第四讲三角函数的概念、图象与性质
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三角函数的图像和性质1、用五点法作正弦函数和余弦函数的简图(描点法):正弦函数y=sinx ,x ∈[0,2π]的图象中,五个关键点是:(0,0) (2π,1) (π,0) (23π,-1) (2π,0) 余弦函数y=cosx x ∈[0,2π]的图像中,五个关键点是:(0,1) (2π,0) (π,-1) (23π,0) (2π,1) 2 sin y x = cos y x = tan y x =图象定义域 R R,2x x k k ππ⎧⎫≠+∈Z ⎨⎬⎩⎭值域[]1,1-[]1,1-R最值 当22x k ππ=+时,max 1y =;当22x k ππ=- 时,min 1y =-.当2x k π=时,max 1y =;当2x k ππ=+时,min1y =-.既无最大值也无最小值周期性 2π 2ππ奇偶性奇函数 偶函数 奇函数单调性 在2,222k k ππππ⎡⎤-+⎢⎥⎣⎦上是增函数; 在32,222k k ππππ⎡⎤++⎢⎥⎣⎦上是减函数. 在[]2,2k k πππ-上是增函数; 在[]2,2k k πππ+上是减函数.在,22k k ππππ⎛⎫-+⎪⎝⎭上是增函数.对称性 对称中心(),0k π 对称轴2x k ππ=+对称中心,02k ππ⎛⎫+ ⎪⎝⎭对称轴x k π=对称中心,02k π⎛⎫⎪⎝⎭无对称轴函数 性质例作下列函数的简图(1)y=|sinx|,x ∈[0,2π], (2)y=-cosx ,x ∈[0,2π]例利用正弦函数和余弦函数的图象,求满足下列条件的x 的集合:21sin )1(≥x 21cos )2(≤x3、周期函数定义:对于函数()y f x =,如果存在一个非零常数T ,使得当x 取定义域内的每一个值时,都有:()()f x T f x +=,那么函数()y f x =就叫做周期函数,非零常数T 叫做这个函数的周期。
注意: 周期T 往往是多值的(如sin y x = 2π,4π,…,-2π,-4π,…都是周期)周期T 中最小的正数叫做()y f x =的最小正周期(有些周期函数没有最小正周期)sin y x =, cos y x =的最小正周期为2π (一般称为周期)正弦函数、余弦函数:ωπ=2T 。
三角函数的图象与性质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]图象的五个关键点是:(0,0),⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,1,(π,0),⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2,-1,(2π,0).余弦函数y =cos x ,x ∈[0,2π]图象的五个关键点是:(0,1),⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,0,(π,-1),⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2,0,(2π,1). 2.正弦函数、余弦函数、正切函数的图象与性质函数 y =sin xy =cos xy =tan x图象定义域 R R ⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x ≠k π+π2,k ∈Z值域 [-1,1] [-1,1]R 周期性 周期为2π 周期为2π 周期为π 奇偶性奇函数 偶函数 奇函数单调性递增区间:⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π-π2,2k π+π2,k ∈Z , 递减区间:⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π+π2,2k π+3π2,k ∈Z 递增区间:[2k π-π,2k π],k ∈Z , 递减区间: [2k π,2k π+π],k ∈Z递增区间 ⎝ ⎛⎭⎪⎫k π-π2,k π+π2, k ∈Z 对称性对称中心 (k π,0),k ∈Z对称中心 ⎝ ⎛⎭⎪⎫k π+π2,0,k ∈Z 对称中心 ⎝ ⎛⎭⎪⎫k π2,0,k ∈Z 对称轴 x =k π+π2(k ∈Z )对称轴 x =k π(k ∈Z )[常用结论] 1.对称与周期(1)正弦曲线、余弦曲线相邻两对称中心、相邻两对称轴之间的距离是半个周期,相邻的对称中心与对称轴之间的距离是14个周期.(2)正切曲线相邻两对称中心之间的距离是半个周期. 2.奇偶性(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、值域【例1】 (1)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 )(2)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.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-332,3(3)(2019·长沙模拟)函数f (x )=cos 2x +6cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-x 的最大值为( )A .4B .5C .6D .7(1)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- 3(2)函数y =1tan x -1的定义域为________.(3)函数y =sin x +cos x +sin x cos x 的值域为________.题型二:三角函数的单调性【例2】 (1)函数f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫-2x +π3的单调减区间为________.(2)已知ω>0,函数f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx +π4的一个单调递减区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤π8,5π8,则ω=________.(3)(2018·全国卷Ⅱ改编)若函数f (x )=cos x -sin x 在[0,a ]是减函数,则a 的最大值是________.[拓展探究] 本例(2)中,若函数f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx +π4在⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π上是减函数,试求ω的取值范围.(1)函数f (x )=tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3的单调递增区间是________.(2)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=________.题型三:三角函数的周期性、奇偶性、对称性►考法1 三角函数的周期性【例3】 (2019·大连模拟)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 .