内容正文:
必刷题十一 三角函数的图像与性质
刷考点·保分
正弦函数、余弦函数的图象
1.函数y=2-sinx,x∈[0,2π]的简图是 ( )
2.(多选)下列各组函数中,图象不同的是 ( )
A.y=cosx与y=cos(π+x)
B.y=sinx-π2 与y=sin π2-x
C.y=sinx与y=sin(-x)
D.y=sin(2π+x)与y=sinx
正弦函数、余弦函数的周期性
3.函数f(x)=sinωx+π6 的最小正周期为π5,其中ω>
0,则ω等于 ( )
A.5 B.10
C.15 D.20
4.若函数f(x)=2cosωx+π3 的最小正周期为 T,且
T∈(1,4),则正整数ω的最大值为 .
正弦函数、余弦函数的奇偶性
5.(多选)关于x的函数f(x)=sin(x+φ)说法正确的是
( )
A.对任意的φ,f(x)都是非奇非偶函数
B.存在φ,使f(x)是偶函数
C.存在φ,使f(x)是奇函数
D.对任意的φ,f(x)都不是偶函数
6.下列函数中,是奇函数且最小正周期为π的函数是
( )
A.y=sinx4 B.y=sin2x+
π
2
C.y=cos2x+π2 D.y=cosx4
类型一 求三角函数的最值
【例1】 求下列函数的最大值
和最小值:
(1)y=3+2cos2x+π3 ;
(2)y=3-sin2x-4cosx.
【关键技巧】 三角函数最值
问题的常见类型及求解方法
(1)y=asin2x+bsinx+c(a
≠0),利用换元思想设t=sin
x,转化为二次函数y=at2+
bt+c求最值,t的范围需要根
据定义域来确定.
(2)y=Asin(ωx+φ)+b,可
先由定义域求得ωx+φ的范
围,然后求得sin(ωx+φ)的范
围,最后得最值.
(3)y=loga(Asin(ωx+φ)),
设t=Asin(ωx+φ),由定义
域求t的范围,然后求值域.
【解】 (1)因 为 -1≤cos
2x+π3 ≤1,
所以 当cos2x+π3 =1时,
ymax=5;
当cos2x+π3 =-1时,ymin
=1.
(2)因 为 y=3-sin2x-
4cosx
=3-(1-cos2x)-4cosx=
cos2x-4cosx+2
—53—
正弦函数、余弦函数的单调性
7.已知函数f(x)=2sinωx-π6 (ω>0)的最小正周期为
π,则f(x)的单调递增区间为 ( )
A.kπ+π3
,kπ+5π6
(k∈Z)
B.2kπ-π6
,2kπ+π3
(k∈Z)
C.kπ-π3
,kπ+π6
(k∈Z)
D.kπ-π6
,kπ+π3
(k∈Z)
8.下列关系式正确的是 ( )
A.sin11°<cos10°<sin168°
B.sin168°<sin11°<cos10°
C.sin11°<sin168°<cos10°
D.sin168°<cos10°<sin11°
正弦函数、余弦函数的最值
9.函数y=sin2x+sinx-1的值域为 ( )
A.[-1,1] B.-54
,-1
C.-54
,1
D.-1,54
10.函数f(x)=3sin2x-π6 在区间 0,π2
上的值域
为 .
正切函数的性质与图象
11.若函数f(x)=tanωx-π4 与函数g(x)=
sin π4-2x 的最小正周期相同,则ω= ( )
A.±1 B.1
C.±2 D.2
12.函数y=tanx+π5 的一个对称中心是 ( )
A.(0,0) B.π5
,0
C.4π5
,0 D.(π,0)
=(cosx-2)2-2,
又-1≤cosx≤1,
所以ymin=(1-2)2-2=
-1,ymax=(-1-2)2-2=7.
类型二
求正弦函数、余弦函
数的单调区间
【例 2】 (1)求 函 数 y=sin
1
2x+
π
3 ,x ∈ R 的 单 调
区间.
(2)求函数y=2sin π4-x 的
单调递增区间.
【关键技巧】 求函数 y=
Asin(ωx+φ)(A>0,ω≠0)的
单调区间的一般步骤
(1)当ω>0时,把“ωx+φ”看
成一个整体,由2kπ-π2≤ωx
+φ≤2kπ+
π
2
,k∈Z解出x
的范围,即为函数的单调递增
区间;由2kπ+π2≤ωx+φ≤
2kπ+3π2
,k∈Z 解出x 的范
围,即 为 函 数 的 单 调 递 减
区间.
(2)当ω<0时,可先用诱导公式
转化为y=-Asin(-ωx-φ),
则y=Asin(-ωx-φ)的单调
递增区间即为原函数的单调
递减区间,单调递减区间即为
原函数的单调递增区间.余弦
函数y=Acos(ωx+φ)(A>
0,ω≠0)的单调性讨论同上.
