内容正文:
hh
(2)已知α,β均为锐角,3sin
α=2sin
β,3cos
α+
2cos
β=3,则α+2β 的值为 .
一般给值求角问题,其本质仍是给值求值问题,
即通过求所求角的某一三角函数值确定角的大小,
因此其关键除了求值外,还在于确定角的范围.
(1)在给值求角时,一般地选择一个适当的三角
函数,根据题设确定所求角的范围,利用三角函数的
单调性求出角.确定角的范围是关键,一定要使所选
的函数在此范围内是单调的,必要时,还需根据已知
三角函数值缩小角的范围.
(2)已知三角函数值求角,选三角函数时可按下
列规则:① 已知正切值,常选正切函数;② 已知正、
余弦值,常选正弦或余弦函数;③ 若角的范围是
0,π2 ,π,3π2 ,常选正、余弦函数;④ 若角的范围
是 -
π
2
,π
2 ,常选正弦函数;⑤ 若角的范围是(0,
π),常选余弦函数.
【对点训练7】 (1)若sin
2α=
5
5
,sin(β-α)=
10
10
,且α ∈
π
4
,π
,β∈ π,
3
2π
,则α+
β= .
(2)已 知 tan
β =
cos
α
1-sin
α
,tan(α +β)=
1+sin
α
cos
α
,若β∈ 0,
π
2 ,则β= .
学习至此,请完成课时作业25
4.4 三角函数的图象及性质
5A>!
1.借助单位圆能画出三角函数(正弦、余弦、正切)的图象,了解三角函数的周期性、单调性、奇偶性、最大
(小)值.
2.借助图象理解正弦函数、余弦函数在[0,2π]上、正切函数在 -
π
2
,π
2 上的性质.
AMc
-
-@)
1.“五点法”作图
(1)在确定正弦函数y=sin
x 在[0,2π]上
的图象 形 状 时,起 关 键 作 用 的 五 个 点 是
, , ,
, .
(2)在确定余弦函数y=cos
x 在[-π,π]上
的图 象 形 状 时,起 关 键 作 用 的 五 个 点 是
, , ,
, .
2.三角函数的图象和性质
函数性质 y=sin
x y=cos
x y=tan
x
图象(一
个周期)
定义域
值域
094
@第四章 三角函数、解三角形
续表
函数性质 y=sin
x y=cos
x y=tan
x
最值
(k∈Z)
当x=
π
2+2kπ
时,ymax =1;
当x = -
π
2 +
2kπ 时,ymin =
-1
当x=2kπ时,
ymax =1;
当x=2kπ+π
时,ymin = -1
无
对称性
(k∈Z)
对称轴:
;
对称中心:
对 称 轴:
;
对称中心:
无对称轴;
对称中心:
最小正
周期
单调性
(k∈Z)
单调递增区间:
;
单调递减区间:
单调递增区间:
;
单调递减区间:
单调递增区间:
奇偶性
常用结论与知识拓展
1.关于周期性的常用结论
(1)如果T 是函数f(x)的一个周期,则nT(n∈
Z且n≠0)也是f(x)的周期.
(2)周期函数的定义域是无限集.
(3)函数的周期性是函数在定义域上的整体性质.
因此要研究某周期函数的性质,一般只需要研究它在
一个周期内的性质.
2.关于奇偶性的常用结论
(1)若f(x)=Asin(ωx+φ)(A,ω≠0),则f(x)
为偶函数 ⇔φ=
π
2+kπ
(k∈Z).
(2)若f(x)=Asin(ωx+φ)(A,ω≠0),则f(x)
为奇函数 ⇔φ=kπ(k∈Z).
3.正、余弦函数图象在其对称轴处取得最大值或
最小值,且相邻的最大值与最小值间的距离为其半周
期;图象与x 轴的交点是其对称中心,相邻的两个对称
中心间的距离也是半周期;函数取最值的点与其相邻
的零点距离为1
4
周期.
-"
1.判断下列命题是否正确,正确的在括号内画
“√”,错误的画“×”.
(1)y=cos
x 在(0,π)上是减函数. ( )
(2)正切函数y=tan
x在定义域内是增函数.
( )
(3)y=sin|x|是偶函数也是周期函数.
( )
(4)已知y=ksin
x,x ∈R,则y 的最小值
为-k. ( )
(5)y=tan
x 的对称中心是 kπ2
,0 (k∈Z).
( )
2.(教材改编题)函数y=4sin
x,x∈[0,2π]的
单调递增区间是 ,单调递
减区间是
.
3.(教材改编题)已知函数f(x)=cos ωx +
π
3 (ω>0),图象上任意两条相邻对称轴间的
距离为π
2
,则函数f(x)的单调递增区间为
;单调递减区间
为 ;对称中心
为 .
4.(教材改编题)函数f(x)=-2tan2x+
π
6
的定义域是 .
5.(多 选 题)(教 材 改 编 题)若 函 数 f(x)=
sin
xcos
x- 3cos2x+
3
2
,则下列结论正确
的是 ( )
A.函数f(x)的最小正周期为
π
2
B.函数f(x)在区间 -
π
12
,5π
12
上单调递增
C.函数f(x)图象关于直线x=-
π
12
对称
D.函数f(x)的图象关于点
2π
3
,0 对称
095
hh
A
/c5%1@
考点1 三角函数的定义域、值域
【例1】 (1)函数f(x)=lg
cos
x- 25-x2 的
定义域为 .