①③►考法2 三角函数的奇偶性【例4】 函数f (x )=3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3+φ,φ∈(0,π)满足f (|x |)=f (x ),则φ的值为________.►考法3 三角函数的对称性【例5】 (1)下列函数的最小正周期为π且图象关于直线x =π3对称的是( ) A .y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3 B .y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6 C .y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2+π3D .y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3(2)如果函数y =3cos(2x +φ)的图象关于点⎝ ⎛⎭⎪⎫4π3,0中心对称,那么|φ|的最小值为( )A.π6B.π4C.π3D.π2(1)(2019·石家庄模拟)设函数f (x )=A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0)的最小正周期为π,其图象关于直线x =π3对称,则|φ|的最小值为( )A.π12B.π6C.5π6D.5π12(2)若函数y =cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx +π6(ω∈N *)图象的一个对称中心是⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,0,则ω的最小值为( )A .1B .2C .4D .8课后练习:1.(思考辨析)判断下列结论的正误.(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)正切函数y =tan x 在定义域内是增函数. ( )(2)y =sin |x |是偶函数.( )(3)函数y =sin x 的图象关于点(k π,0)(k ∈Z )中心对称. ( ) (4)已知y =k sin x +1,x ∈R ,则y 的最大值为k +1. ( ) 2.函数f (x )=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫πx +π3的最小正周期为( )A.2πB.π2 C .2π D .2 3.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 ∈ZC.⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x ≠k π+π8,k ∈ZD.⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x ≠k π2+π4,k ∈Z 4.函数y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫12x +π3,x ∈[-2π,2π]的单调递增区间是( )A.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-2π,-5π3B.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-2π,-5π3和⎣⎢⎡⎦⎥⎤π3,2πC.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-5π3,π3D.⎣⎢⎡⎦⎥⎤π3,2π 5.(教材改编)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________. 6.(2017·全国卷Ⅱ)函数f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3的最小正周期为( )A .4πB .2πC .π D.π2 7.(2018·全国卷Ⅲ)函数f (x )=tan x1+tan 2x的最小正周期为( )A.π4B.π2 C .πD .2π8.(2017·全国卷Ⅲ)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 =π6D .f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π单调递减9.(2017·全国卷Ⅱ)函数f (x )=sin 2x +3cos x -34⎝ ⎛⎭⎪⎫x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2的最大值是________.。
三角函数的图像和性质一、用五点法作正弦函数和余弦函数的简图(描点法):正弦函数y=sinx ,x ∈[0,2π]的图象中,五个关键点是:(0,0) (2π,1) (,0) (23π,-1) (2,0)余弦函数y=cosx x [0,2]的图像中,五个关键点是:(0,1) (2π,0) (,-1) (23π,0) (2,1)二、正弦函数、余弦函数和正切函数的图象与性质:sin y x = cos y x = tan y x =图象定义域 R R,2x x k k ππ⎧⎫≠+∈Z ⎨⎬⎩⎭值域[]1,1-[]1,1-R最值 当22x k ππ=+时,max 1y =;当22x k ππ=- 时,min 1y =-.当2x k π=时,max 1y =;当2x k ππ=+时,min1y =-.既无最大值也无最小值周期性 2π 2ππ奇偶性奇函数 偶函数 奇函数单调性 在2,222k k ππππ⎡⎤-+⎢⎥⎣⎦上是增函数; 在32,222k k ππππ⎡⎤++⎢⎥⎣⎦上是减函数. 在[]2,2k k πππ-上是增函数; 在[]2,2k k πππ+上是减函数.在,22k k ππππ⎛⎫-+⎪⎝⎭上是增函数.对称性 对称中心(),0k π 对称轴2x k ππ=+对称中心,02k ππ⎛⎫+ ⎪⎝⎭对称轴x k π=对称中心,02k π⎛⎫⎪⎝⎭无对称轴函 数 性 质例作以下函数的简图(1)y=|sinx|,x ∈[0,2π], (2)y=-cosx ,x ∈[0,2π]例利用正弦函数和余弦函数的图象,求知足以下条件的x 的集合:21sin )1(≥x 21cos )2(≤x3、周期函数概念:关于函数()y f x =,若是存在一个非零常数T ,使适当x 取概念域内的每一个值时,都有:()()f x T f x +=,那么函数()y f x =就叫做周期函数,非零常数T 叫做那个函数的周期。
注意: 周期T 往往是多值的(如sin y x = 2π,4π,…,-2π,-4π,…都是周期)周期T 中最小的正数叫做()y f x =的最小正周期(有些周期函数没有最小正周期)sin y x =, cos y x =的最小正周期为2π (一样称为周期) 正弦函数、余弦函数:ωπ=2T 。
