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考前顶层设计·数学
考前顶层设计·数学
赢在微点 考前顶层设计 数学
专题一
三角函数与解三角形
培优微专题
三角函数与解三角形的2个热点问题
热点一 三角函数中ω的求解
在三角函数的图象与性质中,ω的求解是高考的一个热点内容,其求法复杂,涉及的知识点多,是我们复习中的难点。
角度1:由三角函数的单调性求ω
【例1】 已知函数f(x)=sin(ωx+φ),f(0)=且函数f(x)在区间上单调递减,则ω的最大值为
_______。
10
解析 因为f(0)=sin φ=,又|φ|≤,所以φ=,所以f(x)=sin,当x∈且ω>0时,+<ωx+<+,因为f(x)在区间上单调递减,则⊆(k∈Z),即解得4+32k≤ω≤10+16k(k∈Z),因为ω>0,则则0≤k≤且k∈Z,故k=0,从而4≤ω≤10,因此,ω的最大值为10。
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若三角函数在区间[a,b]上单调递增,则区间[a,b]是该函数单调递增区间的子集,利用集合的包含关系即可求解。
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【变式训练】 若直线x=是曲线y=sin(ω>0)的一条对称轴,且函数y=sin在区间上不单调,则ω的最小值为( )
A.9 B.7 C.11 D.3
C
解析 因为直线x=是曲线y=sin(ω>0)的一条对称轴,则ω-=kπ+,k∈Z,即ω=4k+3,k∈Z,由-≤ωx-,得-≤x≤,则函数y=sin在上单调递增,而函数y=sin在区间上不单调,则<,解得ω>9,所以ω的最小值为11。
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角度2:由三角函数的对称性求ω
【例2】 已知f(x)=sin ωx-cos ωx,若函数f(x)图象的任何一条对称轴与x轴交点的横坐标都不属于区间
(π,2π),则ω的取值范围是 。(结果用区间表示)
解析 f(x)=sin ωx-cos ωx=sin,令ωx-=+kπ(k∈Z),解得x=+(k∈Z)。又=≥2π-π,所以<ω≤1,当k=0时,≤<,≤π,得≤ω≤1。当k=1时,≤+<,且+≥2π,得ω≤。综上,≤ω≤。
三角函数y=Asin(ωx+φ)的对称性要抓住t=ωx+φ和y=sin t对称性的关系,寻找ω的限制条件。
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【变式训练】 设函数f(x)=sin在区间(0,π)上恰有三个极值点、两个零点,则ω的取值范围是( )
A. B.
C. D.
C
解析 当ω<0时,不能满足在区间(0,π)极值点比零点多,所以ω>0,故由x∈(0,π),得ωx+∈。根据函数f(x)在区间(0,π)上恰有三个极值点、两个零点,知π<πω+≤3π,得<ω≤。所以,ω的取值范围为。
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角度3:由三角函数的最值求ω
【例3】 若函数f(x)=sin(ω>0)在上的值域是,则ω的取值范围是( )
A. B.
C. D.
B
解析 因为ω>0,所以当x∈时,ωx-∈。又因为函数f(x)=sin(ω>0)在x∈上的值域是,所以-,解得≤ω≤3。故选B。
求三角函数的最值(值域)问题,主要是整体代换ωx±φ,利用正、余弦函数的图象求解,要注意自变量的取值范围。
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【变式训练】 已知函数f(x)=2sin ωx在区间上的最小值为-2,则ω的取值范围是 。
(-∞,-2]∪
解析 显然ω≠0,分两种情况:若ω>0,当x∈时,-ω≤ωx≤ω。因为函数f(x)=2sin ωx在区间上的最小值为-2,所以-ω≤-,解得ω≥。若ω<0,当x∈时,ω≤ωx≤-ω,因为函数f(x)=2sin ωx在区间上的最小值为-2,所以ω≤-,解得ω≤-2。综上所述,符合条件的实数ω≤-2或ω≥。
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热点二 三角形中的最值或范围
角度1:构建目标函数
【例4】 已知在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且+=。
(1