内容正文:
假期作业十二 三角函数的图象与性质
1.周期函数和最小正周期
对于函数f(x),如果存在一个非零常数T,
使得当x 取定义域内的每一个值时,都有
,则称f(x)为周期函数,T 为
它的一个周期.若在所有周期中,有一个
的正数,则这个最小的正数叫做
f(x)的 .
2.正弦函数、余弦函数、正切函数的图象和
性质
性质 y=sinx y=cosx y=tanx
图
象
定
义
域
R R
x|x≠kπ{
+π2
,k∈Z}
值域 R
单
调
性
递增区间:
2kπ-π2
,[
2kπ+π2 ]
(k∈Z)
递减区间:
2kπ+π2
,[
2kπ+3π2 ](k∈Z)
递增区间:
[2kπ-π,2kπ]
递减区间:
[2kπ,2kπ+π]
递增区间:
kπ-π2
,æ
è
ç
kπ+π2
ö
ø
÷
(k∈Z)
奇偶性
对
称
性
对称中心
(kπ,0)(k∈Z)
对称中心
kπ+π2
,0æ
è
ç
ö
ø
÷(k∈Z)
对称中心
kπ
2
,0æ
è
ç
ö
ø
÷(k∈Z)
续表
对称轴
x=kπ+π2
(k∈Z)
对称轴
x=kπ(k∈Z)
无对称轴
周期 2π 2π π
3.y=Asin(ωx+φ)的有关概念
y=Asin
(ωx+φ)
振幅 周期 频率 相位 初相
A T=2πωf=
1
T=
ω
2πωx+φ φ
4.用五点法画y=Asin(ωx+φ)一个周期内的
简图时,要找五个关键点,如下表所示
x -φω
π
2-φ
ω
π-φ
ω
3π
2-φ
ω
2π-φ
ω
ωx+φ 0
π
2 π
3π
2 2π
y=Asin(ωx+φ) 0 A 0 -A 0
5.由y=sinx的图象变换得到y=Asin(ωx+
φ)(A>0,ω>0)的图象
(1)先平移后伸缩. (2)先伸缩后平移.
1.f(x+T)=f(x) 最小 最小正周期
2.[-1,1] [-1,1] 奇函数 偶函数
奇函数 5.|φ|
1
ω
1
ω
φ
ω A A
23
1.求三角函数的单调区间时,应先把函数式化
成y=Asin(ωx+φ)(ω>0)的形式,再根据
三角函数的单调区间,求出x所在的区间.
应特别注意,考虑问题应在函数的定义域
内.注意区分下列两种形式的函数单调性的
不同:
(1)y=sinωx-π4
æ
è
ç
ö
ø
÷.
(2)y=sin π4-ωx
æ
è
ç
ö
ø
÷.
2.周期性是函数的整体性质,要求对于函数整
个定义域内的每一个x值都满足f(x+T)
=f(x),其中T 是不为零的常数.如果只有
个别的x值满足f(x+T)=f(x),或只有
一个x值不满足f(x+T)=f(x),都不能
说T 是函数f(x)的周期.
1.下列函数中,既是偶函数又存在零点的是
( )
A.y=lnx B.y=x2+1
C.y=sinx D.y=cosx
2.函数f(x)=sin2x-π4
æ
è
ç
ö
ø
÷在区间 0,π2
é
ë
êê
ù
û
úú上的
最小值为 ( )
A.-1 B.- 22 C.
2
2 D.0
3.已 知 函 数 f(x)=sin(ωx+φ)在 区 间
π
6
,2π
3
æ
è
ç
ö
ø
÷单调递增,直线x=π6
和x=2π3
为
函数y=f(x)的图象的两条相邻对称轴,
则f -5π12
æ
è
ç
ö
ø
÷= ( )
A.- 32 B.-
1
2 C.
1
2 D.
3
2
4.为了得到函数y=sinx+π3
æ
è
ç
ö
ø
÷的图象,只需
把函数y=sinx的图象上所有的点 ( )
A.向左平行移动π3
个单位长度
B.向右平行移动π3
个单位长度
C.向上平行移动π3
个单位长度
D.向下平行移动π3
个单位长度
5.已知a=cos9π5
,b=sin20π7
,c=tan19π3
,
则有 ( )
A.a>b>c B.a>c>b
C.c>a>b D.c>b>a
6.已知函数f(x)=tan(x+θ),θ∈(0,π).甲:
当x∈ 0,π4
æ
è
ç
ö
ø
÷时,函数f(x)单调递减;乙:函
数f(x)的图象关于直线x=π3
对称;丙:当
x∈ -π2
,0
æ
è
ç
ö
ø
÷时,函数f(x)单调递增;丁:函
数y=f(x)图象的一个对称中心为 π6
,0
æ
è
ç
ö
ø
÷.
