知识和基本技能与方法的题目却在增加.在复习时要充分运用数形结合的思想,把图象与性质结合起来,即利用图象的直观性得出函数的性质,或由单位圆上线段表示的三角函数值来获得函数的性质,同时也要能利用函数的性质来描绘函数的图象,这样既有利于掌握函数的图象与性质,又能熟练地运用数形结合的思想方法.预测2016年高考很有可能出一道三角变换与三角函数性质的交汇题,重点考查运算与恒等变换能力,文理科都也可能出一个大题. 【重点知识整合】 1三角函数的定义域: (1) 正弦函数sin ()y x x R =∈、余弦函数cos ()y x x R =∈的定义域都是R ; (2)正切函数tan y x =定义域{|,}2x x k k Z ππ≠+∈.2三角函数的值域:(1)正弦、余弦函数值域都是[]1,1-. 对sin y x =,当x =()22k k Z ππ+∈时,y 取最大值1;当x =()322k k Z ππ+∈时,y 取最小值-1;对cos y x =,当x =()2k k Z π∈时,y 取最大值1,当x = ()2k k Z ππ+∈时,y 取最小值-1.(2)正切函数值域是R ,在上面定义域上无最大值也无最小值. 3.三角函数的单调区间: (1)sin y x =在()2,222k k k Z ππππ⎡⎤-+∈⎢⎥⎣⎦上单调递增,在()32,222k k k Z ππππ⎡⎤++∈⎢⎥⎣⎦单调递减; (2)cos y x =在[]()2,2k k k Z πππ+∈上单调递减,在[]()2,22k k k Z ππππ++∈上单调递增;(3) tan y x =在开区间(),22k k k Z ππππ⎛⎫-++∈ ⎪⎝⎭内都是增函数.注意在整个定义域上不具有单调性.4.sin()y A x ωϕ=+型单调区间的确定sin()y A x ωϕ=+(A 、ω>0)的单调性,把x ωϕ+看作一个整体,放在正弦函数的递增区间内解出x ,为12222,k k ππϕππϕωω⎡⎤--+-⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦上增函数;放在正弦函数的递减区间内解出x为32222,k k ππϕππϕωω⎡⎤+-+-⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦上减函数(Z k ∈)对与cos()tan()y A x y A x ωϕωϕ=+=+、的单调区间的求解和上述类似. 5.三角函数的周期性(1)正弦函数sin y x =、余弦函数cos y x =的最小正周期都是2π;正切函数tan y x =的最小正周期是π,它与直线y a =的两个相邻交点之间的距离是一个周期π. (2)函数图象在其对称轴处取得最大值或最小值,且相邻的最大值与最小值间的距离为其函数的半个周期;函数图象与x 轴的交点是其对称中心,相邻两对称中心间的距离也是其函数的半个周期;函数取最值的点与相邻的与x 轴的交点间的距离为其函数的14个周期. 6.()sin()f x A x ωϕ=+型周期()sin()f x A x ωϕ=+和()cos()f x A x ωϕ=+的最小正周期都是T =2||πω; ()tan()f x A x ωϕ=+最小正周期T =πω. 7.三角函数的对称性(1)正弦函数sin ()y x x R =∈是奇函数,对称中心是()(),0k k Z π∈,对称轴是直线()2x k k Z ππ=+∈;(2)余弦函数cos ()y x x R =∈是偶函数,对称中心是(),02k k Z ππ⎛⎫+∈ ⎪⎝⎭,对称轴是直线()x k k Z π=∈.注意:正(余)弦型函数的对称轴为过最高点或最低点且垂直于x 轴的直线,对称中心为图象与x 轴的交点.(3)正切函数tan y x =是奇函数,对称中心是,02k π⎛⎫⎪⎝⎭()k Z ∈. 注意:正(余)切型函数的对称中心有两类:一类是图象与x 轴的交点,另一类是渐近线与x 轴的交点,但无对称轴,这是与正弦、余弦函数的不同之处. 8.三角函数的最值求三角函数的最值,主要利用正、余弦函数的有界性,一般通过三角变换化为下列基本类型处理:(1)sin y a x b =+,设sin t x =化为一次函数y at b =+在闭区间[1,1]t ∈-上的最值求之;(2)sin cos y a x b x c =++,引入辅助角(cos ϕϕϕ==,化为)y x c ϕ=++求解方法同类型(1);(3)2sin sin y a x b x c =++,设sin t x =,化为二次函数2y at bt c =++在[1,1]t ∈-上的最值求之;(4)sin cos (sin cos )y a x x b x x c =+±+,设sin cos t x x =±化为二次函数2(1)2a t y bt c -=++±在闭区间[t ∈上的最值求之;(5)tan cot y a x b x =+,设tan t x =化为2at by t+=用∆法求值;当0ab >时,还可用平均值定理求最值; (6)sin sin a x by c x d+=+根据正弦函数的有界性,可转换为|sin |1x ≤解决;(7)sin cos b xy a x-=-的最值,可转化为讨论点(,)A a b 与动点(cos ,sin )P x x 连线的斜率,而动点P 在单位圆上运动,利用几何方法易得所求三角函数的最值. 9.函数图像的变换(平移变换和上下变换) 平移变换:左加右减,上加下减把函数()y f x =向左平移()0ϕϕ>个单位,得到函数()y f x ϕ=+的图像; 把函数()y f x =向右平移()0ϕϕ>个单位,得到函数()y f x ϕ=-的图像; 把函数()y f x =向上平移()0ϕϕ>个单位,得到函数()y f x ϕ=+的图像; 把函数()y f x =向下平移()0ϕϕ>个单位,得到函数()y f x ϕ=-的图像. 伸缩变换:把函数()y f x =图像的纵坐标不变,横坐标伸长到原来的1ω,得到函数()()01y f x ωω=<<的图像;把函数()y f x =图像的纵坐标不变,横坐标缩短到原来的1ω,得到函数()()1y f x ωω=>的图像;把函数()y f x =图像的横坐标不变,纵坐标伸长到原来的A ,得到函数()()1y Af x A =>的图像;把函数()y f x =图像的横坐标不变,纵坐标缩短到原来的A ,得到函数()()01y Af x A =<<的图像.10.由sin y x =的图象变换出()sin y x ωϕ=+()0ω>的图象一般有两个途径,只有区别开这两个途径,才能灵活进行图象变换.利用图象的变换作图象时,提倡先平移后伸缩,但先伸缩后平移也经常出现无论哪种变形,请切记每一个变换总是对字母x 而言,即图象变换要看“变量”起多大变化,而不是“角变化”多少.途径一:先平移变换再周期变换(伸缩变换)先将sin y x =的图象向左()0ϕ>或向右()0ϕ<平移ϕ个单位,再将图象上各点的横坐标变为原来的1ω倍(0ω>),便得()sin y x ωϕ=+的图象途径二:先周期变换(伸缩变换)再平移变换:先将sin y x =的图象上各点的横坐标变为原来的1ω倍(0ω>),再沿x 轴向左(0ϕ>)或向右(0ϕ<)平移ωϕ||个单位,便得()sin y x ωϕ=+的图象.注意:函数sin() y x ωϕ=+的图象,可以看作把曲线sin y x ω=上所有点向左(当0ϕ>时)或向右(当0ϕ<时)平行移动ϕω个单位长度而得到. 【应试技巧点拨】1.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=∈.2.如何确定函数sin()(0)y A x A ωϕ=+>当0ω<时函数的单调性对于函数sin()y A x ωϕ=+求其单调区间,要特别注意ω的正负,若为负值,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.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.4.掌握三种类型,顺利求解三角最值三角函数的最值既是高考中的一个重点,也是一个难点,其类型丰富,解决的方法比较多.但是归纳起来常见的有下面三种类型:(1)可化为sin)y A x B ωϕ=++(型函数值域: 利用三角公式对原函数进行化简、整理,最终得到sin)y A x B ωϕ=++(的形式,然后借助题目中给定的x 的范围,确定x ωϕ+的范围,最后利用sin y x =的图象确定函数的值域. 如:sin y a x b =+、sin cos y a x b x c =++22sin sin cos cos y a x b x x c x =++等.(2)可化为(sin )y f x =型求函数的值域:首先借助三角公式,把函数化成(sin )y f x =型,然后采用换元法,即令sin [1,1]t x =∈-,构造关于t 的函数,然后根据具体的结构,采取相应的方法求解.如:2sin sin y a x b x c =++、sin cos (sin cos )y a x x b x x c =+±+可转化为二次函数求值域;xax y sin sin +=,tan cot y a x b x =+可转化为对号函数求值域. (3)利用数性结合思想求函数的值域:此类题目需分析函数的结构特征,看能否转化为有几何含义的式子结构,有时也可以把函数图象画出来,直接观察确定函数的值域.如sin cos a x by c x d+=+,常转化为直线的斜率的几何含义求解.【考场经验分享】1.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.2.三角函数的性质问题,往往都要先化成f (x )=A sin(ωx +φ)的形式再求解.要正确理解三角函数的性质,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单调性,最值与周期.3. (1)在求三角函数的最值时,要注意自变量x 的范围对最值的影响,往往结合图象求解.(2)求函数f (x )=A sin(ωx +φ)的单调区间时,只有当ω>0时,才可整体代入并求其解,当ω<0时,需把ω的符号化为正值后求解. 【名题精选练兵篇】1.【2016届湖北省龙泉中学等校高三9月联考】将函数()()sin 22f x x πϕϕ⎛⎫=+< ⎪⎝⎭的图象向左平移6π个单位长度后,所得函数()g x 的图象关于原点对称,则函数()f x 在0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦的最小值为( )A .12-B .12C .