内容正文:
5.4.2第2课时 单调性与最值(人教2019A版专用)
目录
【自主预习】 2
【题型研析】 2
【题型一】求正弦、余弦函数的单调区间 2
【题型二】利用正弦、余弦函数的单调性比较大小 6
【题型三】求正(余)型函数的最值(值域) 10
【当堂温习】 12
【分层练习】 16
考试要求:
1.掌握y=sin x,y=cos x的最大值与最小值,并会求简单三角函数的值域和最值.
2.掌握y=sin x,y=cos x的单调性并能利用单调性比较大小.
3.会求函数y=Asin(ωx+φ)及y=Acos(ωx+φ)的单调区间.
素养要求:
借助y=sin x与y=cos x的图象,理清单调区间和取得最值的条件,构建直观模型,重点提升学生的直观想象、数学抽象、逻辑推理、数学运算素养.
自主预习
一、正弦、余弦函数的单调性
(1)正弦函数的单调性
在每一个闭区间(k∈Z)上都单调递增,其值从-1增大到1;在每一个闭区间(k∈Z)上都单调递减,其值从1减小到-1.
(2)余弦函数的单调性
在每一个闭区间[2kπ-π,2kπ](k∈Z)上都单调递增,其值从-1增大到1;在每一个闭区间[2kπ,2kπ+π](k∈Z)上都单调递减,其值从1减小到-1.
二、正弦、余弦函数的最值
(1)正弦函数当且仅当x=2kπ+(k∈Z)时取得最大值1,当且仅当x=2kπ-(k∈Z)时取得最小值-1.
(2)余弦函数当且仅当x=2kπ(k∈Z)时取得最大值1,当且仅当x=2kπ+π(k∈Z)时取得最小值-1.
题型研析
【题型一】求正弦、余弦函数的单调区间
一、单选题
1.(24-25高一上·全国·随堂练习)函数的单调递减区间为( )
A., B.,
C., D.,
2.(24-25高三上·北京丰台·期中)下列函数中,是偶函数且在上单调递增的是( )
A. B. C. D.
二、多选题
3.(2022·湖南常德·一模)已知函数,则( )
A.函数的周期为 B.函数的图象关于原点对称
C.的最大值为2 D.函数在区间上单调递增
4.(21-22高一上·云南曲靖·期末)已知函数,则关于函数的叙述正确的是( )
A.的最小正周期为
B.为偶函数
C.的图象关于点对称
D.在区间上单调递增
三、填空题
5.(22-23高一下·上海奉贤·期中)函数,的增区间为 .
6.(23-24高一上·广东清远·期末)写出函数在上的一个减区间: .
参考答案:
题号
1
2
3
4
答案
C
D
AC
ABC
1.C
【分析】利用诱导公式可得,结合正弦函数的单调区间分析求解.
【详解】因为,
且的单调递增区间为,,
所以函数的单调递减区间为,.
故选:C.
2.D
【分析】根据相关幂函数单调性判断A、B;由余弦函数的性质判断C;利用奇偶性定义及对数复合函数单调性判断D.
【详解】A:为偶函数,且在上递减,不符合;
B:为奇函数,不符合;
C:在上不单调,不符合;
D:且定义域为,即为偶函数,
由在上递增,在定义域上递增,故在上递增,符合.
故选:D
3.AC
【分析】根据正弦函数的性质求解判断.
【详解】由三角函数周期得其周期为,A正确;
,B错;
由正弦函数性质知,C正确;
时,,易知,即时,取得最大值2,因此在上不是单调函数,D错.
故选:AC.
4.ABC
【分析】A选项,根据求出最小正周期;B选项,由函数的奇偶性判断出为偶函数;C选项,,故的图象关于点对称;D选项,求出,数形结合得到在区间上不单调.
【详解】A选项,,故最小正周期为,A正确;
B选项,的定义域为R,且,
故为偶函数,B正确;
C选项,,故的图象关于点对称,C正确;
D选项,当时,,
由于在上不单调,故在区间上不单调,D错误.