i ng si nt he i rb ei n ga re g三角函数的图像与性质一、 正弦函数、余弦函数的图像与性质二、正切函数的图象与性质函数y =sin x y =cos x图象定义域RR 值域[-1,1][-1,1]单调性递增区间:2,2()22k k k Z ππππ⎡⎤-+∈⎢⎥⎣⎦递减区间:32,2()22k k k Z ππππ⎡⎤++∈⎢⎥⎣⎦递增区间:[2k π-π,2k π] (k ∈Z )递减区间:[2k π,2k π+π] (k ∈Z )最 值x =2k π+(k ∈Z )时,y max =1;π2x =2k π-(k ∈Z )时,y min =-1π2x =2k π(k ∈Z )时,y max =1;x =2k π+π(k ∈Z ) 时,y min =-1奇偶性奇函数偶函数对称性对称中心:(k π,0)(k ∈Z )(含原点)对称轴:x =k π+,k ∈Zπ2对称中心:(k π+,0)(k ∈Z )π2对称轴:x =k π,k ∈Z (含y 轴)最小正周期2π2π定义域{|,}2x x k k Z ππ≠+∈值域R单调性递增区间(,)()22k k k Z ππππ-+∈奇偶性奇函数对称性对称中心:(含原点)(,0)()2k k Z π∈最小正周期π三、三角函数图像的平移变换和伸缩变换1. 由的图象得到()的图象x y sin =)sin(ϕω+=x A y 0,0A ω>>xy sin =方法一:先平移后伸缩方法二:先伸缩后平移操作向左平移φ个单位横坐标变为原来的倍1ω结果)sin(ϕ+=x y xy ωsin =操作横坐标变为原来的倍1ω向左平移个单位ϕω结果)sin(ϕω+=x y 操作纵坐标变为原来的A 倍结果)sin(ϕω+=x A y 注意:平移变换或伸缩变换都是针对自变量x 而言的,因此在用这样的变换法作图象时一定要注意平移与伸缩的先后顺序,否则会出现错误。
三角函数的图象与性质一、基础知识1.用五点法作正弦函数和余弦函数的简图 (1)“五点法”作图原理:在正弦函数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).在余弦函数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).函数y =sin x ,x ∈[0,2π],y =cos x ,x ∈[0,2π]的五个关键点的横坐标是零点和极值点(最值点).(2)五点法作图的三步骤:列表、描点、连线(注意光滑). 2.正弦、余弦、正切函数的图象与性质三角函数性质的注意点(1)正、余弦函数一个完整的单调区间的长度是半个周期;y =tan x 无单调递减区间;y =tan x 在整个定义域内不单调.(2)要注意求函数y =A sin(ωx +φ)的单调区间时A 和ω的符号,尽量化成ω>0的形式,避免出现增减区间的混淆.二、常用结论1.对称与周期的关系正弦曲线、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.2.与三角函数的奇偶性相关的结论(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 ).第一课时 三角函数的单调性 考点一 求三角函数的单调区间[典例] (2017·浙江高考)已知函数f (x )=sin 2x -cos 2x -23sin x cos x (x ∈R ). (1)求f ⎝⎛⎭⎫2π3的值;(2)求f (x )的最小正周期及单调递增区间. [解] (1)由题意,f (x )=-cos 2x -3sin 2x =-2⎝⎛⎭⎫32sin 2x +12cos 2x =-2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6, 故f ⎝⎛⎭⎫2π3=-2sin ⎝⎛⎭⎫4π3+π6=-2sin 3π2=2. (2)由(1)知f (x )=-2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6. 则f (x )的最小正周期是π. 由正弦函数的性质,令π2+2k π≤2x +π6≤3π2+2k π(k ∈Z), 解得π6+k π≤x ≤2π3+k π(k ∈Z),所以f (x )的单调递增区间是⎣⎡⎦⎤π6+k π,2π3+k π(k ∈Z).[题组训练]1.函数y =|tan x |在⎝⎛⎭⎫-π2,3π2上的单调递减区间为________. 解析:作出y =|tan x |的示意图如图,观察图象可知,y =|tan x |在⎝⎛⎭⎫-π2,3π2上的单调递减区间为⎝⎛⎦⎤-π2,0和⎝⎛⎦⎤π2,π. 答案:⎝⎛⎦⎤-π2,0,⎝⎛⎦⎤π2,π 2.函数g (x )=-cos ⎝⎛⎭⎫-2x +π3⎝⎛⎭⎫x ∈⎣⎡⎦⎤-π2,π2的单调递增区间为________. 解析:g (x )=-cos ⎝⎛⎭⎫-2x +π3=-cos ⎝⎛⎭⎫2x -π3, 欲求函数g (x )的单调递增区间,只需求函数y =cos ⎝⎛⎭⎫2x -π3的单调递减区间.由2k π≤2x -π3≤2k π+π(k ∈Z),得k π+π6≤x ≤k π+2π3(k ∈Z).故函数g (x )的单调递增区间为⎣⎡⎦⎤k π+π6,k π+2π3(k ∈Z). 因为x ∈⎣⎡⎦⎤-π2,π2, 所以函数g (x )的单调递增区间为⎣⎡⎦⎤-π2,-π3,⎣⎡⎦⎤π6,π2. 答案:⎣⎡⎦⎤-π2,-π3,⎣⎡⎦⎤π6,π2 3.(2019·金华适应性考试)已知函数f (x )=3cos 2x -2sin 2(x -α),其中0<α<π2,且f ⎝⎛⎭⎫π2=-3-1.(1)求α的值;(2)求f (x )的最小正周期和单调递减区间.解:(1)由已知得f ⎝⎛⎭⎫π2=-3-2sin 2⎝⎛⎭⎫π2-α=-3-2cos 2α=-3-1,整理得cos 2α=12. 因为0<α<π2,所以cos α=22,α=π4.(2)由(1)知,f (x )=3cos 2x -2sin 2⎝⎛⎭⎫x -π4 =3cos 2x -1+cos ⎝⎛⎭⎫2x -π2 =3cos 2x +sin 2x -1 =2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3-1. 易知函数f (x )的最小正周期T =π. 令t =2x +π3,则函数f (x )可转化为y =2sin t -1.显然函数y =2sin t -1与y =sin t 的单调性相同, 当函数y =sin t 单调递减时, 2k π+π2≤t ≤2k π+3π2(k ∈Z),即2k π+π2≤2x +π3≤2k π+3π2(k ∈Z),解得k π+π12≤x ≤k π+7π12(k ∈Z).所以函数f (x )的单调递减区间为⎣⎡⎦⎤k π+π12,k π+7π12(k ∈Z).考点二 求三角函数的值域(最值)[典例] (1)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.⎣⎡⎦⎤-332,3(2)(2017·全国卷Ⅱ)函数f (x )=sin 2x +3cos x -34⎝⎛⎭⎫x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2的最大值是________. [解析] (1)当x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2时, 2x -π6∈⎣⎡⎦⎤-π6,5π6,sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6∈⎣⎡⎦⎤-12,1, 故3sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6∈⎣⎡⎦⎤-32,3, 所以函数f (x )的值域为⎣⎡⎦⎤-32,3. (2)依题意,f (x )=sin 2x +3cos x -34=-cos 2x +3cos x +14=-⎝⎛⎭⎫cos x -322+1,因为x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2,所以cos x ∈[0,1], 因此当cos x =32时,f (x )max =1. [答案] (1)B (2)1[变透练清]1.