三角函数与解三角形
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三角函数与解三角形本试卷分第一卷(选择题)和第二卷(非选择题)两局部。
总分值150分。
考试时间120分钟。
第一卷(选择题 共50分)一、选择题(本大题共10个小题,每题5分,共50分,在每题给出的四个选项中,只有一项为哪一项符号题目要求的。
)1.角α终边上一点P ,则2sin 23tan αα-=〔 〕A .1--B .1-C .-D .0[答案] D 2.y=(sin x+cos x )2-1是( )A .最小正周期为2π的偶函数B .最小正周期为2π的奇函数C .最小正周期为π的偶函数D .最小正周期为π的奇函数[答案] D[解析] y =(sin x +cos x )2-1=2sin x cos x =sin2x ,所以函数y =(sin x +cos x )2-1是最小正周期为π的奇函数.3.把函数y =sin(ωx +φ)(ω>0,|φ|<π)的图象向左平移π6个单位,再将图像上全部点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变)所得的图象解析式为y =sin x ,则 ( )A .ω=2,φ=π6B .ω=2,φ=-π3C .ω=12,φ=π6D .ω=12,φ=π12[答案] B[分析] 函数y =sin(ωx +φ)经过上述变换得到函数y =sin x ,把函数y =sin x 的图象经过上述变换的逆变换即可得到函数y =sin(ωx +φ)的图象.[解析] 把y =sin x 图象上全部点的横坐标缩小到原来的12倍得到的函数解析式是y =sin2x ,再把这个函数图象向右平移π6个单位,得到的函数图象的解析式是y =sin2⎝⎛⎭⎫x -π6=sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3,与函数比拟得ω=2,φ=-π3. [点评] 此题考查三角函数图象的变换,试题设计成逆向考查的方法更能考查出考生的分析解决问题的灵敏性,此题也可以根据比拟系数的方法求解,根据的变换方法,经过两次变换后函数y =sin(ωx +φ)被变换成y =sin ⎝⎛⎭⎫ωx 2+ωπ6+φ比拟系数也可以得到问题的答案. 4.tan α=2,则2sin 2α+1sin2α= ( )A.53 B .-134C.135D.134[答案] D[解析] ∵tan α=2,∴2sin 2α+1sin2α=3sin 2α+cos 2α2sin αcos α=3tan 2α+12tan α=134.5.函数f (x )=2sin ωx (ω>0)在区间[-π3,π4]上的最大值是2,则ω的最小值等于( )A.23B.32 C .2 D .3[答案] C[解析] 由条件知f ⎝⎛⎭⎫π4=2sin π4ω=2,∴ω=8k +2,∵ω>0,∴ω最小值为2. 6.假设函数f (x )=sin ωx +cos ωx (ω>0)的最小正周期为1,则它的图像的一个对称中心为( )A.⎝⎛⎭⎫-π8,0 B.⎝⎛⎭⎫π8,0 C .(0,0) D.⎝⎛⎭⎫-π4,0 [答案] A[分析] 把函数化为一个角的一种三角函数,根据函数的最小正周期求出ω的值,根据对称中心是函数图象与x 轴的交点进行检验或直接令f (x )=0求解.[解析] f (x )=sin ωx +cos ωx =2sin ⎝⎛⎭⎫ωx +π4,这个函数的最小正周期是2πω,令2πω=1,解得ω=2,故函数f (x )=sin ωx +cos ωx =2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π4,把选项代入检验知点⎝⎛⎭⎫-π8,0为其一个对称中心.[点评] 函数y =A sin(ωx +φ)的图象的对称中心,就是函数图象与x 轴的交点. 7.函数y =A sin(ωx +φ)+m (A >0,ω>0)的最大值为4,最小值为0,最小正周期为π2,直线x=π3是其图象的一条对称轴,则符合条件的函数解析式是 ( ) A .y =4sin ⎝⎛⎭⎫4x +π6 B .y =2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3+2 C .y =2sin ⎝⎛⎭⎫4x +π3+2 D .y =2sin ⎝⎛⎭⎫4x +π6+2[答案] D[解析] 由最大值为4,最小值为0得⎩⎪⎨⎪⎧ A +m =4-A +m =0,∴⎩⎪⎨⎪⎧A =2m =2, 又因为正周期为π2,∴2πω=π2,∴ω=4,∴函数为y =2sin(4x +φ)+2,∵直线x =π3为其对称轴,∴4×π3+φ=π2+k π,k ∈Z ,∴φ=k π-5π6,取k =1知φ=π6,应选D.8.cos(x ―π6)=― 3 3 ,则cosx+cos(x ―π3)的值是 ( )A 、― 2 3 3B 、± 2 33C 、―1D 、±19.△ABC 中,a =1,b =2,B =45°,则角A 等于 ( )A .150°B .90°C .60°D .30°[答案] D[解析] 根据正弦定理得1sin A =2sin45°,∴sin A =12,∵a <b ,∴A 为锐角,∴A =30°,应选D.10.函数y =A sin(ωx +φ)+b 的一局部图象如下图,如图A >0,ω>0,|φ|<π2,则( )A .φ=-π6B .φ=-π3C .φ=π3D .φ=π6[答案] D[解析] 由图可知⎩⎪⎨⎪⎧ A +b =4-A +b =0,∴⎩⎪⎨⎪⎧A =2b =2, 又T 4=5π12-π6=π4,∴T =π,∴ω=2, ∴y =2sin(2x +φ)+2,将⎝⎛⎭⎫5π12,2代入得sin ⎝⎛⎭⎫5π6+φ=0,结合选项知选D. 第二卷(非选择题 共90分)二、填空题(本大题共5个小题,每题5分,共25分,把正确答案填在题中横线上) 11.计算:cos10°+3sin10°1-cos80°=________.解析:cos10°+3sin10°1-cos80°=2cos(10°-60°)2sin 240°=2cos50°2sin40°= 2.12.在△ABC 中,假设a =b =1,c =3,则∠C =________.[解析] cos C =a 2+b 2-c 22ab =1+1-32=-12,∴C =2π3.13.假设tan α=2,tan(β-α)=3,则tan(β-2α)的值为________.[答案] 17[解析] tan(β-2α)=tan[(β-α)-α] =tan (β-α)-tan α1+tan (β-α)·tan α=3-21+3×2=17.14.f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6-m 在x ∈[0,π2]上有两个不同的零点,则m 的取值范围是________. [答案] [-1,2][解析] f (x )在[0,π2]上有两个不同零点,即方程f (x )=0在[0,π2]上有两个不同实数解,∴y =2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6,x ∈[0,π2]与y =m 有两个不同交点, ∵0≤x ≤π2,∴-π6≤2x -π6≤5π6,∴-12≤sin(2x -π6)≤1,∴-1≤y ≤2,∴-1≤m ≤2.15.对于函数f (x )=2cos 2x +2sin x cos x -1(x ∈R )给出以下命题: ①f (x )的最小正周期为2π; ②f (x )在区间[π2,5π8]上是减函数;③直线x =π8是f (x )的图像的一条对称轴;④f (x )的图像可以由函数y =2sin2x 的图像向左平移π4而得到.其中正确命题的序号是________(把你认为正确的都填上).[答案] ②③[解析] f (x )=cos2x +sin2x =2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π4,最小正周期T =π;由2k π+π2≤2x +π4≤2k π+3π2(k ∈Z )得k π+π8≤x ≤k π+5π8,故f (x )在区间[π2,5π8]上是减函数;当x =π8时,2x +π4=π2,∴x =π8是f (x )的图象的一条对轴称;y =2sin2x 的图象向左平移π4个单位得到的图象对应函数为y =2sin2⎝⎛⎭⎫x +π4,即y =2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π2,因此只有②③正确. 三、解答题(本大题共6个小题,共75分,解容许写出文字说明,证明过程或演算步骤) 16.(本小题总分值12分)函数f (x )=A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0,|φ|<π2)的局部图象如下图.(1)求函数f (x )的解析式;(2)假设f ⎝⎛⎭⎫α2=45,0<α<π3,求cos α的值. [解析] (1)由图象知A =1f (x )的最小正周期T =4×⎝⎛⎭⎫5π12-π6=π,故ω=2πT =2 将点⎝⎛⎭⎫π6,1代入f (x )的解析式得sin ⎝⎛⎭⎫π3+φ=1, 又|φ|<π2,∴φ=π6故函数f (x )的解析式为f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6 (2)f ⎝⎛⎭⎫α2=45,即sin ⎝⎛⎭⎫α+π6=45,又0<α<π3, ∴π6<α+π6<π2,∴cos ⎝⎛⎭⎫α+π6=35. 又cos α=[(α+π6)-π6]=cos ⎝⎛⎭⎫α+π6cos π6+sin ⎝⎛⎭⎫α+π6sin π6=33+410. 17.(本小题总分值12分) )cos 2,sin (cos ),sin ,sin (cos x x x b x x x a -=+=,设b a x f ⋅=)(.(1)求函数)(x f 的单调增区间;〔2〕三角形ABC 的三个角,,A B C 所对边分别是,,a b c ,且满足(),103A fB π==+=,求边c .[解析](1) b a x f ⋅=)( =x x x x x x cos 2sin )sin (cos )sin (cos ⋅+-⋅+ =x x x x cos sin 2sin cos 22+- =x x 2sin 2cos +=)2sin 222cos 22(2x x +=cos2cossin 2)44x x ππ+=)42sin(2π+x ………………………………3分由()f x 递增得:222242k x k πππππ-+≤+≤+即3,88k x k k Z ππππ-+≤≤+∈ ∴)(x f 的递增区间是3[,],88k k k Z ππππ-++∈ 。
三角函数与解三角形任意角和弧度制及任意角的三角函数
三角函数的图象与性质
三角恒等变换
解三角形
任意角分类:正角、负角、零角
终边相同的角:与终边相同的角可表示为
半径为圆心角为的扇形
弧度制:
弧长公式
面积公式
同角三角函数基本关系
诱导公式奇变偶不变,符号看象限
定义域;值域
最小正周期
奇函数
单调增区间;单调减区间
当时;当时
对称中心为;对称轴为直线
定义域;值域
最小正周期
单调增区间;单调减区间
当时;当时
对称中心为;对称轴为直线
定义域;值域
最小正周期
在上单调递增
对称中心为
偶函数
奇函数
和(差)角公式
二倍角公式
半角公式
辅助角公式
其中
正弦定理
余弦定理
面积公式
画出的图象
向左右平移个单位长度得到的图象
横坐标变为原来的倍得到的图象
纵坐标变为原来的倍得到的图象
为外接圆半径
的面积。
第1讲 三角函数的图象与性质高考定位 三角函数的图象与性质是高考考查的重点和热点内容,主要从以下两个方面进行考查:1.三角函数的图象,涉及图象变换问题以及由图象确定解析式问题,主要以选择题、填空题的形式考查;2.利用三角函数的性质求解三角函数的值、参数、最值、值域、单调区间等,主要以解答题的形式考查.真 题 感 悟1.(全国Ⅰ卷)已知角α的顶点为坐标原点,始边与x 轴的非负半轴重合,终边上有两点A (1,a ),B (2,b ),且cos 2α=23,则|a -b |=( ) A.15B.55C.255D.1解析 由题意知cos α>0.因为cos 2α=2cos 2α-1=23,所以cos α=306,sin α=±66,得|tan α|=55.由题意知|tan α|=⎪⎪⎪⎪⎪⎪a -b 1-2,所以|a -b |=55. 答案 B2.(全国Ⅲ卷)设函数f (x )=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π3,则下列结论错误的是( )A.f (x )的一个周期为-2πB.y =f (x )的图象关于直线x =8π3对称 C.f (x +π)的一个零点为x =π6 D.f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π单调递减解析 A 项,因为f (x )的周期为2k π(k ∈Z 且k ≠0),所以f (x )的一个周期为-2π,A 项正确.B 项,因为f (x )图象的对称轴为直线x =k π-π3(k ∈Z ),当k =3时,直线x =8π3是其对称轴,B 项正确.C 项,f (x +π)=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +4π3,将x =π6代入得到f ⎝ ⎛⎭⎪⎫7π6=cos 3π2=0,所以x =π6是f (x +π)的一个零点,C 项正确.D 项,因为f (x )=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π3的递减区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π-π3,2k π+2π3 (k ∈Z ),递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π+2π3,2k π+5π3 (k ∈Z ),所以⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,2π3是减区间,⎣⎢⎡⎭⎪⎫2π3,π是增区间,D 项错误. 答案 D3.