【答案】C【解析】将函数()()sin 22f x x πϕϕ⎛⎫=+< ⎪⎝⎭的图象向左平移6π个单位长度后,所的函数解析式为)32sin()(ϕπ++=x x g ,此函数关于原点对称,即)()(x g x g -=-,将解析式代入其中,利用三角恒等变换可求得30)3sin(πϕϕπ-=⇒=+,则)32sin()(π-=x x f 在0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦的最小值为 C. 2.【2016届陕西省西北工大附中高三第四次适应性考试】要得到函数cos 2y x =的图像,只需将函数sin 23y x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭的图像沿x 轴( ) A .向左平移12π个单位 B .向左平移6π个单位 C .向右平移6π个单位 D .向右平移12π个单位 【答案】A3.【2016届河南省洛阳市一中高三下学期第二次模拟】已知函数2sin y x =的定义域为[,]a b ,值域为[2,1]-,则b a -的值不可能是( )A.56π B.π C. 76πD.2π 【答案】D【解析】当2sin 1y x ==时,1sin 2x =,所以可令6b π=,又函数的最小值为2,所以762a ππ-≤≤-,所以2433b a ππ≤-≤,所以选项D 不可能,故选D. 4.【2016届河南省洛阳市一中高三下学期第二次模拟】已知函数①sin ,y x x =⋅②cos y x x =⋅,③cos y x x =⋅,④2x y x =⋅的部分图象如下,但顺序被打乱,则按照图象从左到右的顺序,对应的函数序号正确的一组是( ).A ①④②③ .B ①④③② .C ④①②③ .D ③④②①【答案】A【解析】函数sin y x x =是偶函数,所以对应图象应为第一个图象;函数cos y x x =是奇函数,且当在区间(0,)+∞函数值有正有负,对应图象为第3个函数图象;函数cos y x x =是奇函数,且当在区间(0,)+∞函数值0y ≥,所以对应图象为第4个图象;当0x <时,20x y x =⋅<,当0x >时,20x y x =⋅>,所以函数2x y x =⋅的图象为第2个,故选A.5.【2016届河北省邯郸一中高三下第一次模拟】已知函数()cos (sin )(0)f x x x x ωωωω=>,如果存在实数0x ,使得对任意的实数x ,都有00()()(2016)f x f x f x π≤≤+成立,则ω的最小值为( ) A .14032π B .12016π C .14032 D .12016【答案】C【解析】因为()c o s (s i n 3c o s )(0)f x x x x ωωωω=>s i n 23x πω⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,设()f x 的最小正周期为T ,则12016,24032T πω≤∴≥,所以ω的最小值为14032,故选C.6.【2016届四川省成都市七中高三考试】关于函数()|tan |f x x =的性质,下列叙述不正确的是( )A .()f x 的最小正周期为2πB .()f x 是偶函数C .()f x 的图象关于直线()2k x k Z π=∈对称 D .()f x 在每一个区间(,)()2k k k Z πππ+∈内单调递增【答案】A7.【2016届河北省衡水中学高三下学期一模考试】若函数[])111sin 20,y x x π=∈,函数223y x =+,则()()221212x x y y -+-的最小值为( )AB .()21872π+ C .()21812π+ D.()21572π-【答案】B【解析】设()()221212z x x y y =-+-,则z 的几何意义是两曲线动点之间的距离的平方,取函数[])sin 20,2y x x π=-∈的导数2cos y x '=,直线3y x =+的斜率为1,由2cos 1y x '==,即cos21x =,解得6x π=,此时sin 20y x =-=,即函数在(,0)6π处的切线与3y x =+平行,则最短距离为d =()()221212x x y y -+-的最小值为()2221872d π+==,故选B.8.【2016届宁夏六盘山高中高三第二次模拟考试】已知函数()()sin 0,2f x x πωϕωϕ⎛⎫=+>< ⎪⎝⎭的最小正周期为4π,且13f π⎛⎫= ⎪⎝⎭,则()f x 的一个对称中心是( )A .2,03π⎛⎫- ⎪⎝⎭B .,03π⎛⎫- ⎪⎝⎭C .2,03π⎛⎫ ⎪⎝⎭D .5,03π⎛⎫⎪⎝⎭【答案】 A9.【2016届宁夏六盘山高中高三第二次模拟】已知()[)()cos 0,0,2y x ωϕωϕπ=+>∈的部分图象如图所示,则ϕ=( )A .32π B .4π C .74π D .0 【答案】C【解析】由题意得,根据给定的图象,可知284T T =⇒=,又284x w ππ=⇒=,即cos 4y x πϕ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,令1x =,则cos 112,44k k ππϕϕπ⎛⎫⨯+=⇒=-∈Z ⎪⎝⎭,又[)0,2ϕπ∈,所以令1k =,所以74πϕ=,故选C. 10.【2016届福建省厦门一中高三下学期测试】已知函数()()sin 0,0,2f x A x B A πωϕωϕ⎛⎫=++>>< ⎪⎝⎭的部分图象,如图所示,将函数()f x 的图象向左平移()0m m >个单位后,得到函数()g x 的图象关于点,32π⎛ ⎝⎭对称,则m 的值可能是( )A .6π B .2π C .76π D .712π【答案】D由函数()g x 的图象关于点,32π⎛⎫⎪ ⎪⎝⎭对称,可得1522,,36212m k k Z m k k Z πππππ⨯++=∈∴=-∈ 则当2k =时,712m π=,选D11. 【江西省九江市2015年第一次高考模拟】已知函数()sin(2))f x x ϕϕπ=+<(的图象向左平移6π个单位后得到()cos(2)6g x x π=+的图象,则ϕ的值为( )A.23π-B.3π- C.3π D.23π 【答案】C.【解析】由题意得()=sin[2()]6g x x πϕ++,又∵2()cos(2)=sin(2)63g x x x ππ=++, ∴2+=233k ππϕπ+,即=23k πϕπ+,k Z ∈,∵ϕπ<,∴=3πϕ,故选C. 12. 【湖北省黄冈市2015届高三上学期元月调研】将函数sin()cos()22y x x ϕϕ=++的图象沿x 轴向右平移8π个单位后,得到一个偶函数的图象,则ϕ的取值不可能...是( ) A .54π-B .4π-C .4π D .34π 【答案】C13. 【江苏省苏锡常镇四市2015届高三调研】设函数π()sin())(0,)2f x ωx φωx φωφ=++><的最小正周期为π,且满足()()f x f x -=,则函数()f x 的单调增区间为 .【答案】π[π,π],()2k k k -+∈Z【解析】因为()sin())2sin()3πf x ωx φωx φωx φ=++=++,所以由22ππωω=⇒=,由()()2()32f x f x k k Z -=⇒+=+∈p p j p ,因为π2φ<,所以π=,()cos26φf x x =,由222,2πk ππx k πk πx k πk Z -≤≤⇒-≤≤∈,即函数()f x 的单调增区间为π[π,π],()2k k k -+∈Z14. 【江苏省启东中学2015届高三下学期期初调研】设常数a 使方程 a x x =+cos 3sin 在闭区间]2,0[π上恰有三个解321,,x x x ,则=++321x x x ▲ . 【答案】37π; 【解析】a x x x x x =+=+=+)3sin(2)cos 23sin 21(2cos 3sin π,直线与三角函数图象的交点,在]2,0[π上,当3=a 时,直线与三角函数图象恰有三个交点,令32323)3sin(ππππ+=+⇒=+k x x 或)(3223Z k k x ∈+=+πππ,即πk x 2=或)(32Z k k x ∈+=ππ,∴此时ππ2,3,0321===x x x ,37321π=++∴x x x . 15.已知函数()sin(2)()2f x x x R π=-∈下列结论错误的是( )A .函数()f x 的最小正周期为πB .函数()f x 是偶函数C .函数()f x 的图象关于直线4x π=对称D .函数()f x 在区间[0,]2π上是增函数【答案】C16. 【辽宁省朝阳市三校协作体2015届高三下学期开学联考】设函数()11sin 222f x x x πθθθ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=++< ⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,且其图像关于y 轴对称,则函数()y f x =的一个单调递减区间是 ( ).A 0,2π⎛⎫ ⎪⎝⎭ .B ,2ππ⎛⎫ ⎪⎝⎭ .C ,24ππ⎛⎫-- ⎪⎝⎭ .D 3,22ππ⎛⎫⎪⎝⎭【答案】C【名师原创测试篇】1. 若函数22()sin 6sin cos 3cos (0)f x x x x x ωωωωω=--+>的最小正周期为2π,若对任意x R ∈,都有()1()1f x f α-≤-,则tan α的值为 A.32-B.23- C.32 D. 23【答案】A【解析】由已知=--+=--=12sin 3)2cos 1(21cos sin 6cos 4)(2x x x x x x f ωωωωω1)2cos(1312sin 32cos 2++=+-θωωωx x x ,此时132cos =θ,133sin =θ,因最小正周期为2π,故21=ω,又对任意x R ∈,都有()1()1f x f α-≤-,所以1)(-αf 应为1)(-x f 的最值,即⇒±=+=-13)cos(131)(θααf πθαk =+,所以tan α23cos sin tan )tan(-=-=-=-=θθθθπk 2.已知函数⎪⎭⎫⎝⎛<>+=2,0)sin()(πϕωϕωx x f 的最小正周期是π,若其图像向右平移3π个单位后得到的函数为奇函数,则函数)(x f y =的图像 ( ) A.关于点⎪⎭⎫⎝⎛0,12π对称 B.关于直线12π=x 对称 C.关于点⎪⎭⎫⎝⎛0,125π对称D.