内容正文:
第7章 三角函数(13题型清单)
01 思维导图
02 知识速记
知识点01:正弦函数的图象
正弦函数,的图象叫做正弦曲线.
知识点02:正弦函数图象的画法
(1)几何法:
①在单位圆上,将点绕着点旋转弧度至点,根据正弦函数的定义,点的纵坐标.由此,以为横坐标,为纵坐标画点,即得到函数图象上的点.
②将函数,的图象不断向左、向右平行移动(每次移动个单位长度).
(2)“五点法”:
在函数,的图象上,以下五个点:
,,,,
在确定图象形状时起关键作用.描出这五个点,函数,的图象形状就基本确定了.因此,在精确度要求不高时,常先找出这五个关键点,再用光滑的曲线将它们连接起来,得到正弦函数的简图.
知识点03:余弦函数的图象
余弦函数,的图象叫做余弦曲线.
知识点04:余弦函数图象的画法
(1)要得到,的图象,只需把,的图象向左平移个单位长度即可,这是因为.
(2)用“五点法”:画余弦函数在上的图象时,所取的五个关键点分别为,,,,再用光滑的曲线连接起来.
知识点05:正切函数的图象
知识点06:函数的周期性
1.周期函数的定义
一般地,设函数的定义域为,如果存在一个非零常数,使得对每一个,都有,且,那么函数就叫做周期函数.非零常数叫做这个函数的周期.
2.最小正周期的定义
如果在周期函数f(x)的所有周期中存在一个最小的正数,那么这个最小正数就叫做的最小正周期.
知识点07:正弦函数、余弦函数的周期性和奇偶性
函数
奇偶性
奇函数
偶函数
当时,为奇函数;
当时,为偶函数;
当时,为奇函数;
当时,为偶函数;
知识点08:正弦、余弦型函数的常用周期
函数
最小正周期
或()
或
或()
无周期
知识点09:正弦函数、余弦函数的图象和性质
函数
图象
定义域
定义域
值域
周期性
奇偶性
奇函数
偶函数
单调性
在每一个闭区间()上都单调递增;在每一个闭区间(上都单调递减
在每一个闭区间
()上都单调递增;在每一个闭区间()上都单调递减
最值
当()时,;
当()时,;
当()时,;
当()时,;
图象的对称性
对称中心为(),
对称轴为直线()
对称中心为(),
对称轴为直线()
知识点10:正切(型)函数的性质
正切函数
正切型函数
定义域
由
值域
周期性
奇偶性
奇函数
当时是奇函数
单调性
在,上单调递增
当,时,由,解出单调增区间
对称性
对称中心:;无对称轴
令:,对称中心为:,无对称轴
知识点11:五点法作图
必备方法:五点法步骤
③
①
②
对于复合函数,
第一步:将看做一个整体,用五点法作图列表时,分别令等于,,,,,对应的则取,,,,。,(如上表中,先列出序号①②两行)
第二步:逆向解出(如上表中,序号③行。)
第三步:得到五个关键点为:,,,,
知识点12:三角函数图象变换
参数,,对函数图象的影响
1.对函数,的图象的影响
2、()对函数图象的影响
3、()对的图象的影响
4、由的图象变换得到(,)的图象的两种方法
知识点13:根据图象求解析式
形如的解析式求法:
1、求法:
①观察法:代表偏离平衡位置的最大距离;平衡位置.
②代数法:记的最大值为,最小值为;则:,联立求解.
2、求法:通过观察图象,计算周期,利用公式,求出.
3、求法:
①第一关键点法:通过观察图象找出第一关键点,将第一关键点代入求解.
(第一关键点判断方法:图象呈上升状态与平衡位置的交点,且该点离轴最近)
②最值代入法:通过观察图象的最高点(或者最低点)代入解析式求解.
③特殊点法:当图象给出的信息缺乏①②中的条件,可以寻找图象的其它特殊点代入解析式求解,但用此法求解,若有多个答案注意根据条件取舍答案.
03 题型归纳
题型一 五点法作图
例题1:(24-25高一上·黑龙江哈尔滨·期末)已知函数.
(1)请用“五点法”画出函数在一个周期上的图象;
(2)若,且,求的值.
例题2:(23-24高一上·福建厦门·阶段练习)已知函数,其中为三角形的内角且满足.
(1)求出角.(用弧度制表示)
(2)利用“五点法”,先完成列表,然后作出函数,在长度为一个周期的闭区间上的简图.(图中轴上每格的长度为轴上每格的长度为1)
0
巩固训练
1.(23-24高一下·上海宝山)已知函数.