(全国Ⅰ卷)已知函数f (x )=2cos 2x -sin 2x +2,则( ) A.f (x )的最小正周期为π,最大值为3 B.f (x )的最小正周期为π,最大值为4 C.f (x )的最小正周期为2π,最大值为3 D.f (x )的最小正周期为2π,最大值为4解析 易知f (x )=2cos 2x -sin 2x +2=3cos 2x +1=3cos 2x +12+1=32cos 2x +52,则f (x )的最小正周期为π,当2x =2k π,即x =k π(k ∈Z )时,f (x )取得最大值,最大值为4. 答案 B4.(全国Ⅱ卷)若f (x )=cos x -sin x 在[-a ,a ]是减函数,则a 的最大值是( ) A.π4B.π2C.3π4D.π解析 f (x )=cos x -sin x =2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4,且函数y =cos x 在区间[0,π]上单调递减,则由0≤x +π4≤π,得-π4≤x ≤3π4.因为f (x )在[-a ,a ]上是减函数,所以⎩⎪⎨⎪⎧-a ≥-π4,a ≤3π4,解得a ≤π4,所以0<a ≤π4,所以a 的最大值是π4. 答案 A考 点 整 合1.常用三种函数的图象与性质(下表中k ∈Z )图象递增 区间 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π-π2,2k π+π2 [2k π-π,2k π]⎝ ⎛⎭⎪⎫k π-π2,k π+π2 递减 区间 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π+π2,2k π+3π2 [2k π,2k π+π] 奇偶性 奇函数 偶函数 奇函数 对称 中心 (k π,0) ⎝ ⎛⎭⎪⎫k π+π2,0 ⎝ ⎛⎭⎪⎫k π2,0 对称轴 x =k π+π2 x =k π 周期性2π2ππ2.三角函数的常用结论(1)y =A sin(ωx +φ),当φ=k π(k ∈Z )时为奇函数;当φ=k π+π2(k ∈Z )时为偶函数;对称轴方程可由ωx +φ=k π+π2(k ∈Z )求得.(2)y =A cos(ωx +φ),当φ=k π+π2(k ∈Z )时为奇函数;当φ=k π(k ∈Z )时为偶函数;对称轴方程可由ωx +φ=k π(k ∈Z )求得. (3)y =A tan(ωx +φ),当φ=k π(k ∈Z )时为奇函数. 3.三角函数的两种常见变换热点一 三角函数的定义【例1】 (1)(北京卷)在平面直角坐标系xOy 中,角α与角β均以Ox 为始边,它们的终边关于y 轴对称.若sin α=13,则cos(α-β)=________.(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,则sin 2α+cos 2α+11+tan α=________.解析 (1)法一 由已知得β=(2k +1)π-α(k ∈Z ). ∵sin α=13,∴sin β=sin[(2k +1)π-α]=sin α=13(k ∈Z ). 当cos α=1-sin 2α=223时,cos β=-223,∴cos(α-β)=cos αcos β+sin αsin β=223×⎝ ⎛⎭⎪⎫-223+13×13=-79. 当cos α=-1-sin 2α=-223时,cos β=223,∴cos(α-β)=cos αcos β+sin αsin β=-79.综上可知,cos(α-β)=-79.法二 由已知得β=(2k +1)π-α(k ∈Z ),∴sin β=sin[(2k +1)π-α]=sinα, cos β=cos[(2k +1)π-α]=-cos α,k ∈Z .当sin α=13时,cos(α-β)=cos αcos β+sin αsin β=-cos 2α+sin 2α=-(1-sin 2α)+sin 2α=2sin 2α-1=2×19-1=-79.(2)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. 答案 (1)-79 (2)1825探究提高 1.当角的终边所在的位置不是唯一确定的时候要注意分情况解决,机械地使用三角函数的定义就会出现错误.2.任意角的三角函数值仅与角α的终边位置有关,而与角α终边上点P 的位置无关.若角α已经给出,则无论点P 选择在α终边上的什么位置,角α的三角函数值都是确定的.【训练1】 (1)(潍坊三模)在直角坐标系中,若角α的终边经过点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫sin 23π,cos 23π,则sin(π-α)=( ) A.12B.32C.-12D.-32(2)(北京卷)在平面直角坐标系中,AB ︵,CD ︵,EF ︵,GH ︵是圆x 2+y 2=1上的四段弧(如图),点P 在其中一段上,角α以Ox 为始边,OP 为终边.若tan α<cos α<sin α,则P 所在的圆弧是( )A.AB ︵B.CD ︵C.EF ︵D.GH ︵解析 (1)∵角α的终边过点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫sin 23π,cos 23π,且|OP |=1.∴由三角函数定义,知sinα=cos 2π3=-12.因此sin(π-α)=sin α=-12.(2)设点P 的坐标为(x ,y ),由三角函数的定义得yx <x <y ,所以-1<x <0,0<y <1.所以P 所在的圆弧是EF ︵. 答案 (1)C (2)C 热点二 三角函数的图象 考法1 三角函数的图象变换【例2-1】 (1)要想得到函数y =sin 2x +1的图象,只需将函数y =cos 2x 的图象( )A.向左平移π4个单位长度,再向上平移1个单位长度 B.向右平移π4个单位长度,再向上平移1个单位长度 C.向左平移π2个单位长度,再向下平移1个单位长度D.向右平移π2个单位长度,再向下平移1个单位长度(2)(湖南六校联考)已知函数f (x )=sin(ωx +φ)⎝ ⎛⎭⎪⎫ω>0,|φ|<π2,其图象相邻两条对称轴之间的距离为π2,将函数y =f (x )的图象向左平移π3个单位长度后,得到的图象关于y 轴对称,那么函数y =f (x )的图象( )A.关于点⎝ ⎛⎭⎪⎫π12,0对称B.关于点⎝ ⎛⎭⎪⎫-π12,0对称C.关于直线x =π12对称D.关于直线x =-π12对称解析 (1)因为y =sin 2x +1=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π2+1=cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π4+1,故只需将函数y =cos 2x 的图象向右平移π4个单位长度,再向上平移1个单位长度,即可得到函数y =sin 2x +1的图象. (2)由题意,T =π,ω=2.又y =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π3=sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +φ+2π3的图象关于y 轴对称.∴φ+2π3=k π+π2,k ∈Z . 由|φ|<π2,取φ=-π6,因此f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6,代入检验f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π12=0,A 正确.答案 (1)B (2)A探究提高 1.“五点法”作图:设z =ωx +φ,令z =0,π2,π,3π2,2π,求出x 的值与相应的y 的值,描点、连线可得.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.考法2 由函数的图象特征求解析式【例2-2】 (1)函数f (x )=A sin(ωx +φ)⎝ ⎛⎭⎪⎫A >0,ω>0,|φ|<π2的部分图象如图所示,则函数f (x )的解析式为( )A.f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π6B.f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3C.f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π12D.f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6(2)(济南调研)函数f (x )=A sin(ωx +φ)⎝ ⎛⎭⎪⎫A >0,ω>0,|φ|<π2的部分图象如图所示,若x 1,x 2∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π6,π3,且f (x 1)=f (x 2),则f (x 1+x 2)=( )A.1B.12C.22D.32解析 (1)由题意知A =2,T =4⎝ ⎛⎭⎪⎫5π12-π6=π,ω=2,因为当x =5π12时取得最大值2,所以2=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2×5π12+φ, 所以2×5π12+φ=2k π+π2,k ∈Z ,解得φ=2k π-π3,k ∈Z , 因为|φ|<π2,得φ=-π3. 因此函数f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3.(2)观察图象可知,A =1,T =π,则ω=2. 又点⎝ ⎛⎭⎪⎫-π6,0是“五点法”中的始点,∴2×⎝ ⎛⎭⎪⎫-π6+φ=0,φ=π3. 则f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3. 函数图象的对称轴为x =-π6+π32=π12.又x 1,x 2∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π6,π3,且f (x 1)=f (x 2),所以x 1+x 22=π12,则x 1+x 2=π6,因此f (x 1+x 2)=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2×π6+π3=32. 答案 (1)B (2)D探究提高 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.【训练2】 已知函数f (x )=A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0,|φ|<π2)的部分图象如图所示.(1)求函数f (x )的解析式;(2)将函数y =f (x )的图象上各点的纵坐标保持不变,横坐标缩短到原来的12倍,再把所得的函数图象向左平移π6个单位长度,得到函数y =g (x )的图象,求函数g (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π8上的最小值.解 (1)设函数f (x )的最小正周期为T ,由题图可知 A =1,T 2=2π3-π6=π2,即T =π,所以π=2πω,解得ω=2,所以f (x )=sin(2x +φ),又过点⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,0,由0=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2×π6+φ可得π3+φ=2k π,k ∈Z , 则φ=2k π-π3,k ∈Z ,因为|φ|<π2,所以φ=-π3,故函数f (x )的解析式为f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3. (2)根据条件得g (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫4x +π3,当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π8时,4x +π3∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π3,5π6,所以当x =π8时,g (x )取得最小值,且g (x )min =12. 热点三 三角函数的性质 考法1 三角函数性质【例3-1】 (合肥质检)已知函数f (x )=sin ωx -cos ωx (ω>0)的最小正周期为π. (1)求函数y =f (x )图象的对称轴方程; (2)讨论函数f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2上的单调性. 解 (1)∵f (x )=sin ωx -cos ωx =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx -π4,且T =π,∴ω=2,于是f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π4.令2x -π4=k π+π2(k ∈Z ),得x =k π2+3π8(k ∈Z ).即函数f (x )图象的对称轴方程为x =k π2+3π8(k ∈Z ).(2)令2k π-π2≤2x -π4≤2k π+π2(k ∈Z ),得函数f (x )的单调递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π-π8,k π+3π8(k ∈Z ).注意到x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2,所以令k =0,得函数f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2上的单调递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,3π8;同理,其单调递减区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤3π8,π2.探究提高 1.讨论三角函数的单调性,研究函数的周期性、奇偶性与对称性,都必须首先利用辅助角公式,将函数化成一个角的一种三角函数.2.