(2)f(x)=sin
x-cos2x+2x ∈ -
π
6
,2π
3
的值域为 .
求三角函数的定义域事实上就是解最简单的三
角不等式(组).三角函数值域的求法:① 形如y=
asin
x+bcos
x+c的三角函数化为y=Asin(ωx+
φ)+k 的形式,再求值域;② 形如y =asin2x +
bsin
x+c的三角函数,可先设sin
x=t,化为关于t
的二次函数再求值域;③ 形如y=asin
xcos
x +
b(sin
x±cos
x)+c的三角函数,可先设t=sin
x±
cos
x,化为关于t的二次函数再求值域.
【对点训练1】 (1)函数y=lg(sin
2x)+ 9-x2
的定义域为 .
(2)函数f(x)=53cos2x+ 3sin2x-4sin
x·
cos
x π4≤x≤
7π
24 的最小值为 ,
此时x 的值为 .
考点2 三角函数的周期性
【例2】 (1)函数f(x)=2sinωx+
π
4 (ω>0)
的最小正周期为π,则f
5
8π = .
(2)求下列函数的最小正周期.
①y=(asin
x+cos
x)2(a∈R);
②y=2cos
xsinx+
π
3 - 3sin2x+sin x·
cos
x;
③y=2sin4x-
π
3 ;
④y=|tan
x|.
求三角函数周期的方法:① 利用周期函数的定
义;②y=Asin(ωx+φ)和y=Acos(ωx+φ)的最
小正周期为 2π
|ω|
,y=Atan(ωx+φ)的最小正周期
为 π
|ω|
;③ 对于形如y=asin
ωx+bcos
ωx 的函
数,一般先将其化为y= a2+b2·sin(ωx+φ)的
形式再求周期;④ 带绝对值的三角函数的周期是否
减半,要根据图象来确定.
【对点训练2】 (1)(多选题)下列函数最小正周
期为π的有 ( )
A.y=sin|x| B.y=|sin
x|
C.y=sin
π
3-2x D.y=2cos x-1
(2)已知函数f(x)=cos(ωx+φ)(ω>0),周期
为T,且f
T
2 =- 32,则实数|φ|的最小
值为 .
096
@第四章 三角函数、解三角形
考点3 三角函数的奇偶性
命题角度1 三角函数的奇偶性判断
【例3】 判断下列函数的奇偶性.
(1)f(x)=cos
π
2+2x cos(π+x);
(2)f(x)= 2sin
2x-1.
判断三角函数奇偶性的步骤、方法与判断函数
的奇偶性类似.熟悉“常见函数”的奇偶性有利于提
高解题效率.
【对点训练3】 判断下列函数的奇偶性.
(1)f(x)=lg(sin
x+ 1+sin2x);
(2)f(x)=
6cos4x+5sin2x-4
cos
2x .
命题角度2 已知三角函数的奇偶性求参数
【例4】 (1)已知函数f(x)=(a·ex+e-x)sin
x
为奇函数,则a= .
(2)已知函数f(x)=3sin(x+θ)+cos(x+θ)
是偶函数,则满足条件的角θ 的一个取值
为 .
已知三角函数的奇偶性求参数时,可直接由y=
Asin
ωx 是奇函数,y=Acos
ωx 是偶函数求解.如
果y=Asin(ωx+φ)是偶函数,则φ=kπ+
π
2
,k∈
Z;y=Acos(ωx+φ)是偶函数,则φ=kπ,k∈Z.
【对点训练4】 (1)(2024·上海复旦大学附属中
学高三月考)设常数a ∈R,函数f(x)=
asin
2x+2cos2x.若f(x)为偶函数,则实
数a的值为 .
(2)若函数f(x)=cos2x+
π
6+φ (φ>0)为
奇函数,则φ 的最小值为 .
考点4 三角函数的单调性
命题角度1 三角函数的单调区间以及单调性
的讨论
【例5】 (1)函数f(x)=cos
2x-sin
2x的单调
递增区间为 .
(2)y=3tan
π
6-
x
4 的单调递减区间为
.
(3)f(x)=sin-2x+
π
3 在[0,π]上的单调递
减区间为 .
求函数的单调区间应遵循简化原则,将解析式
先化简,并注意复合函数单调性“同增异减”的规律.
097
hh
【对点训练5】 已知函数f(x)=2sin
xcos
x-
a(cos2x-sin2x)的图象过点
π
2
,3 .
(1)求f(x)的解析式及最小正周期;
(2)讨论f(x)在 0,
π
2
上的单调性.
命题角度2 已知三角函数的单调性求参数
【例6】 (1)已知ω>0,函数f(x)=cos ωx+
π
6 在
π
2
,π 上单调递增,则ω 的取值范围
是 .
(2)已知函数f(x)=2sin(ωx +φ) ω >0,
|φ|<
π
2 的图象经过点 A(0,-1),且
f(x)在
π
6
,π
3
上单调递增,则ω的最大整
数值为 .
(3)已知函数f(x)=tannx-
π
4 (n∈Z)在区
间 π
8
,3π
8 上是减函数,则n 的取值集合为
.(用列举法表示)
已知三角函数的单调区间求参数问题,常先求
出函数的单调区间,然后利用集合间的关系求解.
【对点训练6】 (1)已知函数f(x)=2cos ωx-
π
3 (ω >0,ω ∈Z)在区间
π
3
,2π
3 内单调,
在区间0,π4 内不单调,则ω的值为 .