故选:ABC
5.(开闭均可)
【分析】由,求得的范围,令,即可求得函数的单调增区间.
【详解】由,可得,
令,
解得,
即函数在的单调增区间为.
故答案为:.(开闭均可)
6.(答案不唯一)
【分析】利用余弦函数的单调性求解即可.
【详解】函数的减区间为的增区间,即,
据此只需写内的任何一个非空子集,例如.
故答案为:(答案不唯一)
解题策略:
1.用整体替换法求函数y=Asin(ωx+φ)或y=Acos(ωx+φ)的单调区间时,如果式子中x的系数为负数,先利用诱导公式将x的系数变为正数;然后整体代换,将“ωx+φ”看成一个整体“z”,利用正(余)弦函数的单调性,求原函数的单调性.
2.求单调区间时,需将最终结果写成区间形式,注明k∈Z.
【题型二】利用正弦、余弦函数的单调性比较大小
一、单选题
1.(2024·辽宁·模拟预测)已知函数的最小正周期为,当时,函数取最小值,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
2.(23-24高一上·江苏无锡·期末)已知,则( )
A. B.
C. D.
二、多选题
3.(24-25高一上·全国·课后作业)下列不等式中成立的是( )
A. B.
C. D.
4.(22-23高一上·海南海口·期末)下列不等式中成立的是( )
A. B.
C. D.
三、填空题
5.(22-23高一下·辽宁铁岭·期中)函数的定义域为R,为奇函数,且为偶函数,当时,.(1)是锐角的内角,;(2);(3);(4). 则下列不等式成立的编号是________
6.(24-25高一上·上海·随堂练习)下列不等式中成立的是 .(填编号)
①
②
③
④
参考答案:
题号
1
2
3
4
答案
A
A
ABD
AD
1.A
【分析】根据给定条件,求出,再借助正弦函数的单调性判断即得.
【详解】由函数的最小正周期为,得,
而,则函数在取得最小值,
于是,即,
因此函数(),
而,,
,又,
正弦函数在上单调递减,即,
所以.
故选:A
2.A
【分析】根据余弦函数和对数函数的单调性得到,,从而比较出大小.
【详解】因为在上单调递减,
所以,
又在上单调递增,
故,
又,故.
故选:A
3.ABD
【分析】对于A,利用在上的单调性分析判断,对于B,化简后利用在上的单调性判断,
对于C,利用在上的单调性判断,对于D,利用诱导公化简,通过与中间量比较可得答案.
【详解】对于A,因为在上单调递增,所以,故A正确;
对于B,,
又在上单调递减,所以,
所以,故B正确;
对于C,因为在上单调递减,,所以,故C错误;
对于D,,
又,即,
,即,
所以,故D正确.
故选:ABD.
4.AD
【分析】由三角函数的诱导公式化简,然后根据正弦、余弦函数的单调性比较各选项中角的大小关系,从而得出函数值的大小关系.
【详解】对A,因为,在单调递增,所以,故A正确;
对于B,,,故B错误;
对C,因为,在单调递减,所以,故C错误;
对于D,,故D正确.
故选:AD.
5.(2)(3)(4)
【分析】根据题意,分析的对称性和周期性,由此分析4个结论是否正确,综合可得答案.
【详解】因为为奇函数,所以关于对称,且,
又因为为偶函数,所以关于对称,且,
所以,
所以,即,
所以,
所以函数为周期为4的周期函数,
当时,,则在上单调递减.
对于(1)A,B是锐角三角形 的内角,则,则有,
所以,
所以,所以,(1)错误;
对于(2),,则有,所以,
则有,(2)正确;
对于(3), ,
,则有,(3)正确;
对于(4),函数为周期为4的周期函数,则,(4)正确.
故答案为:(2)(3)(4).