另外值得注意的是,k∈Z这
一条件不能省略.
—63—
13.(多选)下列关于函数f(x)=tan2x+π4 的相关性质
的命题,正确的有 ( )
A.f(x)的定义域是 xx≠π8+
kπ
2
,k∈Z
B.f(x)的最小正周期是π
C.f(x)的单调递增区间是 kπ2-
3π
8
,kπ
2+
π
8
(k∈Z)
D.f(x)的对称中心是 kπ2-
π
8
,0 (k∈Z)
刷综合·高分
1.设函数f(x)=asin2x+π3 +b.
(1)若a>0,求f(x)的单调递增区间;
(2)当x∈ 0,π4
时,f(x)的值域为[1,3],求a,b的值.
【解】 (1)设z=12x+
π
3
,则y
=sinz.
当z∈ 2kπ-π2
,2kπ+π2
,
k∈Z时,y=sinz为增.
∴2kπ-π2≤
1
2x+
π
3≤2kπ
+π2
得4kπ-53π≤x≤4kπ+
π
3
,k∈Z.
当z∈ 2kπ+π2
,2kπ+32π
时,y=sinz为减.
∴2kπ+π2≤
1
2x+
π
3≤2kπ
+32π
得4kπ+π3≤x≤4kπ
+73π
,k∈Z.
故y=sin 12x+
π
3 的 增 区
间为 4kπ-53π
,4kπ+π3
,
k∈Z,
减区间为
4kπ+π3
,4kπ+73π
,k∈Z.
(2)y=2sin π4-x =
-2sinx-π4 .
令z=x-π4
,则y=-2sin
z,求y=-2sinz的增区间,
即求sinz的减区间.
∴π2+2kπ≤z≤
3π
2+2kπ
,
k∈Z.
即π
2+2kπ≤x-
π
4≤
3π
2+
2kπ,k∈Z.
—73—
2.设函数f(x)=tan(ωx+φ)ω>0,0<φ<
π
2 ,已知函数
y=f(x)的图象与x轴相邻两个交点的距离为π2
,且图
象关于点 M -π8
,0 对称.
(1)求f(x)的解析式;
(2)求f(x)的单调区间;
(3)求不等式-1≤f(x)≤ 3的解集.
刷真题·满分
1.(多选)(2024·新课标Ⅱ卷)对于函数f(x)=sin2x和
g(x)=sin(2x-π4
),下列说法中正确的有 ( )
A.f(x)与g(x)有相同的零点
B.f(x)与g(x)有相同的最大值
C.f(x)与g(x)有相同的最小正周期
D.f(x)与g(x)的图像有相同的对称轴
2.(2024·新课标Ⅰ卷)当x∈[0,2π]时,曲线y=sinx与
y=2sin 3x-π6 的交点个数为 ( )
A.3 B.4
C.6 D.8
∴3π4+2kπ≤x≤
7π
4+2kπ
,
k∈Z.
∴函数y=2sin π4-x 的单
调递增区间是
3π
4+2kπ
,7π
4+2kπ
,
k∈Z.
【学习笔记】
—83—
当α是第二象限角时,sinα>0,tanα<0,
∴sinα= 1-cos2α= 1- -817
2
=1517
,
tanα=sinαcosα=
15
17
-817
=-158.
当α是第三象限角时,sinα<0,tanα>0,
∴sinα= - 1-cos2α= - 1- -817
2
=
-1517
,
tanα=sinαcosα=
15
8.
(2)解 方法一 ∵tanα=-2<0,
∴α为第二或第四象限角,且sinα=-2cosα.①
又sin2α+cos2α=1,②
由①②消去sinα,得(-2cosα)2+cos2α=1,
即cos2α=15.
当α为第二象限角时,cosα=- 55
,代入①得
sinα=2 55
;
当α为第四象限角时,cosα= 55
,代入①得sinα
=-2 55 .
方法二 ∵tanα=-2<0,
∴α为第二或第四象限角.
由tanα=sinαcosα
,
两边分别平方,得tan2α=sin
2α
cos2α
.
又sin2α+cos2α=1,
∴tan2α+1=sin
2α
cos2α
+1=sin
2α+cos2α
cos2α
= 1
cos2α
,
即cos2α= 1
1+tan2α
.
当α为第二象限角时,cosα<0,
∴cosα= - 1
1+tan2α
= - 1
1+(-2)2
=
- 55
,
∴sinα=tanα·cosα=(-2)× - 55 =2 55 .
当α为第四象限角时,cosα>0,
∴cosα= 1
1+tan2α
= 1
1+(-2)2
= 55
,
∴sinα=tanα·cosα=(-2)× 55=-
2 5
5 .