甲、乙、丙、丁四人对函数f(x)的论述中有
且只有两人正确,则实数θ的值为 ( )
A.π4 B.
π
3 C.
2π
3 D.
5π
6
7.(多选)下列函数中,周期不为π2
的是 ( )
A.y=cos4x B.y=sin2x
C.y=cosx4 D.y=sin
x
2
8.(多选)已知函数f(x)=sinx-π2
æ
è
ç
ö
ø
÷(x∈R),下
面结论正确的是 ( )
A.函数f(x)的最小正周期为2π
B.函数f(x)在区间[0,π2
]上是增函数
C.函数f(x)的图象关于直线x=0对称
D.函数f(x)是奇函数
33
9.已知f(n)=sinnπ4
(n∈Z),则f(1)+f(2)
++f(100)= .
10.函数y=1+2sin π6-x
æ
è
ç
ö
ø
÷的单调递增区间
是 .
11.已知函数f(x)=acosx+b的最大值为1,
最小值为-3,则函数g(x)=bsinx+a的
最大值为 ,最小值为 .
12.已知函数f(x)=cos 2x+π3
æ
è
ç
ö
ø
÷,若函数
g(x)的 最 小 正 周 期 是 π,且 当 x ∈
-π2
,π
2
é
ë
êê
ù
û
úú时,g(x)=f
x
2
æ
è
ç
ö
ø
÷,求关于x的方
程g(x)= 32
的解集.
13.已知函数f(x)=x2+2xtanθ-1,x∈[-1,
3],其中θ∈ -π2
,π
2
æ
è
ç
ö
ø
÷.
(1)当θ=-π6
时,求函数f(x)的最大值与
最小值.
(2)求使y=f(x)在区间[-1,3]上是单
调函数的θ的取值范围.
14.已知函数f(x)=-sin2x+12cosx+
1
2.
(1)求函数f(x)的值域.
(2)求不等式f(x)≤0的解集.
(3)当m 为何值时,关于x的方程f(x)=
m 在 -π2
,3π
2
é
ë
êê
ù
û
úú内的实根最多? 最多有几
个? (直接给出答案即可,无需说明理由)
1.(2024新课标Ⅰ卷,7)当x∈[0,2π]时,曲
线y=sinx 与y=2sin3x-π6
æ
è
ç
ö
ø
÷ 的交点个
数为 ( )
A.3 B.4 C.6 D.8
2.(多选)(2024新课标Ⅱ卷,9)对于函数
f(x)=sin2x和g(x)=sin2x-π4
æ
è
ç
ö
ø
÷,下列
说法正确的有 ( )
A.f(x)与g(x)有相同的零点
B.f(x)与g(x)有相同最大值
C.f(x)与g(x)有相同的最小正周期
D.f(x)与g(x)的图象有相同的对称轴
3.(2024 天 津 卷,7)已 知 函 数 f(x)=
sin3ωx+π3
æ
è
ç
ö
ø
÷的最小正周期为π,则f(x)
在 -π12
,π
6
é
ë
êê
ù
û
úú的最小值为 ( )
A.- 32 B.-
3
2 C.0 D.
3
2
43
∴- 32≤cosβ≤-
1
2
,∴cosβ的最大值为-
1
2.
答案:-12
假期作业十二 三角函数的
图象与性质
技能提升台 技能提升
1.D [A是非奇非偶函数,故排除;B是偶函数,但没有零
点,故排除;C是奇函数,故排除;y=cosx是偶函数,且有
无数个零点.]
2.B
3.D [因为f(x)=sin(ωx+φ)在区间
π
6
,2π
3( ) 单调递增,
所以T
2=
2π
3-
π
6=
π
2
,且ω>0,
则T=π,ω=2πT=2
,
当x=π6
时,f(x)取得最小值,
则2π6+φ=2kπ-
π
2
,k∈Z,
则φ=2kπ-
5π
6
,k∈Z,
不妨取k=0,则f(x)=sin 2x-5π6( ),
则f -5π12( )=sin -
5π
3( )=
3
2.