6.①④
【分析】结合诱导公式,再利用三角函数的单调性即可逐一判断
【详解】对于①,因为,
因为在上单调递增,所以,所以
即,故①正确;
对于②,因为在上单调递减,所以,故②错误;
对于③,因为,,
所以,故③错误;
对于④,,
因为在上单调递减,且,所以,
即,故④正确,
故答案为:①④.
解题策略:
用正弦函数或余弦函数的单调性比较大小时,应先将异名化同名,把不在同一单调区间内的角用诱导公式转化到同一单调区间,再利用单调性来比较大小.
【题型三】求正(余)型函数的最值(值域)
一、单选题
1.(23-24高一上·安徽·期末)函数的值域为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高三上·辽宁大连·期中)函数的值域为( )
A. B. C. D.
二、多选题
3.(23-24高一下·湖北武汉·期中)设函数,给出下列命题,正确的是( )
A.若取得最大值,则
B.的图象关于点对称
C.最大值与最小值之差为4
D.的最小正周期为π
4.(23-24高二下·辽宁葫芦岛·期末)下列函数中最小值为2的是( )
A. B.
C. D.
三、填空题
5.(24-25高一上·上海·课后作业)已知函数,,则该函数图象的最低点的坐标为 .
6.(22-23高一上·江苏扬州·阶段练习)函数的值域为 .
参考答案:
题号
1
2
3
4
答案
C
B
CD
AC
1.C
【分析】根据,可得,再结合正弦函数的图象求解即可.
【详解】由,得,
则.
故选:C.
2.B
【分析】利用余弦函数的性质,分段求出值域即可得解.
【详解】依题意,,当时,,
当时,,
所以函数的值域为.
故选:B
3.CD
【分析】直接利用正弦型函数的性质逐个分析判断.
【详解】对于A,当时,,取得最大值,
而当取得最大值时,,得,所以A错误,
对于B,由选项A可知为的一条对称轴,所以B错误,
对于C,的最大值为2,最小值为,所以最大值与最小值之差为4,所以C正确,
对于D,的最小正周期为,所以D正确.
故选:CD
4.AC
【分析】根据二次函数的性质判断A,利用特殊值判断B、D,利用基本不等式判断C.
【详解】对于A:,所以当时函数取得最小值,故A正确;
对于B:当时,所以,故B错误;
对于C:因为,,所以,
当且仅当,即时取等号,所以的最小值为,故C正确;
对于D:当时,则,故D错误.
故选:AC
5.
【分析】运用诱导公式化简成正弦函数,后用五点法结论直接写出最低点坐标即可.
【详解】,由五点法,直接得到函数图象的最低点的坐标为.
故答案为:.
6.
【分析】将函数式化为,结合余弦函数值域及二次函数性质求值域.
【详解】由,而,
当时,;
当时,;
综上,函数值域为.
故答案为:
解题策略:
求三角函数值域或最值的常用方法
(1)形如y=Asin(ωx+φ)+b(或y=Acos(ωx+φ)+b)型,可先由定义域求得ωx+φ的范围,然后求得sin(ωx+φ)(或cos(ωx+φ))的范围,最后求得值域(最值).但要注意对A正、负的讨论.
(2)形如y=asin2x+bsin x+c(a≠0)的三角函数,可先设t=sin x,将函数y=asin2x+bsin x+c(a≠0)化为关于t的二次函数y=at2+bt+c(a≠0),根据二次函数的单调性求值域(最值).
当堂温习
一、单选题
1.(24-25高一上·上海·课后作业)下列命题正确的是( )
A.在第二象限是减函数 B.在上是减函数
C.奇函数 D.在第一、四象限内是增函数
2.(2024·河北·模拟预测)已知函数在区间单调递增,则的取值范围( )
A. B. C. D.
二、多选题
3.(23-24高一下·广西柳州·开学考试)给出下列命题:
①函数是奇函数;
②若α,β是第一象限角且,则;
③在区间上的最小值是,最大值是;
④直线是函数图像的一条对称轴;
其中真命题的序号是( )
A.① B.② C.③ D.④
4.(24-25高三上·江苏南通·开学考试)下列函数中,在区间上单调递减的函数是( )
A. B.
C. D.
三、填空题
5.(24-25高三上·黑龙江鸡西·期中)已知函数,则函数的单调递减区间是
6.(24-25高一上·上海·课后作业)函数在区间上严格减,实数的取值范围是 .
