2018届二轮复习三角函数的图像与性质学案(全国通用)

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文档介绍

2018届二轮复习三角函数的图像与性质学案(全国通用)

专题06 三角函数的图像与性质 ‎1.三角函数y=Asin (ωx+φ)(A>0,ω>0)的图象变换,周期及单调性是高考热点.‎ ‎2.备考时应掌握y=sin x,y=cos x,y=tan x的图象与性质,并熟练掌握函数y=Asin (ωx+φ)(A>0,ω>0)的值域、单调性、周期性等.‎ ‎1.任意角和弧度制 ‎(1)终边相同的角:所有与角α终边相同的角,连同角α在内,可构成一个集合S={β|β=α+k·360°,k∈Z}.‎ ‎(2)把长度等于半径长的弧所对的圆心角叫做1弧度的角.‎ ‎(3)弧长公式:l=|α|r,‎ 扇形的面积公式:S=lr=|α|r2.‎ ‎2.任意角的三角函数 ‎(1)设α是一个任意角,它的终边与单位圆交于点P(x,y),那么sinα=y,cosα=x,tanα=(x≠0).‎ ‎(2)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.‎ ‎3.诱导公式 公式一 sin(2kπ+α)=sinα,cos(2kπ+α)=cosα,‎ tan(2kπ+α)=tanα 公式二 sin(π+α)=-sinα,cos(π+α)=-cosα,‎ tan(π+α)=tanα 公式三 sin(-α)=-sinα,cos(-α)=cosα,‎ tan(-α)=-tanα 公式四 sin(π-α)=sinα,cos(π-α)=-cosα,‎ tan(π-α)=-tanα 公式五 sin=cosα,cos=sinα 公式六 sin=cosα,cos=-sinα 口诀 奇变偶不变,符号看象限 ‎4.同角三角函数基本关系式 sin2α+cos2α=1,tanα=(cosα≠0).‎ ‎5.正弦、余弦、正切函数的性质 函数 y=sinx y=cosx y=tanx 定义域 R R ‎{x|x≠+kπ,k∈Z}‎ 值域 ‎[-1,1]‎ ‎[-1,1]‎ R 奇偶性 奇函数 偶函数 奇函数 最小正周期 ‎2π ‎2π π 单调性 在[-+2kπ,+2kπ](k∈Z)上递增.‎ 在[+2kπ,+2kπ](k∈Z)上递减 在[-π+2kπ,2kπ](k∈Z)上递增.在[2kπ,π+2kπ](k∈Z)上递减 在(-+kπ,+kπ)(k∈Z)上递增 最值 当x=+2kπ,k∈Z时,y取得最大值1.‎ 当x=-+2kπ,k∈Z时,y取得最小值-1‎ 当x=2kπ,k∈Z时,y取得最大值1.‎ 当x=π+2kπ,k∈Z时,y取得最小值-1‎ 无最值 对称性 对称中心:( 对称中心:( 对称中心:(kπ,0)(k∈Z).‎ 对称轴:x=+kπ(k∈Z)‎ ‎+kπ,0)(k∈Z).‎ 对称轴:x=kπ(k∈Z)‎ ‎,0)(k∈Z)‎ ‎6.函数y=Asin(ωx+φ)的图象 ‎(1)“五点法”作图 设z=ωx+φ,令z=0、、π、、2π,求出x的值与相应的y的值,描点连线可得.‎ 考点一 三角函数图象及其变换 例1、【2017课标1,理9】已知曲线C1:y=cos x,C2:y=sin (2x+),则下面结论正确的是 A. 把C1上各点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向右平移个单位长度,得到曲线C2‎ B. 把C1上各点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向左平移 个单位长度,得到曲线C2‎ C. 把C1上各点的横坐标缩短到原来的倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向右平移个单位长度,得到曲线C2‎ D. 