2019高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題三 三角函數(shù)、平面向量 第一講 三角函數(shù)的圖象與性質(zhì)學(xué)案 理.doc

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第一講　三角函數(shù)的圖象與性質(zhì) 考點(diǎn)一　三角函數(shù)的定義、誘導(dǎo)公式及基本關(guān)系 1．三角函數(shù)的定義 若角α的終邊過點(diǎn)P(x，y)，則sinα＝，cosα＝，tanα＝(其中r＝)． 2．誘導(dǎo)公式 (1)sin(2kπ＋α)＝sinα(k∈Z)，cos(2kπ＋α)＝cosα(k∈Z)，tan(2kπ＋α)＝tanα(k∈Z)． (2)sin(π＋α)＝－sinα，cos(π＋α)＝－cosα，tan(π＋α)＝＝tanα. (3)sin(－α)＝－sinα，cos(－α)＝cosα，tan(－α)＝－tanα. (4)sin(π－α)＝sinα，cos(π－α)＝－cosα，tan(π－α)＝－tanα. (5)sin＝cosα，cos＝sinα， sin＝cosα，cos＝－sinα. 3．基本關(guān)系 sin2x＋cos2x＝1，tanx＝. [對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練] 1．(2018山東壽光一模)若角α的終邊過點(diǎn)A(2,1)，則 sin＝(　　) A．－ B．－ C. D. [解析]　根據(jù)三角函數(shù)的定義可知cosα＝＝，則sin＝－cosα＝－，故選A. [答案]　A 2．已知sin＝，則cos＝(　　) A．－ B. C. D．－ [解析]　cos＝cos ＝sin＝sin ＝－sin＝－sin＝－. [答案]　A 3．已知P(sin40，－cos140)為銳角α終邊上的點(diǎn)，則α＝(　　) A．40 B．50 C．70 D．80 [解析]　∵P(sin40，－cos140)為角α終邊上的點(diǎn)，因而tanα＝＝＝＝tan50，又α為銳角，則α＝50，故選B. [答案]　B 4．(2018福建泉州質(zhì)檢)已知θ為第四象限角，sinθ＋3cosθ＝1，則tanθ＝________. [解析]　由(sinθ＋3cosθ)2＝1＝sin2θ＋cos2θ，得6sinθcosθ＝－8cos2θ，又因?yàn)棣葹榈谒南笙藿牵詂osθ≠0，所以6sinθ＝－8cosθ，所以tanθ＝－. [答案]?。? [快速審題]　(1)看到終邊上點(diǎn)的坐標(biāo)，想到三角函數(shù)的定義． (2)看到三角函數(shù)求值，想到誘導(dǎo)公式及切弦互化． 誘導(dǎo)公式及三角函數(shù)關(guān)系式的應(yīng)用策略 (1)已知角求值問題，關(guān)鍵是利用誘導(dǎo)公式把任意角的三角函數(shù)值轉(zhuǎn)化為銳角的三角函數(shù)值求解．轉(zhuǎn)化過程中注意口訣“奇變偶不變，符號(hào)看象限”的應(yīng)用． (2)對(duì)給定的式子進(jìn)行化簡(jiǎn)或求值時(shí)，要注意給定的角之間存在的特定關(guān)系，充分利用給定的式子，結(jié)合誘導(dǎo)公式將角進(jìn)行轉(zhuǎn)化． 考點(diǎn)二　三角函數(shù)的圖象與解析式 1．“五點(diǎn)法”作函數(shù)y＝Asin(ωx＋φ)的圖象 設(shè)z＝ωx＋φ，令z＝0，，π，，2π，求出x的值與相應(yīng)的y的值，描點(diǎn)、連線可得． 2．兩種圖象變換 [解析]　(1)∵f(x)＝cos＝sin＝sin，∴只需將函數(shù)g(x)＝sin的圖象向左平移個(gè)單位長(zhǎng)度即可得到f(x)的圖象．