参考答案:
题号
1
2
3
4
答案
C
A
AD
AC
1.C
【分析】根据余弦函数的单调性可判断A;根据正弦函数的单调性可判断B;根据奇偶性的定义可判断C;根据正弦函数的单调性可判断D.
【详解】对于A,在每一个区间上都是减函数,
在第二象限是减函数,故A错误;
对于B,在上是增函数,故B错误;
对于C,,
所以的定义域为,关于原点对称,
,
所以是奇函数,故C正确;
对于D,在的每一个区间上是增函数,
不能说在第一、四象限内是增函数,故D错误.
故选:C.
2.A
【分析】由正弦函数的单调性结合为正弦函数递增区间的子区间求解即可;
【详解】由正弦函数的单调递增区间为,,
所以,
因为在区间单调递增,
所以,解得,,
因为,所以,
故选:A.
3.AD
【分析】利用诱导公式化简函数,利用正弦含性质即可求解①,举反例即可求解②,根据整体法,结合正弦函数的性质即可求解③,代入验证即可求解④.
【详解】
①函数是奇函数,正确;
②若、是第一象限角且,取,,则,不正确;
③,则,所以,
故在区间上的最小值是,最大值是2,不正确;
④当时,,
故是函数的一条对称轴,正确.
故选:AD
4.AC
【分析】根据函数的单调性对选项进行分析,从而确定正确答案.
【详解】A选项,对于,
由,得,
所以在区间上单调递减的函数,A选项正确.
B选项,对于,
由,得,不符合题意.
C选项,由,得,
且,
所以在区间上单调递减的函数,C选项正确.
D选项,对于,
由,得,不符合题意.
故选:AC
5.
【分析】采用整体代换的方式,结合的单调性可求得结果.
【详解】因为函数,
所以,
由得:,
的单调递减区间为.
6.
【分析】分与讨论,求出的范围,结合余弦函数的单调性即可求解.
【详解】当时,因为,所以.
因为函数在区间上严格减,
所以,解得;
当时,因为,所以,
故不可能满足函数在区间上严格减.
综上所述,,即实数的取值范围是.
故答案为:.
分层练习
【基础篇】
一、单选题
1.(24-25高一上·全国·课后作业)下列函数中,既在上单调递增,又以为周期且为偶函数的是( )
A. B. C. D.
2.(24-25高三上·辽宁大连·期中)“”是“函数在上单调递减的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
3.(24-25高二上·海南海口·阶段练习)对于的最小值为( )
A. B. C. D.
4.(23-24高三上·四川内江·阶段练习)下列四个函数① ② ③ ④,其中最小值为4的函数个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
二、多选题
5.(23-24高一下·四川泸州·期中)已知函数的最小正周期为,则下列说法正确的有( )
A.是图象的一条对称轴 B.在区间上单调递减
C.是图象的一个对称中心 D.在区间的值域为
6.(23-24高三下·浙江丽水·开学考试)设函数,则( )
A.是偶函数 B.是周期函数
C.有最大值 D.是增函数
7.(23-24高二下·广东深圳·阶段练习)已知函数的最小正周期为,则( )
A. B.是图象的一条对称轴
C.在区间上单调递增 D.在区间上的最小值为
三、填空题
8.(23-24高一下·重庆铜梁·阶段练习)已知函数,当时,关于x的方程有两个实数根,则实数a的取值范围为 .
9.(22-23高二下·云南曲靖·阶段练习)已知,,,则a,b,c的大小关系为 .(用“”连接)
10.(24-25高三上·上海·期中)函数()在上存在最小值,则实数的最小值是 .
四、解答题
11.(23-24高一上·河南·期末)已知函数.
(1)求函数的单调递增区间;
(2)若,求的值域.