(2)函数y=2tan
ωx(常数ω >0)在开区间
-
π
4
,2π
3 上是增函数,则实数ω 的取值范
围是 .
考点5 三角函数的对称性
【例7】 (1)若函数f(x)=asin
x+cos
x 的图
象关于直线x=
π
6
对称,则a= .
(2)已知函数f(x)=cos(2x+φ)(x∈R)的图
象关于点 2
3π
,0 中心对称,则|φ|的最小
值为 .
(3)(2023·全国乙卷改编)已知函数f(x)=
sin(ωx+φ)在区间
π
6
,2π
3 上单调递增,直
线x=
π
6
和x=
2π
3
为函数y=f(x)的图象
的两条相邻对称轴,则f -
5π
12 = .
098
@第四章 三角函数、解三角形
正、余弦函数关于其零点中心对称,在最值点
x0 处 关 于 直 线 x =x0 对 称;正 切 函 数 关 于 点
kπ
2
,0 (k∈Z)中心对称,需要注意的是当k 为奇
数时,kπ
2
,0 不在y=tan x 的定义域内.
【对点训练7】 (1)写出一个同时满足下列三个
性质的函数:f(x)= .
①f(x)为偶函数;②f(x)关于(-2,0)中
心对称;③f(x)在R上的最大值为3.
(2)设函数f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0,0<φ≤
π)是R上的奇函数,若f(x)的图象关于直
线x=
π
4
对称,且f(x)在区间 -
π
22
,π
11
上
是单调函数,则f
π
12 = .
>Fe2
数学探索背景下三角函数的性质研究
【题 目 呈 现】 (1)(多 选 题)已 知 函 数
f(x)=2|sin
x+cos
x|-sin
2x,则 ( )
A.f(x)的最小正周期为2π
B.直线x=
π
4
为f(x)图象的一条对称轴
C.f(x)的最小值为1
D.f(x)在
π
4
,π
2
上单调递增
(2)(多选题)函数f(x)=|sin
x|+cos
x,
则下列说法正确的是 ( )
A.f(x)为偶函数
B.f(x)的最小正周期是π
C.f(x)在0,
π
2 上单调递增
D.f(x)的最小值为-1
【素养解读】 以三角函数为载体,以函数
为背景的函数性质研究问题的解题策略:
(1)若条件允许,将其转化为“Asin(ωx +
φ)”型函数,通常含有绝对值的通过去掉绝对值
符号写出分段函数形式.
(2)若不能转化为“Asin(ωx+φ)”型函数,
则可以直接从周期性、对称性、零点等问题的定
义出发,推演结论是否成立;需要提醒的是,若
要证明 结 论 不 成 立,则 可 以 直 接 利 用 “特 殊
值”“举反例”等手段否定结论即可.
(3)数形结合的思想有时也很奏效.
2"
1.(多选题)已知函数f(x)=sin
x+3|cos
x|,
则下列结论正确的是 ( )
A.f(x)的最小正周期为π
B.f(x)的图象关于直线x=
π
2
对称
C.f(x)的最小值为-1
D.f(x)在区间
π
2
,π
上单调递增
2.(多选题)(2023·河北张家口三模)关于函数
f(x)=|sin
x|+
1
sin|x|
,下列选项正确
的有 ( )
A.f(x)为偶函数
B.f(x)在区间
π
2
,π 上单调递增
C.f(x)的最小值为2
D.f(x)在区间(-π,4π)上有两个零点
学习至此,请完成课时作业26
099
参
考
答
案
-
12
13×
3
5 +
5
13× -
4
5 = -5665,
∵cos 3π4 +β - π4 -α =
cos π2 +
(α+β) = -sin(α+β),
∴sin(α+β)=
56
65.
对点训练6:(1)4+ 26
82-3
15
解析:由π
2 <α<π
知
π
4 <α-
π
4 <
3π
4
,∵cosα-
π
4 = 13,∴sin α -
π
4 = 1- 13
2
=
22
3
,故sin
α=
sinα-
π
4 +
π
4 = sin α - π4 ·
cosπ4+cosα-
π
4 ·sinπ4 = 22 ×
22+1
3 =
4+ 2
6 .
cosβ+
π
4 =cos (β+α)- α-
π
4 = cos(β +α)cos α - π4 +
sin(β+α)sinα-
π
4 ,
由0<β<
π
2 <α<π
知
π
2 <α+β<
3π
2
,∵sin(α +β)=
4
5
,∴cos(β +
α)= - 1-
4
5
2
= -
3
5
,
∵sinα-
π
4 =223 ,
∴cosβ+
π
4 = - 35 × 13 + 45 ×
22
3 =
82-3
15 .
(2)-
33
65
解析:∵0<α<
π
4 <β<
3π
4
,∴3π4 <
3π
4 +α<π
,-
π
2 <
π
4 -β<0
,
又sin3π4 +α = 513 ,cos π4 -β =
3
5
,∴cos3π4 +α = -1213 ,
sin π4 -β = -45,
∴cos(α+β)=sin
π
2+
(α+β) =
sin 3π4+α - π4-β =
sin 3π4 +α cos π4 -β -
cos3π4+α sin π4-β = 513× 35 -
-
12
13 × - 45 = -3365.