故選C. (2)由＝π－π＝，得T＝π， 又知T＝，∴ω＝2，∴f(x)＝2sin(2x＋φ)． 又知f＝－2，∴2sin＝－2， 即sin＝－1.∴π＋φ＝2kπ＋π(k∈Z)． ∴φ＝2kπ－(k∈Z)，又∵－<φ<0，∴φ＝－. [答案]　(1)C　(2)－ 解決三角函數(shù)圖象問題的策略 (1)已知函數(shù)y＝Asin(ωx＋φ)(A>0，ω>0)的圖象求解析式時(shí)，常采用待定系數(shù)法，由圖中的最高點(diǎn)、最低點(diǎn)或特殊點(diǎn)求A；由函數(shù)的周期確定ω；確定φ常根據(jù)“五點(diǎn)法”中的五個(gè)點(diǎn)求解，其中一般把第一個(gè)零點(diǎn)作為突破口，可以從圖象的升降找準(zhǔn)第一個(gè)零點(diǎn)的位置． (2)在圖象變換過程中務(wù)必分清是先相位變換，還是先周期變換，變換只是相對(duì)于其中的自變量x而言的，如果x的系數(shù)不是1，就要把這個(gè)系數(shù)提取后再確定變換的單位長(zhǎng)度和方向． [對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練] 1．[原創(chuàng)題]將函數(shù)f(x)＝sin(ωx＋φ)圖象上每一點(diǎn)的橫坐標(biāo)先伸長(zhǎng)為原來的2倍(縱坐標(biāo)不變)，再向左平移個(gè)單位長(zhǎng)度得到y(tǒng)＝sinx的圖象，則函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(　　) A.，k∈Z B.，k∈Z C.，k∈Z D.，k∈Z [解析]　解法一：將函數(shù)f(x)＝sin(ωx＋φ)圖象上每一點(diǎn)的橫坐標(biāo)伸長(zhǎng)為原來的2倍(縱坐標(biāo)不變)，則函數(shù)變?yōu)閥＝sin，再向左平移個(gè)單位長(zhǎng)度得到的函數(shù)為y＝sin＝sin＝sinx，又ω>0，所以又－≤φ<，所以ω＝2，φ＝－，所以f(x)＝sin，由2kπ－≤2x－≤2kπ＋，k∈Z，可得kπ－≤x≤kπ＋，k∈Z.故選C. 解法二：將y＝sinx的圖象向右平移個(gè)單位長(zhǎng)度得到的函數(shù)為y＝sin，將函數(shù)y＝sin的圖象上每一點(diǎn)的橫坐標(biāo)縮短為原來的(縱坐標(biāo)不變)，則函數(shù)變?yōu)閥＝sin＝f(x)，由2kπ－≤2x－≤2kπ＋，k∈Z，可得kπ－≤x≤kπ＋，k∈Z，故選C. [答案]　C 2．(2018湖北七市(州)3月聯(lián)考)函數(shù)f(x)＝Asin(ωx＋φ)的部分圖象如圖所示，若x1，x2∈，x1≠x2且f(x1)＝f(x2)，則f(x1＋x2)＝(　　) A．1 B. C. D. [解析]　由題圖知A＝1，函數(shù)f(x)的最小正周期T＝2＝π，所以＝π，即ω＝2，所以f(x)＝sin(2x＋φ)，又因?yàn)辄c(diǎn)在圖象的上升段上，所以－＋φ＝2kπ(k∈Z)，所以φ＝2kπ＋(k∈Z)，又|φ|<，所以φ＝，故f(x)＝sin，可知在上，函數(shù)f(x)的圖象關(guān)于x＝對(duì)稱，因?yàn)閤1，x2∈，f(x1)＝f(x2)，所以x1＋x2＝，所以f(x1＋x2)＝f＝sin＝.故選D. [答案]　D 考點(diǎn)三　三角函數(shù)的性質(zhì) 1．三角函數(shù)的單調(diào)區(qū)間 y＝sinx的單調(diào)遞增區(qū)間是(k∈Z)，單調(diào)遞減區(qū)間是(k∈Z)； y＝cosx的單調(diào)遞增區(qū)間是[2kπ－π，2kπ](k∈Z)，單調(diào)遞減區(qū)間是[2kπ，2kπ＋π](k∈Z)； y＝tanx的遞增區(qū)間是(k∈Z)． 2．