关于直线125π=x 对称 【答案】C【解析】根据最小正周期为π,知:2ω=,将()()sin 2f x x ϕ=+图像向右平移3π个单位得到2sin 2sin 233y x x ππϕϕ⎡⎤⎛⎫⎛⎫=-+=-+ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦为奇函数,所以()23k k Z πϕππ-=+∈,解得:()53k k Z πϕπ=+∈,因为2πϕ<,只有当1k =-时,3πϕ=-符合题意,所以()sin 23f x x π⎛⎫=-⎪⎝⎭,根据三角函数的性质可知5012f π⎛⎫=⎪⎝⎭,所以C 正确.3.已知函数()sin()f x A x x R ωϕ=+∈,(其中0022A ππωϕ>>-<<,,),其部分图像如下图所示,将()f x 的图像纵坐标不变,横坐标变成原来的2倍,再向右平移1个单位得到()g x 的图像,则函数()g x 的解析式为()A.()sin(1)2g x x π=+ B.()sin (1)8g x x π=+ C.()sin(1)2g x x π=+D.()sin(1)8g x x π=+【答案】B4.函数()|sin |2|cos |f x x x =+的值域为( )A .[1,2]B .C .D .[1 【答案】D 【解析】∵()|sin()|2|cos()||sin |2|cos ||sin |2|cos |f x x x x x x x πππ+=+++=-+-=+, ∴()f x 为周期函数,其中一个周期为T π=,故只需考虑()f x 在[0,]π上的值域即可,当[0,]2x π∈时,()sin 2cos )f x x x x α=+=+,其中cos α=,sin α=,∴max ()()2f x f πα=-=,()()12f x f π>=,当[,]2x ππ∈时,()sin 2cos )f x x x x β=-=+,cos β=,sin β=,∴max ()()2f x f πβ=-=min ()()12f x f π==,∴()f x的值域为[1.5. 已知函数y =sinωx (ω>0)在区间上为增函数,且图象关于点(3π,0)对称,则ω的取值集合为 .【答案】12{,1}33,【解析】由题意知,223=k ππωωππ⎧≥⎪⎨⎪⎩即013k ωω<≤⎧⎪⎨=⎪⎩,其中k Z ∈,则ω的取值集合为12{,1}33,6. 设偶函数()sin()(0,0,0)f x A x A ωϕωϕπ=+>><<的部分图象如图所示,0MK ML ⋅=, ||1KL =,2ML =,则1()6f 的值为( )A.4-.14- C .12- D.4【答案】D6.已知函数[]sin ,0,2()1(2),(2,)2x x f x f x x π⎧∈⎪=⎨-∈+∞⎪⎩,()()ln 1g x x =-求函数()()()=-的零点个数()h x f x g xA.2 B. 3 C. 4 D.5 【解析】C- 21 -。
考点12 三角函数的图象与性质一、选择题1.(2016年全国卷Ⅰ高考文科·T6)将函数y =2sin(2x +π6)的图象向右平移14个周期后,所得图象对应的函数为 ( ) A.y =2sin π2x 4⎛⎫+⎪⎝⎭ B.y =2sin π2x 3⎛⎫+ ⎪⎝⎭ C.y =2sin π2x-4⎛⎫⎪⎝⎭D.y =2sin π2x-3⎛⎫ ⎪⎝⎭【试题解析】选D.由函数y =2sin π2x 6⎛⎫+⎪⎝⎭得周期T =2π2=π,将函数y =2sin π2x 6⎛⎫+ ⎪⎝⎭的图象向右平移14个周期,即为函数y =2sin π2x 6⎛⎫+⎪⎝⎭的图象向右平移π4个单位,得y = 2sin ππ2x 46⎡⎤⎛⎫-+⎢⎥ ⎪⎝⎭⎣⎦,解得y =2sin π2x-3⎛⎫⎪⎝⎭. 2.(2016年四川高考理科·T3)为了得到函数y =sin π2x 3⎛⎫- ⎪⎝⎭的图象,只需把函数y =sin2x 的图象上所有的点 ( ) A.向左平行移动π3个单位长度 B.向右平行移动π3个单位长度 C.向左平行移动π6个单位长度 D.向右平行移动π6个单位长度【解题指南】根据函数图象的平移法则判断,注意自变量系数对平移的影响.【试题解析】选D.由题意,为得到函数y =sin π2x 3⎛⎫-⎪⎝⎭=sin π2x 6⎡⎤⎛⎫-⎢⎥ ⎪⎝⎭⎣⎦,只需把函数y =sin2x 的图象上所有的点向右平行移动π6个单位长度.3.(2016年四川高考文科·T4)为了得到函数y =sin π x 3⎛⎫+⎪⎝⎭的图象,只需把函数y =sinx 的图象上所有的点 ( )A.向左平行移动π3个单位长度 B.向右平行移动π3个单位长度 C.向上平行移动π3个单位长度 D.向下平行移动π3个单位长度【解题指南】根据三角函数图象的平移法则判断. 【试题解析】选A.由题意,为得到函数y =sin π x 3⎛⎫+⎪⎝⎭,只需把函数y =sinx 的图象上所有点向左平行移动π3个单位长度. 二、填空题4.(2016年全国卷Ⅲ·文科·T14)函数y =sinx-cosx 的图象可由函数y =2sinx 的图象至少向右平移 个单位长度得到.【试题解析】函数y ==2sin πx 3⎛⎫-⎪⎝⎭,根据左加右减原则可得只需将y =2sinx 向右平移π3个单位即可. 答案:π3【误区警示】注意是y =2sinx 如何平移得到y =sinx-。
专题5 三角函数图象与性质【2016年高考考纲解读】三角函数的有关知识大部分是B 级要求,只有函数y =A sin(ωx +φ)的图象与性质是A 级要求;试题类型可能是填空题,同时在解答题中也是必考题,经常与向量综合考查,构成中档题.【重点、难点剖析】 1.记六组诱导公式 对于“k π2±α,k ∈Z 的三角函数值”与“α角的三角函数值”的关系可按下面口诀记忆,奇变偶不变,符号看象限.2.正弦、余弦、正切函数的图象与性质(下表中k ∈Z )3.y =A sin(ωx +φ)的图象及性质(1)五点作图法:五点的取法,设X =ωx +φ,X 取0,π2,π,3π2,2π来求相应的x值、y 值,再描点作图.(2)给出图象求函数表达式的题目,比较难求的是φ,一般是从“五点法”中的第一点⎝ ⎛⎭⎪⎫-φω,0作为突破口. (3)在用图象变换作图时,一般按照先平移后伸缩,但考题中也有先伸缩后平移的,无论是哪种变形,切记每个变换总对字母x 而言.(4)把函数式化为y =A sin(ωx +φ)的形式,然后用基本三角函数的单调性求解时,要注意A ,ω的符号及复合函数的单调性规律:同增异减.4.三角函数中常用的转化思想及方法技巧(1)方程思想:sin α+cos α,sin α-cos α,sin αcos α三者中,知一可求二. (2)“1”的替换:sin 2α+cos 2α=1. (3)切弦互化:弦的齐次式可化为切. 【题型示例】题型一 同角三角函数关系及诱导公式例1.(2015·福建,6)若sin α=-513,且α为第四象限角,则tan α的值等于( )A.125 B .-125C.512D .-512【答案】 D【解析】 ∵sin α=-513,且α为第四象限角,∴cos α=1213,∴tan α=sin αcos α=-512,故选D.【变式探究】(2015·四川,13)已知sin α+2cos α=0,则2sin αcos α-cos 2α的值是________.【答案】 -1【解析】【举一反三】(2014·新课标全国Ⅰ,2)若tan α>0,则( ) A .sin α>0B .cos α>0C .sin 2α>0D .cos 2α>0【答案】 C【解析】 由tan α>0,可得α的终边在第一象限或第三象限,此时sin α与cos α同号,故sin 2α=2sin αcos α>0,故选C.题型二 三角函数的性质及其应用例2.(2015·新课标全国Ⅰ,8)函数f (x )=cos(ωx +φ)的部分图象如图所示,则f (x )的单调递减区间为( )A.⎝⎛⎭⎫k π-14,k π+34,k ∈ZB.⎝⎛⎭⎫2k π-14,2k π+34,k ∈Z C.⎝⎛⎭⎫k -14,k +34,k ∈Z D.⎝⎛⎭⎫2k -14,2k +34,k ∈Z【答案】 D【解析】 由图象知T 2=54-14=1, ∴T =2.由选项知D 正确.【变式探究】(2015·天津,11)已知函数f (x )=sin ωx +cos ωx (ω>0),x ∈R.若函数f (x )在区间(-ω,ω)内单调递增,且函数y =f (x )的图象关于直线x =ω对称,则ω的值为________.【答案】 π2【解析】【举一反三】(2014·天津,8)已知函数f (x )=3sin ωx +cos ωx (ω>0),x ∈R.在曲线y =f (x )与直线y =1的交点中,若相邻交点距离的最小值为π3,则f (x )的最小正周期为( )A.π2B.2π3C .πD .2π【答案】 C 【解析】题型三 三角函数的图象及其变换例3.(2015·山东,4)要得到函数y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫4x -π3的图象,只需将函数y =sin 4x 的图象( )A .向左平移π12个单位B .向右平移π12个单位C .向左平移π3个单位D .向右平移π3个单位【答案】 B【解析】 ∵y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫4x -π3=sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤4⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π12, ∴要得到函数y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫4x -π3的图象,只需将函数y =sin 4x 的图象向右平移π12个单位. 【变式探究】(2014·四川,3)为了得到函数y =sin(x +1)的图象,只需把函数y =sin x 的图象上所有的点( )A .向左平行移动1个单位长度B .向右平行移动1个单位长度C .向左平行移动π个单位长度D .向右平行移动π个单位长度 【答案】 A【解析】 由图象平移的规律“左加右减”,可知选A.【变式探究】(2014·安徽,7)若将函数f (x )=sin 2x +cos 2x 的图象向右平移φ个单位,所得图象关于y 轴对称,则φ的最小正值是( )A.π8B.π4C.3π8D.3π4【答案】 C 【解析】题型四 求三角函数解析式例4.(2015·陕西,14)如图,某港口一天6时到18时的水深变化曲线近似满足函数y =3sin ⎝⎛⎭⎫π6x +φ+k ,据此函数可知,这段时间水深(单位:m)的最大值为________.【答案】 8【解析】 由题干图易得y min =k -3=2,则k =5,∴y max =k +3=8.