求函数y =A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0)的单调区间,是将ωx +φ作为一个整体代入正弦函数增区间(或减区间),求出的区间即为y =A sin(ωx +φ)的增区间(或减区间),但是当A >0,ω<0时,需先利用诱导公式变形为y =-A sin(-ωx -φ),则y =A sin(-ωx -φ)的增区间即为原函数的减区间,减区间即为原函数的增区间. 考法2 三角函数性质与图象的综合应用【例3-2】 已知函数f (x )=2sin ωx cos ωx +23sin 2ωx -3(ω>0)的最小正周期为π.(1)求函数f (x )的单调递增区间.(2)将函数f (x )的图象向左平移π6个单位,再向上平移1个单位,得到函数y =g (x )的图象,若y =g (x )在[0,b ](b >0)上至少含有10个零点,求b 的最小值. 解 (1)f (x )=2sin ωx cos ωx +3(2sin 2ωx -1) =sin 2ωx -3cos 2ωx =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2ωx -π3.由最小正周期为π,得ω=1, 所以f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3,由2k π-π2≤2x -π3≤2k π+π2,k ∈Z ,整理得k π-π12≤x ≤kx +5π12,k ∈Z ,所以函数f (x )的单调递增区间是⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π-π12,k π+5π12,k ∈Z . (2)将函数f (x )的图象向左平移π6个单位,再向上平移1个单位,得到y =2sin 2x +1的图象;所以g (x )=2sin 2x +1.令g (x )=0,得x =k π+7π12或x =k π+11π12(k ∈Z ),所以在[0,π]上恰好有两个零点,若y =g (x )在[0,b ]上有10个零点,则b 不小于第10个零点的横坐标即可.所以b 的最小值为4π+11π12=59π12.探究提高 1.研究三角函数的图象与性质,关键是将函数化为y =A sin(ωx +φ)+B (或y =A cos(ωx +φ)+B )的形式,利用正余弦函数与复合函数的性质求解. 2.函数y =A sin(ωx +φ)(或y =A cos(ωx +φ))的最小正周期T =2π|ω|.应特别注意y =|A sin(ωx +φ)|的最小正周期为T =π|ω|.【训练3】 (湖南师大附中质检)已知向量m =(2cos ωx ,-1),n =(sin ωx -cos ωx ,2)(ω>0),函数f (x )=m·n +3,若函数f (x )的图象的两个相邻对称中心的距离为π2. (1)求函数f (x )的单调增区间;(2)若将函数f (x )的图象先向左平移π4个单位,然后纵坐标不变,横坐标缩短为原来的12倍,得到函数g (x )的图象,当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4,π2时,求函数g (x )的值域.解 (1)f (x )=m·n +3=2cos ωx (sin ωx -cos ωx )-2+3 =sin 2ωx -cos 2ωx =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2ωx -π4.依题意知,最小正周期T =π.∴ω=1,因此f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π4.令-π2+2k π≤2x -π4≤π2+2k π,k ∈Z ,求得f (x )的增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π8+k π,3π8+k π,k ∈Z .(2)将函数f (x )的图象先向左平移π4个单位,得y =2sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝⎛⎭⎪⎫x +π4-π4=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π4的图象. 然后纵坐标不变,横坐标缩短为原来的12倍,得到函数g (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫4x +π4的图象.故g (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫4x +π4,由π4≤x ≤π2,知5π4≤4x +π4≤9π4.∴-1≤sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫4x +π4≤22.故函数g (x )的值域是[-2,1].1.已知函数y=A sin(ωx+φ)+B(A>0,ω>0)的图象求解析式(1)A=y max-y min2,B=y max+y min2.(2)由函数的周期T求ω,ω=2πT.(3)利用“五点法”中相对应的特殊点求φ.2.运用整体换元法求解单调区间与对称性类比y=sin x的性质,只需将y=A sin(ωx+φ)中的“ωx+φ”看成y=sin x中的“x”,采用整体代入求解.(1)令ωx+φ=kπ+π2(k∈Z),可求得对称轴方程;(2)令ωx+φ=kπ(k∈Z),可求得对称中心的横坐标;(3)将ωx+φ看作整体,可求得y=A sin(ωx+φ)的单调区间,注意ω的符号.3.函数y=A sin(ωx+φ)+B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(一角一函数)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.一、选择题1.(全国Ⅲ卷)函数f(x)=tan x1+tan2x的最小正周期为()A.π4 B.π2 C.π D.2π解析f(x)=tan x1+tan2x=sin xcos x1+sin2xcos2x=sin x cos xcos2x+sin2x=sin x cos x=12sin 2x,所以f(x)的最小正周期T=2π2=π.答案 C2.(全国Ⅲ卷)函数f(x)=15sin⎝⎛⎭⎪⎫x+π3+cos⎝⎛⎭⎪⎫x-π6的最大值为()A.65 B.1 C.35 D.15解析 cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π6=cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2-⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π3=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π3,则f (x )=15sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π3+sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π3=65sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π3,函数的最大值为65. 答案 A3.(湖南六校联考)定义一种运算⎪⎪⎪⎪⎪⎪a b c d =ad -bc ,将函数f (x )=⎪⎪⎪⎪⎪⎪2 2sin x 3 cos x 的图象向左平移φ(φ>0)个单位,所得图象对应的函数为偶函数,则φ的最小值是( ) A.π6B.π3C.2π3D.5π6解析 f (x )=2cos x -23sin x =4cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π3,依题意g (x )=f (x +φ)=4cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π3+φ是偶函数(其中φ>0).∴π3+φ=k π,k ∈Z ,则φmin =23π. 答案 C4.偶函数f (x )=A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0,0<φ<π)的部分图象如图所示,其中△EFG 是斜边为4的等腰直角三角形(E ,F 是函数与x 轴的交点,点G 在图象上),则f (1)的值为( )A.22B.62C. 2D.2 2解析 依题设,T 2=|EF |=4,T =8,ω=π4. ∵函数f (x )=A sin(ωx +φ)为偶函数,且0<φ<π. ∴φ=π2,在等腰直角△EGF 中,易求A =2. 所以f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4x +π2=2cos π4x ,则f (1)= 2.答案 C5.(天津卷)将函数y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π5的图象向右平移π10个单位长度,所得图象对应的函数( )A.在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤3π4,5π4上单调递增B.在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤3π4,π上单调递减C.在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤5π4,3π2上单调递增D.在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤3π2,2π上单调递减解析 把函数y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π5的图象向右平移π10个单位长度得函数g (x )=sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝⎛⎭⎪⎫x -π10+π5=sin 2x 的图象,由-π2+2k π≤2x ≤π2+2k π(k ∈Z )得-π4+k π≤x ≤π4+k π(k ∈Z ),令k =1,得3π4≤x ≤5π4,即函数g (x )=sin 2x 的一个单调递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤3π4,5π4.答案 A 二、填空题6.(江苏卷)已知函数y =sin(2x +φ)⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2<φ<π2的图象关于直线x =π3对称,则φ的值是________.解析 由函数y =sin(2x +φ)⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2<φ<π2的图象关于直线x =π3对称,得sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3+φ=±1.因为-π2<φ<π2,所以π6<2π3+φ<7π6,则2π3+φ=π2,φ=-π6.答案 -π67.已知函数f (x )=A sin(ωx +φ)⎝ ⎛⎭⎪⎫A >0,ω>0,|φ|<π2的部分图象如图所示,其中|PQ |=2 5.则f (x )的解析式为________.解析 由题图可知A =2,P (x 1,-2),Q (x 2,2),所以|PQ |=(x 1-x 2)2+(-2-2)2=(x 1-x 2)2+42=2 5.整理得|x 1-x 2|=2,所以函数f (x )的最小正周期T =2|x 1-x 2|=4,即2πω=4,解得ω=π2.又函数图象过点(0,-3),所以2sin φ=-3,即sin φ=-32.又|φ|<π2,所以φ=-π3,所以f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2x -π3.答案 f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2x -π38.(北京卷)设函数f (x )=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx -π6(ω>0).若f (x )≤f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4对任意的实数x 都成立,则ω的最小值为________.解析 由于对任意的实数都有f (x )≤f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4成立,故当x =π4时,函数f (x )有最大值,故f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4=1,πω4-π6=2k π(k ∈Z ),∴ω=8k +23(k ∈Z ).又ω>0,∴ωmin =23.答案 23 三、解答题9.已知函数f (x )=4tan x sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-x ·cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π3- 3. (1)求f (x )的定义域与最小正周期; (2)讨论f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π4,π4上的单调性.解 (1)f (x )的定义域为{x |x ≠π2+k π,k ∈Z },f (x )=4tan x cos x cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π3- 3=4sin x cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π3- 3=4sin x ⎝ ⎛⎭⎪⎫12cos x +32sin x - 3=2sin x cos x +23sin 2x - 3 =sin 2x -3cos 2x =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3.所以f (x )的最小正周期T =2π2=π. (2)由-π2+2k π≤2x -π3≤π2+2k π,k ∈Z , 得-π12+k π≤x ≤5π12+k π,k ∈Z .