三角函數(shù)的奇偶性與對(duì)稱性 y＝Asin(ωx＋φ)，當(dāng)φ＝kπ(k∈Z)時(shí)為奇函數(shù)；當(dāng)φ＝kπ＋(k∈Z)時(shí)為偶函數(shù)；對(duì)稱軸方程可由ωx＋φ＝kπ＋(k∈Z)求得． y＝Acos(ωx＋φ)，當(dāng)φ＝kπ＋(k∈Z)時(shí)為奇函數(shù)；當(dāng)φ＝kπ(k∈Z)時(shí)為偶函數(shù)；對(duì)稱軸方程可由ωx＋φ＝kπ(k∈Z)求得． y＝Atan(ωx＋φ)，當(dāng)φ＝kπ(k∈Z)時(shí)為奇函數(shù)． 角度1：研究三角函數(shù)的單調(diào)性、奇偶性、周期性 [解析]　∵f(x)的最小正周期為π，∴＝π，ω＝2， ∴f(x)的圖象向右平移個(gè)單位后得到g(x)＝sin＝sin的圖象，又g(x)的圖象關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱，∴－＋φ＝kπ，k∈Z，φ＝＋kπ，k∈Z，又|φ|<，∴<，∴k＝－1，φ＝－，∴f(x)＝sin，當(dāng)x＝時(shí)，2x－＝－， ∴A、C錯(cuò)誤，當(dāng)x＝時(shí)，2x－＝，∴B正確，D錯(cuò)誤． [答案]　B [探究追問]　在本例中條件不變，若將“圖象關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱”改為“圖象關(guān)于y軸對(duì)稱”，則f(x)的圖象對(duì)稱性是怎樣的？ [解析]　g(x)的圖象關(guān)于y軸對(duì)稱，則－＋φ＝＋kπ，k∈Z，可求φ＝，∴f(x)＝sin，2x＋＝kπ，k∈Z，可得x＝－，k∈Z，令k＝1，則x＝，故選D. [答案]　D 角度2：求三角函數(shù)的單調(diào)區(qū)間及最值 [解]　(1)f(x)＝2cosωxsinωx＋sin2ωx－cos2ωx ＝sin2ωx－cos2ωx＝2sin. 由f(x)圖象的一個(gè)對(duì)稱中心，到最近的對(duì)稱軸的距離為，知＝，即ω＝1.所以f(x)＝2sin， 令－＋2kπ≤2x－≤＋2kπ，k∈Z. 解得kπ－≤x≤kπ＋，k∈Z. 所以f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(k∈Z)． (2)因?yàn)?≤x≤，所以－≤2x－≤， 所以－≤sin≤1，所以－1≤f(x)≤2. 即函數(shù)f(x)的值域?yàn)閇－1,2]． 三角函數(shù)性質(zhì)問題的解題策略 (1)討論三角函數(shù)的單調(diào)性，研究函數(shù)的周期性、奇偶性與對(duì)稱性，都必須首先利用輔助角公式，將函數(shù)化成一個(gè)角的一種三角函數(shù)． (2)求函數(shù)y＝Asin(ωx＋φ)(A>0，ω>0)的單調(diào)區(qū)間，是將ωx＋φ作為一個(gè)整體代入正弦函數(shù)增區(qū)間(或減區(qū)間)，求出的區(qū)間即為y＝Asin(ωx＋φ)的增區(qū)間(或減區(qū)間)，但是當(dāng)A>0，ω<0時(shí)，需先利用誘導(dǎo)公式變形為y＝－Asin(－ωx－φ)，則y＝－Asin(－ωx－φ)的增區(qū)間即為原函數(shù)的減區(qū)間，減區(qū)間即為原函數(shù)的增區(qū)間． (3)求函數(shù)y＝Asin(ωx＋φ)(A>0，ω>0)在某一區(qū)間的最值時(shí)，將ωx＋φ視為整體，借助正弦函數(shù)的圖象和性質(zhì)求解． [對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練] 1．[角度1](2018內(nèi)蒙古赤峰二中三模)已知函數(shù)f(x)＝2sin－1，則下列結(jié)論中錯(cuò)誤的是(　　) A．