把C1上各点的横坐标缩短到原来的倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向左平移个单位长度,得到曲线C2‎ ‎【答案】D ‎【解析】因为函数名不同,所以先将利用诱导公式转化成与相同的函数名,则,则由上各点的横坐标缩短到原来的倍变为,再将曲线向左平移个单位长度得到,故选D. ‎ ‎ 【变式探究】(2016·高考全国甲卷)函数y=Asin(ωx+φ)的部分图象如图所示,则(  )‎ A.y=2sin    B.y=2sin C.y=2sin D.y=2sin 答案:A ‎【变式探究】 (1)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∈Z B.,k∈Z C.,k∈Z D.,k∈Z 解析:基本法:由函数图象知T=2×=2.‎ ‎∴=2,即ω=π.‎ 由π×+φ=+2kπ,k∈Z,不妨设φ=.‎ ‎∴f(x)=cos 由2kπ<πx+<2kπ+π得,‎ ‎2k-<x<2k+,k∈Z,故选D.‎ 速解法:由题图可知=-=1,所以T=2.‎ 结合题图可知,在(f(x)的一个周期)内,函数f(x)的单调递减区间为.由f(x)是以2为周期的周期函数可知,f(x)的单调递减区间为,k∈Z,故选D.‎ 答案:D ‎ (2)要得到函数y=sin的图象,只需将函数y=sin 4x的图象(  )‎ A.向左平移个单位   B.向右平移个单位 C.向左平移个单位 D.向右平移个单位 答案:B 考点二 三角函数性质及应用 例2、【2017课标1,理17】△ABC的内角A,B, C的对边分别为a,b,c,已知△ABC的面积为 ‎ ‎(1)求sinBsinC;‎ ‎(2)若6cosBcosC=1,a=3,求△ABC的周长.‎ ‎【答案】(1).(2).‎ ‎【解析】‎ ‎(1)由题设得,即.‎ 由正弦定理得.‎ 故.‎ ‎ 【变式探究】(1)如图,长方形ABCD的边AB=2,BC=1,O是AB的中点,点P沿着边BC,CD与DA运动,记∠BOP=x.将动点P到A,B两点距离之和表示为x的函数f(x),则y=f(x)的图象大致为(  )‎ 解析:基本法:用排除法排除错误选项.‎ 当x∈时,f(x)=tan x+,图象不会是直线段,从而排除A,C.‎ 当x∈时,f=f=1+,‎ f=2.∵2<1+,∴f<f=f,从而排除D,故选B.‎ 速解法:当x=时,f=1+.‎ x=时,f=2,显然f<f排除C、D.‎ 又∵x为角度,f(x)不是一次函数,排除A,故选B.‎ 答案:B ‎ (2)函数f(x)=sin(x+2φ)-2sin φcos(x+φ)的最大值为________.‎ 解析:基本法:利用三角恒等变换将原式化简成只含一种三角函数的形式.‎ ‎∵f(x)=sin(x+2φ)-2sin φcos(x+φ)‎ ‎=sin[(x+φ)+φ]-2sin φcos(x+φ)‎ ‎=sin(x+φ)cos φ+cos(x+φ)sin φ-2sin φcos(x+φ)‎ ‎=sin(x+φ)cos φ-cos(x+φ)sin φ ‎=sin[(x+φ)-φ]=sin x,‎ ‎∴f(x)的最大值为1.‎ 速解法:∵φ为常数,令φ=0时,f(x)=sin x.‎ 若φ=,则f(x)=sin-cos=sin x 猜想f(x)=sin x f(x)max=1.‎ 答案:1‎ ‎ (3)设函数f(x)=sin(ωx+φ)+cos(ωx+φ)的最小正周期为π,且f(-x)=f(x),则(  )‎ A.f(x)在单调递减 B.f(x)在单调递减 C.f(x)在单调递增 D.f(x)在单调递增 速解法:由f(x)=sin知T==π,‎ ‎∴ω=2.‎ f(x)为偶函数,∴φ+=,∴φ=.‎ ‎∴f(x)=cos 2x依据图象特征可得f(x)在为减区间.