]
4.A
5.C [a=cos9π5=cos
9π
5-2π( )=cos -
π
5( )
=cosπ5=sin
3π
10
,
b=sin20π7 =sin 2π+
6π
7( )=sin
6π
7=sin
π
7
,因为y=sinx
在 0,π2( ) 上 单 调 递 增,所 以 sin
π
7 <sin
3π
10
,又 c=
tan19π3 =tan 6π+
π
3( )=tan
π
3= 3
,
所以b<a<1<c.]
6.B [对 于 甲:因 为 y=tant 的 单 调 递 增 区 间 为
-π2+kπ
,π
2+kπ( ),k∈Z,t=x+θ关于x 单调递增,
所以不存在任何区间使得f(x)单调递减,故甲错误.
对于乙:因为y=tanx的图象不存在对称轴,
而函数f(x)=tan(x+θ)的图象是由函数y=tanx的图象
向左平移θ个单位长度得到的,
所以函数f(x)=tan(x+θ)的图象也不存在对称轴,故乙
错误.
由题意甲、乙、丙、丁四人对函数f(x)的论述中有且只有
两人正确,
故只能丙、丁论述正确.
若丙论述 正 确,即 当x∈ -π2
,0( ) 时,函 数f(x)单 调
递增,
则当0<θ≤π2
时,t=x+θ∈ -π2+θ
,θ( ) 且t关于x 单
调递增,
由复合函数单调性可知此时应该有
-π2≤-
π
2+θ
,
θ≤π2
,
ì
î
í
ïï
ï
解得0≤θ≤π2
,
所以此时0<θ≤π2
满足题意;
当π
2<θ<π
时,t=x+θ∈ -π2+θ
,θ( ) 且t关于x 单调
递增,
但0<-π2+θ<
π
2<θ
,即存在t=x+θ∈ -π2+θ
,θ( ),
使得y=tant无意义,
所以此时π
2<θ<π
不满足题意,
综上所述,满足题意的θ的取值范围为 0,π2( ].
若丁论述正确,则π
6+θ=
kπ
2
,k∈Z,
解得θ=kπ2-
π
6
,k∈Z,
结合θ的取值范围 0,π2( ] 可知,只能k=1,θ=
π
3.
综上所述,实数θ的值为π3.
]
7.BCD [对于 A,∵cos4x+π2( )=cos(2π+4x)=
cos4x,∴T=π2
;对于B,∵sin2x+π2( )=sin(π+2x)
=-sin2x,∴T≠π2.
同理可知C,D的周期均不是π2.
]
8.ABC [由题意,可得f(x)=-cosx,根据余弦函数的图
象可知 D是错误的,A,B,C是正确的.]
9.解析:f(1)+f(2)++f(8)=0,f(9)+f(10)++f(16)
=0,依此循环,f(1)+f(2)++f(100)
=0+f(97)+f(98)+f(99)+f(100)
= 2+1.
答案:2+1
10.解析:y=1+2sin π6-x( ) =1-2sin x-
π
6( ).令u=
x-π6
,根据复合函数的单调性可知,所给函数的单调递
增区间就是y=sinu 的单调递减区间.令 π2 +2kπ≤
x-π6≤
3π
2+2kπ
(k∈Z),得2π3+2kπ≤x≤
5π
3+2kπ
(k∈Z),
故 函 数 y=1+2sin π6-x( ) 的 单 调 递 增 区 间 是
2π
3+2kπ
,5π
3+2kπ[ ](k∈Z).
答案:2π
3+2kπ
,5π
3+2kπ[ ](k∈Z)
11.解 析:由 题 意 知 a+b=1
,
-a+b=-3,{ 或
a+b=-3,
-a+b=1,{ 解 得
a=2,
b=-1,{ 或
a=-2,
b=-1.{ 故函数g(x)的最大值为a-b=a+1,
即最大值为3或-1,函数g(x)的最小值为a+b=a-1,即最
小值为1或-3.
答案:-1或3 1或-3
12.解:当x∈ -π2
,π
2[ ] 时,
g(x)=f x2( )=cosx+
π
3( ).
因为x+π3∈ -
π
6
,5π
6[ ],
所以由g(x)= 32
,解得x+π3=-
π
6
或π
6
,
即x=-π2
或-π6.
又因为g(x)的最小正周期为π,
所以g(x)= 32
的解集为
x x=kπ-π2
或x=kπ-π6
,k∈Z{ }.
05
13.解:(1)当θ=-π6
时,
f(x)=x2-233x-1= x-
3
3
æ
è
ç
ö
ø
÷
2
-43
,x∈[-1,3].