(变条件)若本例(1)中函数f (x )的解析式变为:f (x )=3cos ⎝⎛⎭⎫2x -π6,则f (x )在区间⎣⎡⎦⎤0,π2上的值域为________.解析:当x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2时,2x -π6∈⎣⎡⎦⎤-π6,5π6, cos ⎝⎛⎭⎫2x -π6∈⎣⎡⎦⎤-32,1, 故f (x )=3cos ⎝⎛⎭⎫2x -π6∈⎣⎡⎦⎤-332,3.答案:⎣⎡⎦⎤-332,32.(变条件)若本例(2)中函数f (x )的解析式变为:函数f (x )=sin x +cos x +sin x cos x ,则f (x )的最大值为________.解析:设t =sin x +cos x (-2≤t ≤2), 则sin x cos x =t 2-12,y =t +12t 2-12=12(t +1)2-1,当t =2时,y =t +12t 2-12取最大值为2+12.故f (x )的最大值为22+12.答案:22+123.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 )的值域是⎣⎡⎦⎤-12,1, ∴由函数的图象知π2≤a +π6≤7π6,∴π3≤a ≤π. 答案:⎣⎡⎦⎤π3,π考点三 根据三角函数单调性确定参数[典例] (1)(2018·全国卷Ⅱ)若f (x )=cos x -sin x 在[-a ,a ]是减函数,则a 的最大值是( )A.π4 B.π2C.3π4D .π(2)若f (x )=2sin ωx (ω>0)在区间⎣⎡⎦⎤-π2,2π3上是增函数,则ω的取值范围是________.[解析] (1)f (x )=cos x -sin x =-2sin ⎝⎛⎭⎫x -π4, 当x ∈⎣⎡⎦⎤-π4,3π4,即x -π4∈⎣⎡⎦⎤-π2,π2时, y =sin ⎝⎛⎭⎫x -π4单调递增, 则f (x )=-2sin ⎝⎛⎭⎫x -π4单调递减. ∵函数f (x )在[-a ,a ]是减函数, ∴[-a ,a ]⊆⎣⎡⎦⎤-π4,3π4,∴0<a ≤π4, ∴a 的最大值是π4.(2)法一:因为x ∈⎣⎡⎦⎤-π2,2π3(ω>0), 所以ωx ∈⎣⎡⎦⎤-πω2,2πω3, 因为f (x )=2sin ωx 在⎣⎡⎦⎤-π2,2π3上是增函数, 所以⎩⎪⎨⎪⎧-πω2≥-π2,2πω3≤π2,ω>0,故0<ω≤34.法二:画出函数f (x )=2sin ωx (ω>0)的图象如图所示.要使f (x )在⎣⎡⎦⎤-π2,2π3上是增函数, 需⎩⎨⎧-π2ω≤-π2,2π3≤π2ω,ω>0,即0<ω≤34.[答案] (1)A (2)⎝⎛⎦⎤0,34[解题技法]已知三角函数的单调区间求参数范围的3种方法(1)求出原函数的相应单调区间,由所给区间是所求某区间的子集,列不等式(组)求解. (2)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.(3)由所给区间的两个端点到其相应对称中心的距离不超过14周期列不等式(组)求解.[题组训练]1.若函数f (x )=sin(ωx +φ)⎝⎛⎭⎫ω>0,且|φ|<π2在区间⎣⎡⎦⎤π6,2π3上是单调递减函数,且函数值从1减少到-1,则f ⎝⎛⎭⎫π4=________.解析:由题意知T 2=2π3-π6=π2,故T =π,所以ω=2πT=2,又因为f ⎝⎛⎭⎫π6=1,所以sin ⎝⎛⎭⎫π3+φ=1. 因为|φ|<π2,所以φ=π6,即f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6. 故f ⎝⎛⎭⎫π4=sin ⎝⎛⎭⎫π2+π6=cos π6=32. 答案:322.(2019·贵阳检测)已知函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫ωx +π4(ω>0)在⎝⎛⎭⎫π2,π上单调递减,则ω的取值范围是________.解析:由π2<x <π,得π2ω+π4<ωx +π4<πω+π4,由题意知⎝⎛⎭⎫π2ω+π4,πω+π4⊆⎣⎡⎦⎤π2,3π2, 所以⎩⎨⎧π2ω+π4≥π2,ω+π4≤3π2,解得12≤ω≤54.答案:⎣⎡⎦⎤12,54[课时跟踪检测]A 级1.函数f (x )=tan ⎝⎛⎭⎫2x -π3的单调递增区间是( ) A.⎣⎡⎦⎤k π2-π12,k π2+5π12(k ∈Z ) B.⎝⎛⎭⎫k π2-π12,k π2+5π12(k ∈Z ) C.⎣⎡⎦⎤k π-π12,k π+5π12(k ∈Z ) D.⎝⎛⎭⎫k π+π6,k π+2π3(k ∈Z ) 解析:选B 由k π-π2<2x -π3<k π+π2(k ∈Z),得k π2-π12<x <k π2+5π12(k ∈Z),所以函数f (x )=tan ⎝⎛⎭⎫2x -π3的单调递增区间是⎝⎛⎭⎫k π2-π12,k π2+5π12(k ∈Z). 2.y =|cos x |的一个单调递增区间是( ) A.⎣⎡⎦⎤-π2,π2 B .[0,π] C.⎣⎡⎦⎤π,3π2 D.⎣⎡⎦⎤3π2,2π解析:选D 将y =cos x 的图象位于x 轴下方的部分关于x 轴对称向上翻折,x 轴上方(或x 轴上)的部分不变,即得y =|cos x |的图象(如图).故选D.3.已知函数y =2cos x 的定义域为⎣⎡⎦⎤π3,π,值域为[a ,b ],则b -a 的值是( ) A .2 B .3 C.3+2D .2- 3解析:选B 因为x ∈⎣⎡⎦⎤π3,π,所以cos x ∈⎣⎡⎦⎤-1,12,故y =2cos x 的值域为[-2,1],所以b -a =3.4.(2019·西安八校联考)已知函数f (x )=cos(x +θ)(0<θ<π)在x =π3时取得最小值,则f (x )在[0,π]上的单调递增区间是( )A.⎣⎡⎦⎤π3,πB.⎣⎡⎦⎤π3,2π3 C.⎣⎡⎦⎤0,2π3 D.⎣⎡⎦⎤2π3,π解析:选A 因为0<θ<π,所以π3<π3+θ<4π3,又因为f (x )=cos(x +θ)在x =π3时取得最小值,所以π3+θ=π,θ=2π3,所以f (x )=cos ⎝⎛⎭⎫x +2π3.由0≤x ≤π,得2π3≤x +2π3≤5π3.由π≤x +2π3≤5π3,得π3≤x ≤π,所以f (x )在[0,π]上的单调递增区间是⎣⎡⎦⎤π3,π. 5.(2018·北京东城质检)函数f (x )=sin 2x +3sin x cos x 在区间⎣⎡⎦⎤π4,π2上的最小值为( ) A .1 B.1-32C.32D .1- 3解析:选A 函数f (x )=sin 2x +3sin x cos x =12-12cos 2x +32sin 2x =sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6+12. ∵x ∈⎣⎡⎦⎤π4,π2,∴2x -π6∈⎣⎡⎦⎤π3,5π6. 