(1)用五点法作图,填表并作出的图像.
x
0
y
(2)求在,的最大值和最小值;
(3)若不等式在上恒成立,求实数 m的取值范围.
2.(23-24高一下·四川成都·阶段练习)已知函数,.
(1)用五点法作图,填表并作出在一个周期内的图象
(2)写出函数单调递减区间和其图象的对称轴方程;
题型二 含绝对值的三角函数图象
例题1:(2024高三·全国·专题练习)作出函数的图象.
例题2:(24-25高一·全国·随堂练习)请画出函数的图象,你能从图中发现此函数具备哪些性质?(可以借助信息技术画图)
巩固训练
1.(24-25高一上·上海·课堂例题)利用图象变换法作出,的简图,并说明该图象如何由正弦曲线的相关部分通过图象变换得到.
2.(2024高三·全国·专题练习)当时,作出下列函数的图象,把这些图象与的图象进行比较,你能发现图象变换的什么规律?
(1);
(2).
3.(23-24高一上·全国·课前预习)作函数的图象.
题型三 正切函数的定义域
例题1:(浙江省宁波市九校2024-2025学年高一上学期期末联考数学试题)函数的定义域为( )
A. B.
C. D.
例题2:(24-25高一上·江苏镇江·期末)函数的定义域是 .
巩固训练
1.(24-25高一上·全国·课后作业)函数的定义域为( )
A., B.,
C., D.,
2.(24-25高一上·天津河西·期末)函数的定义域为 .
题型四 三角函数的单调性
例题1:(24-25高一上·黑龙江齐齐哈尔·期末)函数的单调递增区间为 .
例题2:(24-25高一上·江苏无锡·期末)已知函数.
(1)求函数的最小正周期;
(2)求函数在区间上的单调递增区间;
(3)函数在区间上恰好有18个零点,求的取值范围.
例题3:(重庆市黔江区2024-2025学年高一上学期1月期末联合检测数学试卷)已知函数恒成立,且的最小值为为奇函数.
(1)求函数的解析式与单调增区间;
(2)若函数的图象与函数的图象关于原点对称,求在上的最大值和最小值.
巩固训练
1.(24-25高一上·广西柳州·期末)已知函数.
(1)求函数的最小正周期及单调递减区间;
(2)求函数在上的最值;
(3)若,求的值.
2.(24-25高一上·黑龙江齐齐哈尔·期末)已知函数.
(1)求函数的对称中心坐标;
(2)求函数的单调递减区间;
(3)若,求函数的值域.
3.(24-25高一上·山东·阶段练习)已知.
(1)求函数的最小正周期:
(2)求函数在上的单调区间.
题型五 三角函数的奇偶性
例题1:(23-24高一下·西藏)函数( )
A.是奇函数,也是周期函数;
B.是奇函数,不是周期函数;
C.是偶函数,也是周期函数;
D.是偶函数,不是周期函数.
例题2:(23-24高一上·山东烟台·期末)下列函数为奇函数的是( )
A. B. C. D.
例题3:(23-24高一下·上海松江·期末)设函数对任意的实数均满足,则 .
例题4:(23-24高一·上海·课堂例题)判断下列函数的奇偶性,并说明理由:
(1);
(2);
(3).
巩固训练
1.(23-24高一下·上海浦东新)函数是( )
A.奇函数 B.偶函数
C.既是奇函数又是偶函数 D.非奇非偶函数
2.(24-25高二上·上海·期中)已知函数()是偶函数,则的最小值是
3.(23-24高一下·上海·阶段练习)函数是奇函数,则实数 .
4.(24-25高一上·黑龙江齐齐哈尔·期末)已知函数,且,则 .
5.(24-25高一上·上海·课堂例题)已知函数为奇函数,判断函数的奇偶性,并说理.
题型六 三角函数的对称性
例题1:(23-24高一下·上海闵行·期末)对于函数,给出下列结论:
①函数的图象关于点对称;
②函数的对称轴是,;
③若函数是偶函数,则的最小值为;
④函数在的值域为,
其中正确的命题个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
例题2:(23-24高一下·上海徐汇)若函数的图像关于直线对称,则 .
例题3:(23-24高一下·上海黄浦·阶段练习)函数的图像关于点成中心对称,则的最小正值为 .
例题4:(2024·上海松江·二模)已知函数的图象关于点对称,且,则实数的值为 .
巩固训练
1.(23-24高一下·上海杨浦)已知常数,如果函数的图像关于点中心对称,那么的最小值为( )
A. B. C. D.
2.(23-24高二下·上海·阶段练习)函数的对称中心的坐标为 .