‎ 答案:A ‎【变式探究】(2016·高考全国甲卷)函数f(x)=cos 2x+6cos的最大值为(  )‎ A.4 B.5‎ C.6 D.7‎ 解析:f(x)=1-2sin2x+6sin x=-22+,因为sin x∈[-1,1],所以当sin x=1时,f(x)取得最大值,且f(x)max=5.‎ 答案:B ‎1.【2017课标1,理9】已知曲线C1:y=cos x,C2:y=sin (2x+),则下面结论正确的是 A. 把C1上各点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向右平移个单位长度,得到曲线C2‎ B. 把C1上各点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向左平移个单位长度,得到曲线C2‎ C. 把C1上各点的横坐标缩短到原来的倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向右平移个单位长度,得到曲线C2‎ D. 把C1上各点的横坐标缩短到原来的倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向左平移个单位长度,得到曲线C2‎ ‎【答案】D ‎2.【2017课标1,理17】△ABC的内角A,B, C的对边分别为a,b,c,已知△ABC的面积为 ‎ ‎(1)求sinBsinC;‎ ‎(2)若6cosBcosC=1,a=3,求△ABC的周长.‎ ‎【答案】(1).(2).‎ ‎【解析】‎ ‎(1)由题设得,即.‎ 由正弦定理得.‎ 故.‎ ‎1.【2016高考新课标3理数】在中,,边上的高等于,则( )‎ ‎(A) (B) (C) (D)‎ ‎【答案】C ‎【解析】设边上的高为,则,所以,.由余弦定理,知,故选C.‎ ‎2.【2016高考新课标2理数】若,则( )‎ ‎(A) (B) (C) (D)‎ ‎【答案】D ‎【解析】 ,‎ 且,故选D. ‎ ‎3.【2016高考新课标3理数】若 ,则( )‎ ‎(A) (B) (C) 1 (D) ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ 由,得或,所以,故选A.‎ ‎4.【2016年高考四川理数】= .‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】由二倍角公式得 ‎5.【2016年高考四川理数】为了得到函数的图象,只需把函数的图象上所有的点( )‎ ‎(A)向左平行移动个单位长度 (B)向右平行移动个单位长度 ‎(C)向左平行移动个单位长度  (D)向右平行移动个单位长度 ‎【答案】D ‎6.【2016高考新课标2理数】若将函数的图像向左平移个单位长度,则平移后图象的对称轴为( )‎ ‎(A) (B) ‎ ‎(C) (D)‎ ‎【答案】B ‎【解析】由题意,将函数的图像向左平移个单位得,则平移后函数的对称轴为,即,故选B.‎ ‎7.【2016年高考北京理数】将函数图象上的点向左平移() 个单位长度得到点,若位于函数的图象上,则( )‎ A.,的最小值为B. ,的最小值为 C.,的最小值为D.,的最小值为 ‎【答案】A ‎【解析】由题意得,,当s最小时,所对应的点为,此时,故选A.‎ ‎8.【2016高考新课标3理数】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】‎ ‎9.【2016高考浙江理数】设函数,则的最小正周期( )‎ A.与b有关,且与c有关 B.与b有关,但与c无关 C.与b无关,且与c无关 D.与b无关,但与c有关 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎,其中当时,,此时周期是;当时,周期为,而不影响周期.故选B.‎ ‎10.