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第七章 三角函数
专题1 三角函数中的最值问题
三角函数的最值问题是三角函数的基本内容,它对三角函数的恒等变形及综合应用要求较高,解决该类问题的基本途径一方面是自身的特殊性(如有界性等),另一方面可转化为所熟知的函数最值问题.
专题1 三角函数中的最值问题
题型一 y=Asin(ωx+φ)+B型的最值问题
[例1] 已知f(x)=2sin,当x∈时, f(x)的取值范围是 .
[解析] f(x)=2sin,
当x∈时,2x+∈,所以sin∈,即f(x)∈ .
[答案]
专题1 三角函数中的最值问题
化为y=Asin(ωx+φ)+B的形式求最值时,特别注意自变量的取值范围对最大值、最小值的影响,可通过比较闭区间端点的取值与最高点、最低点的取值来确定函数的最值.也可以利用y=sin x的图象找最值.
专题1 三角函数中的最值问题
[解] 设cos x=t,∵0≤x≤,∴0≤t≤1,∴y=t2-2at=(t-a)2-a2,
∴当a≤0时,m(a)=0,M(a)=1-2a;
当0<a≤时,m(a)=-a2,M(a)=1-2a;
当<a<1时,m(a)=-a2,M(a)=0;
当a≥1时,m(a)=1-2a,M(a)=0.
题型二 可化为y=f(sin x)(y=f(cos x))型的最值问题
[例2] 已知0≤x≤,求函数y=cos2x-2acos x的最大值M(a)与最小值m(a).
专题1 三角函数中的最值问题
综上所述,M(a)=
m(a)=
专题1 三角函数中的最值问题
可化为y=f(cos x)型三角函数的最值或值域,也可通过换元法转为其他函数的最值或值域.
专题1 三角函数中的最值问题
题型三 函数图象平移距离的最小值问题
[例3] (1)将函数f(x)=2sin的图象向右平移φ个单位,所得函数图象关于y轴对称,则正数φ的最小值为 .
专题1 三角函数中的最值问题
[解析] 将函数f(x)=2sin的图象向右平移φ个单位变为
f(x-φ)=2sin=2sin,
要使其为偶函数,则-2φ=·(2k+1),k∈Z,则φ=--,k∈Z.
∵φ>0,∴当k=-1时,φ=为其最小值.
[答案]
专题1 三角函数中的最值问题
(2)将函数y=2sin(ω>0)的图象分别向左、向右各平移个单位长度后,所得的两个函数图象的对称轴重合,则ω的最小值为 .
专题1 三角函数中的最值问题
[解析] 将函数y=2sin(ω>0)的图象分别向左、向右各平移个单位长度后,得到y=2sin =2sin,y=2sin=2sin.因为两个函数图象的对称轴重合,所以-==kπ,k∈Z,所以ω=6k,k∈Z .
因为ω>0 ,所以当k=1时,ω取得最小值为6.
[答案] 6
专题1 三角函数中的最值问题
函数图象平移后函数解析式发生了变化,解题时首先确定函数图象平移后的解析式,再根据新函数具备的性质求出平移距离的通解,再从通解中确定其最小值.
专题1 三角函数中的最值问题
题型四 由三角函数的值域,求定义域中参数的最值
[例4] (1)函数y=asin x+b(a,b∈R) 的最大值为3,最小值为-1,则ab的值为 .
[解析] 当a>0时,因为函数y=asin x+b(a,b∈R)的最大值为3,最小值为-1,
所以解得所以ab=2;当a<0时,因为函数y=asin x+b(a,b∈R) 的最大值为3,最小值为-1,所以解得所以ab=-2.
综上,ab=2或ab=-2.
[答案] 2或-2
专题1 三角函数中的最值问题
(2)已知函数y=sin x的定义域为[a,b],值域为,则b-a的最大值和最小值之差等于 . .
[解析] ∵函数y=sin x的值域为 ,由y=sin x的图象在一个周期内,b-a的最大值为-=;最小值为-=.
则b-a的最大值和最小值之差等于-=.
[答案]
专题1 三角函数中的最值问题
由值域求定义域,充分利用正余弦函数的图象,要用整体代换、换元思想,转换成最简单的正弦、余弦曲线.
专题1 三角函数中的最值问题
题型五 求ω的最值问题
[例5] (1)已知函数f(x)=2cos-1(ω>0)的图象向左平移个单位后与原图象重合,则ω的最小值是 ( )
A.3 B. C. D.
[解析] 依题意知,=k·T,k∈N+,∴=k·,k∈N+,∴ω=k,k∈N+,∴ω的最小值为.
[答案] B
专题1 三角函数中的最值问题
(2)先将函数f(x)=sinx的图象上的各点向左平移个单位,再将各点的横坐标变为原来的(其中ω∈N+且纵坐标不变),得到函数g(x)的图象,若g(x)在区间上单调递增,则ω的最大