3.(24-25高三上·上海·期中)设 ,函数 图象的一条对称轴为 ,则 .
题型七 三角函数的周期性
例题1:(24-25高二上·上海·期中)函数的最小正周期是( ).
A. B. C. D.
例题2:(24-25高二上·上海·期中)函数的最小正周期是( )
A. B. C. D.
例题3:(2023·广东·一模)已知函数的最小正周期为,则 .
例题4:(24-25高一上·上海·课堂例题)(1)求函数的最小正周期;
(2)函数()的最小正周期为,求的值.
巩固训练
1.(24-25高一上·宁夏吴忠·期末)函数的最小正周期和最大值分别为( )
A.,2 B.,2 C., D.,
2.(24-25高一上·山东菏泽·阶段练习)下列函数中,既是周期函数又是偶函数的是( )
A. B. C. D.
3.(24-25高二上·湖南株洲·期末)在下列函数中,周期为的函数是( )
A. B.
C. D.
4.(24-25高三上·天津·阶段练习)已知函数,则的最小正周期为 .
题型八 三角函数的值域(最值)
例题1:(24-25高二上·上海·阶段练习)已知函数在上的值域为,则实数的取值范围是 .
例题2:(23-24高一上·江苏盐城·期末)已知函数,在区间上有解,则的取值范围是 .
例题3:(24-25高三上·上海·期中)已知钝角 ,满足 .
(1)求的值;
(2)求函数 的值域.
例题4:(24-25高三上·上海·开学考试)已知函数.
(1)求的最小正周期和单调区间;
(2)已知,求的最值,并写出取得最值时x的值.
例题5:(24-25高一上·上海·单元测试)求下列函数的值域.
(1);
(2),;
(3).
巩固训练
1.(23-24高一下·上海徐汇·期中)函数的值域为 .
2.(24-25高三上·上海浦东新·期末)已知函数的表达式为,.
(1)若函数的最小正周期为,求的值及的单调增区间;
(2)若,设函数的表达式为,求当时,的值域.
3.(23-24高一下·上海·期中)已知函数,满足
(1)求的值
(2)若存在,使得等式成立,求实数的取值范围;
(3)若对任意都有恒成立,求实数的取值范围.
4.(24-25高一上·上海·课堂例题)求函数的值域.
题型九 与有关的问题
例题1:(24-25高三上·上海·阶段练习)已知,存在常数,使为偶函数,则的值可能为( )
A. B. C. D.
例题2:(24-25高三上·上海金山·阶段练习)已知函数,其中,若在区间上恰有2个零点,则的取值范围是 .
例题3:(24-25高三上·上海·期中)已知,集合,若存在,使得集合恰有五个元素,则的范围取值为 .
例题4:(23-24高一下·上海·阶段练习)设常数,,若函数在区间上的最小值为0,则的最大值为
巩固训练
1.(23-24高一下·上海金山·阶段练习)已知,顺次连接函数与的任意三个相邻的交点都构成一个等腰直角三角形,则( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二上·上海·阶段练习)设,其中,若函数为偶函数且函数在上是减函数,则的取值范围是 .
3.(24-25高三上·上海·开学考试)设,若在区间上存在唯一的a和唯一的b,使且成立,则的取值范围是
4.(24-25高三上·上海·开学考试)若函数在上严格减,则正实数的取值范围是
题型十 根据图象求解析式
例题1:(24-25高一上·江苏无锡·期末)函数的图象如图所示,则 .
例题2:(24-25高一上·甘肃兰州·期末)已知函数的部分图象如图所示.
(1)求的解析式,并求出的对称轴;
(2)先把的图象向右平移个单位,再向下平移1个单位,得到函数的图象,若关于的方程在上有解,求的取值范围.
例题3:(24-25高一上·江苏南京·期末)已知函数的部分图象如图所示.
(1)求的解析式;
(2)求在上的单调增区间;
(3)若,求的值.
巩固训练
1.(24-25高一上·云南昆明·期末)函数的部分图象如图所示.
(1)求函数的解析式及单调递增区间;
(2)求函数在上的值域.
2.(24-25高一上·江苏常州·期末)已知函数的部分图象如图所示.
(1)求函数的解析式;
(2)若,且,求的值.
3.(天津市四校(咸水沽一中、杨柳青一中、第一百中学、四十七中学)2024-2025学年高一上学期期末联考数学试卷)已知函数的部分图象如图所示.
(1)求函数的解析式及单调递增区间;
(2)若是第四象限角,,求的值.