例7:(1)π4
解析:已知sin
α =
5
5
,sin
β =
10
10
,
且α 及β 都是锐角,
所 以 cos
α = 1-sin2α =
25
5
,
cos
β= 1-sin2β =
3 10
10
,
所 以 cos(α +β)= cos
αcos
β -
sin
αsin
β =
25
5 ×
3 10
10 -
5
5 ×
10
10 =
2
2
,
又α,β∈ 0,
π
2 ,所以α+β∈ (0,
π),故α+β=
π
4.
(2)π
解析:由题意得
sin
α=
2
3sin
β
①,
cos
α=1-
2
3cos
β
②,
又α,β∈ 0,
π
2 ,①2+②2 得cos β=
1
3
,cos
α =
7
9
,由α,β 均为锐角知,
sin
β=
22
3
,sin
α=
42
9
,所以tan
β=
22,tan
α =
42
7
,所 以 tan
2β =
-
42
7
,所以tan(α+2β)=
tan
α+tan
2β
1-tan
αtan
2β
=0.因为α∈ 0,
π
2 ,
β∈ 0,
π
2 ,所以α+2β∈ 0,32π ,
所以α+2β=π.
对点训练7:(1)7π4
解析:∵sin
2α = 2sin
αcos
α > 0,
∴sin
α,cos
α 符号相同,又α∈ π4,
π ,∴α∈ π4,π2 ,2α∈ π2,π ,
由sin
2α=
5
5
可得cos
2α= -
25
5
,
∵β∈ π,
3π
2 ,∴β-α∈ π2,5π4 ,
又sin(β-α)=
10
10 >0
,∴β-α∈
π
2
,π ,∴cos(β -α)= -3 1010 ,
∴cos(α+β)=cos[2α+ (β-α)]=
cos
2αcos(β-α)-sin2αsin(β-α)=
-
25
5 × -3 1010 - 55 × 1010 =
2
2
,由α∈
π
4
,π
2 ,β∈ π,3π2 ,得
α+β∈ 5π4,2π ,∴α+β=7π4.
(2)π4
解析:因为tan
α =tan(α+β-β)=
tan(α+β)-tan
β
1+tan(α+β)tan
β
,又 因 为tan
β =
cos
α
1-sin
α
,tan(α+β)=
1+sin
α
cos
α
,所
以tan
α=
1+sin
α
cos
α -
cos
α
1-sin
α
1+
1+sin
α
cos
α
· cos
α
1-sin
α
=
(1+sin
α)(1-sin
α)-cos
αcos
α
cos
α(1-sin
α)
cos
α(1-sin
α)+cos
α(1+sin
α)
cos
α(1-sin
α)
=
(1+sin
α)(1-sin
α)-cos
αcos
α
cos
α(1-sin
α)+cos
α(1+sin
α)=
1-sin2α-cos2α
2cos
α
, 因 为 sin2α +
cos2α =1,所以tan
α =0,所以α =
kπ,k ∈ Z, 所 以 当 k 为 奇 数 时,
cos
α= -1,sin
α=0,当k为偶数时,
cos
α =1,sin
α =0,因 为tan
β =
cos
α
1-sin
α
,所以tan
β= ±1,因为β∈
0,π2 ,所以β= π4.
4.4 三角函数的图象及性质
必备知识回顾
知识梳理
1.(1)(0,0) π2
,1 (π,0)
3π
2
,-1 (2π,0)
(2)(-π,-1) -
π
2
,0 (0,1)
π
2
,0 (π,-1)
2.R R x x ≠kπ+
π
2
,k∈Z
[-1,1] [-1,1] R x = kπ+
π
2
(kπ,0) x =kπ kπ+
π
2
,0
kπ
2
,0 2π 2π π 2kπ - π2,
2kπ+
π
2 2kπ+ π2,2kπ+3π2
[2kπ-π,2kπ] [2kπ,2kπ+π]
kπ-
π
2
,kπ+
π
2 奇函数 偶函
数 奇函数
基础检测
1.(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)√
2.0,π2 ,3π2,2π π2,3π2
3.kπ-
2π
3
,kπ-
π
6 ,k ∈Z kπ-
π
6
,kπ+
π
3 ,k∈Z kπ2 + π12,0 ,
k∈Z
4.x x ≠
kπ
2 +
π
6
,k∈Z
5.BCD f(x)=sin
xcos
x- 3cos2x+
3
2 =
1
2sin
2x -
3
2cos
2x =
sin2x-
π
3 ,所以f(x)的最小正周
期为T=
2π
2=π
,A错误;若x∈ -π12,
5π
12 ,则2x - π3 ∈ - π2,π2 ,故
f(x)在 -
π
12
,5π
12 上递增,B正确;由
f -
π
12 = sin- π6 - π3 = -1,
得直线x = -
π
12
是f(x)的一条对称
轴,C正确;由 f
2π
3 = sin 4π3 -
-477-
hh
π
3 =0,得 2π3,0 是f(x)的一个对
称中心,D正确.故选BCD.
关键能力提升
例1:(1)-5,-
3π
2 ∪ - π2,π2 ∪
3π
2
,5
解析:由题意得 cos
x >0,
25-x2 ≥0, 解得
-
π
2+2kπ<x<
π
2+2kπ
,k∈Z,
-5≤x≤5,
令k= -1,解得x∈ -5,-
3π
2 ,令
k=0,解得x ∈ -
π
2
,π
2 ,令k =
1,解得x ∈
3π
2
,5 .综上,定义域为
-5,-3π2 ∪ -π2,π2 ∪ 3π2,5 .