设A =⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π4,π4,B =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪-π12+k π≤x ≤5π12+k π,k ∈Z ,易知A ∩B =⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π12,π4.所以当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π4,π4时,f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π12,π4上单调递增,在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π4,-π12上单调递减.10.(西安模拟)已知函数f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-x sin x -3cos 2x +32.(1)求f (x )的最大值及取得最大值时x 的值;(2)若方程f (x )=23在(0,π)上的解为x 1,x 2,求cos(x 1-x 2)的值.解 (1)f (x )=cos x sin x -32(2cos 2x -1) =12sin 2x -32cos 2x =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3. 当2x -π3=π2+2k π(k ∈Z ),即x =512π+k π(k ∈Z )时,函数f (x )取最大值,且最大值为1.(2)由(1)知,函数f (x )图象的对称轴为x =512π+k π,k ∈Z ,∴当x ∈(0,π)时,对称轴为x =512π.又方程f (x )=23在(0,π)上的解为x 1,x 2.∴x 1+x 2=56π,则x 1=56π-x 2,∴cos(x 1-x 2)=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫56π-2x 2=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x 2-π3, 又f (x 2)=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x 2-π3=23,故cos(x 1-x 2)=23.11.设函数f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx -π6+sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx -π2,其中0<ω<3,已知f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6=0.(1)求ω;(2)将函数y =f (x )的图象上各点的横坐标伸长为原来的2倍(纵坐标不变),再将得到的图象向左平移π4个单位,得到函数y =g (x )的图象,求g (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π4,3π4上的最小值.解 (1)因为f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx -π6+sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx -π2,所以f (x )=32sin ωx -12cos ωx -cos ωx=32sin ωx -32cos ωx =3⎝ ⎛⎭⎪⎫12sin ωx -32cos ωx=3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx -π3.由题设知f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6=0,所以ωπ6-π3=k π,k ∈Z ,故ω=6k +2,k ∈Z . 又0<ω<3,所以ω=2.(2)由(1)得f (x )=3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3,所以g (x )=3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4-π3=3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π12. 因为x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π4,3π4,所以x -π12∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π3,2π3,当x -π12=-π3,即x =-π4时,g (x )取得最小值-32.。
1.已知函数fx=sinωx﹣2sin2+mω>0的最小正周期为3π,当x∈0,π时,函数fx 的最小值为0.1求函数fx的表达式;2在△ABC中,若fC=1,且2sin2B=cosB+cosA﹣C,求sinA的值.解:Ⅰ.依题意:函数.所以.,所以fx的最小值为m.依题意,m=0..Ⅱ∵,∴..在Rt△ABC中,∵,∴.∵0<sinA<1,∴.2.已知函数其中ω>0,若fx的一条对称轴离最近的对称中心的距离为.I求y=fx的单调递增区间;Ⅱ在△ABC中角A、B、C的对边分别是a,b,c满足2b﹣acosC=c•cosA,则fB恰是fx的最大值,试判断△ABC的形状.解答解:Ⅰ∵,=,∵fx的对称轴离最近的对称中心的距离为,∴T=π,∴,∴ω=1,∴.∵得:,∴函数fx单调增区间为;Ⅱ∵2b﹣acosC=c•cosA,由正弦定理,得2sinB﹣sinAcosC=sinC•cosA2sinBcosC=sinAcosC+sinCcosA=sinA+C,∵sinA+C=sinπ﹣B=sinB>0,2sinBcosC=sinB,∴sinB2cosC﹣1=0,∴,∵0<C<π,∴,∴,∴.∴,根据正弦函数的图象可以看出,fB无最小值,有最大值y max=1,此时,即,∴,∴△ABC为等边三角形.3.已知函数fx=sinωx+cosωx++cosωx﹣﹣1ω>0,x∈R,且函数的最小正周期为π:1求函数fx的解析式;2在△ABC中,角A、B、C所对的边分别是a、b、c,若fB=0,•=,且a+c=4,试求b的值.解答解:1fx=sinωx+cosωx++cosωx﹣﹣1==.∵T=,∴ω=2.则fx=2sin2x﹣1;2由fB==0,得.∴或,k∈Z.∵B是三角形内角,∴B=.而=ac•cosB=,∴ac=3.又a+c=4,∴a2+c2=a+c2﹣2ac=16﹣2×3=10.∴b2=a2+c2﹣2ac•cosB=7.则b=.4.已知函数.1求fx单调递增区间;2△ABC中,角A,B,C的对边a,b,c满足,求fA的取值范围.解答解:1fx=﹣+sin2x=sin2x﹣cos2x=sin2x﹣,令2kπ﹣≤2x﹣≤2kπ+,k∈Z,得到﹣+kπ≤x≤+kπ,k∈Z, 则fx的增区间为﹣+kπ, +kπk∈Z;2由余弦定理得:cosA=,即b2+c2﹣a2=2bccosA,代入已知不等式得:2bccosA>bc,即cosA>,∵A为△ABC内角,∴0<A<,∵fA=sin2A﹣,且﹣<2A﹣<,∴﹣<fA<,则fA的范围为﹣,.5.在△ABC中,内角A,B,C的对边分别是a,b,c,已知A为锐角,且bsinAcosC+csinAcosB=a.1求角A的大小;2设函数fx=tanAsinωxcosωx﹣cos2ωxω>0,其图象上相邻两条对称轴间的距离为,将函数y=fx的图象向左平移个单位,得到函数y=gx图象,求函数gx在区间﹣,上值域.解:1∵bsinAcosC+csinAcosB=a,∴由正弦定理可得:sinBsinAcosC+sinCsinAcosB=sinA,∵A为锐角,sinA≠0,∴sinBcosC+sinCcosB=,可得:sinB+C=sinA=,∴A=.2∵A=,可得:tanA=,∴fx=sinωxcosωx﹣cos2ωx=sin2ωx﹣cos2ωx=sin2ωx﹣,∵其图象上相邻两条对称轴间的距离为,可得:T=2×=,解得:ω=1,∴fx=sin2x﹣,∴将函数y=fx的图象向左平移个单位,得到图象对应的函数解析式为y=gx=sin2x+﹣=sin2x+,∵x∈﹣,,可得:2x+∈,,∴gx=sin2x+∈,1.6.已知向量,向量,函数.Ⅰ求fx单调递减区间;Ⅱ已知a,b,c分别为△ABC内角A,B,C的对边,A为锐角,,c=4,且fA恰是fx 在上的最大值,求A,b,和△ABC的面积S.解:Ⅰ∵=+1+sin2x+=sin2x﹣cos2x+2=sin2x﹣+2,…∴, 所以:fx的单调递减区间为:.…Ⅱ 由1知:,∵时,,由正弦函数图象可知,当时fx 取得最大值3,…7分∴,…8分由余弦定理,a 2=b 2+c 2﹣2bccosA,得:,∴b=2,…10分∴.…12分7.已知函数.Ⅰ作出在一个周期内的图象;Ⅱ分别是中角的对边,若,求的面积.()cos sin 6f x x x π⎛⎫=++ ⎪⎝⎭()f x a b c ,,ABC △ A B C ,,() 1a f A b ===,,ABC △利用“五点法”列表如下:……………………………………………………4分 画出在上的图象,如图所示:Ⅱ由Ⅰ,在中,,所以.由正弦定理可知,,所以,………………9分又,∴,∴,∴. 因此.…………………………12分 ()f x 5 33ππ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦,()sin 3f A A π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭ABC △0A π<<3A π=sin sin a b A B =1sin sin 3B =1sin 2B =203B π<<6B π=2C π=11122S ab ==ABC △8.已知函数fx=m+2cos2x•cos2x+θ为奇函数,且f=0,其中m∈R,θ∈0,πⅠ求函数fx的图象的对称中心和单调递增区间Ⅱ在△ABC中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,且f+=﹣,c=1,ab=2,求△ABC的周长.解答解:Ⅰf=﹣m+1sinθ=0,∵θ∈0,π.∴sinθ≠0,∴m+1=0,即m=﹣1,∵fx为奇函数,∴f0=m+2cosθ=0,∴cosθ=0,θ=.故fx=﹣1+2cos2xcos2x+=cos2x•﹣sin2x=﹣sin4x,由4x=kπ,k∈Z得:x=kπ,k∈Z,故函数fx的图象的对称中心坐标为:kπ,0,k∈Z,由4x∈+2kπ, +2kπ,k∈Z得:x∈+kπ, +kπ,k ∈Z,即函数fx的单调递增区间为+kπ, +kπ,k∈Z,Ⅱ∵f+=﹣sin2C+﹣,C为三角形内角,故C=,∴c2=a2+b2﹣2abcosC==,∵c=1,ab=2,∴a+b=2+,∴a+b+c=3+,即△ABC的周长为3+.9.已知向量=sin,1,=cos,cos2,记fx=•.Ⅰ若fx=1,求cosx+的值;Ⅱ在锐角△ABC中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,且满足2a﹣ccosB=bcosC,求f2A的取值范围.解答解:Ⅰ向量=sin,1,=cos,cos2,记fx=•=sincos+cos2=sin+cos+=sin+,因为fx=1,所以sin=,所以cosx+=1﹣2sin2=,Ⅱ因为2a﹣ccosB=bcosC,由正弦定理得2sinA﹣sinCcosB=sinBcosC所以2sinAcosB﹣sinCcosB=sinBcosC所以2sinAcosB=sinB+C=sinA,sinA≠0,所以cosB=,又0<B<,所以B=,则A+C=,即A=﹣C,又0<C<,则<A<,得<A+<,所以<sinA+≤1,又f2A=sinA+,所以f2A的取值范围.10.已知向量,函数fx=.1求函数fx的最小正周期及在上的值域;2在△ABC中,若fA=4,b=4,△ABC的面积为,求a的值.解答解:1向量,函数fx==2+sin2x+2cos2x=3+sin2x+cos2x=3+2sin2x+,可得函数fx的最小正周期为=π,x∈,即有2x+∈﹣,,可得sin2x+∈﹣,1,则在上的值域为2,5;2在△ABC中,若fA=4,b=4,△ABC的面积为,可得3+2sin2A+=4,即sin2A+=,由0<A<π,可得<2A+<,可得2A+=,即A=,由=bcsinA=•4c•sin=c,解得c=1,则a2=b2+c2﹣2bccosA=16+1﹣8×=13,即a=.11.已知函数fx=2sinx+•cosx.1若0≤x≤,求函数fx的值域;2设△ABC的三个内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若A为锐角且fA=,b=2,c=3,求cosA﹣B的值.解答解:1fx=2sinx+•cosx=sinx+cosx•cosx=sinxcosx+cos2x=sin2x+cos2x+=sin2x++;…由得,,∴,…∴,即函数fx的值域为;…2由,得,又由,∴,∴,解得;…在△ABC中,由余弦定理a2=b2+c2﹣2bccosA=7,解得;…由正弦定理,得,…∵b<a,∴B<A,∴,∴cosA﹣B=cosAcosB+sinAsinB=.…12..已知向量x ∈R,设函数fx=﹣1.1求函数fx 的单调增区间;2已知锐角△ABC 的三个内角分别为A,B,C,若fA=2,B=,边AB=3,求边BC .解答解:由已知得到函数fx=﹣1=2cos 2x+2sinxcosx ﹣1=cos2x+sin2x=2cos2x ﹣;所以1函数fx 的单调增区间是2x ﹣∈2kπ﹣π,2kπ,即x ∈kπ﹣,kπ+,k ∈Z ;已升级到最新版2已知锐角△ABC 的三个内角分别为A,B,C,fA=2,则2cos2A ﹣=2,所以A=,又B=,边AB=3,所以由正弦定理得,即,解得BC=.13.. 1求函数的单调递减区间;2在中,角的对边分别为,若,的面积为,求a 的最小值.2()sin 2f x x x =+()f x ABC ∆,,A B C ,,a b c ()12A f =ABC∆试题解析:1, 令,解得,,∴的单调递减区间为. 