所以当x= 33
时,f(x)取得最小值,为-43
;
当x=-1时,f(x)取得最大值,为2 33 .
(2)函数f(x)=(x+tanθ)2-1-tan2θ的图象的对称轴
为x=-tanθ.
因为y=f(x)在区间[-1,3]上单调,
所以-tanθ≤-1或-tanθ≥ 3,
即tanθ≥1或tanθ≤- 3.
又因为θ∈ -π2
,π
2( ).
所以θ的取值范围是 -π2
,-π3 ]∪
π
4
,π
2[( ).
14.解:(1)因为f(x)=cos2x-1+12cosx+
1
2
=cos2x+12cosx-
1
2= cosx+
1
4( )
2
-916
,
cosx∈[-1,1],所以当cosx=1时,f(x)max=1,
当cosx=-14
时,f(x)min=-
9
16
,
所以函数f(x)的值域为 -916
,1[ ].
(2)因为f(x)≤0,所以 cosx+14( )
2
-916≤0
,
则-34≤cosx+
1
4≤
3
4
,
所 以 -1≤cosx ≤ 12
,得 f (x)≤0 的 解 集 为
π
3+2kπ
,5π
3+2kπ[ ](k∈Z).
(3)当m=-12
时,方程在 -π2
,3π
2[ ] 内的实根最多,最
多有5个.
高考冲浪
1.C [由题意可得:y=2sin 3x-π6( ) 可知最小正周期T=
2π
3
,画出y=sinx和y=2sin 3x-π6( ) 在[0,2π]上的函数
图象,观察即可得到6个交点.]
2.BC [A错,代x=0便知;B显然对,两者值域相同;C显
然对,两者最小正周期都为 π;D 错,前者对称轴为x=
π
2+kπ
,后者是x=3π8+kπ.
]
3.A [f(x)=sin3ωx+π3( )=sin(3ωx+π)
=-sin3ωx,由T=2π3ω=π
,得ω=23
,
即 f (x)= - sin 2x,当 x ∈ -π12
,π
6[ ] 时,2x
∈ -π6
,π
3[ ],
画出f(x)=-sin2x图象,如图,
由图 可 知,f(x)= -sin2x 在
-π12
,π
6[ ] 上单调递减,
所以,当x=π6
时,
f(x)min=-sin
π
3=-
3
2.
]
假期作业十三 三角恒等变换
及三角函数的应用
技能提升台 技能提升
1.C [由题可知,cos215°-sin215°=cos30°= 32.
]
2.C [y=sin 2x+π3( )- x-
π
6( )[ ]=sin
π
2+x( )
=cosx,当x=π时,y=-1.]
3.D [f(x)=sin2x-12=
1
2
(2sin2x-1)
=-12cos2x
,∴T=2π2=π
,f(x)为偶函数.]
4.B [y=sin 2x-π3( )-sin2x
=sin2xcosπ3-cos2xsin
π
3-sin2x
=-12sin2x-
3
2cos2x
=-sin 2x+π3( ).当x=
π
12
时,ymin=-1;
当x=7π12
时,ymax=1.
∴f(x)的单调递增区间为 π12
,7π
12[ ] 且T=π.]
5.C [sin 2α+π6( )=sin
π
2+2α-
π
6( )[ ]
=cos2α-π6( )[ ]=1-2sin
2 α-π6( )=
7
25.
]
6.B [由三倍角公式得cos54°-4cos318°-3cos18°
=sin36°=2sin18°cos18°,
化简得4cos218°-3=2sin18°,
∴4sin218°+2sin18°=0,
解得sin18°= 5-14
(负值舍去),∴t=2sin18°.]
7.ABC [∵sinπ3=
3
2
,∴A正确;
∵cos5π12=-cos
7π
12=-cos
π
3+
π
4( ),∴B正确;
∵cos -π12( )=cos
π
4-
π
3( ),∴C正确;
∵cosπ12=cos
π
3-
π
4( )≠cos
π
3-cos
π
4
,∴D不正确.]
8.BD [由图象可知最大值为3,最小值为0,故振幅为32
,
半周期为π
2- -
π
3( )=
5π
6
,故周期为5π
3.
]
9.解析:因为α是第二象限角,sinα+π3( )=-
3
5<0
,
所以α+π3
是第三象限角,所以cosα+π3( )
=-45
,所以cosα=cos α+π3( )-
π
3[ ]
=12cosα+
π
3( )+
3
2sinα+
π
3( )=-
4+3 3
10 .
答案:-4+3 310
15