【变式探究】(2015·湖北,18)某同学用“五点法”画函数f (x )=A sin(ωx +φ)⎝⎛⎪⎫ω>0,|φ|<π2在某一个周期内的图象时,列表并填入部分数据,如下表:(1) 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; (2) 将y =f (x )图象上所有点向左平移π6个单位长度,得到y =g (x )的图象,求y =g (x )的图象离原点O 最近的对称中心.【解析】 (1)根据表中已知数据,解得A =5,ω=2,φ=-π6.数据补全如下表:且函数表达式为f (x )=5sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6. (2)由(1)知f (x )=5sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π6, 因此g (x )=5sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π6-π6=5sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6. 因为y =sin x 的对称中心为(k π,0),k ∈Z. 令2x +π6=k π,解得x =k π2-π12,k ∈Z.即y =g (x )图象的对称中心为⎝⎛⎭⎪⎫k π2-π12,0,k ∈Z ,其中离原点O 最近的对称中心为⎝ ⎛⎭⎪⎫-π12,0. 【举一反三】已知函数f (x )=A sin(ωx +φ) (x ∈R,ω>0,0<φ<π2)的部分图象如图所示.(1)求函数f (x )的解析式;(2)求函数g (x )=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π12-f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π12的单调递增区间. 【解析】所以5π6<5π6+φ<4π3,从而5π6+φ=π,即φ=π6.又点(0,1)在函数图象上,所以A sin π6=1,得A =2.故函数f (x )的解析式为f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π6.题型五 三角函数的综合应用例5.(2015·湖南,15)已知ω>0,在函数y =2sin ωx 与y =2cos ωx 的图象的交点中,距离最短的两个交点的距离为23,则ω=________.【解析】 由⎩⎪⎨⎪⎧y =2sin ωx ,y =2cos ωx ,知sin ωx =cos ωx , 即sin ωx -cos ωx =0, ∴2sin ⎝⎛⎭⎪⎫ωx -π4=0, ∴ωx =π4+k π,x =1ω⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+k π(k ∈Z),∴两函数交点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫1ω⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+k π,2(k =0,2,4,…)或⎝⎛⎭⎪⎫1ω⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+k π,-2(k =…,-3,-1,1,3,…) ∴最短距离为(22)2+π2ω2=23,∴π2ω2=4,∴ω=π2. 答案π2【变式探究】(2014·新课标全国Ⅰ,7)在函数①y =cos|2x |,②y =|cos x |,③y =cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6,④y =tan ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π4中,最小正周期为π的所有函数为( ) A .①②③ B .①③④ C .②④D .①③【答案】 A 【解析】【举一反三】(2014·福建,18)已知函数f (x )=2cos x (sin x +cos x ). (1)求f ⎝⎛⎭⎪⎫5π4的值;(2)求函数f (x )的最小正周期及单调递增区间. 【解析】 f (x )=2sin x cos x +2cos 2x =sin 2x +cos 2x +1=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π4+1. (1)f ⎝⎛⎭⎪⎫5π4=2sin 11π4+1=2sin π4+1=2. (2)T =2π2=π.由2k π-π2≤2x +π4≤2k π+π2,k ∈Z ,得k π-3π8≤x ≤k π+π8,k ∈Z.所以f (x )的单调递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π-3π8,k π+π8,k ∈Z.。
第二节 三角函数的图象与性质考点一 三角函数的图象及其变换1.(2015·山东,3)要得到函数y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫4x -π3的图象,只需将函数y =sin 4x 的图象( )A .向左平移π12个单位B .向右平移π12个单位C .向左平移π3个单位D .向右平移π3个单位解析 ∵y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫4x -π3=sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤4⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π12, ∴要得到y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫4x -π3的图象,只需将函数y =sin 4x 的图象向右平移π12个单位. 答案 B2.(2015·湖南,9)将函数f (x )=sin 2x 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=( )A.5π12B.π3C.π4D.π6解析 易知g (x )=sin(2x -2φ),φ∈⎝⎛⎭⎪⎫0,π2,由|f (x 1)-f (x 2)|=2及正弦函数的有界性知,①⎩⎪⎨⎪⎧sin 2x 1=-1,sin (2x 2-2φ)=1或②⎩⎪⎨⎪⎧sin 2x 1=1,sin (2x 2-2φ)=-1, 由①知⎩⎪⎨⎪⎧x 1=-π4+k 1π,k 2=π4+φ+k 2π(k 1,k 2∈Z ),∴|x 1-x 2|min =⎪⎪⎪⎪⎪⎪π2+φ+(k 2-k 1)πmin =π3,由φ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,∴π2+φ=2π3,∴φ=π6, 同理由②得φ=π6.故选D.答案 D3.(2014·浙江,4)为了得到函数y =sin 3x +cos 3x 的图象,可以将函数y =2cos 3x 的图象( )A .向右平移π4个单位B .向左平移π4个单位C .向右平移π12个单位D .向左平移π12个单位解析 因为y =sin 3x +cos 3x =2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫3x -π4=2cos 3⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π12,所以将函数y =2cos 3x 的图象向右平移π12个单位后,可得到y =2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫3x -π4的图象,故选C.答案 C4.(2014·辽宁,9)将函数y =3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3的图象向右平移π2个单位长度,所得图象对应的函数( )A .在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤π12,7π12上单调递减B .在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤π12,7π12上单调递增C .在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π6,π3上单调递减D .在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π6,π3上单调递增 解析 将y =3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3的图象向右平移π2个单位长度后得到y =3sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π2+π3,即y =3sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -2π3的图象,令-π2+2k π≤2x -2π3≤π2+2k π,k ∈Z ,化简可得x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π12+k π,7π12+k π,k ∈Z ,即函数y =3sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -2π3的单调递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤π12+k π,7π12+k π,k ∈Z ,令k =0,可得y =3sin(2x -2π3)在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤π12,7π12上单调递增,故选B. 答案 B5.(2013·四川,5)函数f (x )=2sin(ωx +φ)⎝ ⎛⎭⎪⎫ω>0,-π2<φ<π2的部分图象如图所示,则ω,φ的值分别是( ) A .2,-π3B .2,-π6C .4,-π6D .4,π3解析 因为3T 4=5π12-⎝ ⎛⎭⎪⎫-π3=3π4,所以T =π.由此可得T =2πω=π,解得ω=2,由图象知当x =5π12时,2×5π12+φ=2k π+π2(k ∈Z ),即φ=2k π-π3(k ∈Z ).又因为-π2<φ<π2,所以φ=-π3.答案 A6.