当2x -π6=5π6时,函数f (x )取得最小值为1.6.(2019·广西五市联考)若函数f (x )=2sin ωx (0<ω<1)在区间⎣⎡⎦⎤0,π3上的最大值为1,则ω=( )A.14 B.13C.12D.32解析:选C 因为0<ω<1,0≤x ≤π3,所以0≤ωx <π3,所以f (x )在区间⎣⎡⎦⎤0,π3上单调递增,则f (x )max =f ⎝⎛⎭⎫π3=2sin ωπ3=1,即sin ωπ3=12.又因为0≤ωx <π3,所以ωπ3=π6,解得ω=12. 7.函数y =sin x -cos x 的定义域为________.解析:要使函数有意义,需sin x -cos x ≥0,即sin x ≥cos x , 由函数的图象得2k π+π4≤x ≤2k π+5π4(k ∈Z),故原函数的定义域为⎣⎡⎦⎤2k π+π4,2k π+5π4(k ∈Z). 答案:⎣⎡⎦⎤2k π+π4,2k π+5π4(k ∈Z ) 8.函数f (x )=cos 2x +6cos ⎝⎛⎭⎫π2-x 的最大值为________.解析:因为f (x )=cos 2x +6cos ⎝⎛⎭⎫π2-x =1-2sin 2x +6sin x =-2⎝⎛⎭⎫sin x -322+112,而sin x∈[-1,1],所以当sin x =1时,f (x )取最大值5.答案:59.函数f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫π6x -π3(0≤x ≤9)的最大值与最小值之和为________. 解析:因为0≤x ≤9,所以0≤π6x ≤3π2,即-π3≤π6x -π3≤7π6,所以-32≤sin ⎝⎛⎭⎫π6x -π3≤1, 故f (x )的最大值为2,最小值为-3,它们之和为2- 3. 答案:2- 310.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:法一:由于函数f (x )=sin ωx (ω>0)的图象经过坐标原点,由已知并结合正弦函数 的图象可知,π3为函数f (x )的14周期,故2πω=4π3,解得ω=32.法二:由题意,得f (x )max =f ⎝⎛⎭⎫π3=sin π3ω=1. 由已知并结合正弦函数图象可知,π3ω=π2,解得ω=32.答案:3211.已知函数f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π4. (1)求函数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. 解:(1)令2k π-π2≤2x +π4≤2k π+π2,k ∈Z ,则k π-3π8≤x ≤k π+π8,k ∈Z.故函数f (x )的单调递增区间为⎣⎡⎦⎤k π-3π8,k π+π8,k ∈Z. (2)因为当x ∈⎣⎡⎦⎤π4,3π4时,3π4≤2x +π4≤7π4, 所以-1≤sin ⎝⎛⎭⎫2x +π4≤22,所以-2≤f (x )≤1, 所以当x ∈⎣⎡⎦⎤π4,3π4时,函数f (x )的最大值为1,最小值为- 2.12.已知函数f (x )=12sin 2x -32cos 2x -32.(1)求函数f (x )的最小正周期和最大值; (2)讨论函数f (x )在⎣⎡⎦⎤π6,2π3上的单调性.解:(1)因为函数f (x )=12sin 2x -32cos 2x -32=sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3-32, 所以函数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.B 级1.已知函数f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫x +7π3,设a =f ⎝⎛⎭⎫π7,b =f ⎝⎛⎭⎫π6,c =f ⎝⎛⎭⎫π3,则a ,b ,c 的大小关系是________(用“<”表示).解析:函数f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫x +π3+2π=2sin ⎝⎛⎭⎫x +π3, a =f ⎝⎛⎭⎫π7=2sin 10π21, b =f ⎝⎛⎭⎫π6=2sin π2, c =f ⎝⎛⎭⎫π3=2sin 2π3=2sin π3, 因为y =sin x 在⎣⎡⎦⎤0,π2上单调递增,且π3<10π21<π2, 所以sin π3<sin 10π21<sin π2,即c <a <b . 答案:c <a <b2.(2018·四川双流中学模拟)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=________.解析:由f ⎝⎛⎭⎫π6=f ⎝⎛⎭⎫π3,可知函数f (x ) 的图象关于直线x =π4对称, ∴π4ω+π4=π2+k π,k ∈Z , ∴ω=1+4k ,k ∈Z ,又∵f (x )在⎝⎛⎭⎫π2,π上单调递减, ∴T 2≥π-π2=π2,T ≥π, ∴2πω≥π,∴ω≤2, 又∵ω=1+4k ,k ∈Z ,∴当k =0时,ω=1. 答案:13.已知函数f (x )=2a sin ⎝⎛⎭⎫x +π4+a +b . (1)若a =-1,求函数f (x )的单调递增区间;(2)若x ∈[0,π],函数f (x )的值域是[5,8],求a ,b 的值. 解:(1)当a =-1时,f (x )=-2sin ⎝⎛⎭⎫x +π4+b -1, 由2k π+π2≤x +π4≤2k π+3π2(k ∈Z),得2k π+π4≤x ≤2k π+5π4(k ∈Z),所以f (x )的单调递增区间为⎣⎡⎦⎤2k π+π4,2k π+5π4(k ∈Z). (2)因为0≤x ≤π,所以π4≤x +π4≤5π4,所以-22≤sin ⎝⎛⎭⎫x +π4≤1,依题意知a ≠0. ①当a >0时,有{ 2a +a +b =8,b =5, 所以a =32-3,b =5. ②当a <0时,有{ b =8,2a +a +b =5,所以a =3-32,b =8.综上所述,a =32-3,b =5或a =3-32,b =8.第二课时 三角函数的周期性、奇偶性及对称性考点一 三角函数的周期性[典例] (1)(2018·全国卷Ⅲ)函数f (x )=tan x1+tan 2x 的最小正周期为( )A.π4 B.π2C .πD .2π(2)若函数f (x )=2tan ⎝⎛⎭⎫kx +π3的最小正周期T 满足1<T <2,则正整数k 的值为________. [解析] (1)由已知得f (x )=tan x 1+tan 2x=sin x cos x 1+⎝⎛⎭⎫sin x cos x 2=sin xcos x cos 2x +sin 2x cos 2x =sin x cos x =12sin 2x ,所以f (x )的最小正周期为T =2π2=π.(2)由题意知1<πk <2,即π2<k <π.又因为k ∈N *,所以k =2或k =3. [答案] (1)C (2)2或3[解题技法]1.三角函数最小正周期的求解方法 (1)定义法;(2)公式法:函数y =A sin(ωx +φ)(y =A cos(ωx +φ))的最小正周期T =2π|ω|,函数y =A tan(ωx+φ)的最小正周期T =π|ω|;(3)图象法:求含有绝对值符号的三角函数的周期时可画出函数的图象,通过观察图象得出周期.2.