(2) 34
,3
解析:f(x)=sin
x-(1-sin2x)+2=
sin2x+sin
x+1,设t=sin
x,因为
x∈ -
π
6
,2π
3 ,所以t∈ -12,1 .
故f(x)在 -
π
6
,2π
3 上的值域等价
于y=t2+t+1= t+
1
2
2
+
3
4
在
-
1
2
,1 上的值域.所以y ∈ 34,
3 ,即f(x)的值域为 34,3 .
对点训练1:(1)-3,-
π
2 ∪ 0,π2
解 析:∵ 函 数 y = lg(sin
2x)+
9-x2,∴ 应 满 足 sin
2x >0,
9-x2 ≥0, 解
得 kπ<x <
π
2 +kπ
,
-3≤x ≤3, 其中k∈Z,
∴-3≤x <-
π
2
或0<x <
π
2
,
∴ 函 数 的 定 义 域 为 -3,-
π
2 ∪
0,π2 .
(2)33-22
7π
24
解析:由题意得f(x)=5 3cos2x +
3sin2x-4sin
xcos
x =53×
1+cos
2x
2 + 3×
1-cos
2x
2 -
2sin
2x =2 3cos
2x -2sin
2x +
33=4cos2x+
π
6 +33,
∵ π4 ≤x ≤
7π
24
,∴2π3 ≤2x+
π
6 ≤
3π
4
,∴-
2
2 ≤cos2x+
π
6 ≤-12,
当cos2x+
π
6 = - 22 时,f(x)有
最小值33-22,此时2x+
π
6 =
3π
4
,
解得x =
7π
24.
例2:(1)-2
解析:因 为 函 数 f(x)=2sin ωx +
π
4 (ω >0)的最小正周期为π,所以
2π
ω =π
,解 得 ω =2.所 以 f(x)=
2sin2x+
π
4 ,所以f 58π =
2sin2×
5
8π+
π
4 = -2.
(2)解:①y= [ a2+1sin(x+φ)]2
= (a2+1)sin2(x+φ)= (a2+1)·
1-cos(2x+2φ)
2
(φ 为辅助角),所以
此函数的最小正周期为T =
2π
2 =π.
②y =2cos
x 1
2sin
x+
3
2cos
x -
3sin2x+sin
xcos
x =sin
xcos
x+
3cos2x- 3sin2x+sin
xcos
x =
sin
2x+ 3cos
2x =2sin2x+
π
3 ,
该函数的最小正周期为T =
2π
2 =π.
③由图象变换规则知y=2sin 4x-
π
3 的最小正周期是y=2sin 4x-
π
3 的 最 小 正 周 期 的 一 半,即 T =
1
2 ×
2π
4 =
π
4.
④y =|tan
x|的图象如图所示,
由图象可知y=|tan
x|是由y=tan
x
的图象保留x 轴上方部分,并将x 轴
下方部分翻折到x轴上方得到的,所以
其最小正周期T =π.
对点训练2:(1)BC
(2)π6
解析:由 T =
2π
ω
,得 T
2 =
π
ω
,则
f
T
2 = cos(π+φ)= -cos φ =
-
3
2
,即 有cos
φ =
3
2
,因 此 φ =
2kπ±
π
6
,k∈Z,所以|φ|的最小值为
π
6.
例3:解:(1)f(x)=cos
π
2+2x cos(π+
x)= (-sin
2x)(-cos
x)=
cos
xsin
2x.
因为f(-x)=cos(-x)sin[2(-x)]=
-cos
xsin
2x = -f(x),x∈R,所以
f(x)是奇函数.
(2)因为2sin
2x-1≥0,所以sin
2x≥
1
2
,所 以 π
6 +2kπ ≤ 2x ≤
5π
6 +
2kπ(k∈Z),即x ∈ π12+kπ,5π12+
kπ (k∈Z),定义域不关于原点对称,
所以f(x)是非奇非偶函数.
对点训练3:解:(1)定义域为R,f(-x)=
lg[sin(-x)+ 1+sin2(-x)]=
lg(-sin
x + 1+sin2x),又 因 为
f(x)+ f(- x)= lg[(sin
x +
1+sin2x)(-sin
x+ 1+sin2x)]=
lg
1=0,所以f(-x)= -f(x),所以
f(x)是奇函数.
(2)由cos
2x ≠0得2x ≠kπ+
π
2
,
k∈Z,解得x≠
kπ
2+
π
4
,k∈Z,所以
f(x)的定义域为 x x ∈R,且x ≠
kπ
2 +
π
4
,k∈Z .因为f(x)的定义域
关于原点对称,且f(-x)=
6cos4(-x)+5sin2(-x)-4
cos(-2x) =
6cos4x+5sin2x-4
cos
2x =f
(x).
所以f(x)是偶函数.
例4:(1)1
解析:∵f(x)为奇函数,∴f(-x)=
(a·e-x +ex)sin(-x)= -(a·e-x +
ex)sin
x = -f(x),即 - (a·e-x +
ex)sin
x = - (a·ex +e-x)sin
x,
∴a=1.
(2)π3
(只需写出满足θ =
π
3 +kπ
,
k∈Z的一个值)
解析:f(x)= 3sin(x+θ)+cos(x+
θ)=2sinx+θ+
π
6 ,因为f(x)=
3sin(x+θ)+cos(x+θ)是偶函数,
所以θ+
π
6 =
π
2+kπ
,k∈Z,得θ=
π
3 +kπ
,k∈Z.