(2012·浙江,4)把函数y =cos 2x +1的图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),然后向左平移1个单位长度,再向下平移1个单位长度,得到的图象是( )解析 y =cos 2x +1图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍得y 1=cos x +1,再向左平移1个单位长度得y 2=cos(x +1)+1,再向下平移1个单位长度得y 3=cos(x +1),故相应的图象为A 项. 答案 A7.(2011·辽宁,16)已知函数f (x )=A tan(ωx +φ)⎝ ⎛⎭⎪⎫ω>0,|φ|<π2,y =f (x )的部分图象如图,则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π24=________.解析 由题意,结合图象知函数周期T =⎝ ⎛⎭⎪⎫3π8-π8×2=π2,∴ω=2.由2×3π8+φ=k π(k ∈Z )及|φ|<π2,得φ=π4.∴f (x )=A tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π4.将点(0,1)代入上式,得1=A tan π4,∴A =1,即f (x )=tan ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π4.故f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π24=tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π24×2+π4=tan π3= 3.答案38.(2015·福建,19)已知函数f (x )的图象是由函数g (x )=cos x 的图象经如下变换得到:先将g (x )图象上所有点的纵坐标伸长到原来的2倍(横坐标不变),再将所得到的图象向右平移π2个单位长度.(1)求函数f (x )的解析式,并求其图象的对称轴方程;(2)已知关于x 的方程f (x )+g (x )=m 在[0,2π)内有两个不同的解α,β. ①求实数m 的取值范围;②证明:cos(α-β)=2m25-1.解 法一 (1)将g (x )=cos x 的图象上所有点的纵坐标伸长到原来的2倍(横坐标不变)得到y =2cos x 的图象,再将y =2cos x 的图象向右平移π2个单位长度后得到y =2cos ⎝⎛⎭⎪⎫x -π2的图象,故f (x )=2sin x .从而函数f (x )=2sin x 图象的对称轴方程为x =kπ+π2(k ∈Z ).(2)①f (x )+g (x )=2sin x +cos x=5⎝ ⎛⎭⎪⎫25sin x +15cos x=5sin(x +φ)⎝⎛⎭⎪⎫其中sin φ=15,cos φ=25.依题意,sin(x +φ)=m5在[0,2π)内有两个不同的解α,β,当且仅当⎪⎪⎪⎪⎪⎪m 5<1,故m的取值范围是(-5,5).②证明 因为α,β是方程5sin(x +φ)=m 在[0,2π)内的两个不同的解. 所以sin(α+φ)=m5,sin(β+φ)=m5.当1≤m <5时,α+β=2⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-φ,即α-β=π-2(β+φ); 当-5<m <1时,α+β=2⎝⎛⎭⎪⎫3π2-φ,即α-β=3π-2(β+φ).所以cos(α-β)=-cos 2(β+φ)=2sin 2(β+φ)-1=2⎝ ⎛⎭⎪⎫m 52-1=2m 25-1.法二 (1)解 同法一. (2)①解 同法一.②证明 因为α,β是方程5sin(x +φ)=m 在[0,2π)内的两个不同的解, 所以sin(α+φ)=m5,sin(β+φ)=m5.当1≤m <5时,α+β=2⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-α,即α+φ=π-(β+φ); 当-5<m <1时,α+β=2⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2-φ,即α+φ=3π-(β+φ);所以cos(α+φ)=-cos(β+φ). 于是cos(α-β)=cos[(α+φ)-(β+φ)] =cos(α+φ)cos(β+φ)+sin(α+φ)sin(β+φ) =-cos 2(β+φ)+sin(α+φ)sin(β+φ)=-⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-⎝ ⎛⎭⎪⎫m 52+⎝ ⎛⎭⎪⎫m 52=2m 25-1.考点二 三角函数的性质及其应用1.(2015·四川,4)下列函数中,最小正周期为π且图象关于原点对称的函数是( ) A .y =cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π2B .y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π2C .y =sin 2x +cos 2xD .y =sin x +cos x解析 A 选项:y =cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π2=-sin 2x ,T =π,且关于原点对称,故选A.答案 A2.(2014·陕西,2)函数f (x )=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6的最小正周期是( )A.π2B .πC .2πD .4π解析 ∵T =2π2=π,∴B 正确.答案 B3.(2013·大纲全国,12)已知函数f (x )=cos x sin 2x ,下列结论中错误的是( ) A .y =f (x )的图象关于(π,0)中心对称 B .y =f (x )的图象关于直线x =π2对称C .f (x )的最大值为32D .f (x )既是奇函数,又是周期函数解析 [对于A 选项,因为f (2π-x )+f (x )=cos(2π-x )·sin 2(2π-x )+cos x sin 2x =-cos x sin 2x +cos x sin 2x =0,故y =f (x )的图象关于(π,0)中心对称,A 正确; 对于B 选项,因为f (π-x )=cos(π-x )sin 2(π-x )=cos x sin 2x =f (x ),故y =f (x )的图象关于x =π2对称,故B 正确;对于C 选项,f (x )=cos x sin 2x =2sin x cos 2x =2sin x (1-sin 2x )=2sin x -2sin 3x ,令t =sin x ∈[-1,1],则h (t )=2t -2t 3,t ∈[-1,1],则h ′(t )=2-6t 2,令h ′(t )>0解得-33<t <33,故h (t )=2t -2t 3,在⎣⎢⎡⎦⎥⎤-33,33上递增,在⎣⎢⎡⎦⎥⎤-1,-33与对于D 选项,因为f (-x )+f (x )=-cos x sin 2x +cos x sin 2x =0,故是奇函数,又f (x +2π)=cos(2π+x )·sin 2(2π+x )=cos x sin 2x ,故2π是函数的周期,所以函数既是奇函数,又是周期函数,故D 正确. 综上知,错误的结论只有C ,故选C. 答案 C4.(2012·湖南,6)函数f (x )=sin x -cos ⎝⎛⎭⎪⎫x +π6的值域为( )A .[-2,2]B .[-3,3]C .[-1,1]D.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-32,32 解析 f (x )=sin x -cos ⎝⎛⎭⎪⎫x +π6=sin x -⎝ ⎛⎭⎪⎫32cos x -12sin x =32sin x -32cos x=3⎝ ⎛⎭⎪⎫32sin x -12cos x=3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π6∈[-3,3].故选B 项.答案 B5.(2012·新课标全国,9)已知ω>0,函数f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx +π4在⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π上单调递减,则ω的取值范围是( )A.⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,54B.⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,34C.⎝ ⎛⎦⎥⎤0,12 D .(0,2]解析 由π2<x <π得,ωπ2+π4<ωx +π4<ωπ+π4,又y =sin α在⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,32π上递减,所以⎩⎪⎨⎪⎧ωπ2+π4≥π2,ωπ+π4≤32π,解得12≤ω≤54,故选A.答案 A6.(2011·新课标全国,11)设函数f (x )=sin(ωx +φ)+cos(ωx +φ)⎝ ⎛⎭⎪⎫ω>0,|φ|<π2的最小正周期为π,且f (-x )=f (x ),则( )A .f (x )在⎝⎛⎭⎪⎫0,π2单调递减B .f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,3π4单调递减C .f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2单调递增D .f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,3π4单调递增 解析 f (x )=sin(ωx +φ)+cos(ωx +φ) = 2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx +φ+π4,∵周期T =2πω=π,∴ω=2.又f (-x )=f (x ),即f (x )为偶函数, ∴φ+π4=k π+π2,φ=k π+π4,k ∈Z .又|φ|<π2,∴φ=π4,∴f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π2=2cos 2x ,易得f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2上单调递减,故选A.答案 A7.(2015·浙江,11)函数f (x )=sin 2x +sin x cos x +1的最小正周期是________,单调递减区间是________.