14.已知fx=•,其中=2cosx,﹣sin2x,=cosx,1,x ∈R .1求fx 的单调递减区间;2在△ABC 中,角A,B,C 所对的边分别为a,b,c,fA=﹣1,a=,且向量=解答解:1由题意知.3分∵y=cosx 在a 2上单调递减,∴令,得∴fx 的单调递减区间,6分2∵,∴,又,∴,即,8分∵,由余弦定理得a 2=b 2+c 2﹣2bccosA=b+c 2﹣3bc=7.10分因为向量与共线,所以2sinB=3sinC,由正弦定理得2b=3c .∴b=3,c=2.12 分.111()cos 22sin(2)2262f x x x x π=-=-+3222262k x k πππππ+≤-≤+536k x k ππππ+≤≤+k Z ∈()f x 5[,]36k k ππππ++k Z ∈15.已知函数fx=2sinx+•cosx.1若0≤x≤,求函数fx的值域;2设△ABC的三个内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若A为锐角且fA=,b=2,c=3,求cosA ﹣B的值.解答解:1fx=2sinx+•cosx=sinx+cosx•cosx=sinxcosx+cos2x=sin2x+cos2x+=sin2x++;…由得,,∴,…∴,即函数fx的值域为;…2由,得,又由,∴,∴,解得;…在△ABC中,由余弦定理a2=b2+c2﹣2bccosA=7,解得;…由正弦定理,得,…∵b<a,∴B<A,∴,∴cosA﹣B=cosAcosB+sinAsinB=.…16.在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,fx=2sinx﹣Acosx+sinB+Cx∈R,函数fx的图象关于点,0对称.Ⅰ当x∈0,时,求fx的值域;Ⅱ若a=7且sinB+sinC=,求△ABC的面积.解答解:Ⅰfx=2sinx﹣Acosx+sinB+C=2sinxcosA﹣cosxsinAcosx+sinA=2sinxcosxcosA﹣2cos2xsinA+sinA=sin2xcosA﹣cos2xsinA=sin2x﹣A,由于函数fx的图象关于点,0对称,则f=0,即有sin﹣A=0,由0<A<π,则A=,则fx=sin2x﹣,由于x∈0,,则2x﹣∈﹣,,即有﹣<sin2x﹣≤1.则值域为﹣,1;Ⅱ由正弦定理可得===, 则sinB=b,sinC=c,sinB+sinC=b+c=,即b+c=13,由余弦定理可得a2=b2+c2﹣2bccosA,即49=b2+c2﹣bc=b+c2﹣3bc,即有bc=40,则△ABC的面积为S=bcsinA=×40×=10.17.已知函数fx=2sinxcosx﹣3sin2x﹣cos2x+3.1当x∈0,时,求fx的值域;2若△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且满足=,=2+2cosA+C,求fB的值.解答解:1∵fx=2sinxcosx﹣3sin2x﹣cos2x+3=sin2x﹣3﹣+3=sin2x﹣cos2x+1=2sin2x++1,∵x∈0,,∴2x+∈,,∴sin2x+∈,1,∴fx=2sin2x++1∈0,3;2∵=2+2cosA+C,∴sin2A+C=2sinA+2sinAcosA+C,∴sinAcosA+C+cosAsinA+C=2sinA+2sinAcosA+C,∴﹣sinAcosA+C+cosAsinA+C=2sinA,即sinC=2sinA,由正弦定理可得c=2a,又由=可得b=a,由余弦定理可得cosA=== ,∴A=30°,由正弦定理可得sinC=2sinA=1,C=90°,由三角形的内角和可得B=60°,∴fB=f60°=218.设函数fx=cos2x﹣+2cos2x.1求fx的最大值,并写出使fx取得最大值时x的集合;2求fx的单调递增区间;3已知△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,若fB+C=,b+c=2,求a的最小值.解答解:1由三角函数公式化简可得fx=cos2x﹣+2cos2x=cos2xcos+sin2xsin+2cos2x=﹣cos2x﹣sin2x+1+cos2x=cos2x﹣sin2x+1=cos2x++1,当2x+=2kπ即x=kπ﹣k∈Z时,fx取得最大值2,此时x的集合为{x|x=kπ﹣,k∈Z};2由2kπ+π≤2x+≤2kπ+2π可解得kπ+≤x≤kπ+,∴fx的单调递增区间为得kπ+,kπ+,k∈Z;3由2可得fB+C=cos2B+2C++1=,∴cos2B+2C+=,由角的范围可得2B+2C+=,变形可得B+C=,A=, 由余弦定理可得a2=b2+c2﹣2bccosA=b2+c2﹣bc=b+c2﹣3bc=4﹣3bc≥4﹣32=1当且仅当b=c=1时取等号,故a的最小值为119.已知函数,x∈R.1求函数fx的最大值和最小正周期;2设△ABC 的内角A,B,C 的对边分别a,b,c,且c=3,fC=0,若sinA+C=2sinA,求a,b 的值.解答解:1 (3)∵,∴,∴fx 的最大值为0,最小正周期是…6分2由,可得∵0<C <π,∴0<2C <2π,∴∴,∴∵sinA+C=2sinA,∴由正弦定理得①…9分由余弦定理得∵c=3∴9=a 2+b 2﹣ab②由①②解得,…12分20..已知向量,设函数.1求在上的最值;2在中,分别是角的对边,若,,求的值.()()3sin 22,cos ,1,2cos m x x n x =+=()f x m n =⋅()f x 0,4π⎡⎤⎢⎥⎣⎦ABC ∆,,a b c ,,A B C ()4,1f A b ==ABC ∆a;2.21.已知函数fx=sin 2x+sin2x .1求函数fx 的单调递减区间;2在△ABC 中,角A,B,C 的对边分别为a,b,c,若f =,△ABC 的面积为3,求a 的最小值.解答解:1∵fx=sin 2x+sin2x=+sin2x=sin2x ﹣+,∴2kπ+≤2x ﹣≤2kπ+,k ∈Z,解得:kπ+≤x ≤kπ+,k ∈Z,∴函数fx 的单调递减区间为:kπ+,kπ+,k ∈Z .()()min max 4,5f x f x ∴==()12sin 234,sin 2662f A A A ππ⎛⎫⎛⎫=++=∴+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭1352,2666663AA A ππππππ⎛⎫+∈∴+=∴= ⎪⎝⎭1sin 2ABC S bc A ∆==2c ∴=2222cos 3a b c bc A a ∴=+-=∴=2∵f=,即: sin2×﹣+=,化简可得:sinA﹣=,又∵A∈0,π,可得:A﹣∈﹣,,∴A﹣=,解得:A=,∵S△ABC=bcsinA=bc=3,解得:bc=12,∴a==≥=2.当且仅当b=c时等号成立.故a的最小值为2.22.已知函数fx=2sinxcosx+2,x∈R.1求函数fx的最小正周期和单调递增区间;2在锐角三角形ABC中,若fA=1,,求△ABC的面积.解答解:1fx=2sinxcosx+=sin2x+=2sin2x+,∴函数fx的最小正周期为π,由2kπ﹣≤2x+≤2kπ+,k∈Z,得,∴函数fx的单调增区间是k,k k∈Z,2由已知,fA=2sin2A+=1,∴sin2A+=,∵0<A<,∴,∴2A+=,从而A=,又∵=,∴,∴△ABC的面积S===.23.已知向量=sinx,﹣1,向量=cosx,﹣,函数fx=+•.1求fx的最小正周期T;2已知a,b,c分别为△ABC内角A,B,C的对边,A为锐角,a=2,c=4,且fA恰是fx在0,上的最大值,求A和b.解答解:1∵向量=sinx,﹣1,向量=cosx,﹣,∴fx=+•=sin2x+1+sinxcosx+=+1+sin2x+= sin2x﹣cos2x+2=sin2x﹣+2,∵ω=2,∴函数fx的最小正周期T==π;2由1知:fx=sin2x﹣+2,∵x∈0,,∴﹣≤2x﹣≤,∴当2x﹣=时,fx取得最大值3,此时x=,∴由fA=3得:A=, 由余弦定理,得a2=b2+c2﹣2bccosA,∴12=b2+16﹣4b,即b﹣22=0,∴b=2.24.在中,分别是角的对边,且满足. 1求角的大小;2设函数,求函数在区间上的值域.25.已知函数在处取最小值.ABC ∆c b a ,,C B A ,,CBc b a cos cos 2=-C 23sin sin 2cos cos sin 2)(2-+=C x C x x x f )(x f ]2,0[π2()2sin coscos sin sin (0)2f x x x x ϕϕϕπ=+-<<x π=1求的值;2在中,分别为内角的对边,已知求角.试题分析:1利用三角恒等变换公式化简函数解析式得,由在处取最小值及查求得;2由可得,再由正弦定理求出,从而求出角的值,即可求角.2因为,所以,因为角为的内角,所以. 又因为所以由正弦定理,得, 也就是, 因为,所以或. 当时,; 当时,. 26.已知函数的最小正周期为.ϕABC∆,,a b c ,,A B C 1,()a b f A ===C ()sin()f x x ϕ=+x π=0ϕπ<<2πϕ=()f A =6A π=sin B B C ()2f A =cos 2A =A ABC ∆6A π=1,a b ==sin sin a bA B=sin 1sin 22b A B a ===b a >4B π=34B π=4B π=76412C ππππ=--=34B π=36412C ππππ=--=2()2sin(0)2xf x x ωωω=->3π1求函数在区间上的最大值和最小值; 2已知分别为锐角三角形中角的对边,且满足,,求的面积.答案及解析:26.1,;2.试题分析:1利用三角恒等变换相关公式化简函数解析式得,由周期为,可求的值,由三角函数性质可求函数的最值.2及正弦定理可求得,从而是求出解的值,由可求出角及角,由正弦定理求出边,即可求三角形面积.27.已知函数.Ⅰ求函数fx 的单调递增区间;Ⅱ在△ABC 中,内角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c .已知,a=2,,求△ABC 的面积.解答解:Ⅰ =sin2xcos+cos2xsin+cos2x=sin2x+cos2x=sin2x+cos2x=sin2x+.令 2kπ﹣≤2x+≤2kπ+,k ∈z,求得 kπ﹣≤x ≤kπ+,()f x 3[,]4ππ-,,a b c ABC ,,A B C 2,()1b f A ==2sin b A =ABC ∆min ()1f x =max ()1f x =33+()2sin()16f x x πω=+-3πω2sin b A =sin B =B ()1f A =4A π=51246C πππ==+a函数fx的单调递增区间为kπ﹣,kπ+,k∈z.Ⅱ由已知,可得 sin2A+=,因为A为△ABC内角,由题意知0<A<π,所以<2A+<,因此,2A+=,解得A=.由正弦定理,得b=,…由A=,由B=,可得 sinC=,…∴S=ab•sinC==.28.已知函数fx=Asinωx+φA>0,ω>0,|φ|<,x∈R,且函数fx的最大值为2,最小正周期为,并且函数fx的图象过点,0.1求函数fx解析式;2设△ABC的角A,B,C的对边分别为a,b,c,且f=2,c=,求a+2b的取值范围.解答解:1根据题意得:A=2,ω=4,即fx=2sin4x+φ,把,0代入得:2sin+φ=0,即sin+φ=0,∴+φ=0,即φ=﹣,则fx=2sin4x﹣;2由f=2sinC﹣=2,即sinC﹣=1,∴C﹣=,即C=,由正弦定理得: ==2R,即=2R=1,∴a+2b=2RsinA+4RsinB=sinA+2sinB=sinA+2sin﹣A=sinA+2sin cosA﹣2cossinA=sinA+cosA﹣sinA=cosA,∵<cosA<1,即<cosA<,∴a+2b的范围为,.29.已知函数fx=2cos2x+cos2x+.1若fα=+1,0<a<,求sin2α的值;2在锐角△ABC中,a,b,c分别是角A,B,C的对边;若fA=﹣,c=3,△ABC的面积S△ABC=3,求a的值.解答解:1化简可得fx=2cos2x+cos2x+=1+cos2x+cos2x﹣sin2x=cos2x﹣sin2x+1=cos2x++1,∴fα=cos2α++1=+1,∴cos2α+=,∵0<α<,∴0<2α+<,∴sin2α+==,∴2∵fx=cos2x++1,∴fA=cos2A++1=﹣,∴cos2A+=﹣,又∵A∈0,,∴2A+∈,,∴2A+=,解得A=又∵c=3,S △ABC =bcsinA=3,∴b=4由余弦定理得a 2=b 2+c 2﹣2bccosA=13, ∴a=30.已知函数13cos 3cos sin 3)(-⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎭⎫ ⎝⎛++=πωπωωx x x x f 0>ω,R ∈x ,且函数)(x f 的最小正周期为π.1求函数)(x f 的解析式;2在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,若0)(=B f ,23=⋅BC BA ,且4=+c a ,求b 的值.参考答案1, ……………3分 又,所以,, ………………………………………………5分所以,. …………………………………………………6分π()cos 12sin 16f x x x x ωωω⎛⎫=+-=+- ⎪⎝⎭πT =2=ωπ()2sin 216f x x ⎛⎫=+- ⎪⎝⎭2,故, 所以,或, 因为是三角形内角,所以.……9分 而,所以,, …………………………11分 又,所以,,所以,,所以,. …………………………………14分31.已知函数2()sin(2)2cos 1()6f x x x x π=--∈+R .Ⅰ求()f x 的单调递增区间;Ⅱ在△ABC 中,三个内角,,A B C 的对边分别为,,a b c ,已知()12f A =,且△ABC 外求a 的值. 