2.解:存在.理由如下:所需成立的两个等式可化
为sinα= 2sinβ,3cosα= 2cosβ,
两个等式两边分别平方相加,
得sin2α+3cos2α=2,
得2cos2α=1,所以cos2α=12.
又因为α∈ -π2
,π
2 ,
所以α=π4
或-π4.
当α=π4
时,由 3cosα= 2cosβ,得cosβ=
3
2.
又β∈(0,π),所以β=
π
6.
当α=-π4
时,由sinα= 2sinβ,得sinβ=
-12.
而β∈(0,π),所以无解.
刷真题·满分
1.B 甲等价于sin2α=1-sin2β=cos
2
β,等价于
sinα=±cosβ,所以由甲不能推导出sinα+cosβ=
0,所以甲不是乙的充分条件;由sinα+cosβ=
0,得sinα=-cosβ,平方可得sin
2α=cos2β=1
-sin2β,即sin
2α+sin2β=1,所以由乙可以推导
出甲,则甲是乙的必要条件.综上,选B.
2.解析:由
tanθ=sinθcosθ=
1
2
sin2θ+cos2θ=1 ,且θ∈(0,π2),解得
sinθ= 55
cosθ=2 55
,故sinθ-cosθ=- 55.
答案:- 55
必刷题十一 三角函数的图像与性质
刷考点·保分
1.A y=2-sinx,x∈[0,2π]的图象可由y=
-sinx向上平移2个单位得到.故选A.
2.ABC 本题所有函数的定义域都是R.cos(π+x)
=-cosx,则 A 不 同;sin x-π2 = -sin
π
2-x =-cosx,sin π2-x =cosx,则B不
同;sin(-x)=-sinx,则C不同;sin(2π+x)=
sinx,则D相同.
3.B 由已知得2π|ω|=
π
5
,又ω>0,
所以2π
ω=
π
5
,ω=10.
4.解析:T=2πω
,1<2πω<4
,则π
2<ω<2π
,
∴ω的最大值是6.
答案:6
—96—
5.BC 当φ=0时,f(x)=sinx是奇函数.当φ=
π
2
时,f(x)=cosx 是偶函数.故B、C正确,A、
D错误.
6.C 因为y=cos 2x+π2 =-sin2x,
所以y=cos 2x+π2 是奇函数,且T=2π2=π.
7.D 根据已知得2πω =π
,得ω=2.由不等式2kπ
-π2≤2x-
π
6≤2kπ+
π
2
(k∈Z),解得kπ-π6
≤x≤kπ+π3
(k∈Z),所以函数f(x)的单调递
增区间是 kπ-π6
,kπ+π3 (k∈Z).
8.C ∵sin168°=sin(180°-168°)=sin12°,
cos10°=sin80°,sin11°<sin12°<sin80°,
∴sin11°<sin168°<cos10°.
9.C 令sinx=t,则t∈[-1,1],∴f(t)=t2+t-
1= t+12
2
-54
,
∴当t=-12
时,f(t)min=-
5
4
;当t=1时,
f(t)max=1.故选C.
10.解析:由0≤x≤π2
,得0≤2x≤π,于是-π6≤
2x-π6≤
5π
6
,所以-12≤sin2x-
π
6 ≤1,即
-32≤3sin2x-
π
6 ≤3.
答案:-32
,3
11.A ∵函数g(x)的周期为2π2=π
,∴ π|ω|=π
,
∴ω=±1.
12.C 令x+π5=
kπ
2
,k∈Z,得x=kπ2-
π
5
,k∈Z,
所以 函 数 y=tan x+π5 的 对 称 中 心 是
kπ
2-
π
5
,0 ,k∈Z.
令k=2,可得函数的一个对称中心为 4π5
,0 .
13.AC 对A,令2x+π4≠
π
2+kπ
(k∈Z),解得x
≠kπ2+
π
8
(k∈Z),
则 函 数 y = f (x) 的 定 义 域 是
x x≠π8+
kπ
2
,k∈Z ,A选项正确;
对B,函数y=f(x)的最小正周期为π2
,B选项
错误;
对C,令kπ-π2<2x+
π
4<kπ+
π
2
(k∈Z),解
得kπ
2-
3π
8<x<
kπ
2+
π
8
(k∈Z),
则 函 数 y =f (x)的 单 调 递 增 区 间 是
kπ
2-
3π
8
,kπ
2+
π
8 (k∈Z),C选项正确;
对D,令2x+π4=
kπ
2
(k∈Z),解得x=kπ4-
π
8
(k∈Z),
则函数y=f(x)的对称中心为 kπ4-
π
8
,0
(k∈Z),D选项错误.