12.(21-22高一下·陕西榆林·期中)设函数的最小正周期为,且.
(1)求的表达式;
(2)若,求的取值范围.
参考答案:
题号
1
2
3
4
5
6
7
答案
D
A
A
B
ACD
ABC
AB
1.D
【分析】根据正余弦函数的奇偶性、单调性和周期性逐个分析判断.
【详解】对于A,因为为奇函数,所以A错误,
对于B,为偶函数,且周期为,当时,,
而函数在上单调递减,所以函数在上单调递减,所以B错误,
对于C,因为为奇函数,所以C错误,
对于D,因为,所以为偶函数,
因为的图象是由在轴下方的图象翻折上去、轴上方的图象保持不变得到的,
所以函数的周期为,
当时,,此时,
而在上单调递增,故D符合.
故选:D.
2.A
【分析】根据充分条件和必要条件的定义判断.
【详解】当时,,
由,则,单调递减成立,即充分性成立;
当时,函数在上单调递减,
推不出成立,如,故必要性不成立;
综上,“”是“函数在上单调递减”的充分不必要条件.
故选:A
3.A
【分析】令,从而转化成求在区间上的最小值,利用二次函数的性质,即可求解.
【详解】令,则,对称轴,
所以当时,取到最小值,最小值为,
故选:A.
4.B
【分析】①利用基本不等式求解,但等号取不到,①错误;②变形后利用基本不等式求出最小值为4;③使用基本不等式进行求解即可;④举出反例.
【详解】①,
当且仅当,即时,等号成立,
但无解,故等号取不到,故①错误;
②因为,所以,
故,
当且仅当,即时,等号成立,②正确;
③,当且仅当,即时,等号成立,③正确;
④若,此时,故,④错误.
故选:B
5.ACD
【分析】先由题意求得,将看成整体角,通过代入计算检验可判断A,C两项;通过给定区间求得的范围,结合函数图象性质可推理判断B,D两项.
【详解】由题意,,则,故函数解析式为:.
对于A,因时,,而,故是图象的一条对称轴,即A正确;
对于B,设,当时,,而在上递增,在上递减,故B错误;
对于C,当时,,而,故是图象的一个对称中心,即C正确;
对于D,设,当时,,而在上递减,在上递增,
又,,则,故在区间的值域为,即D正确.
故选:ACD.
6.ABC
【分析】根据奇偶性的定义可判定A,根据三角函数的周期性可判定B,根据复合函数的单调性可判定C、D.
【详解】对于A,因为的定义域为,
又,所以是偶函数,A选项正确.
对于B,易知,
所以是的一个周期,B选项正确.
对于C,易知,所以,所以有最大值,C选项正确.
对于D,因为在区间单调递减,在上单调递增,
所以在区间单调递减,D选项错误.
故选:ABC
7.AB
【分析】根据题意,由条件可得,再结合三角函数的性质逐一判断,即可得到结果.
【详解】因为的最小正周期为,
则,即,故A正确;
因为,则,
即当时,函数取得最小值,
即是图象的一条对称轴,故B正确;
当时,则,
又函数在上不单调,故C错误;
当时,则,
所以,故D错误;
故选:AB
8.
【分析】讨论余弦函数的单调性,求得当且时函数的值域,讨论取值情况即可求出与直线有2个交点时的范围.
【详解】,
由,得,
设,则当时,函数单调递增,此时,
当时,函数单调递减,此时,
得,要使方程在上有2个实根,
则函数图象与直线在上有2个交点,
当且,即时,函数图象与直线有2个交点,
所以,解得,
即实数的取值范围为.
故答案为:
9.
【分析】根据函数单调性及中间值得到,比较出大小.
【详解】因为在上单调递减,故,
因为在R上单调递减,故,
因为在上单调递减,,
故,
所以.
故答案为:
10.
【分析】先由的范围求得的范围,再利用正弦函数的性质得到关于的不等式,解之即可得解.
