内容正文:
第2讲 三角函数的图象与性质
★[高考定位] 三角函数的考查重点是三角函数的定义、图象与性质,考查中以图象的变换、函数的单调性、奇偶性、周期性、对称性、最值作为热点,并常与三角恒等变换交汇命题,难度为中档偏下.
考点一 三角函数的定义、基本关系及诱导公式
[知识整合]
1.三角函数: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=.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:sin2α+cos2α=1,=tan α.
3.诱导公式:在+α,k∈Z的诱导公式中“奇变偶不变,符号看象限”.
[例1] (1)(2021·赣州二模)已知角α的终边经过点P(1,-2),则cos(π-α)=( )
A. B.- C. D.-
[解析] B [根据角α的终边经过点P(1,-2),利用三角函数的定义求得cos α==,再利用诱导公式求cos(π-α).
因为角α的终边经过点P(1,-2),
所以cos α==,
所以cos(π-α)=-cos α=-.故选:B.]
[点睛] 本题主要考查三角函数的定义及诱导公式,还考查了运算求解的能力,属于基础题.
(2)(2021·临汾二模)已知α∈,且sin α+cos α
=,则tan α=________.
解析:已知等式平方求得sin αcos α,利用sin αcos α==可解得tan α,注意由已知条件判断出tan α>-1,从而得正确结论.
因为sin α+cos α=,所以1+2sin αcos α=,sin αcos α
=-,
又α∈,所以cos α>0,所以sin α<0,即α∈.所以sin αcos α===
-,解得tan α=-2±.
又sin α+cos α=>0,sin α>-cos α,而cos α>0,所以tan α>-1.所以tan α=-2+.
答案:-2+
[点睛] 本题考查同角间的三角函数关系,解题中注意角的范围的判断,函数值范围判断,否则会出现错误.本题在平方求得积后确定α∈,实际上这个范围还显得有点大,因为从sin α+cos α>0的角度可得出tan α>-1.实际上,在平面直角坐标系中,满足sin α+cos α>0的角α的终边在直线x+y=0的右上方.
应用三角函数的概念和诱导公式应注意以下两点
(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)应用诱导公式与同角三角函数的关系开方运算时,一定要注意三角函数的符号;利用同角三角函数的关系化简要遵循一定的原则,如切化弦、化异为同、化高为低、化繁为简等.
[跟踪训练]
1.(2021·安庆一模)已知3sin+sin(θ+π)=0,θ∈(-π,0),则sin θ=( )
A.- B.-
C. D.
解析:A [利用诱导公式,可得3cos θ-sin θ=0,进而可求得tan θ的值,根据同角三角函数的关系,结合θ的范围,即可求得答案.
因为3sin+sin(θ+π)=0,
所以3cos θ-sin θ=0,所以tan θ==3,
因为θ∈(-π,0),sin2θ+cos2θ=1
所以sin θ=-.故选:A.]
2.铸于明嘉靖十二年的泰山岱庙铁塔,造型质朴雄伟,原有十三级,抗日战争中被日军飞机炸毁,现仅存三级,它的底座是近似圆形的,如图1.我国古代工匠已经知道,将长方体砖块以某个固定的角度相接就可砌出近似圆形的建筑,现存铁塔的底座是用10块一样的长方体砖块砌成的近似圆形的墙面,每块长方体砖块底面较长的边长为1个单位,相邻两块砖之间的夹角固定为36°,如图2,则此近似圆形墙面内部所能容纳最大圆的半径是( )
图1 图2
A. B.
C. D.
解析:B [如图所示,由tan=即可解出结果.
如图,设O为内切圆的圆心,r为内切圆的半径.由∠AOB=36°,AB=1,tan=,得tan 18°=,解得r=.故选:B.]
考点二 三角函数的图象
[知识整合]
函数y=Asin(ωx+φ)的图象
(1)“五点法”作图:
设z=ωx+φ,分别令z=0,,π,,2π,求出相应x的值与相应y的值,描点、连线可得其图象.
(2)图象变换:
y=sin xy=sin(x+φ)
,纵坐标不变y=sin(ωx+φ)
y=Asin (ωx+φ).
[例2] (1)(2021·全国乙卷)把函数y=f(x)图像上所有点的横坐标缩短到原来的倍,纵坐标不变,再把所得曲线向右平移个单位长度,得到函数y=sin的图像,则f(x)=( )
A.sin B.sin
C.sin D.sin
[解析] B [由题意利用函数y=Asin(ωx+φ)的图像变换规律,得出结论