对点训练4:(1)0
解析:因为f(x)=asin
2x+2cos2x,
所以f(-x)= -asin
2x+2cos2x,因
为f(x)为 偶 函 数,所 以 f(-x)=
f(x),所 以 -asin
2x +2cos2x =
asin
2x+2cos2x,所以2asin
2x =0,
所以a=0.
(2)π3
解析:因 为 函 数 f(x)=cos 2x +
π
6 +φ (φ >0)为 R上的奇函数,所
以 f(0)= cos
π
6 +φ = 0,所 以
π
6 +φ =
π
2 +kπ
,k∈Z,所以φ =
π
3 +kπ
,k∈Z,又φ>0,所以φ 的最
小值为
π
3.
例5:(1)kπ-
5π
8
,kπ-
π
8 (k∈Z)
解 析:f(x)= cos
2x -sin
2x =
2 2
2cos
2x-
2
2sin
2x =
2cos 2x+ π4 ,由2kπ-π≤2x+
-478-
参
考
答
案
π
4 ≤2kπ
,k∈Z,得kπ-
5π
8 ≤x ≤
kπ-
π
8
,所以f(x)的单调递增区间
为 kπ-
5π
8
,kπ-
π
8 (k∈Z).
(2)4kπ-
4
3π
,4kπ+
8
3π
(k∈Z)
解析:y=3tan
π
6-
x
4 = -3tan x4
-
π
6 ,由kπ-π2 <x4-π6 <kπ+
π
2
(k∈Z),解得4kπ-
4
3π<x <
4kπ+
8
3π
(k∈Z).
所以函数的单调递减区间为
4kπ-
4
3π
,4kπ+
8
3π
(k∈Z).
(3)0,5π12 ,11π12,π
解析:f(x)=sin-2x+
π
3 =
-sin2x-
π
3 ,令2kπ-π2 ≤2x-
π
3 ≤2kπ+
π
2
,k∈Z,得f(x)的单调
递减区间为 kπ-
π
12
,kπ+
5π
12 ,k∈
Z.令 A = kπ-
π
12
,kπ+
5π
12 ,k ∈
Z,B = [0,π],
∴A ∩B = 0,
5π
12 ∪ 11π12,π ,
∴f(x)在[0,π]上的单调递减区间为
0,5π12 和 11π12,π .
对点训练5:解:(1)由题意得f(x)=
2sin
xcos
x-a(cos2x-sin2x)=
sin
2x-acos
2x,
因为函数f(x)=2sin
xcos
x-a(cos2x-
sin2x)的图象过点 π2
,3 ,
故sin2×
π
2 -acos2× π2 =a=
3,则f(x)=sin
2x - 3cos
2x =
2sin2x-
π
3 ,最小正周期 为 T =
2π
2 =π.
(2)由(1)知,f(x)=2sin2x-
π
3 ,
当x∈ 0,
5π
12 时,2x-π3 ∈ -π3,
π
2 ,此时f(x)=2sin2x- π3 单
调递增;
当x∈
5π
12
,π
2 时,2x-π3 ∈ π2,
2π
3 ,此时f(x)=2sin2x- π3 单
调递减.
例6:(1) 53
,11
6
解析:因为f(x)在
π
2
,π 上单调递
增,所以2π
ω ≥π
,即0<ω≤2,当x∈
π
2
,π 时,ωx+π6 ∈ ωπ2+π6,ωπ+
π
6 ,所以
ωπ
2 +
π
6 ≥-π+2kπ
,
ωπ+
π
6 ≤2kπ
,
k∈Z,解得 -
7
3 +4k≤ω ≤-
1
6 +
2k,k∈Z,又因为0<ω ≤2,所以当
k=1时,
5
3 ≤ω ≤
11
6.
(2)2
解析:因为f(0)=2sin
φ= -1,|φ|<
π
2
,所以φ= -
π
6.
由
π
6 ≤x≤
π
3
,得
ωπ
6 -
π
6 ≤ωx-
π
6 ≤
ωπ
3 -
π
6
,则
-
π
2+2kπ≤
ωπ
6 -
π
6 <
ωπ
3 -
π
6 ≤
π
2+2kπ
,k∈Z,解得-2+12k≤ω≤
2+6k,k∈Z.由-2+12k<2+6k,
k∈Z,得k<
2
3
,k∈Z.因为ω>0,
所以当k<0时,不符合条件,故k=0,
即0<ω≤2.故ω 的最大整数值为2.
(3){-3,-2}
解析:由f(x)在区间
π
8
,3π
8 上是减
函数,则n<0,且
3π
8-
π
8 ≤
π
|n|
,解
得|n|≤4,因为n∈Z,所以n= -4
或n= -3或n= -2或n= -1,当
n= -4时,f(x)= -tan4x+
π
4 ,
当x∈
π
8
,3π
8 时,3π4 <4x+π4 <
7π
4
,当4x+
π
4 =
3π
2
,即x=
5π
16
时,
函
数无意义,故n = -4不成立.当n =
-3时,f(x)= -tan3x+
π
4 ,当
x ∈
π
8
,3π
8 时,5π8 <3x + π4 <
11π
8
,因为y=tan
x 在 5π8
,11π
8 上单
调递增,所以f(x)在区间
π
8
,3π
8 上
是减函数,故n= -3满足题意.当n=
-2时,
f(x)= -tan2x+
π
4 ,当
x ∈
π
8
,3π
8 时,π2 <2x+π4 <π,
因为y =tan
x 在 π2
,π 上 单 调 递
增,所以f(x)在区间
π
8
,3π
8 上是减
函数,故n= -2满足题意.当n= -1
时,f(x)= -tanx+
π
4 ,当x ∈
π
8
,3π
8 时,3π8 <x + π4 <5π8,当
x+
π
4 =
π
2
,即x =
π
4
时,函数无意
义,故n= -1不成立.