【详解】因为,所以,
因为函数在区间上存在最小值,
所以,解得,
所以实数的最小值是.
故答案为:.
11.(1)
(2)
【分析】(1)根据正弦函数的单调区间,采用整体代换方法,即可求得答案;
(2)根据,确定,由正弦函数的性质求得答案.
【详解】(1)因为,
令,
得,
所以的单调递增区间为.
(2)函数,
当时,,
结合正弦函数的性质可得:
当时,即,函数;
当时,即,函数.
所以,
故的值域为.
12.(1)
(2)
【分析】(1)根据最小正周期公式算出,再根据,解方程得,进而得出的表达式
(2)根据,得到,再根据余弦函数的基本性质求出的取值范围.
【详解】(1)由最小正周期,得,
∵,
∴.
∴.
(2)由(1)知,,
∵,∵,
∴,
∴的取值范围为.
【能力篇】
一、单选题
1.(24-25高三上·辽宁·期中)函数,若对恒成立,且在上恰有条对称轴,则( )
A. B. C. D.或
二、多选题
2.(24-25高三上·山东青岛·期中)已知,则( )
A.为偶函数 B.是的最小正周期
C.在区间上单调递增 D.的值域为
三、填空题
3.(24-25高三上·河北衡水·阶段练习)在平面直角坐标系中,一动点从点开始,以的角速度逆时针绕坐标原点做匀速圆周运动,后到达点的位置.设,记,则的单调递增区间为
四、解答题
4.(24-25高一上·河北衡水·期中)已知函数,当 时,函数在区间上单调递减,求实数的取值范围.
参考答案:
题号
1
2
答案
B
ACD
1.B
【分析】由最大值求得的表达式,再由周期确定范围,从而可得结论.
【详解】由题知,当时取得最大值,即,
所以,即,
又在上有条对称轴,所以,
所以,所以.
故选:B
2.ACD
【分析】根据奇偶函数定义判断A,取特值判断B,根据符合函数单调性判断C,根据偶函数及在时的值域判断D.
【详解】由可知,,定义域为,
故定义域关于原点对称,又,所以函数为偶函数,故A正确;
取,则,,即,所以不是函数的周期,故B错误;
当时,,令且为减函数,
而在时单调递减,所以由复合函数的单调性知,单调递增,故C正确;
由为偶函数,只需研究时的值域,当时,,
因为,即时,是函数的一个周期,当时,,当且仅当,即时取等号,当时,,
令,则在上是增函数,所以,
当时,,所以,综上的值域为,故D正确.
故选:ACD
3.
【分析】根据给定条件,利用三角函数的定义求出点的坐标,求出并利用差角的余弦化简,再求的单调递增区间即可.
【详解】依题意,后,动点走过的弧度数为,则,
又,
则
,
的单调递增区间,即的递减区间,
则 ,即,
所以的单调递增区间为.
4.
【分析】利用余弦函数的性质确定函数的单调区间,借助集合的包含关系即可求解.
【详解】,令,
可得:,
由可得,
由题意可得 ,解得 ,所以的取值范围为 .
2 / 2
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5.4.2第2课时 单调性与最值(人教2019A版专用)
目录
【自主预习】 2
【题型研析】 2
【题型一】求正弦、余弦函数的单调区间 2
【题型二】利用正弦、余弦函数的单调性比较大小 3
【题型三】求正(余)型函数的最值(值域) 4
【当堂温习】 6
【分层练习】 6
考试要求:
1.掌握y=sin x,y=cos x的最大值与最小值,并会求简单三角函数的值域和最值.
2.掌握y=sin x,y=cos x的单调性并能利用单调性比较大小.
3.会求函数y=Asin(ωx+φ)及y=Acos(ωx+φ)的单调区间.
素养要求:
借助y=sin x与y=cos x的图象,理清单调区间和取得最值的条件,构建直观模型,重点提升学生的直观想象、数学抽象、逻辑推理、数学运算素养.