f(x)的最小正周期為π B．f(x)的圖象關(guān)于直線x＝對(duì)稱 C．f(x)在區(qū)間上是增函數(shù) D．函數(shù)f(x)的圖象可由g(x)＝2sin2x－1的圖象向右平移個(gè)單位長(zhǎng)度得到 [解析]　對(duì)于函數(shù)f(x)＝2sin－1，由于它的最小正周期為π，故A項(xiàng)正確；當(dāng)x＝時(shí)，f(x)＝2sin－1＝1，函數(shù)取得最大值，故f(x)的圖象關(guān)于直線x＝對(duì)稱，故B項(xiàng)正確；當(dāng)x在區(qū)間上時(shí)，2x－∈，故f(x)在區(qū)間上是增函數(shù)，故C項(xiàng)正確；由于把g(x)＝2sin2x－1的圖象向右平移個(gè)單位長(zhǎng)度得到y(tǒng)＝2sin2－1＝2sin－1的圖象，故D項(xiàng)錯(cuò)誤．故選D. [答案]　D 2．[角度2](2018河南濮陽一模)先將函數(shù)f(x)＝sinx的圖象上的各點(diǎn)向左平移個(gè)單位，再將各點(diǎn)的橫坐標(biāo)變?yōu)樵瓉淼?其中ω∈N*)，得到函數(shù)g(x)的圖象，若g(x)在區(qū)間上單調(diào)遞增，則ω的最大值為________． [解析]　由題意易知g(x)＝sin在區(qū)間上單調(diào)遞增，所以有k∈Z，即12k－4≤ω≤8k＋，k∈Z. 由12k－4≤8k＋可得k≤，當(dāng)k＝1時(shí)，ω∈，所以正整數(shù)ω的最大值為9. [答案]　9 1．(2018天津卷)將函數(shù)y＝sin的圖象向右平移個(gè)單位長(zhǎng)度，所得圖象對(duì)應(yīng)的函數(shù)(　　) A．在區(qū)間上單調(diào)遞增 B．在區(qū)間上單調(diào)遞減 C．在區(qū)間上單調(diào)遞增 D．在區(qū)間上單調(diào)遞減 [解析]　將y＝sin的圖象向右平移個(gè)單位長(zhǎng)度，所得圖象對(duì)應(yīng)的函數(shù)為y＝sin＝sin2x，令2kπ－≤2x≤2kπ＋(k∈Z)，得kπ－≤x≤kπ＋(k∈Z)．所以y＝sin2x的遞增區(qū)間為(k∈Z)，當(dāng)k＝1時(shí)，y＝sin2x在上單調(diào)遞增，故選A. [答案]　A 2．(2018全國(guó)卷Ⅱ)若f(x)＝cosx－sinx在[－a，a]是減函數(shù)，則a的最大值是(　　) A. B. C. D．π [解析]　f(x)＝cosx－sinx＝cos， 由題意得a>0，故－a＋<， 因?yàn)閒(x)＝cos在[－a，a]是減函數(shù)，所以解得0f(π)，則f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間是(　　) A.(k∈Z) B.(k∈Z) C.(k∈Z) D.(k∈Z) [解析]　因?yàn)閒(x)≤對(duì)x∈R恒成立，即＝＝1，所以φ＝kπ＋(k∈Z)．因?yàn)閒>f(π)，所以sin(π＋φ)>sin(2π＋φ)，即sinφ<0，所以φ＝－π＋2kπ(k∈Z)，所以f(x)＝sin，所以由三角函數(shù)的單調(diào)性知2x－∈(k∈Z)，得x∈(k∈Z)，故選C. [答案]　C 專題跟蹤訓(xùn)練(十四) 一、選擇題 1．若sin＝－，且α∈，則sin(π－2α)＝(　　) A. B. C．－ D．－ [解析]　由sin＝cosα＝－，且α∈，得sinα＝，所以sin(π－2α)＝sin2α＝2sinαcosα＝－，故選D. [答案]　D 2．