解析 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤38π+k π,78π+k π(k ∈Z )f (x )=1-cos 2x 2+12sin 2x +1=22sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π4+32,∴T =2π2=π,由π2+2k π≤2x -π4≤3π2+2k π,k ∈Z ,解得:3π8+k π≤x ≤7π8+k π,k ∈Z ,∴单调递减区间是⎣⎢⎡⎦⎥⎤3π8+k π,7π8+k π,k ∈Z .答案 π8.(2014·上海,1)函数y =1-2cos 2(2x )的最小正周期是________. 解析 y =1-2cos 2(2x )=1-2×1+cos 4x 2=-cos 4x ,则最小正周期为π2.答案π29.(2015·北京,15)已知函数f (x )=2sin x 2cos x2-2sin 2x2.(1)求f (x )的最小正周期;(2)求f (x )在区间[-π,0]上的最小值. 解 (1)因为f (x )=22sin x -22(1-cos x ) =sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +π4-22,所以f (x )的最小正周期为2π. (2)因为-π≤x ≤0,所以-3π4≤x +π4≤π4. 当x +π4=-π2,即x =-3π4时,f (x )取得最小值.所以f (x )在区间[-π,0]上的最小值为f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-3π4=-1-22. 10.(2015·重庆,18)已知函数f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-x sin x -3cos 2x .(1)求f (x )的最小正周期和最大值;(2)讨论f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤π6,2π3上的单调性.解 (1)f (x )=sin ⎝⎛⎭⎪⎫π2-x sin x -3cos 2x =cos x sin x -32(1+cos 2x ) =12sin 2x -32cos 2x -32 =sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π3-32,因此f (x )的最小正周期为π,最大值为2-32.(2)当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π6,2π3时,0≤2x -π3≤π,从而当0≤2x -π3≤π2,即π6≤x ≤5π12时,f (x )单调递增,当π2≤2x -π3≤π,即5π12≤x ≤2π3时,f (x )单调递减. 综上可知,f (x )在⎣⎡⎦⎤π6,5π12上单调递增;在⎣⎡⎦⎤5π12,2π3上单调递减.。
4.3三角函数的图像与性质一 正弦、余弦、正切函数的图像与性质 (下表中k ∈Z ).1.三角函数存在多个单调区间时易错用“∪”联结.2.研究三角函数单调性、对称中心、奇偶性及对称轴时易忽视“k ∈Z ”这一条件. 考点一 三角函数的定义域与值域例1、(1)函数f (x )=3sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6在区间⎣⎡⎦⎤0,π2上的值域为________.(2)函数y =lg(sin x )+ cos x -12的定义域为________.(3)①函数y =2cos 2x +5sin x -4的值域为________.②当x ∈⎣⎡⎦⎤π6,7π6时,函数y =3-sin x -2cos 2x 的最小值是________,最大值是________.考点二 三角函数的单调性例2、函数y =2sin ⎝⎛⎭⎫x -π4的单调递减区间为 _____________.变式训练1 (1)函数y =2⎪⎪⎪⎪sin ⎝⎛⎭⎫x -π4的单调递减区间为_____________; (2)函数y =sin ⎝⎛⎭⎫-2x +π3的单调递减区间为_______________.考点三 三角函数的对称性与奇偶性例3、(2013·扬州期末)已知函数f (x )=-2sin 2x +23sin x · cos x +1.(1)求f (x )的最小正周期及对称中心;(2)当x ∈⎣⎡⎦⎤-π6,π3时,求f (x )的最大值和最小值.例4 (1)若函数y =3sin(2x +φ)(0<φ<π)的图像关于点⎝⎛⎭⎫π3,0中心对称,则φ=________.(2) 已知ω>0,函数f (x )=cos ⎝⎛⎭⎫ωx +π3的一条对称轴为x =π3,一个对称中心为点⎝⎛⎭⎫π12,0,则ω的最小值为______.(3)设偶函数f (x )=A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0,0<φ<π)的部分图像如图所示,△KLM 为等腰直角三角形,∠KML =90°,KL =1,则f ⎝⎛⎭⎫16的值为______.冲刺高考:1、已知ω>0,函数f (x )=sin(ωx +π4)在(π2,π)上单调递减,则ω的取值范围是________.2、已知函数f (x )=2cos(ωx +φ)+b 对任意实数x 有f (x +π4)=f (-x )成立,且f (π8)=1,则实数b 的值为________.3、(2014·北京)设函数f (x )=A sin(ωx +φ)(A ,ω,φ是常数,A >0,ω>0).若f (x )在区间⎣⎡⎦⎤π6,π2上具有单调性,且f ⎝⎛⎭⎫π2=f ⎝⎛⎭⎫2π3=-f ⎝⎛⎭⎫π6,则f (x )的最小正周期为________. 课堂练习1、 函数y =lg sin 2x +9-x 2的定义域为________________.2、 函数y =sin x -cos x 的定义域是________.3、 函数f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫x -π4,x ∈[-π,0]的单调增区间为________.4、若函数f (x )=2sin ωx (ω>0)在⎣⎡⎤-2π3,2π3上单调递增,则ω的最大值为______.5、将函数y =3cos 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________.4.3三角函数的图像与性质(作业)1、已知函数f (x )=-2sin(2x +φ)(|φ|<π),若f (π8)=-2,则f (x )的单调递减区间是________.2、将函数f (x )=sin ωx (其中ω>0)的图象向右平移π4个单位长度,所得图象经过点⎝⎛⎭⎫3π4,0,则ω的最小值是________.3、给出下列四个命题,其中不正确的命题为______.(填序号) ①若cos α=cos β,则α-β=2k π,k ∈Z ;②函数y =2cos ⎝⎛⎭⎫2x +π3的图象关于x =π12中心对称;③函数y =cos(sin x )(x ∈R )为偶函数;④若α、β均为第一象限角,且α>β,则sin α>sin β ⑤函数y =sin|x |是周期函数,且周期为2π.4、 函数y =cos 2x +sin 2x ,x ∈R 的值域是________.5、 函数y =cos(π4-2x )的单调减区间为________.6、设函数f (x )=3sin(π2x +π4),若存在这样的实数x 1,x 2,对任意的x ∈R ,都有f (x 1)≤f (x )≤f (x 2)成立,则|x 1-x 2|的最小值为________.7、已知函数f (x )=A tan(ωx +φ)(ω>0,|φ|<π2),y =f (x )的部分图象如图,则f (π24)=________.8、已知a >0,函数f (x )=-2a sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6+2a +b ,当x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2时,-5≤f (x )≤1.(1)求常数a ,b 的值;(2)设g (x )=f ⎝⎛⎭⎫x +π2且lg g (x )>0,求g (x )的单调区间.9、设函数f (x )=sin(πx 4-π6)-2cos 2πx8+1.(1)求f (x )的最小正周期.(2)若函数y =g (x )与y =f (x )的图象关于直线x =1对称,求当x ∈[0,43]时,y =g (x )的最大值.4.3三角函数的图像与性质一 正弦、余弦、正切函数的图像与性质(下表中k ∈Z ).1.三角函数存在多个单调区间时易错用“∪”联结.2.研究三角函数单调性、对称中心、奇偶性及对称轴时易忽视“k ∈Z ”这一条件. 考点一 三角函数的定义域与值域例1 (1)函数f (x )=3sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6在区间⎣⎡⎦⎤0,π2上的值域为________. 解析:当x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2时,2x -π6∈⎣⎡⎦⎤-π6,5π6,sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6∈⎣⎡⎦⎤-12,1, 故3sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6∈⎣⎡⎦⎤-32,3, 即此时函数f (x )的值域是⎣⎡⎦⎤-32,3. (2) (2014·湛江调研)函数y =lg(sin x )+ cos x -12的定义域为________.解析:要使函数有意义必须有⎩⎪⎨⎪⎧ sin x >0,cos x -12≥0,即⎩⎪⎨⎪⎧sin x >0,cos x ≥12, 解得⎩⎪⎨⎪⎧2k π<x <π+2k π,-π3+2k π≤x ≤π3+2k π(k ∈Z ), ∴2k π<x ≤π3+2k π,k ∈Z ,∴函数的定义域为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪2k π<x ≤π3+2k π,k ∈Z .(3)①函数y =2cos 2x +5sin x -4的值域为________.②当x ∈⎣⎡⎦⎤π6,7π6时,函数y =3-sin x -2cos 2x 的最小值是________,最大值是________. 