4.(24-25高一上·黑龙江哈尔滨·期末)函数的部分图象如图所示.
(1)求函数的解析式;
(2)求函数的最小正周期及单调递增区间;
(3)求不等式的解集.
题型十一 三角函数的平移和伸缩变换
例题1:(23-24高一下·上海·期中)已知,关于该函数有下面两种说法,
①当时,的取值范围为
②的图象可由的图象向右平移个单位长度得到.
下列判断正确的是( )
A.①正确,②正确 B.①正确,②错误;
C.①错误,②正确 D.①错误,②错误;
例题2:(23-24高三上·上海静安·期中)如图是函数,,的图像的一部分,要得到该函数图像,只需要将函数的图像( )
A.向左平移个单位B.向左平移个单位C.向右平移个单位 D.向右平移个单位
例题3:(2024高一下·上海·专题练习)已知函数的图象如图所示,将的图象向左平移个单位到函数的图象,若函数的在区间,上的值域为,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
巩固训练
1.(2024高一下·上海·专题练习)要得到函数的图象,只需将的图象( )
A.向左平移个单位 B.向左平移个单位
C.向左平移个单位 D.向右平移个单位
2.(24-25高一上·上海·课后作业)把函数的图像上所有点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),然后向右平移1个单位,再向下平移1个单位,得到的图像是( )
A. B.
C. D.
3.(23-24高三下·上海·阶段练习)将函数的图像上的各点的纵坐标不变,横坐标变为原来的2倍,再沿着轴向右平移个单位,得到的函数的一个对称中心可以是( )
A. B.
C. D.
题型十二 三角函数图象的应用(零点问题)
例题1:(2024·上海徐汇·一模)已知,若定义在上的函数的最小正周期为,且对任意的,都有.
(1)求实数的值;
(2)设,当时,,求的值.
例题2:(23-24高一下·上海静安·期末)已知函数.
(1)某同学打算用“五点法”画出函数在某一周期内的图象,列表如下:
0
0
1
0
0
0
0
0
请在答题纸上填写上表的空格处数值,并写出函数的表达式和单调递增区间;
(2)将(1)中函数的图象向下平移个单位得到的图象,若函数在闭区间上恰有两个零点,请直接写出实数的取值范围.
例题3:(23-24高一下·上海黄浦·期末)设.
(1)当时,用函数单调性的定义证明:函数在区间上是严格增函数.
(2)①根据a的不同取值,讨论函数在区间上零点的个数;
②若函数在区间(k为正整数)上恰有7个零点,求k的最小值及此时a的取值范围.
例题4:(23-24高一下·上海闵行·期中)已知函数.
(1)求函数的最小正周期;
(2)若函数,求函数的单调递减区间;
(3)若函数在区间上有两个不等实根,求实数的取值范围.
巩固训练
1.(24-25高三上·北京·阶段练习)已知函数,其中a>0.且的图象与直线的两个相邻交点的距离等于.
(1)求函数的解析式及最小正周期:
(2)若关于x的方程在区间上恰有两个不同解,求实数m的取值范围.
2.(23-24高一下·上海·期中)已知函数.
(1)求函数的单调减区间;
(2)若在上恒成立,求实数的取值范围;
(3)若函数在上恰有3个零点,求的取值范围.
3.(23-24高一下·上海·期中)将函数的图像向右平移个单位,再将横坐标变为原来的,纵坐标不变得到函数的图像.
(1)求函数的解析式;
(2)若函数在上恰有两个零点,求实数m的取值范围.
4.(23-24高三下·上海浦东新·期中)已知函数,其中.
(1)求在上的解;
(2)已知,若关于的方程在时有解,求实数m的取值范围.
题型十三 三角函数中恒(能)成立问题
例题1:(23-24高一下·上海·期中)已知函数.
(1)求的单调递增区间;
(2)当时,求的最值及取到最值时的值;
(3)当时,关于的不等式恒成立,求实数的取值范围.
例题2:(23-24高一下·上海·期中)已知函数
(1)求函数的最小正周期
(2)当时,求函数的最大值和最小值
(3)已知函数,若对任意的,当时,恒成立,求实数的取值范围
例题3:(22-23高一下·上海闵行·阶段练习)已知函数.
(1)求函数在上的值域和单调递增区间;
(2)若关于的方程在上有两个不同的实数解,求实数的取值范围.
巩固训练
1.(23-24高一下·上海·期中)已知函数.
(1)若不等式对任意时恒成立,求实数的取值范围;
(2)将函数的图象向左平移个单位,然后保持图象上点的纵坐标不变,横坐标变为原来的,得到函数的图象,若存在非零常数,对任意,有成立,求实数的取值范围.