(2018福州質(zhì)量檢測(cè))若將函數(shù)y＝3cos的圖象向右平移個(gè)單位長(zhǎng)度，則平移后圖象的一個(gè)對(duì)稱中心是(　　) A. B. C. D. [解析]　將函數(shù)y＝3cos的圖象向右平移個(gè)單位長(zhǎng)度，得y＝3cos＝3cos的圖象，由2x＋＝kπ＋(k∈Z)，得x＝＋(k∈Z)，當(dāng)k＝0時(shí)，x＝，所以平移后圖象的一個(gè)對(duì)稱中心是，故選A. [答案]　A 3．(2018安徽江南十校聯(lián)考)已知tanα＝－，則sinα(sinα－cosα)＝(　　) A. B. C. D. [解析]　sinα(sinα－cosα)＝sin2α－sinαcosα＝＝，將tanα＝－代入，得原式＝＝，故選A. [答案]　A 4．(2018太原模擬試題)已知函數(shù)f(x)＝sinωx－cosωx(ω>0)在(0，π)上有且只有兩個(gè)零點(diǎn)，則實(shí)數(shù)ω的取值范圍為(　　) A. B. C. D. [解析]　f(x)＝2sin，設(shè)t＝ωx－，因?yàn)?0，x∈R，m是常數(shù))圖象上的一個(gè)最高點(diǎn)為，且與點(diǎn)距離最近的一個(gè)最低點(diǎn)是，則函數(shù)f(x)的解析式為__________________． [解析]　f(x)＝sinωx－cosωx＋m＝2sin＋m， 因?yàn)辄c(diǎn)和點(diǎn)分別是函數(shù)f(x)圖象上的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)，且它們是相鄰的， 所以＝＝－＝，且m＝，所以ω＝2，m＝－1.所以函數(shù)f(x)的解析式為f(x)＝2sin－1. [答案]　f(x)＝2sin－1 三、解答題 10．(2018北京西城二模)已知函數(shù)f(x)＝tan. (1)求函數(shù)f(x)的定義域； (2)設(shè)β∈(0，π)，且f(β)＝2cos，求β的值． [解]　(1)由x＋≠kπ＋，k∈Z，得x≠kπ＋，k∈Z. 所以函數(shù)f(x)的定義域是. (2)依題意，得tan＝2cos. 所以＝2sin. 整理得sin＝0， 所以sin＝0或cos＝. 因?yàn)棣隆?0，π)，所以β＋∈. 由sin＝0，得β＋＝π，即β＝； 由cos＝，即β＋＝，即β＝. 所以β＝或β＝. 11．(2018云南曲靖一中模擬)已知函數(shù)f(x)＝2cosxsin＋sin2x＋sinxcosx. (1)求函數(shù)f(x)的最小正周期． (2)若f(x)－m＝0在恰有一實(shí)數(shù)根，求m的取值范圍． [解]　(1)函數(shù)f(x)＝2cosxsin＋sin2x＋sinxcosx＝2cosx＋sin2x＋sinxcosx＝2cosx＋sin2x＋sinxcosx＝2sinxcosx－cos2x＋sin2x＝sin2x－cos2x＝2sin. 故函數(shù)f(x)的最小正周期為＝π. (2)在x∈時(shí)，f(x)＝2sin的圖象如下． ∵f(0)＝2sin＝－，f＝2sin＝0， ∴當(dāng)方程f(x)－m＝0在恰有一實(shí)數(shù)根時(shí)，m的取值范圍為[－，0)∪{2}． 12．[原創(chuàng)題]已知函數(shù)f(x)＝sin(2π－x)sin－cos2x＋. (1)求f(x)的最小正周期和圖象的對(duì)稱軸方程； (2)當(dāng)x∈時(shí)，求f(x)的最小值和最大值． [解]　(1)由題意，得f(x)＝(－sinx)(－cosx)－cos2x＋＝sinxcosx－cos2x＋＝sin2x－(cos2x＋1)＋＝sin2x－cos2x＋＝sin＋， 所以f(x)的最小正周期T＝＝π； 令2x－＝kπ＋(k∈Z)，則x＝＋(k∈Z)， 故所求圖象的對(duì)稱軸方程為x＝＋(k∈Z)． (2)當(dāng)0≤x≤時(shí)，－≤2x－≤. 由函數(shù)圖象(圖略)可知，－≤sin≤1，即0≤sin＋≤. 故f(x)的最小值為0，最大值為.