解析:①y =2cos 2x +5sin x -4=2(1-sin 2x )+5sin x -4=-2sin 2x +5sin x -2 =-2(sin x -54)2+98. 故当sin x =1时,y max =1,当sin x =-1时,y min =-9,故y =2cos 2x +5sin x -4的值域为[-9,1]. ②∵x ∈⎣⎡⎦⎤π6,7π6,∴sin x ∈⎣⎡⎦⎤-12,1. 又y =3-sin x -2cos 2x =3-sin x -2(1-sin 2x )= 2⎝⎛⎭⎫sin x -142+78. ∴当sin x =14时,y min =78, 当sin x =-12或sin x =1时,y max =2.答案:(1)[-9,1] (2)78 2[类题通法]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像来求解.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. 考点二 三角函数的单调性例2、求函数y =2sin ⎝⎛⎭⎫x -π4的单调递减区间 [解] 由2k π+π2≤x -π4≤2k π+3π2,k ∈Z ,得2k π+3π4≤x ≤2k π+7π4,k ∈Z .故函数y =2sin ⎝⎛⎭⎫x -π4的单调减区间为 ⎣⎡⎦⎤2k π+3π4,2k π+7π4(k ∈Z ). 变式训练1 (1)求函数y =2⎪⎪⎪⎪sin ⎝⎛⎭⎫x -π4的单调递减区间;(2)求函数y =sin ⎝⎛⎭⎫-2x +π3的单调递减区间 解 (1)画出函数y =2⎪⎪⎪⎪sin ⎝⎛⎭⎫x -π4的图像,易知其单调递减区间为⎣⎡⎦⎤k π+3π4,k π+5π4(k ∈Z ). (2) y =-sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3, 它的减区间是y =sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3的增区间. 由2k π-π2≤2x -π3≤2k π+π2,k ∈Z ,得k π-π12≤x ≤k π+5π12,k ∈Z .故所给函数的减区间为⎣⎡⎦⎤k π-π12,k π+5π12,k ∈Z ; 例3、求函数y =sin ⎝⎛⎭⎫π3+4x +cos ⎝⎛⎭⎫4x -π6的周期、单调区间及最大、最小值. 解 ∵⎝⎛⎭⎫π3+4x +⎝⎛⎭⎫π6-4x =π2, ∴cos ⎝⎛⎭⎫4x -π6=cos ⎝⎛⎭⎫π6-4x =cos ⎣⎡⎦⎤π2-⎝⎛⎭⎫π3+4x =sin ⎝⎛⎭⎫π3+4x . ∴y =2sin ⎝⎛⎭⎫4x +π3,周期T =2π4=π2. 当-π2+2k π≤4x +π3≤π2+2k π (k ∈Z )时,函数单调递增,∴函数的递增区间为⎣⎡⎤-5π24+k π2,π24+k π2 (k ∈Z ). 当π2+2k π≤4x +π3≤3π2+2k π (k ∈Z )时,函数单调递减, ∴函数的递减区间为⎣⎡⎦⎤π24+k π2,7π24+k π2(k ∈Z ).当x =π24+k π2 (k ∈Z )时,y max =2; 当x =-5π24+k π2 (k ∈Z )时,y min =-2.考点三 三角函数的对称性与奇偶性例4、(2013·扬州期末)已知函数f (x )=-2sin 2x +23sin x · cos x +1.(1)求f (x )的最小正周期及对称中心;(2)当x ∈⎣⎡⎦⎤-π6,π3时,求f (x )的最大值和最小值. 解:(1)f (x )= 3 sin 2x +cos 2x =2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6, 所以f (x )的最小正周期为T =2π2=π.令 sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6=0,得x =k π2-π12(k ∈Z ), 所以f (x )的对称中心为⎝⎛⎭⎫k π2-π12,0(k ∈Z ). (2)因为x ∈⎣⎡⎦⎤-π6,π3,所以-π6≤2x +π6≤5π6, 所以-12≤sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6≤1,所以-1≤f (x )≤2. 所以当x =-π6时,f (x )的最小值为-1;当x =π6时,f (x )的最大值为2.例5 (1)若函数y =3sin(2x +φ)(0<φ<π)的图像关于点⎝⎛⎭⎫π3,0中心对称,则φ=________.解析:由题意得3sin ⎝⎛⎭⎫23π+φ=0,所以23π+φ=k π(k ∈Z ).又因为0<φ<π,所以φ=π3. (2) 已知ω>0,函数f (x )=cos ⎝⎛⎭⎫ωx +π3的一条对称轴为x =π3,一个对称中心为点⎝⎛⎭⎫π12,0,则ω的最小值为______.解析:由题意知π3-π12≥T 4,T =2πω≤π,ω≥2.(3)设偶函数f (x )=A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0,0<φ<π)的部分图像如图所示,△KLM 为等腰直角三角形,∠KML =90°,KL =1,则f ⎝⎛⎭⎫16的值为______.解析:由题意知,点M 到x 轴的距离是12,根据题意可设f (x )=12cos ωx ,又由题图知12·2πω=1,所以ω=π,所以f (x )=12cos πx ,故f ⎝⎛⎭⎫16=12cos π6=34. [类题通法]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像的最高点或最低点,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.三角函数的单调性、对称性、周期性例6、(1)已知ω>0,函数f (x )=sin(ωx +π4)在(π2,π)上单调递减,则ω的取值范围是________.(2)已知函数f (x )=2cos(ωx +φ)+b 对任意实数x 有f (x +π4)=f (-x )成立,且f (π8)=1,则实数b的值为________.(3)(2014·北京)设函数f (x )=A sin(ωx +φ)(A ,ω,φ是常数,A >0,ω>0).若f (x )在区间⎣⎡⎦⎤π6,π2上具有单调性,且f ⎝⎛⎭⎫π2=f ⎝⎛⎭⎫2π3=-f ⎝⎛⎭⎫π6,则f (x )的最小正周期为________. 思维点拨 (1)(π2,π)为函数f (x )某个单调减区间的子集;(2)由f (x +π4)=f (-x )可得函数的对称轴,应用函数在对称轴处的性质求解即可;(3)利用正弦型函数图象的对称性求周期. 解析 (1)由π2<x <π得π2ω+π4<ωx +π4<πω+π4,由题意知(π2ω+π4,πω+π4)⊆[π2,3π2], ∴⎩⎨⎧π2ω+π4≥π2,πω+π4≤3π2,∴12≤ω≤54. (2)由f (x +π4)=f (-x )可知函数f (x )=2cos(ωx +φ)+b 关于直线x =π8对称,又函数f (x )在对称轴处取得最值,故±2+b =1,∴b =-1或b =3.(3)∵f (x )在⎣⎡⎦⎤π6,π2上具有单调性, ∴T 2≥π2-π6, ∴T ≥2π3. ∵f ⎝⎛⎭⎫π2=f ⎝⎛⎭⎫2π3, ∴f (x )的一条对称轴为x =π2+2π32=7π12. 又∵f ⎝⎛⎭⎫π2=-f ⎝⎛⎭⎫π6, ∴f (x )的一个对称中心的横坐标为π2+π62=π3. ∴14T =7π12-π3=π4, ∴T =π. 答案 (1)[12,54] (2)-1或3 (3)π温馨提醒 (1)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.(2)函数y =A sin(ωx +φ)+b 的图象与其对称轴的交点是最值点. 课堂练习1、函数y =lg sin 2x +9-x 2的定义域为________________.解析 由⎩⎪⎨⎪⎧ sin 2x >0,9-x 2≥0,得⎩⎪⎨⎪⎧2k π<2x <2k π+π,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 {x |-3≤x <-π2或0<x <π2}.2、函数y =sin x -cos x 的定义域是________. 解析 要使函数有意义,必须有sin x -cos x ≥0,即sin x ≥cos x ,同一坐标系中作出y =sin x ,y =cos x ,x ∈[0,2π]的图象如图所示.结合图象及正、余弦函数的周期是2π知, 函数的定义域为{x |2k π+π4≤x ≤2k π+5π4,k ∈Z }.3、函数f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫x -π4,x ∈[-π,0]的单调增区间为________. 解析:当x -π4∈⎣⎡⎦⎤2k π-π2,2k π+π2,k ∈Z 时,是f (x )的单调增区间. 又因为x ∈[-π,0],故取k =0得x ∈⎣⎡⎦⎤-π4,0 4、若函数f (x )=2sin ωx (ω>0)在⎣⎡⎦⎤-2π3,2π3上单调递增,则ω的最大值为______. 解析:依题意可知12×T ≥2×2π3,即12×2πω≥2×2π3,解得ω≤34,从而ω的最大值为34.5、将函数y =3cos 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________.解析 y =3cos x +sin x =2sin(x +π3)向左平移m 个单位长度后得到y =2sin(x +π3+m ),它关于y 轴对称可得 sin(π3+m )=±1, ∴π3+m =k π+π2,k ∈Z ,∴m =k π+π6,k ∈Z , ∵m >0,∴m 的最小值为π6.4.3三角函数的图像与性质(作业)1、已知函数f (x )=-2sin(2x +φ)(|φ|<π),若f (π8)=-2,则f (x )的单调递减区间是________.解析 由f (π8)=-2得f (π8)=-2sin(2×π8+φ)=-2sin(π4+φ)=-2,所以sin(π4+φ)=1.因为|φ|<π, 所以φ=π4. 由2k π-π2≤2x +π4≤2k π+π2,k ∈Z ,解得 k π-3π8≤x ≤k π+π8,k ∈Z .所以f (x )的单调递减区间为[k π-3π8,k π+π8](k ∈Z ).2、将函数f (x )=sin ωx (其中ω>0)的图象向右平移π4个单位长度,所得图象经过点⎝⎛⎭⎫3π4,0,则ω的最小值是________.