【2016高考山东理数】函数f(x)=(sin x+cos x)(cos x –sin x)的最小正周期是( )‎ ‎(A) (B)π (C) (D)2π ‎【答案】B ‎【解析】,故最小正周期,故选B.‎ ‎11.【2016年高考四川理数】为了得到函数的图象,只需把函数的图象上所有的点( )‎ ‎(A)向左平行移动个单位长度 (B)向右平行移动个单位长度 ‎(C)向左平行移动个单位长度  (D)向右平行移动个单位长度 ‎【答案】D ‎【解析】由题意,为了得到函数,只需把函数的图像上所有点向右移个单位,故选D.‎ ‎12.【2016高考新课标2理数】若将函数的图像向左平移个单位长度,则平移后图象的对称轴为( )‎ ‎(A) (B) ‎ ‎(C) (D)‎ ‎【答案】B ‎13.【2016年高考北京理数】将函数图象上的点向左平移() 个单位长度得到点,若位于函数的图象上,则( )‎ A.,的最小值为B. ,的最小值为 C.,的最小值为D.,的最小值为 ‎【答案】A ‎【解析】由题意得,,当s最小时,所对应的点为,此时,故选A.‎ ‎14.【2016高考新课标3理数】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】‎ ‎15.【2016高考新课标3理数】在中,,边上的高等于,则( )‎ ‎(A) (B) (C) (D)‎ ‎【答案】C ‎【解析】设边上的高为,则,所以,.由余弦定理,知,故选C.‎ ‎16.【2016高考新课标2理数】若,则( )‎ ‎(A) (B) (C) (D)‎ ‎【答案】D ‎【解析】 ,‎ 且,故选D.‎ ‎17.【2016高考新课标3理数】若 ,则( )‎ ‎(A) (B) (C) 1 (D) ‎ ‎【答案】A ‎【2015高考新课标1,理2】 =( )‎ ‎ (A) (B) (C) (D)‎ ‎【答案】D ‎【解析】原式= ==,故选D.‎ ‎【2015江苏高考,8】已知,,则的值为_______.‎ ‎【答案】3‎ ‎【解析】‎ ‎【2015高考福建,理19】已知函数的图像是由函数的图像经如下变换得到:先将图像上所有点的纵坐标伸长到原来的2倍(横坐标不变),再将所得到的图像向右平移个单位长度.‎ ‎(Ⅰ)求函数的解析式,并求其图像的对称轴方程;‎ ‎(Ⅱ)已知关于的方程在内有两个不同的解.‎ ‎(1)求实数m的取值范围;‎ ‎(2)证明:‎ ‎【答案】(Ⅰ) ,;(Ⅱ)(1);(2)详见解析.‎ ‎【解析】解法一:(1)将的图像上所有点的纵坐标伸长到原来的2倍(横坐标不变)得到的图像,再将的图像向右平移个单位长度后得到的图像,故,从而函数图像的对称轴方程为 ‎(2)1) ‎ ‎ (其中)‎ 解法二:(1)同解法一.‎ ‎(2)1) 同解法一.‎ ‎2) 因为是方程在区间内有两个不同的解,‎ 所以,.‎ 当时,‎ 当时, ‎ 所以 于是 ‎【2015高考山东,理16】设.‎ ‎(Ⅰ)求的单调区间;‎ ‎(Ⅱ)在锐角中,角的对边分别为,若,求面积的最大值.‎ ‎【答案】(I)单调递增区间是;‎ 单调递减区间是 ‎(II) 面积的最大值为 ‎(Ⅱ)由 得 ‎ 由题意知为锐角,所以 ‎ 由余弦定理: ‎ 可得: ‎ 即: 当且仅当时等号成立.‎ 因此 ‎ 所以面积的最大值为 ‎【2015高考重庆,理9】若,则(  )‎ A、1 B、‎2 C、3 D、4‎ ‎【答案】C ‎【2015高考山东,理3】要得到函数的图象,只需要将函数的图象( )‎ ‎(A)向左平移个单位   (B)向右平移个单位 ‎(C)向左平移个单位    (D)向右平移个单位 ‎ ‎【答案】B ‎【解析】因为 ,所以要得到函数 的图象,只需将函数 的图象向右平移 个单位.故选B. ‎ ‎【2015高考新课标1,理8】函数=的部分图像如图所示,则的单调递减区间为( )‎ ‎(A) (B)‎ ‎(C) (D) ‎ ‎【答案】D ‎【解析】由五点作图知,,解得,,所以,令,解得<<,,故单调减区间为(,),,故选D. ‎ ‎1. 