试题解析:Ⅰ∵x x x x x x f 2cos 2cos 212sin 231cos 2)62sin()(2+-=-+-=π ………………2分x x 2cos 212sin 23+==)62sin(π+x ………………3分 由∈+≤+≤+-k k x k (226222πππππZ 得,∈+≤≤+-k k x k (63ππππZ 5分π()2sin 2106f B B ⎛⎫=+-= ⎪⎝⎭π1sin 262B ⎛⎫+= ⎪⎝⎭ππ22π66B k +=+π5π22π66B k +=+Z ∈k B π3B =3cos 2BA BC ac B ⋅=⋅=3=ac 4=+c a 1022=+c a 7cos 2222=-+=B ac c a b 7=a∴)(x f 的单调递增区间是∈++-k k k ](6,3[ππππZ (7)Ⅱ∵21)62sin()(=+=πA A f ,π<<A 0,62626ππππ+<+<A于是6562ππ=+A ∴ 3π=A ∵ABC ∆外接圆的半径为由正弦定理2sin a R A =,得2sin 3a R A ===,32.在中,分别是角A,B,C 的对边,已知,且1求的大小;2设且的最小正周期为,求在的最大值;试题解析:1∵ ∴∴ 又∵0<x < ∴A=2.==++=+== sin x+∵ = ∴=2 ∴=sin2x+∵ ∴2x+, ∴时.33.已知函数fx=sinxcosx++1.1求函数fx 的单调递减区间;2在△ABC中,a,b,c分别是角A、B、C的对边fC=,b=4,•=12,求c.解答解:1fx=sinx cosx﹣sinx+1=sin2x﹣+1=sin2x++.令≤2x+≤,解得≤x≤.∴函数fx的单调递减区间是,,k∈Z.2∵fC=sin2C++=,∴sin2C+=1,∴C=.∵•=abcosA=2a=12,∴a=2.由余弦定理得c2=a2+b2﹣2abcosC=12+16﹣24=4.∴c=2.34.在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知a2+c2﹣b2=ac,且b=c.1求角A的大小;2设函数fx=1+cos2x+B﹣cos2x,求函数fx的单调递增区间.解答解:1在△ABC中,因为,所以.…在△ABC中,因为,由正弦定理可得,所以,,,故…2由1得===…,得即函数fx 的单调递增区间为…35.ABC 的三个内角A,B,C 所对的边分别为a,b,c,已知46cos ,a .55A == 1当3B π=时,求b 的值;2设B x =02x π⎛⎫<< ⎪⎝⎭,求函数()22x f x b =+的值域.36.已知函数fx=sinxsinx+cosx .1求fx 的最小正周期和最大值;2在锐角三角形ABC 中,角A,B,C 的对边分别为a,b,c,若f =1,a=2,求三角形ABC面积的最大值. 解答解:1fx=sin 2x+sinxcosx=﹣cos2x+sin2x=sin2x ﹣.∴fx的最小正周期T==π,fx的最大值是.2∵f=sinA﹣+=1,∴sinA﹣=,∴A=.∵a2=b2+c2﹣2bccosA,∴12=b2+c2﹣bc,∴b2+c2=12+bc≥2bc,∴bc≤12.∴S==bc≤3.∴三角形ABC面积的最大值是3.37.已知向量=cos2x, sinx﹣,=1,,设函数fx=.Ⅰ求函数fx取得最大值时x取值的集合;Ⅱ设A,B,C为锐角三角形ABC的三个内角,若cosB=,fC=﹣,求sinA的值.解答解:Ⅰ∵向量=cos2x, sinx﹣,=1,,∴函数fx==cos2x+sinx﹣2=cos2x+sin2x+cos2x﹣sinxcosx=cos2x﹣sin2x+=cos2x++故当cos2x+=1时,函数fx取得最大值,此时2x+=2kπ,解得x=kπ﹣,k∈Z,故x取值的集合为{x|x=kπ﹣,k∈Z};Ⅱ∵A,B,C为锐角三角形ABC的三个内角,且cosB=,∴sinB==,又fC=cos2C++=﹣,∴cos2C+=﹣,∴2C+=,解得C=,∴sinA=sin﹣B=cosB+sinB==38..已知向量=sin2x+2,cosx,=1,2cosx,设函数fx=1求fx的最小正周期与单调递增区间;2在△ABC中,a,b,c分别是角A,B,C所对应的边,若fA=4,b=1,得面积为,求a的值.解答解:1∵向量=sin2x+2,cosx,=1,2cosx,∴函数fx=•=sin2x+2+2cos2x=sin2x+cos2x+3=2sin2x++3,∵ω=2,∴T=π,令2kπ﹣≤2x+≤2kπ+,k∈Z,得到kπ﹣≤x≤kπ+,k∈Z,则fx的最小正周期为π;单调递增区间为kπ﹣,kπ+,k∈Z;2由fA=4,得到2sin2A++3=4,即sin2A+=,∴2A+=或2A+=,解得:A=0舍去或A=,∵b=1,面积为,∴bcsinA=,即c=2,由余弦定理得:a2=b2+c2﹣2bccosA=1+4﹣2=3,则a=.39..设△ABC的内角A、B、C的对边长分别为a、b、c,设S为△ABC的面积,满足S=.Ⅰ求B;Ⅱ若b=,设A=x,,求函数y=fx的解析式和最大值.解答解:Ⅰ∵S=acsinB,cosB=,S=a2+c2﹣b2,∴acsinB=•2accosB,∴tanB=,又B∈0,π,∴B=;Ⅱ由Ⅰ知B=,△ABC的内角和A+B+C=π,又A>0,C>0,得0<A<,由正弦定理,知a===2sinx,c==2sin﹣x,∴y=﹣1a+2c=2﹣1sinx+4sin﹣x=2sinx+2cosx=2sinx+0<x<,当x+=,即x=时,y取得最大值2.40.在△ABC中,a,b,c分别是内角A,B,C的对边,且2a﹣ccosB﹣bcosC=0.1求∠B;2设函数fx=﹣2cos2x+B,将fx的图象向左平移后得到函数gx的图象,求函数gx的单调递增区间.解答解:1由2a﹣ccosB﹣bcosC=0及正弦定理得,2sinA﹣sinCcosB﹣sinBcosC=0,即2sinAcosB﹣sinB+C=0,因为A+B+C=π,所以sinB+C=sinA,因为sinA≠0,所以cosB=,由B是三角形内角得,B=,2由1得,B=,则fx=﹣2cos2x+B=﹣2cos2x+,所以gx=﹣2cos2x++,=﹣2cos2x+=2sin2x,由得,故函数gx的单调递增区间是:.41..已知函数 fx=sin2x﹣cos2x﹣,x∈R.1求函数fx的最小正周期和单调递减区间;2设△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c且c=,fC=0.若sinB=2sinA,求a,b的值.解答解:1∵fx=sin2x﹣cos2x﹣,x∈R.=sin2x﹣﹣=sin2x﹣﹣1∴T==π∴由2kπ+≤2x﹣≤2kπ+,k∈Z可解得:x∈kπ,kπ+ ,k∈Z∴fx单调递减区间是:kπ,kπ+,k∈Z2fC=sin2C﹣﹣1=0,则sin2C﹣=1∵0<C<π,∴C=∵sinB=2sinA,∴由正弦定理可得b=2a①∵c=,∴由余弦定理可得c2=a2+b2﹣ab=3②由①②可得a=1,b=2.42..在锐角△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且,1求角B的值;2设A=θ,求函数的取值范围.解:1∵由正弦定理得a=2RsinA,b=2RsinB,c=2RsinC,sinB+C=sinAcosB,∴cosB= ,∴B=.…2锐角△ABC中,A+B=,∴θ∈,,…=1﹣cos+2θ﹣cos2θ=1+sin2θ﹣cos2θ=sin2θ﹣cos2θ+1=2sin2θ﹣+1.…9分∵θ∈,,∴2θ﹣∈,,∴2<2sin2θ﹣+1≤3.所以:函数fθ的取值范围是2,3.…12分。
三角函数与解三角形 测试题(有解析、答案)(时间120分钟,满分150分) 第Ⅰ卷(选择题,共50分)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.已知α∈(π2,π),sin α=35,则tan(α+π4)等于 ( )A.17 B .7 C .-17 D .-7 解析:由α∈(π2,π),sin α=35,得tan α=-34,tan(α+π4)=1+tan α1-tan α=17.答案:A2.sin45°·cos15°+cos225°·sin15°的值为 ( )A .-32 B .-12 C.12 D.32解析:sin45°cos15°+cos225°sin15°=sin45°cos15°-cos45°sin15°=sin(45°-15°)=sin30° =12. 答案:C3.要得到y =sin(2x -π3)的图像,只要将y =sin2x 的图像 ( )A .向左平移π3个单位B .向右平移π3个单位C .向左平移π6个单位D .向右平移π6个单位解析:∵y =sin(2x -π3)=sin2(x -π6),∴只要将y =sin2x 的图像向右平移π6个单位便得到y =sin(2x -π3)的图像.答案:D4.在△ABC 中,若sin 2A +sin 2B -sin A sin B =sin 2C ,且满足ab =4,则该三角形的面积为( )A .1B .2 C. 2 D. 3 解析:∵sin 2A +sin 2B -sin A sin B =sin 2C , ∴a 2+b 2-ab =c 2,∴cos C =a 2+b 2-c 22ab =12,∴C =60°,∴S △ABC =12ab sin C =12×4×32= 3.答案:D5.有一种波,其波形为函数y =sin(π2x )的图像,若在区间[0,t ]上至少有2个波峰(图像的最高点),则正整数t 的最小值是 ( ) A .3 B .4 C .5 D .6 解析:由T =2πω=2ππ2=4,可知此波形的函数周期为4,显然当0≤x ≤1时函数单调递增, x =0时y =0,x =1时y =1,因此自0开始向右的第一个波峰所对的x 值为1,第二个 波峰对应的x 值为5,所以要区间[0,t ]上至少两个波峰,则t 至少为5. 答案:C6.若函数f (x )=(1+3tan x )cos x,0≤x <π2,则f (x )的最大值为 ( )A .1B .2 C.3+1 D.3+2 解析:f (x )=(1+3tan x )cos x =cos x +3sin x =2sin(x +π6),∵0≤x <π2,∴f (x )max =2.答案:B7.使奇函数f (x )=sin(2x +θ)+3cos(2x +θ)在[-π4,0]上为减函数的θ 值为 ( )A .-π3B .-π6 C.5π6 D.2π3解析:由已知得:f (x )=2sin(2x +θ+π3),由于函数为奇函数,故有θ+π3=kπ⇒θ=kπ-π3(k ∈Z),可淘汰BC 选项,然后分别将A和D 选项代入检验,易知当θ=2π3时,f (x )=-2sin2x 其在区间[-π4,0]上递减. 答案:D8.若向量a =(sin(α+π6),1),b =(4,4cos α-3),若a ⊥b ,则sin(α+4π3)等于 ( )A .-34 B.34 C .-14 D.14解析:∵a ⊥b ,∴a ·b =0, ∴4sin(α+π6)+4cos α-3=0,∴sin αcos π6+cos αsin π6+cos α=34,∴12sin α+32cos α=14,∴sin(α+π3)=14,∴sin(α+4π3)=-sin(α+π3)=-14.答案:C9.函数y =sin(ωx +φ)(x ∈R ,ω>0,0≤φ<2π)的部分图像如图,则 ( )A .ω=π2,φ=π4B .ω=π3,φ=π6C .ω=π4,φ=π4D .ω=π2,φ=5π4解析:T 4=3-1=2,∴T =8,ω=2πT =π4令π4×1+φ=π2,得φ=π4. 答案:C10.设函数f (x )=A sin(ωx +φ),(A ≠0,ω>0,-π2<φ<π2)的图像关于直线x =2π3对称,它的周期是π,则 ( ) A .f (x )的图像过点(0,12)B .f (x )的图像在[5π12,2π3]上递减C .f (x )的最大值为AD .f (x )的一个对称中心是点(5π12,0)解析:T =π,∴ω=2.∵图像关于直线x =2π3对称,∴sin(2π3ω+φ)=±1即2π3×2+φ=π2+kπ,k ∈Z 又∵-π2<φ<π2∴φ=π6∴f (x )=A sin(2x +π6).再用检验法.答案:D第Ⅱ卷(非选择题,共100分)二、填空题(本大题共5小题,每小题5分,共25分.请把正确答案填在题中横线上)11.已知α是第二象限角,sin α=12,则sin2a 等于________解析:由已知得cos α=-32,则sin2α=2sin αcos α=2×12×(-32)=-32.答案:-3212.已知函数f (x )=2sin(ωx +φ)的图像如下图所示,则f (7π12)=________.解析:由图像知,函数的周期为32×T =π,∴T =2π3.∵f (π4)=0,∴f (7π12)=f (π4+π3)=f (π4+T 2)=-f (π4)=0.答案:013.计算:cos10°+3sin10°1-cos80°=________.解析:cos10°+3sin10°1-cos80°=2cos(10°-60°)2sin 240°=2cos50°2sin40°= 2. 答案: 214.设函数y =2sin(2x +π3)的图像关于点P (x 0,0)成中心对称,若x 0∈[-π2,0],则x 0=________.解析:因为图像的对称中心是与x 轴的交点,所以由y =2sin(2x +π3)=0,x 0∈[-π2,0]得x 0=-π6.答案:-π615.设△ABC 的内角A ,B ,C 所对的边长分别为a ,b ,c 且a cos B -b cos A =35c .则tan A tan B的值为________.解析:由a cos B -b cos A =35c 及正弦定理可得sin A cos B -sin B cos A =35sin C ,即sin A cos B-sin B cos A =35sin(A +B ),即5(sin A cos B -sin B cos A )=3(sin A cos B +sin B cos A ),即sin A cos B =4sin B cos A ,因此tan A =4tan B ,所以tan Atan B=4. 答案:4三、解答题(本大题共6小题,共75分.解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)16.(本小题满分12分)已知:0<α<π2<β<π,cos(β-π4)=13,sin(α+β)=45.(1)求sin2β的值;(2)设函数f (x )=cos x -sin x ,试求f (α)的值.解:(1)∵cos(β-π4)=13,∴cos(2β-π2)=2cos 2(β-π4)-1=2×19-1=-79,即sin2β=-79.