自主预习
一、正弦、余弦函数的单调性
(1)正弦函数的单调性
在每一个闭区间(k∈Z)上都单调递增,其值从-1增大到1;在每一个闭区间(k∈Z)上都单调递减,其值从1减小到-1.
(2)余弦函数的单调性
在每一个闭区间[2kπ-π,2kπ](k∈Z)上都单调递增,其值从-1增大到1;在每一个闭区间[2kπ,2kπ+π](k∈Z)上都单调递减,其值从1减小到-1.
二、正弦、余弦函数的最值
(1)正弦函数当且仅当x=2kπ+(k∈Z)时取得最大值1,当且仅当x=2kπ-(k∈Z)时取得最小值-1.
(2)余弦函数当且仅当x=2kπ(k∈Z)时取得最大值1,当且仅当x=2kπ+π(k∈Z)时取得最小值-1.
题型研析
【题型一】求正弦、余弦函数的单调区间
一、单选题
1.(24-25高一上·全国·随堂练习)函数的单调递减区间为( )
A., B.,
C., D.,
2.(24-25高三上·北京丰台·期中)下列函数中,是偶函数且在上单调递增的是( )
A. B. C. D.
二、多选题
3.(2022·湖南常德·一模)已知函数,则( )
A.函数的周期为 B.函数的图象关于原点对称
C.的最大值为2 D.函数在区间上单调递增
4.(21-22高一上·云南曲靖·期末)已知函数,则关于函数的叙述正确的是( )
A.的最小正周期为
B.为偶函数
C.的图象关于点对称
D.在区间上单调递增
三、填空题
5.(22-23高一下·上海奉贤·期中)函数,的增区间为 .
6.(23-24高一上·广东清远·期末)写出函数在上的一个减区间: .
解题策略:
1.用整体替换法求函数y=Asin(ωx+φ)或y=Acos(ωx+φ)的单调区间时,如果式子中x的系数为负数,先利用诱导公式将x的系数变为正数;然后整体代换,将“ωx+φ”看成一个整体“z”,利用正(余)弦函数的单调性,求原函数的单调性.
2.求单调区间时,需将最终结果写成区间形式,注明k∈Z.
【题型二】利用正弦、余弦函数的单调性比较大小
一、单选题
1.(2024·辽宁·模拟预测)已知函数的最小正周期为,当时,函数取最小值,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
2.(23-24高一上·江苏无锡·期末)已知,则( )
A. B.
C. D.
二、多选题
3.(24-25高一上·全国·课后作业)下列不等式中成立的是( )
A. B.
C. D.
4.(22-23高一上·海南海口·期末)下列不等式中成立的是( )
A. B.
C. D.
三、填空题
5.(22-23高一下·辽宁铁岭·期中)函数的定义域为R,为奇函数,且为偶函数,当时,.(1)是锐角的内角,;(2);(3);(4). 则下列不等式成立的编号是________
6.(24-25高一上·上海·随堂练习)下列不等式中成立的是 .(填编号)
①
②
③
④
解题策略:
用正弦函数或余弦函数的单调性比较大小时,应先将异名化同名,把不在同一单调区间内的角用诱导公式转化到同一单调区间,再利用单调性来比较大小.
【题型三】求正(余)型函数的最值(值域)
一、单选题
1.(23-24高一上·安徽·期末)函数的值域为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高三上·辽宁大连·期中)函数的值域为( )
A. B. C. D.
二、多选题
3.(23-24高一下·湖北武汉·期中)设函数,给出下列命题,正确的是( )
A.若取得最大值,则
B.的图象关于点对称
C.最大值与最小值之差为4
D.的最小正周期为π
4.(23-24高二下·辽宁葫芦岛·期末)下列函数中最小值为2的是( )
A. B.
C. D.
三、填空题
5.(24-25高一上·上海·课后作业)已知函数,,则该函数图象的最低点的坐标为 .
6.(22-23高一上·江苏扬州·阶段练习)函数的值域为 .