【2014高考湖南卷第9题】已知函数且则函数的图象的一条对称轴是( )‎ ‎ A. B. C. D.‎ ‎【答案】A ‎【考点定位】三角函数图像、辅助角公式 ‎ ‎2. 【2014高考江苏卷第5题】已知函数与函数,它们的图像有一个横坐标为的交点,则的值是 .‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】由题意,即,,,因为,所以.‎ ‎【考点】三角函数图象的交点与已知三角函数值求角.‎ ‎3. 【2014辽宁高考理第9题】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.在区间上单调递减 B.在区间上单调递增 ‎ C.在区间上单调递减 D.在区间上单调递增 ‎【答案】B ‎【考点定位】函数的性质.‎ ‎4. 【2014四川高考理第3题】为了得到函数的图象,只需把函数的图象上所有的点( )‎ A.向左平行移动个单位长度 B.向右平行移动个单位长度 C.向左平行移动个单位长度 D.向右平行移动个单位长度 ‎【答案】A ‎【解析】,所以只需把的图象上所有的点向左平移个单位.选A.‎ ‎【考点定位】三角函数图象的变换.‎ ‎5. 【2014全国1高考理第6题】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,则的图像大致为( )‎ ‎【答案】C ‎【考点定位】解直角三角形、三角函数的图象.‎ ‎6. 【2014高考北卷理第14题】设函数(是常数,).若在区间上具有单调性,且,则 的最小正周期为 .‎ ‎【答案】‎ ‎【考点定位】函数的对称性、周期性,‎ ‎7. 【2014高考安徽卷理第11题】若将函数的图像向右平移个单位,所得图像关于轴对称, 则的最小正值是________.‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】由题意,将其图象向右平移个单位,得 ‎,要使图象关于轴对称,则,解得,当时,取最小正值.‎ ‎【考点定位】三角函数的平移、三角函数恒等变换与图象性质.‎ ‎8. 【2014浙江高考理第4题】为了得到函数的图像,可以将函数的图像( )‎ A. 向右平移个单位 B.向左平移个单位 ‎ C.向右平移个单位 D.向左平移个单位 ‎ ‎【答案】D ‎【解析】,故只需将向左平移个单位.‎ ‎【考点定位】三角函数化简,图像平移.‎ ‎9. 【2014陕西高考理第2题】函数的最小正周期是( )‎ ‎ ‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】由周期公式,又,所以函数的周期,故选.‎ ‎【考点定位】三角函数的最小正周期.‎ ‎10. 【2014大纲高考理第16题】若函数在区间是减函数,则的取值范围是 .‎ ‎【答案】.‎ ‎【考点定位】三角函数的单调性 ‎ ‎11. 【2014高考江西理第16题】已知函数,其中 ‎(1)当时,求在区间上的最大值与最小值;‎ ‎(2)若,求的值.‎ ‎【答案】(1)最大值为最小值为-1. (2)‎ ‎【解析】(1)当时,‎ 因为,从而 故在上的最大值为最小值为-1.‎ ‎(2)由得,又知解得 ‎【考点定位】三角函数性质。‎ ‎12. (2014·福建卷)已知函数f(x)=2cos x(sin x+cos x).‎ ‎(1)求f的值;‎ ‎(2)求函数f (x)的最小正周期及单调递增区间.‎ 思路二 先应用和差倍半的三角函数公式化简函数f(x)=2sin xcos x+2cos2x=sin+1.‎ ‎(1)将代入函数式计算;‎ ‎(2)T==π.‎ 由2kπ-≤2x+≤2kπ+,k∈Z,‎ 解得kπ-≤x≤kπ+,k∈Z.‎ 解析:解法一 (1)f=2cos ‎=-2cos ‎=2.‎ ‎(2)因为f(x)=2sin xcos x+2cos2x ‎=sin 2x+cos 2x+1‎ ‎=sin+1.