解析 根据题意平移后函数的解析式为 y =sin ω⎝⎛⎭⎫x -π4, 将⎝⎛⎭⎫3π4,0代入得sin ωπ2=0,则ω=2k ,k ∈Z ,且ω>0, 故ω的最小值为2. 3、给出下列四个命题,其中不正确的命题为______.(填序号) ①若cos α=cos β,则α-β=2k π,k ∈Z ;②函数y =2cos ⎝⎛⎭⎫2x +π3的图象关于x =π12中心对称; ③函数y =cos(sin x )(x ∈R )为偶函数;④若α、β均为第一象限角,且α>β,则sin α>sin β⑤函数y =sin|x |是周期函数,且周期为2π. 答案 ①④⑤解析 命题①:若α=-β,则cos α=cos β,假命题;命题②:x =π12,cos ⎝⎛⎭⎫2x +π3=cos π2=0,故x =π12是y =2cos ⎝⎛⎭⎫2x +π3的对称中心;命题⑤:函数y =sin|x |不是周期函数. 4、函数y =cos 2x +sin 2x ,x ∈R 的值域是________. 解析 y =cos 2x +sin 2x =cos 2x +1-cos 2x 2=1+cos 2x2.∵cos 2x ∈[-1,1],∴y ∈[0,1].5、函数y =cos(π4-2x )的单调减区间为________.解析 由y =cos(π4-2x )=cos(2x -π4)得2k π≤2x -π4≤2k π+π(k ∈Z ),故k π+π8≤x ≤k π+5π8(k ∈Z ). 所以函数的单调减区间为[k π+π8,k π+5π8](k ∈Z ).6、设函数f (x )=3sin(π2x +π4),若存在这样的实数x 1,x 2,对任意的x ∈R ,都有f (x 1)≤f (x )≤f (x 2)成立,则|x 1-x 2|的最小值为________. 解析 f (x )=3sin(π2x +π4)的周期T =2π×2π=4,f (x 1),f (x 2)应分别为函数f (x )的最小值和最大值, 故|x 1-x 2|的最小值为T2=2.7、已知函数f (x )=A tan(ωx +φ)(ω>0,|φ|<π2),y =f (x )的部分图象如图,则f (π24)=________.解析 由题中图象可知,此正切函数的半周期等于3π8-π8=π4,即最小正周期为π2, 所以ω=2.由题意可知,图象过定点(3π8,0),所以0=A tan(2×3π8+φ), 即3π4+φ=k π(k ∈Z ), 所以φ=k π-3π4(k ∈Z ),又|φ|<π2,所以φ=π4. 又图象过定点(0,1),所以A =1.综上可知,f (x )=tan(2x +π4), 故有f (π24)=tan(2×π24+π4)=tan π3= 3.8、已知a >0,函数f (x )=-2a sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6+2a +b ,当x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2时,-5≤f (x )≤1. (1)求常数a ,b 的值;(2)设g (x )=f ⎝⎛⎭⎫x +π2且lg g (x )>0,求g (x )的单调区间. 解 (1)∵x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2,∴2x +π6∈⎣⎡⎦⎤π6,7π6. ∴sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6∈⎣⎡⎦⎤-12,1, ∴-2a sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6∈[-2a ,a ]. ∴f (x )∈[b,3a +b ],又∵-5≤f (x )≤1, ∴b =-5,3a +b =1,因此a =2,b =-5. (2)由(1)得,f (x )=-4sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6-1, g (x )=f ⎝⎛⎭⎫x +π2=-4sin ⎝⎛⎭⎫2x +7π6-1=4sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6-1, 又由lg g (x )>0,得g (x )>1,∴4sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6-1>1,∴sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6>12, ∴2k π+π6<2x +π6<2k π+5π6,k ∈Z ,其中当2k π+π6<2x +π6≤2k π+π2,k ∈Z 时,g (x )单调递增,即k π<x ≤k π+π6,k ∈Z ,∴g (x )的单调增区间为⎝⎛⎦⎤k π,k π+π6,k ∈Z . 又∵当2k π+π2<2x +π6<2k π+5π6,k ∈Z 时,g (x )单调递减,即k π+π6<x <k π+π3,k ∈Z .9、设函数f (x )=sin(πx 4-π6)-2cos 2πx8+1.(1)求f (x )的最小正周期.(2)若函数y =g (x )与y =f (x )的图象关于直线x =1对称,求当x ∈[0,43]时,y =g (x )的最大值.解 (1)f (x )=sin πx 4cos π6-cos πx 4sin π6-cos πx 4=32sin πx 4-32cos πx 4=3sin(πx 4-π3), 故f (x )的最小正周期为T =2ππ4=8.(2)方法一 在y =g (x )的图象上任取一点(x ,g (x )), 它关于x =1的对称点(2-x ,g (x )).由题设条件,知点(2-x ,g (x ))在y =f (x )的图象上,从而g (x )=f (2-x )=3sin[π4(2-x )-π3]=3sin[π2-πx 4-π3]=3cos(πx 4+π3).当0≤x ≤43时,π3≤πx 4+π3≤2π3,因此y =g (x )在区间[0,43]上的最大值为g (x )max =3cos π3=32.方法二 区间[0,43]关于x =1的对称区间为[23,2],且y =g (x )与y =f (x )的图象关于直线x =1对称, 故y =g (x )在[0,43]上的最大值为y =f (x )在[23,2]上的最大值.由(1)知f (x )=3sin(πx 4-π3),当23≤x ≤2时,-π6≤πx 4-π3≤π6. 因此y =g (x )在[0,43]上的最大值为g (x )max =3sin π6=32.。
2016届艺术类考生数学复习小节训练卷(19)
三角函数的图象和性质
一、选择题:本大题共10小题,每小题5分,共50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.
1.函数y =tan 35
x 是 A.周期为π的偶函数 B.周期为53
π的奇函数 C.周期为53
π的偶函数 D.周期为π的奇函数 2.已知f (x )=sin(x +π2 ),g(x )=cos(x -π2
),则f (x )的图象 A.与g(x )的图象相同 B.与g(x )的图象关于y 轴对称
C.向左平移π2
个单位,得到g(x )的图象 D.向右平移π2
个单位,得到g(x )的图象 3.若x ∈(0,2π),函数y =sin x +-tan x 的定义域是
A.( π2 ,π]
B.( π2
,π) C.(0,π) D.( 3π2 ,2π) 4.函数y =sin(2x +5π2
)的图象的一条对称轴方程为 A.x =5π4 B.x =-π2
C.x =π8
D.x =π4 5.函数f (x )=sin x +5π2 ,g (x )=cos x +5π2
,则 A.f (x )与g (x )皆为奇函数 B.f (x )与g (x )皆为偶函数
C.f (x )是奇函数,g (x )是偶函数
D.f (x )是偶函数,g (x )是奇函数
6.下列函数中,图象关于原点对称的是
A.y =-|sin x |
B.y =-x ·sin|x |
C.y =sin(-|x |)
D.y =sin |x |
7.要得到函数y =sin(2x -π4
)的图象,只要将y =sin2x 的图象 A.向左平移π4
B.向右平移π4
C.向左平移π8
D.向右平移π8
8.下图是函数y =2sin(ωx +)(||<π2
)的图象,那么 A .ω=1011 ,=π6 B.ω=1011 ,=-π6
C . ω=2,=π6 D.ω=2,=-π6
9.在[0,2π]上满足sin x ≥12
的x 的取值范围是 A.[0,π6
] B.[π6 ,5π6 ] C.[π6 ,2π3
] D.[5π6 ,π] 10.函数y =5+sin 22x 的最小正周期为 A.2π B.π C. π2
D. π4 二、填空题:本大题共5小题,每小题5分,满分20分.
11.若函数y =A cos(ωx -3)的周期为2,则ω= ;若最大值是5,则A = 。
12.由y =sin ωx 变为y =A sin(ωx +),若“先平移,后伸缩”,则应平移 个单位;若“先伸缩,后平移”,则应平移 个单位即得y =sin(ωx +);再把纵坐标扩大到原来的A 倍,就是y =A sin(ωx +)(其中A >0)。
13.不等式sin x >cos x 的解集为 。
14.函数y =sin(-2x +π3
)的递增区间是
2016考生数学复习小节训练卷(19)
参考答案
一、选择题(每小题5分,共10小题,共50分)
1.,由诱导公式tan 35 x=tan-35
x ,选B 2. f (x )=cos(x ),g(x )=sin(x ),根据正余弦函数的图像,选D 。
3.由sinx ≥0,tanx ≤0,选A 。
4.当x =-π2 ,sin(2(-π2 )+5π2
)=-1,选B 。
5. f (x )= cos 是偶函数,g (x )=-sin 是奇函数,选D 。
6. y =-x ·sin|x |是奇函数,选B 。
7. y =sin2(x-π8 )既是y =sin(2x -π4
),选D 。
8.由图像知周期为π,故ω=2,把x=,y=0,代入得=π6
,选C 。
9.根据正选函数的图像,选B 。
10.化简得,故,选C 。
二、填空题:(每小题5分,满分20分)
11. ,得=π,因最大值为5,故A=5.
12. 根据图像的变换可得,|| 、 || 。
13.根据图像的性质有x ∈(2k π+π4 ,2k π+5π4
)(k ∈Z)。
14. ≤-2x +π3 ≤,解得k π+5π12 ≤x ≤k π+11π12
(k ∈Z)。