(2)∵0<α<π2<β<π,∴π4<β-π4<3π4,π2<α+β<3π2,∴sin(β-π4)>0,cos(α+β)<0,∴sin(β-π4)=223,cos(α+β)=-35.∴f (α)=cos α-sin α=2cos(α+π4) =2cos[(α+β)-(β-π4)]=2[cos(α+β)cos(β-π4)+sin(α+β)sin(β-π4)]=2(-35×13+45×223)=16-3215.17.(本小题满分12分)如图,点A ,B 是单位圆上的两点,A ,B点分别在第一、二象限,点C 是圆与x 轴正半轴的交点,△AOB 是正三角形,若点A 的坐标为(35,45),记∠COA =α.(1)求1+sin2α1+cos2α的值;(2)求|BC |2的值.解:(1)∵A 的坐标为(35,45),根据三角函数的定义可知,sin α=45,cos α=35,∴1+sin2α1+cos2α=1+2sin αcos α2cos 2α=4918.(2)∵△AOB 为正三角形,∴∠AOB =60°.∴cos ∠COB =cos(α+60°)=cos αcos60°-sin αsin60°=35×12-45×32=3-4310, ∴|BC |2=|OC |2+|OB |2-2|OC |·|OB |cos ∠COB =1+1-2×3-4310=7+435. 18.(本题满分13分)(2010·黄冈模拟)△ABC 中,角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c ,且lg a-lg b =lgcos B -lgcos A ≠0. (1)判断△ABC 的形状;(2)设向量m =(2a ,b ),n =(a ,-3b ),且m ⊥n ,(m +n )·(-m +n )=14,求a ,b ,c . 解:由题lg a +lgcos A =lg b +lgcos B ,故a cos A =b cos B . 由正弦定理sin A cos A =sin B cos B ,即sin2A =sin2B . 又cos A >0,cos B >0,故A ,B ∈(0,π2),2A,2B ∈(0,π)因a ≠b ⇒A ≠B ,故2A =π-2B . 即A +B =π2,故△ABC 为直角三角形.(2)由于m ⊥n ,所以2a 2-3b 2=0 ① 且(m +n )·(-m +n )=n 2-m 2=14,即8b 2-3a 2=14 ② 联立①②解得a 2=6,b 2=4,故在直角△ABC 中,a =6,b =2,c =10.19.(本小题满分12分)已知a =(sin x ,32),b =(cos x ,-1).(1)当a 与b 共线时,求2cos 2x -sin2x 的值; (2)求f (x )=(a +b )·b 在[-π2,0]上的值域.解:(1)∵a 与b 共线, ∴32cos x +sin x =0.∴tan x =-32. 故2cos 2x -sin2x =2cos 2x -2sin x cos x sin 2x +cos 2x=2-2tan x 1+tan 2x =2013. (2)∵a +b =(sin x +cos x ,12),∴f (x )=(a +b )·b =(sin x +cos x ,12)·(cos x ,-1).∴sin x cos x +cos 2x -12=12(sin2x +cos2x )=22sin(2x +π4). ∵-π2≤x ≤0,∴-3π4≤2x +π4≤π4, ∴-1≤sin(2x +π4)≤22,∴f (x )的值域为[-22,12]. 20.(本小题满分13分)已知函数f (x )=A sin(ωx +φ)+B (A >0,ω>0)的一系列对应值如下表:(1)根据表格提供的数据求函数f (x )的一个解析式; (2)根据(1)的结果,若函数y =f (kx )(k >0)周期为2π3,当x ∈[0,π3]时,方程f (kx )=m 恰 有两个不同的解,求实数m 的取值范围. 解:(1)设f (x )的最小正周期为T ,得 T =11π6 -(-π6)=2π, 由T =2πω,得ω=1.又⎩⎪⎨⎪⎧ B +A =3B -A =-1,解得⎩⎪⎨⎪⎧A =2B =1. 令ω·5π6+φ=π2,即5π6+φ=π2,解得φ=-π3,∴f (x )=2sin(x -π3)+1.(2)∵函数y =f (kx )=2sin(kx -π3)+1的周期为2π3,又k >0,∴k =3. 令t =3x -π3,∵x ∈[0,π3],∴t ∈[-π3,2π3]如图sin t =s 在[-π3,2π3]上有两个不同的解的充要条件是s ∈[32,1),∴方程f (kx )=m 在x ∈[0,π3]时恰好有两个不同的解的充要条件是m ∈[3+1,3),即实数m 的取值范围是[3+1,3). 21.(本小题满分13分)已知函数y =|cos x +sin x |.(1)画出函数在x ∈[-π4,7π4]上的简图;(2)写出函数的最小正周期和在[-π4,3π4]上的单调递增区间;试问:当x 在R 上取何值时,函数有最大值?最大值是多少?(3)若x 是△ABC 的一个内角,且y 2=1,试判断△ABC 的形状. 解:(1)∵y =|cos x +sin x |=2|sin(x +π4)|,∴当x ∈[-π4,7π4]时,其图像如图所示.(2)函数的最小正周期是π,在[-π4,3π4]上的单调递增区间是[-π4,π4];由图像可以看出,当x =kπ+π4(k ∈Z)时,该函数有最大值,最大值是 2.(3)若x 是△ABC 的一个内角,则有0<x <π, ∴0<2x <2π.由y 2=1,得|cos x +sin x |2=1⇒1+sin2x =1. ∴sin2x =0,∴2x =π,x =π2,故△ABC 为直角三角形.。
第1讲 三角函数的图象与性质高考定位 三角函数的图象与性质是高考考查的重点和热点内容,主要从以下两个方面进行考查:1.三角函数的图象,涉及图象变换问题以及由图象确定解析式问题,主要以选择题、填空题的形式考查;2.利用三角函数的性质求解三角函数的值、参数、最值、值域、单调区间等,主要以解答题的形式考查.真 题 感 悟1.(全国Ⅰ卷)已知角α的顶点为坐标原点,始边与x 轴的非负半轴重合,终边上有两点A (1,a ),B (2,b ),且cos 2α=23,则|a -b |=( ) A.15B.55C.255D.1解析 由题意知cos α>0.因为cos 2α=2cos 2α-1=23,所以cos α=306,sin α=±66,得|tan α|=55.由题意知|tan α|=⎪⎪⎪⎪⎪⎪a -b 1-2,所以|a -b |=55. 答案 B2.(全国Ⅲ卷)设函数f (x )=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π3,则下列结论错误的是( )A.f (x )的一个周期为-2πB.y =f (x )的图象关于直线x =8π3对称 C.f (x +π)的一个零点为x =π6 D.f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π单调递减解析 A 项,因为f (x )的周期为2k π(k ∈Z 且k ≠0),所以f (x )的一个周期为-2π,A 项正确.B 项,因为f (x )图象的对称轴为直线x =k π-π3(k ∈Z ),当k =3时,直线x =8π3是其对称轴,B 项正确.C 项,f (x +π)=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +4π3,将x =π6代入得到f ⎝ ⎛⎭⎪⎫7π6=cos 3π2=0,所以x =π6是f (x+π)的一个零点,C 项正确.D 项,因为f (x )=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π3的递减区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π-π3,2k π+2π3 (k ∈Z ),递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π+2π3,2k π+5π3 (k ∈Z ),所以⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,2π3是减区间,⎣⎢⎡⎭⎪⎫2π3,π是增区间,D 项错误. 答案 D3.(全国Ⅰ卷)已知函数f (x )=2cos 2x -sin 2x +2,则( ) A.f (x )的最小正周期为π,最大值为3 B.f (x )的最小正周期为π,最大值为4 C.f (x )的最小正周期为2π,最大值为3 D.f (x )的最小正周期为2π,最大值为4解析 易知f (x )=2cos 2x -sin 2x +2=3cos 2x +1=3cos 2x +12+1=32cos 2x +52,则f (x )的最小正周期为π,当2x =2k π,即x =k π(k ∈Z )时,f (x )取得最大值,最大值为4. 答案 B4.(全国Ⅱ卷)若f (x )=cos x -sin x 在[-a ,a ]是减函数,则a 的最大值是( ) A.π4B.π2C.3π4D.π解析 f (x )=cos x -sin x =2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4,且函数y =cos x 在区间[0,π]上单调递减,则由0≤x +π4≤π,得-π4≤x ≤3π4.因为f (x )在[-a ,a ]上是减函数,所以⎩⎪⎨⎪⎧-a ≥-π4,a ≤3π4,解得a ≤π4,所以0<a ≤π4,所以a 的最大值是π4.答案 A考 点 整 合1.常用三种函数的图象与性质(下表中k ∈Z )函数 y =sin x y =cos x y =tan x图象递增 区间 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π-π2,2k π+π2 [2k π-π,2k π]⎝ ⎛⎭⎪⎫k π-π2,k π+π2 递减 区间 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π+π2,2k π+3π2 [2k π,2k π+π]奇偶性 奇函数 偶函数 奇函数 对称 中心 (k π,0) ⎝ ⎛⎭⎪⎫k π+π2,0 ⎝ ⎛⎭⎪⎫k π2,0 对称轴 x =k π+π2 x =k π 周期性2π2ππ2.三角函数的常用结论(1)y =A sin(ωx +φ),当φ=k π(k ∈Z )时为奇函数;当φ=k π+π2(k ∈Z )时为偶函数;对称轴方程可由ωx +φ=k π+π2(k ∈Z )求得.(2)y =A cos(ωx +φ),当φ=k π+π2(k ∈Z )时为奇函数;当φ=k π(k ∈Z )时为偶函数;对称轴方程可由ωx +φ=k π(k ∈Z )求得. (3)y =A tan(ωx +φ),当φ=k π(k ∈Z )时为奇函数. 3.三角函数的两种常见变换热点一 三角函数的定义【例1】 (1)(北京卷)在平面直角坐标系xOy 中,角α与角β均以Ox 为始边,它们的终边关于y 轴对称.若sin α=13,则cos(α-β)=________.(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,则sin 2α+cos 2α+11+tan α=________.解析 (1)法一 由已知得β=(2k +1)π-α(k ∈Z ). ∵sin α=13,∴sin β=sin[(2k +1)π-α]=sin α=13(k ∈Z ). 当cos α=1-sin 2α=223时,cos β=-223,∴cos(α-β)=cos αcos β+sin αsin β=223×⎝ ⎛⎭⎪⎫-223+13×13=-79. 当cos α=-1-sin 2α=-223时,cos β=223,∴cos(α-β)=cos αcos β+sin αsin β=-79.综上可知,cos(α-β)=-79.法二 由已知得β=(2k +1)π-α(k ∈Z ),∴sin β=sin[(2k +1)π-α]=sin α, cos β=cos[(2k +1)π-α]=-cos α,k ∈Z .当sin α=13时,cos(α-β)=cos αcos β+sin αsin β=-cos 2α+sin 2α=-(1-sin 2α)+sin 2α=2sin 2α-1=2×19-1=-79.(2)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. 答案 (1)-79 (2)1825探究提高 1.当角的终边所在的位置不是唯一确定的时候要注意分情况解决,机械地使用三角函数的定义就会出现错误.2.任意角的三角函数值仅与角α的终边位置有关,而与角α终边上点P 的位置无关.若角α已经给出,则无论点P 选择在α终边上的什么位置,角α的三角函数值都是确定的.【训练1】 (1)(潍坊三模)在直角坐标系中,若角α的终边经过点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫sin 23π,cos 23π,则sin(π-α)=( ) A.12B.32C.-12D.-32(2)(北京卷)在平面直角坐标系中,AB ︵,CD ︵,EF ︵,GH ︵是圆x 2+y 2=1上的四段弧(如图),点P 在其中一段上,角α以Ox 为始边,OP 为终边.若tan α<cos α<sin α,则P 所在的圆弧是( )A.AB ︵B.CD ︵C.EF ︵D.GH ︵解析 (1)∵角α的终边过点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫sin 23π,cos 23π,且|OP |=1.∴由三角函数定义,知sin α=cos 2π3=-12.因此sin(π-α)=sin α=-12.(2)设点P 的坐标为(x ,y ),由三角函数的定义得yx <x <y ,所以-1<x <0,0<y <1.所以P 所在的圆弧是EF ︵. 答案 (1)C (2)C 热点二 三角函数的图象 考法1 三角函数的图象变换【例2-1】 (1)要想得到函数y =sin 2x +1的图象,只需将函数y =cos 2x 的图象( )A.向左平移π4个单位长度,再向上平移1个单位长度 B.向右平移π4个单位长度,再向上平移1个单位长度 C.向左平移π2个单位长度,再向下平移1个单位长度D.