有关周期的2个结论(1)函数y =|A sin(ωx +φ)|,y =|A cos(ωx +φ)|,y =|A tan(ωx +φ)|的周期均为T =π|ω|.(2)函数y =|A sin(ωx +φ)+b |(b ≠0),y =|A cos(ωx +φ)+b |(b ≠0)的周期均为T =2π|ω|.[题组训练]1.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 .①②③B .①③④C .②④D .①③解析:选A 因为y =cos|2x |=cos 2x , 所以该函数的周期为2π2=π;由函数y =|cos x |的图象易知其周期为π; 函数y =cos ⎝⎛⎭⎫2x +π6的周期为2π2=π; 函数y =tan ⎝⎛⎭⎫2x -π4的周期为π2,故最小正周期为π的函数是①②③. 2.若x =π8是函数f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫ωx -π4,x ∈R 的一个零点,且0<ω<10,则函数f (x )的最小正周期为________.解析:依题意知,f ⎝⎛⎭⎫π8=2sin ⎝⎛⎭⎫ωπ8-π4=0, 即ωπ8-π4=k π,k ∈Z ,整理得ω=8k +2,k ∈Z. 又因为0<ω<10,所以0<8k +2<10,得-14<k <1,而k ∈Z ,所以k =0,ω=2,所以f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π4,f (x )的最小正周期为π. 答案:π考点二 三角函数的奇偶性[典例] 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.π3C.5π6D.2π3[解析] 因为f (|x |)=f (x ),所以函数f (x )=3sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3+φ是偶函数, 所以-π3+φ=k π+π2,k ∈Z ,所以φ=k π+5π6,k ∈Z ,又因为φ∈(0,π),所以φ=5π6. [答案] C[解题技法] 判断三角函数奇偶性的方法三角函数中奇函数一般可化为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.[题组训练]1.(2018·日照一中模拟)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 +3π2 B .y =cos ⎝⎛⎭⎫2x -π2 C .y =cos ⎝⎛⎭⎫2x +π2 D .y =sin ⎝⎛⎭⎫π2-x解析:选C y =sin ⎝⎛⎭⎫2x +3π2=-cos 2x 为偶函数,排除A ;y =cos ⎝⎛⎭⎫2x -π2=sin 2x 在⎣⎡⎦⎤π4,π2上为减函数,排除B ;y =cos ⎝⎛⎭⎫2x +π2=-sin 2x 为奇函数,在⎣⎡⎦⎤π4,π2上单调递增,且周期为π,符合题意;y =sin ⎝⎛⎭⎫π2-x =cos x 为偶函数,排除D.故选C.2.若函数f (x )=3cos(3x -θ)-sin(3x -θ)是奇函数,则tan θ等于________. 解析:f (x )=3cos(3x -θ)-sin(3x -θ) =2sin ⎝⎛⎭⎫π3-3x +θ =-2sin ⎝⎛⎭⎫3x -π3-θ, 因为函数f (x )为奇函数, 所以-π3-θ=k π,k ∈Z ,即θ=-k π-π3,k ∈Z ,故tan θ=tan ⎝⎛⎭⎫-k π-π3=- 3. 答案:- 3考点三 三角函数的对称性[典例] (1)已知函数f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫ωx +π6(ω>0)的最小正周期为4π,则该函数的图象( ) A .关于点⎝⎛⎭⎫π3,0对称 B .关于点⎝⎛⎭⎫5π3,0对称 C .关于直线x =π3对称D .关于直线x =5π3对称(2)(2018·江苏高考)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________.[解析] (1)因为函数f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫ωx +π6(ω>0)的最小正周期是4π,而T =2πω=4π,所以ω=12, 即f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫x 2+π6.令x 2+π6=π2+k π(k ∈Z),解得x =2π3+2k π(k ∈Z), 故f (x )的对称轴为x =2π3+2k π(k ∈Z),令x 2+π6=k π(k ∈Z),解得x =-π3+2k π(k ∈Z). 故f (x )的对称中心为⎝⎛⎭⎫-π3+2k π,0(k ∈Z),对比选项可知B 正确. (2)由题意得f ⎝⎛⎭⎫π3=sin ⎝⎛⎭⎫2π3+φ=±1, ∴2π3+φ=k π+π2(k ∈Z ),∴φ=k π-π6(k ∈Z ). ∵φ∈⎝⎛⎭⎫-π2,π2,∴φ=-π6. [答案] (1)B (2)-π6[解题技法]三角函数图象的对称轴和对称中心的求解方法求三角函数图象的对称轴及对称中心,须先把所给三角函数式化为y =A sin(ωx +φ)或y =A cos(ωx +φ)的形式,再把(ωx +φ)整体看成一个变量,若求f (x )=A sin(ωx +φ)(ω≠0)图象的对称轴,则只需令ωx +φ=π2+k π(k ∈Z ),求x ;若求f (x )=A sin(ωx +φ)(ω≠0)图象的对称中心的横坐标,则只需令ωx +φ=k π(k ∈Z ),求x .[题组训练]1.若函数y =3cos(2x +φ)的图象关于点⎝⎛⎭⎫4π3,0对称,则|φ|的最小值为( ) A.π6 B.π4C.π3D.π2解析:选A 由题意得3cos ⎝⎛⎭⎫2×4π3+φ=3cos ⎝⎛⎭⎫2π3+φ+2π=3cos ⎝⎛⎭⎫2π3+φ=0, ∴2π3+φ=k π+π2,k ∈Z ,∴φ=k π-π6,k ∈Z. 取k =0,得|φ|的最小值为π6.2.(2018·长春质检)函数f (x )=2sin(2x +φ)⎝⎛⎭⎫0<φ<π2,且f (0)=1,则下列结论中正确的是( )A .f (φ)=2B.⎝⎛⎭⎫π6,0是f (x )图象的一个对称中心 C .φ=π3D .x =-π6是f (x )图象的一条对称轴解析:选A 由f (0)=1且0<φ<π2,可得φ=π6,故选项C 错误;可得f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6,把x =π6代入f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6,得f (φ)=2,选项A 正确;f ⎝⎛⎭⎫π6=2,f (x )取得最大值,选项B 错误;而f ⎝⎛⎭⎫-π6=-1,非最值,选项D 错误,故选A. 3.已知函数f (x )=2sin(ωx +φ),对于任意x 都有f ⎝⎛⎭⎫π6+x =f ⎝⎛⎭⎫π6-x ,则f ⎝⎛⎭⎫π6的值为________. 解析:∵f ⎝⎛⎭⎫π6+x =f ⎝⎛⎭⎫π6-x ,∴x =π6是函数f (x )=2sin(ωx +φ)的一条对称轴,∴f ⎝⎛⎭⎫π6=±2. 答案:2或-2[课时跟踪检测]A 级1.