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专题14三角函数中参数的求解策略13种常见考法归类
解密2023-2024学年高一数学上学期期末核心微专题考点通关手册
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考点一 利用三角函数的值域求参数
考点二 利用三角函数的周期性求参数
考点三 利用三角函数的单调性求参数
考点四 利用三角函数的最值求参数
考点五 利用三角函数的单调+最值求参数
考点六 利用三角函数的奇偶性求参数
考点七 利用三角函数的对称性求参数
考点八 利用三角函数的对称+周期求参数
考点九 利用三角函数的对称+单调求参数
考点十 利用三角函数的对称+最值求参数
考点十一 利用三角函数的图象求参数
考点十二 利用三角函数的零点求参数
考点十三 利用三角函数的多种性质求参数
各级各类模拟试题中经常出现一类求函数的参数的取值范围问题,主要考查三角函数知识的应用,以及考查学生逻辑推理、数学运算、直观想象等核心素养.此类问题对许多学生是一难点,学生往往无从入手,或者因不明算理而陷入繁琐的运算当中,花费大量时间却不得正解.本专题通过归类解析的形式说明这类问题的解法,以期帮助学生理解、掌握其内在规律、特点.
一.基础知识
1.正弦函数的性质.
(1)定义域:.
(2)值域:
(3)周期性:周期函数,周期是且,最小正周期为.
(4)奇偶性:奇函数,其图象关于原点对称.
(5)单调性:增区间:
减区间:
(6) 对称性:对称轴:,对称中心:
2.正弦型函数的性质.
(1)定义域:.
(2)值域:
(3)周期性:周期函数,周期是.
(4)奇偶性:当时为奇函数;当时为偶函数.
(5)单调性:当时:令,求解增区间.
令,求解减区间.
当时:注意单调区间的转化.
(6)对称性:对称轴:令,求解对称轴方程,对称轴处取最值.
对称中心:令,求解对称中心坐标.
余弦型类似推导,此处不再赘述.可以看到,处理复合型函数性质的妙招就在于换元,令,换成标准的正弦(余弦函数来处理).
3.一些复杂的性质
(1)零点与对称轴之间的距离等于四分之一个周期的奇数倍;
(2)对称轴方程就是一条对称轴加半个周期的整数倍;
(3)若在区间上单调,则必要条件是:区间长度不超过半个周期,即,充分条件是:单调区间是最大单调区间的子集,即,
综上可得
(4)对称轴公式:①
(5)中心对称公式①
(6)最值表示:
二.解题策略
1、与三角函数单调性有关的参数问题
含参数的正弦型函数,若已知其在某区间上的单调性,求参数的取值范围时,一般先求出单调区间的一般形式,再根据包含关系可求参数的取值范围.
注:一般来说,若已知函数在某个区间上的单调性,并且已知,则可以把看作一个整体,再利用正弦函数的性质辅助解题。通过已知区间是单调区间的子集来列约束条件.
2、与三角函数的最值有关的参数问题
不等式恒成立问题常见方法:
①分离参数恒成立(即可)或恒成立(即可);
②数形结合(图像在上方即可);
③讨论最值或恒成立.
3、与对称性有关的参数问题
一般来说,若函数在某个区间上单调,并且给出了对称轴方程,则可先利用“该区间长度小于或等于半周期长度”大致确定的范围,再利用对称轴是否在该区间内进一步约束的范围,最后对剩下的进行逐一检验,进而确定的准确范围.
4、与三角函数的零点有关的参数问题
已知函数有零点(方程有根)求参数值(取值范围)常用的方法:
(1)直接法:直接求解方程得到方程的根,再通过解不等式确定参数范围;
(2)分离参数法:先将参数分离,转化成求函数的值域问题加以解决;
(3)数形结合法:先对解析式变形,进而构造两个函数,然后在同一平面直角坐标系中画出函数的图象,利用数形结合的方法求解
注:一般来说,已知函数在某个区间上有个零点、最值等,可将看作一个整体,再利用正弦函数的性质解题.
三、错解剖析
(1)错看函数零点
例1:若,已知在有且只有5个零点,则的取值范围是
(2)忽略单调检验
例2:已知函数为的零点,为图像的对称轴,且在单调,则的最大值为.
A.11 B.9 C.7 D.5
(3)误求对称中心(轴)
例3:若函数的图象关于点对称,且的最小值为
(4)曲解函数最值
例4:已知函数是奇函数,且存在正数使得函数在上单调递增.若函数在区间上取得最小值时的值有且仅有一个,则的取值范围是
考点一 利用三角函数的值域求参数
1.(2024上·全国·高一期末)已知函数的值域是,则实数的值等于( )
A.2 B.-2 C. D.
2.(2023下·上海闵行·高一闵行中学校考期末)已知函数在区间上的值域为,且,则的值为 .
3.(2