解题策略:
求三角函数值域或最值的常用方法
(1)形如y=Asin(ωx+φ)+b(或y=Acos(ωx+φ)+b)型,可先由定义域求得ωx+φ的范围,然后求得sin(ωx+φ)(或cos(ωx+φ))的范围,最后求得值域(最值).但要注意对A正、负的讨论.
(2)形如y=asin2x+bsin x+c(a≠0)的三角函数,可先设t=sin x,将函数y=asin2x+bsin x+c(a≠0)化为关于t的二次函数y=at2+bt+c(a≠0),根据二次函数的单调性求值域(最值).
当堂温习
一、单选题
1.(24-25高一上·上海·课后作业)下列命题正确的是( )
A.在第二象限是减函数 B.在上是减函数
C.奇函数 D.在第一、四象限内是增函数
2.(2024·河北·模拟预测)已知函数在区间单调递增,则的取值范围( )
A. B. C. D.
二、多选题
3.(23-24高一下·广西柳州·开学考试)给出下列命题:
①函数是奇函数;
②若α,β是第一象限角且,则;
③在区间上的最小值是,最大值是;
④直线是函数图像的一条对称轴;
其中真命题的序号是( )
A.① B.② C.③ D.④
4.(24-25高三上·江苏南通·开学考试)下列函数中,在区间上单调递减的函数是( )
A. B.
C. D.
三、填空题
5.(24-25高三上·黑龙江鸡西·期中)已知函数,则函数的单调递减区间是
6.(24-25高一上·上海·课后作业)函数在区间上严格减,实数的取值范围是 .
分层练习
【基础篇】
一、单选题
1.(24-25高一上·全国·课后作业)下列函数中,既在上单调递增,又以为周期且为偶函数的是( )
A. B. C. D.
2.(24-25高三上·辽宁大连·期中)“”是“函数在上单调递减的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
3.(24-25高二上·海南海口·阶段练习)对于的最小值为( )
A. B. C. D.
4.(23-24高三上·四川内江·阶段练习)下列四个函数① ② ③ ④,其中最小值为4的函数个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
二、多选题
5.(23-24高一下·四川泸州·期中)已知函数的最小正周期为,则下列说法正确的有( )
A.是图象的一条对称轴 B.在区间上单调递减
C.是图象的一个对称中心 D.在区间的值域为
6.(23-24高三下·浙江丽水·开学考试)设函数,则( )
A.是偶函数 B.是周期函数
C.有最大值 D.是增函数
7.(23-24高二下·广东深圳·阶段练习)已知函数的最小正周期为,则( )
A. B.是图象的一条对称轴
C.在区间上单调递增 D.在区间上的最小值为
三、填空题
8.(23-24高一下·重庆铜梁·阶段练习)已知函数,当时,关于x的方程有两个实数根,则实数a的取值范围为 .
9.(22-23高二下·云南曲靖·阶段练习)已知,,,则a,b,c的大小关系为 .(用“”连接)
10.(24-25高三上·上海·期中)函数()在上存在最小值,则实数的最小值是 .
四、解答题
11.(23-24高一上·河南·期末)已知函数.
(1)求函数的单调递增区间;
(2)若,求的值域.
12.(21-22高一下·陕西榆林·期中)设函数的最小正周期为,且.
(1)求的表达式;
(2)若,求的取值范围.
【能力篇】
一、单选题
1.(24-25高三上·辽宁·期中)函数,若对恒成立,且在上恰有条对称轴,则( )
A. B. C. D.或
二、多选题
2.(24-25高三上·山东青岛·期中)已知,则( )
A.为偶函数 B.是的最小正周期
C.在区间上单调递增 D.的值域为
三、填空题
3.(24-25高三上·河北衡水·阶段练习)在平面直角坐标系中,一动点从点开始,以的角速度逆时针绕坐标原点做匀速圆周运动,后到达点的位置.设,记,则的单调递增区间为
四、解答题
4.(24-25高一上·河北衡水·期中)已知函数,当 时,函数在区间上单调递减,求实数的取值范围.
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