下列函数中,周期为2π的奇函数为( ) A .y =sin x 2cos x2B .y =sin 2xC .y =tan 2xD .y =sin 2x +cos 2x解析:选A y =sin 2x 为偶函数;y =tan 2x 的周期为π2;y =sin 2x +cos 2x 为非奇非偶函数,故B 、C 、D 都不正确,故选A.2.已知函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫3x +π6-1,则f (x )的图象的一条对称轴方程是( ) A .x =π9B .x =π6C .x =π3D .x =π2解析:选A 令3x +π6=k π+π2,k ∈Z ,解得x =k π3+π9,k ∈Z ,当k =0时,x =π9.因此函数f (x )的图象的一条对称轴方程是x =π9.3.(2018·南宁二中、柳州高中联考)同时具有以下性质:“①最小正周期是π;②图象关于直线x =π3对称;③在⎣⎡⎦⎤-π6,π3上是增函数;④图象的一个对称中心为⎝⎛⎭⎫π12,0”的一个函数是( )A .y =sin ⎝⎛⎭⎫x 2+π6 B .y =sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3 C .y =sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6 D .y =sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3 解析:选C 因为最小正周期是π,所以ω=2,排除A 选项;当x =π3时,对于B ,y=sin ⎝⎛⎭⎫2×π3+π3=0,对于D ,y =sin ⎝⎛⎭⎫2×π3-π3=32,因为图象关于直线x =π3对称,所以排除B 、D 选项,对于C ,sin ⎝⎛⎭⎫2×π3-π6=1,sin ⎝⎛⎭⎫2×π12-π6=0,且在⎣⎡⎦⎤-π6,π3上是增函数,故C 满足条件.4.函数f (x )=cos ⎝⎛⎭⎫ωx +π6(ω>0)的最小正周期为π,则f (x )满足( ) A .在⎝⎛⎭⎫0,π3上单调递增 B .图象关于直线x =π6对称C .f ⎝⎛⎭⎫π3=32D .当x =5π12时有最小值-1解析:选D 由函数f (x )=cos ⎝⎛⎭⎫ωx +π6(ω>0)的最小正周期为π,得ω=2,则f (x )=cos ⎝⎛⎭⎫2x +π6.当x ∈⎝⎛⎭⎫0,π3时,2x +π6∈⎝⎛⎭⎫π6,5π6,显然此时f (x )不单调递增,故A 错误;当x =π6时,f ⎝⎛⎭⎫π6=cos π2=0,故B 错误;f ⎝⎛⎭⎫π3=cos 5π6=-32,故C 错误;当x =5π12时,f ⎝⎛⎭⎫5π12=cos ⎝⎛⎭⎫5π6+π6=cos π=-1,故D 正确.5.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内单调递减 B .f (x )在⎝⎛⎭⎫π4,4π3内单调递减 C .f (x )在⎝⎛⎭⎫0,π2内单调递增 D .f (x )在⎝⎛⎭⎫π4,4π3内单调递增解析:选A 由题意知f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫ωx +φ+π4. ∵f (x )的最小正周期为π,∴ω=2, ∴f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫2x +φ+π4. 由f (x )=f (-x )知f (x )是偶函数, 因此φ+π4=k π+π2(k ∈Z).又∵|φ|<π2,∴φ=π4,∴f (x )=2cos 2x .当0<2x <π,即0<x <π2时,f (x )单调递减.故选A.6.(2018·昆明调研)已知函数f (x )=sin ωx 的图象关于点⎝⎛⎭⎫2π3,0对称,且f (x )在⎣⎡⎦⎤0,π4上为增函数,则ω=( )A.32 B .3 C.92D .6解析:选A 因为函数f (x )=sin ωx 的图象关于点⎝⎛⎭⎫2π3,0对称,所以2ω3π=k π(k ∈Z),即ω=32k (k ∈Z),① 又因为函数f (x )=sin ωx 在区间⎣⎡⎦⎤0,π4上为增函数, 所以π4≤π2ω且ω>0,所以0<ω≤2,② 由①②得ω=32. 7.若函数f (x )=cos ⎝⎛⎭⎫ωx +π6(ω∈N *)的一个对称中心是⎝⎛⎭⎫π6,0,则ω的最小值为________.解析:因为f ⎝⎛⎭⎫π6=0,所以cos ⎝⎛⎭⎫π6ω+π6=0, 即πω6+π6=π2+k π(k ∈Z),故ω=2+6k (k ∈Z), 又因为ω∈N *,故ω的最小值为2.答案:28.若函数y =2sin(3x +φ)⎝⎛⎭⎫|φ|<π2图象的一条对称轴为x =π12,则φ=________. 解析:因为y =sin x 图象的对称轴为x =k π+π2(k ∈Z), 所以3×π12+φ=k π+π2(k ∈Z), 得φ=k π+π4(k ∈Z). 又因为|φ|<π2, 所以k =0,故φ=π4. 答案:π49.若函数f (x )=⎪⎪⎪⎪sin ⎝⎛⎭⎫ωx +π3(ω>0)的最小正周期为π,则f ⎝⎛⎭⎫π3=________. 解析:由题设及周期公式得T =πω=π,所以ω=1,即f (x )=⎪⎪⎪⎪sin ⎝⎛⎭⎫x +π3,所以f ⎝⎛⎭⎫π3=⎪⎪⎪⎪sin 2π3=32. 答案:3210.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T 2=2. 答案:211.已知函数f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π4. (1)求函数的最大值及相应的x 值集合;(2)求函数f (x )的图象的对称轴与对称中心.解:(1)当sin ⎝⎛⎭⎫2x -π4=1时,2x -π4=2k π+π2,k ∈Z , 即x =k π+3π8,k ∈Z ,此时函数取得最大值为2. 故f (x )的最大值为2,使函数取得最大值的x 的集合为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪x =3π8+k π,k ∈Z . (2)由2x -π4=π2+k π,k ∈Z ,得x =3π8+12k π,k ∈Z , 即函数f (x )的图象的对称轴为x =3π8+12k π,k ∈Z. 由2x -π4=k π,k ∈Z ,得x =π8+12k π,k ∈Z , 即对称中心为⎝⎛⎭⎫π8+12k π,0,k ∈Z.12.已知函数f (x )=sin(ωx +φ)⎝⎛⎭⎫ω>0,0<φ<2π3的最小正周期为π. (1)求当f (x )为偶函数时φ的值;(2)若f (x )的图象过点⎝⎛⎭⎫π6,32,求f (x )的单调递增区间. 解:由f (x )的最小正周期为π,得T =2πω=π, 所以ω=2,所以f (x )=sin(2x +φ).(1)当f (x )为偶函数时,有φ=π2+k π(k ∈Z). 因为0<φ<2π3,所以φ=π2. (2)因为f ⎝⎛⎭⎫π6=32, 所以sin ⎝⎛⎭⎫2×π6+φ=32,即π3+φ=π3+2k π或π3+φ=2π3+2k π(k ∈Z), 故φ=2k π或φ=π3+2k π(k ∈Z), 又因为0<φ<2π3,所以φ=π3, 即f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3. 