‎ 所以T==π.‎ 由2kπ-≤2x+≤2kπ+,k∈Z,‎ 得kπ-≤x≤kπ+,k∈Z,‎ 所以f(x)的单调递增区间为,k∈Z.‎ ‎13. (2014·北京卷)函数f(x)=3sin的部分图象如图所示.‎ ‎(1)写出f(x)的最小正周期及图中x0、y0的值;‎ ‎(2)求f(x)在区间上的最大值和最小值.‎ 解析:(1)由题意知:f(x)的最小正周期为π,x0=,y0=3.‎ ‎(2)因为x∈,所以2x+∈,于是 当2x+=0,即x=-时,f(x)取得最大值0;‎ 当2x+=-,即x=-时,f(x)取得最小值-3.‎ ‎1.函数f(x)=sin(ωx+φ)的图象如图所示,为了得到y=sin ωx的图象,只需把y=f(x)的图象上所有点(  )‎ A.向右平移个单位长度 B.向右平移个单位长度 C.向左平移个单位长度 D.向左平移个单位长度 答案:A ‎2.若函数y=cos(ω∈N*)图象的一个对称中心是,则ω的最小值为(  )‎ A.1 B.2‎ C.4 D.8‎ 解析:由题意知+=kπ+(k∈Z)⇒ω=6k+2(k∈Z),又ω∈N*,∴ωmin=2,故选B.‎ 答案:B ‎3.若函数f(x)=sin ax+cos ax(a>0)的最小正周期为2,则函数f(x)的一个零点为(  )‎ A.-      B. C. D.(0,0)‎ 答案:B ‎4.把函数y=sin图象上各点的横坐标缩小到原来的(纵坐标不变),再将图象向右平移个单位,那么所得图象的一条对称轴方程为(  )‎ A.x=- B. x=- C.x= D.x= 解析:由题意知y=sin=sin=-cos 2x,验证可知x=-是所得图象的一条对称轴.‎ 答案:A ‎5.已知函数f(x)=2sin(ωx+φ)的图象如图所示,则函数y=f(x)+ω的图象的对称中心坐标为(  )‎ A.(k∈Z)‎ B.(k∈Z) ‎ C.(k∈Z)‎ D.(k∈Z)‎ 解析:由题图可知=-=π,∴T=3π,又T==3π,∴ω=,又×+φ=2kπ+,k∈Z,‎ ‎∴φ=2kπ+,k∈Z,又∵|φ|<,∴φ=,∴f(x)=2sin,由x+=kπ,k∈Z,得x=kπ-,k∈Z,则y=f(x)+ω的图象的对称中心坐标为(k∈Z).‎ 答案:D ‎6.已知函数f(x)=sincos-sin2.‎ ‎ (1)求f(x)的最小正周期;‎ ‎(2)求f(x)在区间[-π,0]上的最小值.‎ ‎7.某同学用“五点法”画函数f (x)=Asin(ωx+φ)在某一个周期内的图象时,列表并填入部分数据,如下表:‎ ωx+φ ‎0‎ π ‎2π x Asin(ωx+φ)‎ ‎0‎ ‎5‎ ‎-5‎ ‎0‎ ‎ (1)请将上表数据补充完整,填写在相应位置,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行移动θ(θ>0)个单位长度,得到y=g(x)的图象.若y=g(x)图象的一个对称中心为,求θ的最小值.‎ 解:(1)根据表中已知数据,解得A=5,ω=2,φ=-.数据补全如下表:‎ ωx+φ ‎0‎ π ‎2π x Asin(ωx+φ)‎ ‎0‎ ‎5‎ ‎0‎ ‎-5‎ ‎0‎ 且函数表达式为f(x)=5sin.‎ ‎8.设函数f(x)=sin ωx+sin,x∈R.‎ ‎ (1)若ω=,求f(x)的最大值及相应x的集合;‎ ‎(2)若x=是f(x)的一个零点,且0<ω<10,求ω的值和f(x)的最小正周期.‎ 解:由已知:f(x)=sin ωx-cos ωx=sin.‎ ‎(1)若ω=,则f(x)=sin.‎ 又x∈R,则sin≤,‎ ‎∴f(x)max=,‎ 此时x-=2kπ+,k∈Z,‎ 即f(x)取最大值时,‎ x的取值集合为.‎ 此时其最小正周期为π. ‎
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