内容正文:
第四章
培优增分系列(七) 微点突破——三角函数中ω的求解(值或范围)
1
数学运算是解决数学问题的基本手段,通过运算可促进学生思维的发展;而逻辑推理是得到数学结论、构建数学体系的重要方式.运算和推理贯穿于探究数学问题的始终,可交替使用,相辅相成.破解三角函数中 <m></m> 的求解数学运算问题,要充分利用三角函数的图象,借助三角函数的性质,转化为含参数 <m></m> 所满足的不等式(组),解不等式(组)即可求出参数 <m></m> 的取值范围.
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2
一、三角函数的单调性与 <m></m> 的关系
典例1 已知函数 <m></m> 在区间 <m></m> 上单调递增,
则 <m></m> 的取值范围为
A. <m></m> B. <m></m> C. <m></m> D. <m></m>
√
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3
解析:[法一:由题意得
<m></m>
则 <m></m>
又 <m></m> ,所以 <m></m> ,
所以 <m></m> ,则 <m></m> ,故选B.
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4
法二:令 <m></m> ,可得
<m></m> ,
因为 <m></m> 在 <m></m> 上单调递增,所以 <m></m> ,解得
<m></m>
<m></m> ,又 <m></m> ,只有 <m></m> ,所以 <m></m> .故选B.
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5
法三:取 <m></m> ,则 <m></m> ,
令 <m></m> , <m></m> ,得 <m></m> , <m></m> ,
当 <m></m> 时,函数 <m></m> 在区间 <m></m> 上单调递减,与函数 <m></m> 在区间 <m></m> 上单调递增矛盾,故 <m></m> ,结合四个选项可知选B.]
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6
结合正弦函数的单调区间,确定函数 <m></m> 的单调区间,根据函数 <m></m> 在已知区间上的单调性,建立不等式,即可求 <m></m> 的取值范围.
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7
二、三角函数的周期性与 <m></m> 的关系
典例2 为了使函数 <m></m> 在区间 <m></m> 上至少出现50次最大
值,则 <m></m> 的最小值为
A. <m></m> B. <m></m> C. <m></m> D. <m></m>
解析:[由题意,至少出现50次最大值即至少需用 <m></m> 个周期,所以
<m></m> ,所以 <m></m> ,故选B.]
√
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8
解决此类问题的关键在于结合条件弄清周期 <m></m> 与所给区间的关系,从而建立不等式关系.
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9
三、三角函数的对称性与 <m></m> 的关系
典例3(1) 已知函数 <m></m> 的一条对称轴为直线
<m></m> ,一个对称中心为点 <m></m> ,则 <m></m> 有
A.最小值2 B.最大值2 C.最小值1 D.最大值1
√
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10
解析:因为函数的对称中心到对称轴的最短距离是 <m></m> ,两条对称轴间的最短距离是 <m></m> ,
所以对称中心 <m></m> 到对称轴 <m></m> 间的距离用周期可表示为 <m></m> ,
又因为 <m></m> ,所以 <m></m> ,
所以 <m></m> ,所以 <m></m> 有最小值2.故选A.
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11
(2)(2022·全国甲卷)设函数 <m></m> 在区间 <m></m> 恰有三
个极值点、两个零点,则 <m></m> 的取值范围是
A. <m></m> B. <m></m> C. <m></m> D. <m></m>
√
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12
解析:依题意可得 <m></m> ,因为
<m></m> ,所以
<m></m> ,要使函数在区
间 <m></m> 恰有三个极值点、两个零点,
又 <m></m> , <m></m> 的图象如
下所示:
则 <m></m> ,解得 <m></m> ,即 <m></m> .故选C.
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13
三角函数两条相邻对称轴或两个相邻对称中心之间的“水平间隔”为 <m></m> ,
相邻的对称轴和对称中心之间的“水平间隔”为 <m></m> ,这就说明,我们可根据
三角函数的对称性来研究其周期性,进而可以研究 <m></m> 的取值.值得一提的
是,三角函数的对称轴必经过其图象上的最高点(极大值)或最低点
(极小值),函数 <m></m> 的对称中心就是其图象与 <m></m> 轴的
交点,这就说明,我们也可利用三角函数的极值点(最值点)、零点之
间的“差距”来确定其周期,进而可以确定 <m></m> 的取值.
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四、三角函数的最值与 <m></m> 的关系
典例4 已知函数 <m></