刷综合·高分
1.解:(1)由于a>0,令2kπ-π2≤2x+
π
3≤2kπ+
π
2
,k∈Z,得kπ-5π12≤x≤kπ+
π
12
,k∈Z.
所 以 f (x) 的 单 调 递 增 区 间 是
kπ-5π12
,kπ+π12 ,k∈Z.
(2)当x∈ 0,π4 时,π3≤2x+π3≤5π6,
则1
2≤sin2x+
π
3 ≤1,
由f(x)的值域为[1,3]知,
a>0,
a+b=3,
1
2a+b=1
⇔
a=4,
b=-1,
或
a<0,
a+b=1,
1
2a+b=3
⇔
a=-4,
b=5.
综上得
a=4,
b=-1 或 a=-4,b=5.
2.解:(1)由题意知,函数f(x)的最小正周期为T
=π2
,即 π
|ω|=
π
2.
因为ω>0,所以ω=2,从而f(x)=tan(2x+φ).
因 为 函 数 y =f (x)的 图 象 关 于 点 M
-π8
,0 对称,
所以2× -π8 +φ=kπ2,k∈Z,即φ=kπ2+π4,
k∈Z.
因 为 0<φ<
π
2
,所 以 φ=
π
4
,故 f(x)=
tan2x+π4 .
(2)令-π2+kπ<2x+
π
4<
π
2+kπ
,k∈Z,
—07—
得-3π4+kπ<2x<
π
4+kπ
,k∈Z,
即-3π8+
kπ
2<x<
π
8+
kπ
2
,k∈Z.
所 以 函 数 的 单 调 递 增 区 间 为
-3π8+
kπ
2
,π
8+
kπ
2 ,k∈Z,无单调递减区间.
(3)由(1)知,f(x)=tan2x+π4 .
由-1≤tan2x+π4 ≤ 3,
得-π4+kπ≤2x+
π
4≤
π
3+kπ
,k∈Z,
即-π4+
kπ
2≤x≤
π
24+
kπ
2
,k∈Z.
所以不等式-1≤f(x)≤ 3的解集为
x|-π4+
kπ
2≤x≤
π
24+
kπ
2
,k∈Z .
刷真题·满分
1.BC 直接法 对于A,令f(x)=0,则x=kπ2
,k
∈Z,又g kπ2 ≠0,故A错误;
对于B,f(x)与 g(x)的 最 大 值 都 为1,故 B
正确;
对于C,f(x)与g(x)的最小正周期都为π,故C
正确;
对于D,f(x)图象的对称轴方程为2x=π2+
kπ,k∈Z,即x=π4+
kπ
2
,k∈Z,g(x)图象的对
称轴方程为2x-π4=
π
2+kπ
,k∈Z,即x=3π8
+kπ2
,k∈Z,故f(x)与g(x)的图象的对称轴不
相同,故D错误.故选BC.
2.C 数形结合法 因为函数y=2sin(3x-π6
)的
最小正周期T=2π3
,所以函数y=2sin(3x-π6
)
在[0,2π]上的图象恰好是三个周期的图象,所
以作出函数y=2sin(3x-π6
)与y=sinx在[0,
2π]上的图象如图所示.
由图可知,这两个图象共有6个交点,故选C.
必刷题十二 三角恒等变换
刷考点·保分
1.A ∵α,β都是锐角,且cosα=
5
5<
1
2
,
∴π3<α<
π
2.
又sin(α+β)=
3
5>
1
2
,
∴π2<α+β<π
,
∴cos(α+β)=- 1-sin
2(α+β)=-
4
5.
又sinα= 1-cos2α=2 55
,
则cosβ=cos[(α+β)-α]=cos(α+β)cosα+
sin(α+β)sinα=-
4
5×
5
5+
3
5×
2 5
5 =
2 5
25.
2.解析:cos105°+sin195°=cos105°+sin(105°
+90°)
=cos105°+cos105°=2cos(135°-30°)
=2(cos135°cos30°+sin135°sin30°)
=2 - 22×
3
2+
2
2×
1
2 = 2- 62 .
答案:2- 6
2
3.B 因为sinα=13
,α是第二象限角,所以cosα
=-223
,故cos(α-60°)=cosαcos60°+sinαsin60°
= -223 ×12+13×32=-22+36 .
4.C ∵0<β<α<
π
2
,
∴0<α-β<
π
2
,
由cosα=35
得sinα=45
,
由cos(α-β)=
7 2
10
得sin(α-β)=
2
10
,
∴sinβ=sin[α-(α-β)]
=sinαcos(α-β)-cosαsin(α-β)
=45×
7 2
10-
3
5×
2
10
=25 250 =
2
2
,
∴β=
π
4.
5.BD cosα- 3sinα=2 1
2cosα-
3
2sinα
=2cosπ3cosα-sin
π
3sinα
—17—