由-π2+2k π≤2x +π3≤π2+2k π(k ∈Z), 得k π-5π12≤x ≤k π+π12(k ∈Z), 故f (x )的单调递增区间为⎣⎡⎦⎤k π-5π12,k π+π12(k ∈Z).B 级1.若函数f (x )=cos(2x +φ)的图象关于点⎝⎛⎭⎫4π3,0成中心对称,且-π2<φ<π2,则函数y =f ⎝⎛⎭⎫x +π3为( ) A .奇函数且在⎝⎛⎭⎫0,π4内单调递增 B .偶函数且在⎝⎛⎭⎫0,π2内单调递增 C .偶函数且在⎝⎛⎭⎫0,π2内单调递减 D .奇函数且在⎝⎛⎭⎫0,π4内单调递减 解析:选D 因为函数f (x )=cos(2x +φ)的图象关于点⎝⎛⎭⎫4π3,0成中心对称,所以8π3+φ=k π+π2,k ∈Z , 即φ=k π-13π6,k ∈Z. 又因为-π2<φ<π2,所以φ=-π6, 则y =f ⎝⎛⎭⎫x +π3=cos ⎣⎡⎦⎤2⎝⎛⎭⎫x +π3-π6=cos ⎝⎛⎭⎫2x +π2=-sin 2x , 所以该函数为奇函数且在⎝⎛⎭⎫0,π4内单调递减,故选D. 2.已知函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫ωx +π4(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( )A.12B .2 C.π2 D.π2解析:选D 因为f (x )在区间(-ω,ω)内单调递增,且函数图象关于直线x =ω对称,所以f (ω)必为一个周期上的最大值,所以有ω·ω+π4=2k π+π2,k ∈Z , 所以ω2=π4+2k π,k ∈Z. 又ω-(-ω)≤12·2πω, 即ω2≤π2,即ω2=π4,所以ω=π2. 3.已知函数f (x )=2sin 2⎝⎛⎭⎫π4+x -3cos 2x -1,x ∈R .(1)求f (x )的最小正周期;(2)若h (x )=f (x +t )的图象关于点⎝⎛⎭⎫-π6,0对称,且t ∈(0,π),求t 的值; (3)当x ∈⎣⎡⎦⎤π4,π2时,不等式|f (x )-m |<3恒成立,求实数m 的取值范围.解:(1)因为f (x )=-cos ⎝⎛⎭⎫π2+2x -3cos 2x=sin 2x -3cos 2x=2⎝⎛⎭⎫12sin 2x -32cos 2x =2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3, 故f (x )的最小正周期为T =2π2=π. (2)由(1)知h (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫2x +2t -π3. 令2×⎝⎛⎭⎫-π6+2t -π3=k π(k ∈Z), 得t =k π2+π3(k ∈Z), 又t ∈(0,π),故t =π3或5π6. (3)当x ∈⎣⎡⎦⎤π4,π2时,2x -π3∈⎣⎡⎦⎤π6,2π3,所以f(x)∈[1,2].又|f(x)-m|<3,即f(x)-3<m<f(x)+3,所以2-3<m<1+3,即-1<m<4.故实数m的取值范围是(-1,4).。
— 三角函数的图象与性质一、正弦函数的图象与性质1注意:(1)由于sin(2k π+α)=sin α,因此作正弦函数图象时,我们经常采用“五点...法”:...(0..,.0)..,.(.2π,.1)..,.(.π,.0)..,.(.23π,-..1)..,.(2..π,.0)..;.再通过向左、右平移(每次2π个单位),即可得正弦函数图象;(2)正弦函数自变量一般采用弧度制。
二、余弦函数的图象1、余弦函数的图象:y =cosx =sin(x +2π)可将正弦函数y =sinx 向左平移2π个单位得到。
2、“五点作图法”: (0..,.1.).,.(.2π,.0.).,. (.π,-..1.).,. (.23π,.0.).,. (2..π,.1.).三、正、余弦函数的性质f(x)=sinx h(x)=cosx ––π2π 2π-π5ππ-2π-5π- O x 1 1-例1:求下列函数的定义域。
(1)f(x)=x sin (2)f(x)=21cos -x变式练习1:求下列函数的定义域(1)f(x)=lg(sinx) (2)f(x)=3cos 7cos 2-+x x (3)f(x)=1sin sin 22++-x x变式练习2:已知cos x =-21,且x ∈[0,2π],则角x 等于( )A :π32或π34B :π32或π31C : π65或π61D :π65或π611【解析】A变式练习3:当x ∈时[0,2π],满足sin(2π-x)≥-21的x 的取值范围是( )A : [0,π32]B : [π34,2π]C :[0,π32]∪[π34,2π]D :[π32,π34]【解析】C例2:下列函数图象相同的是( )A :y =sin x 与y =sin(x +π)B :y =cos x 与y =sin(2π-x) C :y =sin x 与y =sin(-x) D :y =-sin(2π+x)与y =sin x 【解析】B变式练习1:y =1+sin x ,x ∈[0,2π]的图象与直线y =2交点的个数是( )A :0B :1C :2D :3解析 B变式练习2:函数y =sin(-x),x ∈[0,2π] 的简图是( )【解析】B变式练习3:.函数y =2sin x 与函数y =x 图象的交点________个。
一、复习引入:正弦线、余弦线:设任意角α的终边与单位圆相交于点P(x ,y),过P 作x 轴的垂线,垂足为M ,则有MP r y ==αsin ,OM r x==αcos向线段MP 叫做角α的正弦线,有向线段OM 叫做角α的余弦线.二、讲授新课:1、五点法作图描点法在要求不太高的情况下,可用五点法作出,y sin x,x [0,2]=∈π的图象上有五 点起决定作用,它们是 描出这五点后,其图象的形状基本上就确定了。
因此,在精确度要求不太高时,我们常常先描出这五个点,然后用平滑的曲线将它们连接起来,就得到在相应区间内正弦函数的简图,这种方法叫做五点法。
注意:(1)描点法所取的各点的纵坐标都是查三角函数表得到的数值,不易描出对应点的精确位置,因此作出的图象不够精确。
(2)几何法作图较为精确,但画图时较繁。
(3)五点法是我们画三角函数图象的基本方法,要切实掌握好。
(4)作图象时,函数自变量要用弧度制,这样自变量与函数值均为实数,因此在 x 轴、 y 轴上可以统一单位,作出的图象正规,便于应用。
2、正弦曲线下面是正弦函数y sin x,x R =∈的图象的一部分:-11y x-6π-5π6π5π-4π-3π-2π-π4π3π2ππf x () = sin x ()3、余弦曲线利用正弦曲线和诱导公式画出余弦曲线,3(0,0),(,1),(,0),(,1),(2,0)22πππ-π-11y x-6π-5π6π5π-4π-3π-2π-π4π3π2ππf x () = cos x ()4、正切曲线y=tanx3π2ππ2-3π2-π-π2oyx三、正弦余弦函数性质1奇偶性(1)余弦函数的图形当自变量取一对相反数时,函数y 取同一值。
由于cos(-x)=cosx ∴f(-x)= f(x).以上情况反映在图象上就是:如果点(x,y )是函数y=cosx 的图象上的任一点,那么,与它关于y 轴的对称点(-x,y)也在函数y=cosx 的图象上,这时,我们说函数y=cosx 是偶函数。