向右平移π2个单位长度,再向下平移1个单位长度(2)(湖南六校联考)已知函数f (x )=sin(ωx +φ)⎝ ⎛⎭⎪⎫ω>0,|φ|<π2,其图象相邻两条对称轴之间的距离为π2,将函数y =f (x )的图象向左平移π3个单位长度后,得到的图象关于y 轴对称,那么函数y =f (x )的图象( )A.关于点⎝ ⎛⎭⎪⎫π12,0对称B.关于点⎝ ⎛⎭⎪⎫-π12,0对称C.关于直线x =π12对称D.关于直线x =-π12对称解析 (1)因为y =sin 2x +1=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π2+1=cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π4+1,故只需将函数y =cos 2x 的图象向右平移π4个单位长度,再向上平移1个单位长度,即可得到函数y =sin 2x +1的图象. (2)由题意,T =π,ω=2.又y =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π3=sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +φ+2π3的图象关于y 轴对称.∴φ+2π3=k π+π2,k ∈Z . 由|φ|<π2,取φ=-π6,因此f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6,代入检验f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π12=0,A 正确.答案 (1)B (2)A探究提高 1.“五点法”作图:设z =ωx +φ,令z =0,π2,π,3π2,2π,求出x 的值与相应的y 的值,描点、连线可得.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.考法2 由函数的图象特征求解析式【例2-2】 (1)函数f (x )=A sin(ωx +φ)⎝ ⎛⎭⎪⎫A >0,ω>0,|φ|<π2的部分图象如图所示,则函数f (x )的解析式为( )A.f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π6B.f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3C.f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π12D.f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6(2)(济南调研)函数f (x )=A sin(ωx +φ)⎝ ⎛⎭⎪⎫A >0,ω>0,|φ|<π2的部分图象如图所示,若x 1,x 2∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π6,π3,且f (x 1)=f (x 2),则f (x 1+x 2)=( )A.1B.12C.22D.32解析 (1)由题意知A =2,T =4⎝ ⎛⎭⎪⎫5π12-π6=π,ω=2,因为当x =5π12时取得最大值2,所以2=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2×5π12+φ, 所以2×5π12+φ=2k π+π2,k ∈Z ,解得φ=2k π-π3,k ∈Z , 因为|φ|<π2,得φ=-π3. 因此函数f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3.(2)观察图象可知,A =1,T =π,则ω=2. 又点⎝ ⎛⎭⎪⎫-π6,0是“五点法”中的始点,∴2×⎝ ⎛⎭⎪⎫-π6+φ=0,φ=π3. 则f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3. 函数图象的对称轴为x =-π6+π32=π12.又x 1,x 2∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π6,π3,且f (x 1)=f (x 2),所以x 1+x 22=π12,则x 1+x 2=π6,因此f (x 1+x 2)=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2×π6+π3=32. 答案 (1)B (2)D探究提高 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.【训练2】 已知函数f (x )=A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0,|φ|<π2)的部分图象如图所示.(1)求函数f (x )的解析式;(2)将函数y =f (x )的图象上各点的纵坐标保持不变,横坐标缩短到原来的12倍,再把所得的函数图象向左平移π6个单位长度,得到函数y =g (x )的图象,求函数g (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π8上的最小值.解 (1)设函数f (x )的最小正周期为T ,由题图可知 A =1,T 2=2π3-π6=π2,即T =π,所以π=2πω,解得ω=2,所以f (x )=sin(2x +φ),又过点⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,0,由0=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2×π6+φ可得π3+φ=2k π,k ∈Z , 则φ=2k π-π3,k ∈Z ,因为|φ|<π2,所以φ=-π3,故函数f (x )的解析式为f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3.(2)根据条件得g (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫4x +π3,当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π8时,4x +π3∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π3,5π6, 所以当x =π8时,g (x )取得最小值,且g (x )min =12. 热点三 三角函数的性质 考法1 三角函数性质【例3-1】 (合肥质检)已知函数f (x )=sin ωx -cos ωx (ω>0)的最小正周期为π. (1)求函数y =f (x )图象的对称轴方程; (2)讨论函数f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2上的单调性.解 (1)∵f (x )=sin ωx -cos ωx =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx -π4,且T =π,∴ω=2,于是f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π4. 令2x -π4=k π+π2(k ∈Z ),得x =k π2+3π8(k ∈Z ).即函数f (x )图象的对称轴方程为x =k π2+3π8(k ∈Z ).(2)令2k π-π2≤2x -π4≤2k π+π2(k ∈Z ),得函数f (x )的单调递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π-π8,k π+3π8(k ∈Z ).注意到x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2,所以令k =0,得函数f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2上的单调递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,3π8;同理,其单调递减区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤3π8,π2.探究提高 1.讨论三角函数的单调性,研究函数的周期性、奇偶性与对称性,都必须首先利用辅助角公式,将函数化成一个角的一种三角函数.2.求函数y =A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0)的单调区间,是将ωx +φ作为一个整体代入正弦函数增区间(或减区间),求出的区间即为y =A sin(ωx +φ)的增区间(或减区间),但是当A >0,ω<0时,需先利用诱导公式变形为y =-A sin(-ωx -φ),则y =A sin(-ωx -φ)的增区间即为原函数的减区间,减区间即为原函数的增区间. 考法2 三角函数性质与图象的综合应用【例3-2】 已知函数f (x )=2sin ωx cos ωx +23sin 2ωx -3(ω>0)的最小正周期为π.(1)求函数f (x )的单调递增区间.(2)将函数f (x )的图象向左平移π6个单位,再向上平移1个单位,得到函数y =g (x )的图象,若y =g (x )在[0,b ](b >0)上至少含有10个零点,求b 的最小值. 解 (1)f (x )=2sin ωx cos ωx +3(2sin 2ωx -1) =sin 2ωx -3cos 2ωx =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2ωx -π3. 由最小正周期为π,得ω=1, 所以f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3,由2k π-π2≤2x -π3≤2k π+π2,k ∈Z ,整理得k π-π12≤x ≤kx +5π12,k ∈Z ,所以函数f (x )的单调递增区间是⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π-π12,k π+5π12,k ∈Z .(2)将函数f (x )的图象向左平移π6个单位,再向上平移1个单位,得到y =2sin 2x +1的图象; 所以g (x )=2sin 2x +1.令g (x )=0,得x =k π+7π12或x =k π+11π12(k ∈Z ),。
三角函数与解三角形
在数学中,三角函数是研究角度和三角形之间关系的重要工具。
通过三角函数的使用,我们可以解决很多与角度和三角形相关的问题。
本文将介绍三角函数的基本概念以及如何应用三角函数解决三角形的各类问题。
一、三角函数的基本概念
1. 正弦函数(sine function)
正弦函数常用符号为sin,对于任意角θ,其正弦值sinθ等于对边与斜边的比值:sinθ = 对边/斜边。
2. 余弦函数(cosine function)
余弦函数常用符号为cos,对于任意角θ,其余弦值cosθ等于邻边与斜边的比值:cosθ = 邻边/斜边。
3. 正切函数(tangent function)
正切函数常用符号为tan,对于任意角θ,其正切值tanθ等于对边与邻边的比值:tanθ = 对边/邻边。
4. 余切函数(cotangent function)
余切函数常用符号为cot,对于任意角θ,其余切值cotθ等于邻边与对边的比值:cotθ = 邻边/对边。
5. 正割函数(secant function)
正割函数常用符号为sec,对于任意角θ,其正割值secθ等于斜边与邻边的比值:secθ = 斜边/邻边。
6. 余割函数(cosecant function)
余割函数常用符号为csc,对于任意角θ,其余割值cscθ等于斜边与对边的比值:cscθ = 斜边/对边。
二、解三角形的常用方法
1. 已知边长求角度
假设我们已知一个三角形的两条边长a和b,以及它们之间的夹
角θ。
我们可以利用正弦、余弦或正切函数求解这个角度。
- 已知边长a和b,以及夹角θ,可以使用正弦函数来求解:sinθ = a/b,从而可以解得角度θ。
- 已知边长a和b,以及夹角θ,可以使用余弦函数来求解:cosθ = a/b,从而可以解得角度θ。
- 已知边长a和b,以及夹角θ,可以使用正切函数来求解:tanθ = a/b,从而可以解得角度θ。
2. 已知角度求边长
假设我们已知一个三角形的一条边长a,以及与这条边相连的两
个角度θ和φ。
我们可以利用正弦、余弦或正切函数求解另外两条边的长度。
- 已知边长a和夹角θ,可以使用正弦函数来求解另外一条边的长度:b = a * sinθ。
- 已知边长a和夹角θ,可以使用余弦函数来求解另外一条边的长度:b = a * cosθ。
- 已知边长a和夹角θ,可以使用正切函数来求解另外一条边的长度:b = a * tanθ。
3. 已知两边求夹角
假设我们已知一个三角形的两条边长a和b,以及它们之间的夹
角θ。
我们可以利用反三角函数来求解这个夹角。
- 已知边长a和b,以及夹角θ,可以使用正弦函数的反函数求解:θ = arcsin(a/b)。
- 已知边长a和b,以及夹角θ,可以使用余弦函数的反函数求解:θ = arccos(a/b)。
- 已知边长a和b,以及夹角θ,可以使用正切函数的反函数求解:θ = arctan(a/b)。
三、三角函数与解三角形的实际应用
三角函数与解三角形不仅仅是学术上的概念,它在现实生活中也有
广泛的应用。
以下是一些实际应用的例子:
1. 建筑行业
在建筑工程中,我们经常需要计算斜面的倾角或者两根支柱之间的夹角。
这时候可以使用三角函数来求解角度,从而帮助我们进行精确的设计和施工。
2. 海上导航
在海上导航中,航海员需要根据自身位置以及周围地理环境来确定航行方向。
通过利用三角函数,我们可以计算航向角、方位角等信息,使航线更加准确和安全。
3. 飞行器导航
在飞行器航行中,导航系统需要根据航班计划以及当前位置来确定飞行方向和航线。
通过使用三角函数,导航系统可以准确计算航向角、偏航角等参数,帮助飞行器按照预定航线飞行。
四、总结
三角函数是解决与角度和三角形相关问题的重要工具。
通过正弦、余弦、正切等函数,我们可以求解未知角度或边长,解决各类三角形问题。
三角函数的应用广泛,不仅在学术研究中有重要地位,也在实际生活和工程领域发挥着关键作用。
熟练掌握三角函数的使用,对于解决实际问题和提升数学水平都具有重要意义。