内容正文:
微专题(一) 三角函数的图象和性质
命题点(一) 三角函数的图象与解析式
由三角函数图象求解析式是三角函数的基本问题,也是高考常考内容之一,这类问题的解决在于关键点的选取,如零点、最值点的利用.
[例1] (1)已知函数f(x)=sin(ωx+φ)的部分图象如图所示,则f(x)的表达式为( )
A.f(x)=sin B.f(x)=sin
C.f(x)=sin D.f(x)=sin
(2)(2021·全国甲卷)已知函数f(x)=2cos(ωx+φ)的部分图象如图所示,则f=________.
[解析] (1)由题图知,==-=,解得ω=2,将最大值点代入f(x)=sin(2x+φ)得,sin=1,所以+φ=+2kπ(k∈Z),解得φ=+2kπ(k∈Z),又|φ|<,所以φ=,所以f(x)=sin.故选A.
(2)设函数f(x)=2cos(ωx+φ)的周期为T.由题图可知T=-,∴T=π.又T=,∴|ω|=2.不妨设ω>0,则f(x)=2cos(2x+φ).将点代入f(x)中,可得f=2cos=2,
∴cos=1,∴+φ=2kπ(k∈Z),
∴φ=2kπ-(k∈Z).取k=1,得φ=-,
∴f(x)=2cos.
∴f=2cos=2cos=2×=-.
[答案] (1)A (2)-
方法技巧
用五点法求y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)中的φ
第一点
图象上升时与x轴的交点
ωx+φ=0
第二点
图象的“峰点”
ωx+φ=
第三点
图象下降时与x轴的交点
ωx+φ=π
第四点
图象的“谷点”
ωx+φ=
第五点
图象上升时与x轴的交点
ωx+φ=2π
针对训练
1.函数f(x)=Asin(ωx+φ)的部分图象如图所示,若把f(x)的图象向左平移m(m>0)个单位长度后得到函数g(x)=Acos(ωx+2φ)的图象,则m的值可能为( )
A. B.
C. D.
解析:选C 由题图可知,A=3,因为图象过,,所以=-=,解得T=π,则ω==2,根据图象可知f(0)=3sin φ=1.5且|φ|<,解得φ=,所以f(x)=3sin,g(x)=3cos.把f(x)的图象向左平移m(m>0)个单位长度后得到函数g(x)=3sin=3cos,根据诱导公式可得2m+-=kπ+(k∈Z),解得m=+(k∈Z),当k=0时,m=.
2.(2023·新高考Ⅱ卷)已知函数f(x)=sin(ωx+φ),如图A,B是直线y=与曲线y=f(x)的两个交点,若|AB|=,则f(π)=________.
解析:由题意,设A,B,则x2-x1=,由y=sin(ωx+φ)的图象可知,ωx2+φ-(ωx1+φ)=-=,即ω(x2-x1)=,∴ω=4,又f=sin=0,∴+φ=kπ,k∈Z,即φ=-+kπ,k∈Z,观察图象,可知当k=2时,φ=-满足条件,∴f(π)=sin=-.
答案:-
命题点(二) 三角函数的性质及应用
[例2] (1)已知函数f(x)=2sin2+sin-1,则下列判断正确的是( )
A.f(x)的图象关于x=对称
B.f(x)为奇函数
C.f(x)的值域为[-3,1]
D.f(x)在上是增函数
(2)(2023·全国乙卷)已知函数f(x)=sin(ωx+φ)在区间单调递增,直线x=和x=为函数y=f(x)的图象的两条对称轴,则f=( )
A.- B.- C. D.
[解析] (1)f(x)=2sin2+sin-1=1-cos+sin-1=2sin=2sin.因为f=2sin=2是该函数的最大值,故x=是函数f(x)的对称轴,故A正确;因为f(-x)=-2sin≠-f(x),故该函数不是奇函数,故B错误;f(x)=2sin的值域为[-2,2],故C错误;由x∈,可得2x+∈,在此区间内,函数f(x)不单调,故D错误.综上所述,正确的是A.
(2)由题意得×=-,解得ω=2,易知x=是f(x)的最小值点,所以×2+φ=+2kπ(k∈Z),得φ=+2kπ(k∈Z).不妨取k=0,于是f(x)=sin,f=sin=sin=,故选D.
[答案] (1)A (2)D
方法技巧
求三角函数单调区间的方法
代换法
求形如y=Asin(ωx+φ)(或y=Acos(ωx+φ),A,ω,φ为常数,A≠0,ω>0)的单调区间时,令ωx+φ=z,得y=Asin z(或y=Acos z),然后由复合函数的单调性求得
图象法
画出三角函数的图象,结合图象求其单调区间
针对训练
3.已知函数f(x)=cos(x+θ)(0<θ<π)在x=时取得最小值,则f(x)在[0,π]上的单调递增区间是( )
A. B.
C. D.
解析:选A 因为0<θ<π,所以<