对点训练6:(1)2
解析:依题意得πω
4 -
π
3 >0
,即ω >
4
3
,当x ∈
π
3
,2π
3 时,ωx - π3 ∈
πω3 - π3,2πω3 - π3 ,所 以 πω3 -
π
3
,2πω
3 -
π
3 ⊆ (kπ,π + kπ)
(k∈Z),则
ωπ
3 -
π
3 ≥kπ
,
2πω
3 -
π
3 ≤π+kπ
(k ∈ Z),解 得
1+3k≤ω≤2+
3
2k
(k∈Z),令k=
0,则1≤ω ≤2,而ω >
4
3
,故4
3 <
ω ≤2,又ω∈Z,所以ω =2,经检验,
ω =2符合题意.
(2)0,34
解析:由题意可知,函数y =2tan
ωx
的单调递增区间为 - π2ω +kπω ,π2ω +
kπ
ω ,k∈Z,因为函数y=2tan ωx(常
数ω>0)在开区间 -
π
4
,2π
3 上是增
函 数, 所 以
-
π
4 ≥-
π
2ω
,
2π
3 ≤
π
2ω
,
ω >0,
解 得
ω ∈ 0,
3
4 .
例7:(1)33
解析:因为函数f(x)=asin
x+cos
x
的图象关于直线x =
π
6
对称,所以函
数f(x)=asin
x+cos
x 在x=
π
6
时
取得最 值,所 以,结 合 辅 助 角 公 式 得
f
π
6 = ± a2+1,即12a+ 32 =
± a2+1,整理得3a2-23a+1=
(3a-1)2 =0,解得a=
3
3.
(2)π6
解析:因 为 函 数 f(x)= cos(2x +
φ)(x ∈R)的图象关于点
2
3π
,0 中
心对称,所以2×
2π
3 +φ =
π
2 +kπ
,
k∈Z,所以φ = -
5π
6+kπ
,k∈Z,则
当k=1时,|φ|的最小值为
π
6.
(3)32
解析:因为f(x)=sin(ωx+φ)在区
间
π
6
,2π
3 上单调递增,直线x = π6
和x =
2π
3
为函数f(x)图象的两条相
邻对称轴,所以T
2 =
2π
3 -
π
6 =
π
2
,且
ω>0,则T=π,ω=
2π
T =2
,当x=
π
6
时,f(x)取得最小值,则2×
π
6+φ=
-479-
hh
2kπ-
π
2
,k∈Z,则φ=2kπ-
5π
6
,k∈
Z,不妨取k =0,则f(x)=sin 2x-
5π
6 ,则f -5π12 =sin-5π3 = 32.
对点训练7:(1)3cosπx4
(答案不唯一)
解析:由题意,函数f(x)为偶函数,所
以f(x)关于y 轴对称,又f(x)关于
(-2,0)中心对称,且在 R上的最大值
为3,所 以 可 以 取 三 角 函 数 f(x)=
3cosπx4
(答案不唯一).
(2)-
1
2
解析:函数f(x)=sin(ωx+φ)(ω >
0,0<φ ≤π)是 R 上 的 奇 函 数,则
f(0)=0,即sin
φ =0,因为0<φ≤
π,则φ=π,所以f(x)= -sin
ωx,其
定义域为R,关于原点对称,f(-x)=
-sin[ω·(-x)]=sin
ωx = -f(x),
此时f(x)为奇函数,由f(x)的图象
关于直线x =
π
4
对称可得
πω
4 =
π
2+
kπ,k∈Z,即ω =2+4k,k∈Z,由函
数的单调区间知,π
11≤
1
4
·2π
ω
,即ω≤
5.5,又因为ω>0,则k=0时,ω=2,
则 f(x)= -sin
2x,则 f
π
12 =
-sin
π
6 = -
1
2.
题目呈现:(1)BCD ∵f(x)=2|sin
x+
cos
x|-sin
2x,∴f(x+π)=2|sin(x+
π)+cos(x +π)|-sin[2(x +π)]=
2|sin
x+cos
x|-sin
2x =f(x),∴π
是f(x)的周期,故A错误;f π2-x =
2sin π2 -x +cos π2 -x -
sin2 π2-x =2|sin
x+cos
x|-
sin
2x=f(x),∴直线x=
π
4
为f(x)
图象 的 一 条 对 称 轴,故 B 正 确;令
|sin
x+cos
x|=t∈ [0,2],则有
sin
2x =t2-1,则y= -t2+2t+1,
在[0,1]上单调递增,在[1,2]上单调
递减,当t=0时,函数f(x)取得最小
值1,故C正确;函数f(x)由y=-t2+
2t+1和t=|sin
x+cos
x|复合而成,
当x∈
π
4
,π
2 时,函数t=|sin
x+
cos
x|=sin
x +cos
x = 2sin x +
π
4 ,∵x+π4∈ π2,3π4 ,∴函数t=
2sinx+
π
4 在 π4,π2 上 单 调 递
减,且t∈ [1,2],∴ 函数y= -t2+
2t+1在[1,2]上单调递减,∴f(x)
在
π
4
,π
2 上单调递增,故D正确.故
选BCD.
(2)AD 由题意知,函数的定义域为R,
因为f(-x)=|sin(-x)|+cos(-x)=
|sin
x|+cos
x =f(x),所以f(x)
是偶函数,故A正确;因为f(x+π)=
|sin(x+π)|+cos(x+π)=|sin
x|-
cos
x≠f(x),所以f(x)的最小正周
期不是π,故B错误;当x∈ 0,
π
2 时,
f(x)=sin
x+cos
x= 2sinx+
π
4 ,
且x+
π
4 ∈
π
4
,3π
4 ,所以函数f(x)
在
π
4
,π
2 上单调递增,在 π2,3π4 上
单调递减,故C错误;当x ∈ [0,π]时,
f(x)=sin
x+cos
x= 2sin x+π4 ,
且x+
π
4 ∈
π
4
,5π
4 ,所以sin x+
π
4 ∈ - 22,1 ,f(x)∈[-1,2];
当x ∈ (π,2π]时,f(x)= -sin
x+
cos
x = 2cos x+π4 ,且x+ π4 ∈
5π
4
,9π
4 ,所以cos x+π4 ∈ - 22,
1 ,f(x)∈(-1,2],所以f(x)在[0,
2π]上 的 值 域 为[-1,2],又 f(x +
2π)=|sin(x+2π)|+cos(x+2π)=
|sin
x|+cos
x=f(x),所以T=2π
是f(x)的周期,所以f(x)在 R上的
值域为[-1,2],故函数f(x)的最小
值为 -1,故D正确.故选AD.
素养检测:1.BC 函数f(x)=sin
x+
3|cos
x|=
2sin x +
π
3 ,x ∈ - π2 +2kπ,π2 +2kπ ,
2sin
x -
π
3 ,x ∈ π2 +2kπ,3π2 +2kπ ,
k∈Z,大致图象如下:
由图可知,函数f(x)的最小正周期为
2π,故A错误;函数f(x)的图象关于
直线x =
π
2
对 称,故 B正 确;函 数
f(x)的最小值为 -1,故C正确;函数
f(x)在区间
π
2
,5π
6 上单调递增,在
5π
6
,π 上单 调 递 减,故 D 错 误.故
选BC.
2.ABD 由sin|x|≠0,得|x|≠kπ,
k∈Z,得x≠±kπ,k∈Z,所以f(x)
的定义域为{x|x≠±kπ,k∈Z},关于
原点对称,因为f(-x)=|sin(-x)|+
1
sin|-x|=|
sin
x |+
1
sin|x| =
f(x),所 以f(x)为 偶 函 数,故 A正
确;当x∈
π
2
,π 时,f(x)=sin x+
1
sin
x
,f'(x)=cos
x + -
cos
x
sin2x
=
cos
x 1-
1
sin2x ,因为x ∈ π2,π ,
所以cos
x <0,0<sin
x <1,1-
1
sin2x
<0,所以f'(x)>0,所以f(x)
在区间
π
2
,π 上单调递增,故B正确;
因为f
3π
2 = sin3π2 + 1sin3π2
=1-
1=0,故C错误;当x ∈ (-π,0)时,
sin
x<0,f(x)=|sin
x|+
1
sin|x|=
-sin
x -
1
sin
x
,令 f(x)= 0,得
sin2x = -1,无解;当x =0时,函数
f(x)无意义,当x∈ (0,π)时,sin
x >
0,f(x)=|sin
x|+
1
sin|x|=
sin
x+
1
sin
x
,令f(x)=0,得sin
x+
1
sin
x =
0,得sin2
x = -1,无解,当x =π时,
函数f(x)无意义,当x∈(π,2π)时,
sin
x<0,f(x)=|sin
x|+
1
sin|x|=
-sin
x +
1
sin
x
,令 f(x)= 0,得
sin2x =1,得sin
x = -1,得x =
3π
2
,
当x =2π时,函数f(x)无意义,当
x ∈ (2π,3π)时,sin
x >0,f(x)=
|sin
x|+
1
sin|x|=
sin
x+
1
sin
x
,
令f(x)=0,得sin2x = -1,无解,当
x =3π时,函数f(x)无意义,当x∈
(3π,4π)时,sin
x<0,f(x)=|sin
x|+
1
sin|x|= -
sin
x+
1
sin
x
,令f(x)=
0,得sin2x=1,得sin
x=-1,得x=
7π
2.
综上所述,f(x)在区间(-π,4π)
上有两个零点x =
3π
2
和x =
7π
2.
故D
正确.故选ABD.
4.5 函数y=Asin(ωx+φ)
的图象、性质及应用
必备知识回顾
知识梳理
1.(1)H =rsin(ωt+φ)+h
(2)①0 π2 π
3π
2 2π
-φ
ω
π
2 -φ
ω
π-φ
ω
3π
2 -φ
ω
2π-φ
ω
②|φ|
1
ω
1
ω
|φ|
ω A A
2.(1)周期性 (2)A 2πω
1
T
ω
2π ωx+φ φ
基础检测
1.(1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)√
2.π6 3.
π
12 4.20.5
5.ABD f(x)= 3sin
ωx-cos
ωx =
2sinωx-
π
6 ,ω>0,由于f(x)图
象的一条对称轴和一个对称中心的最
小距离为
π
4
,所以T
4 =
π
4
,T =π=
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