2.(2023高一上·全国·专题练习)已知函数,且函数的图象与函数的图象关于直线对称.
(1)求函数的解析式;
(2)若存在x∈[0,),使等式成立,求实数m的最大值和最小值.
3.(23-24高三上·上海杨浦·期中)已知为实数,.
(1)若,求关于的方程在上的解;
(2)若,求函数,的单调减区间;
(3)已知为实数且,若关于的不等式在时恒成立,求的取值范围.
试卷第42页,共43页
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第7章 三角函数(13题型清单)
01 思维导图
02 知识速记
知识点01:正弦函数的图象
正弦函数,的图象叫做正弦曲线.
知识点02:正弦函数图象的画法
(1)几何法:
①在单位圆上,将点绕着点旋转弧度至点,根据正弦函数的定义,点的纵坐标.由此,以为横坐标,为纵坐标画点,即得到函数图象上的点.
②将函数,的图象不断向左、向右平行移动(每次移动个单位长度).
(2)“五点法”:
在函数,的图象上,以下五个点:
,,,,
在确定图象形状时起关键作用.描出这五个点,函数,的图象形状就基本确定了.因此,在精确度要求不高时,常先找出这五个关键点,再用光滑的曲线将它们连接起来,得到正弦函数的简图.
知识点03:余弦函数的图象
余弦函数,的图象叫做余弦曲线.
知识点04:余弦函数图象的画法
(1)要得到,的图象,只需把,的图象向左平移个单位长度即可,这是因为.
(2)用“五点法”:画余弦函数在上的图象时,所取的五个关键点分别为,,,,再用光滑的曲线连接起来.
知识点05:正切函数的图象
知识点06:函数的周期性
1.周期函数的定义
一般地,设函数的定义域为,如果存在一个非零常数,使得对每一个,都有,且,那么函数就叫做周期函数.非零常数叫做这个函数的周期.
2.最小正周期的定义
如果在周期函数f(x)的所有周期中存在一个最小的正数,那么这个最小正数就叫做的最小正周期.
知识点07:正弦函数、余弦函数的周期性和奇偶性
函数
奇偶性
奇函数
偶函数
当时,为奇函数;
当时,为偶函数;
当时,为奇函数;
当时,为偶函数;
知识点08:正弦、余弦型函数的常用周期
函数
最小正周期
或()
或
或()
无周期
知识点09:正弦函数、余弦函数的图象和性质
函数
图象
定义域
定义域
值域
周期性
奇偶性
奇函数
偶函数
单调性
在每一个闭区间()上都单调递增;在每一个闭区间(上都单调递减
在每一个闭区间
()上都单调递增;在每一个闭区间()上都单调递减
最值
当()时,;
当()时,;
当()时,;
当()时,;
图象的对称性
对称中心为(),
对称轴为直线()
对称中心为(),
对称轴为直线()
知识点10:正切(型)函数的性质
正切函数
正切型函数
定义域
由
值域
周期性
奇偶性
奇函数
当时是奇函数
单调性
在,上单调递增
当,时,由,解出单调增区间
对称性
对称中心:;无对称轴
令:,对称中心为:,无对称轴
知识点11:五点法作图
必备方法:五点法步骤
③
①
②
对于复合函数,
第一步:将看做一个整体,用五点法作图列表时,分别令等于,,,,,对应的则取,,,,。,(如上表中,先列出序号①②两行)
第二步:逆向解出(如上表中,序号③行。)
第三步:得到五个关键点为:,,,,
知识点12:三角函数图象变换
参数,,对函数图象的影响
1.对函数,的图象的影响
2、()对函数图象的影响
3、()对的图象的影响
4、由的图象变换得到(,)的图象的两种方法
知识点13:根据图象求解析式
形如的解析式求法:
1、求法:
①观察法:代表偏离平衡位置的最大距离;平衡位置.
②代数法:记的最大值为,最小值为;则:,联立求解.
2、求法:通过观察图象,计算周期,利用公式,求出.
3、求法:
①第一关键点法:通过观察图象找出第一关键点,将第一关键点代入求解.
(第一关键点判断方法:图象呈上升状态与平衡位置的交点,且该点离轴最近)
②最值代入法:通过观察图象的最高点(或者最低点)代入解析式求解.
③特殊点法:当图象给出的信息缺乏①②中的条件,可以寻找图象的其它特殊点代入解析式求解,但用此法求解,若有多个答案注意根据条件取舍答案.
03 题型归纳
题型一 五点法作图
例题1:(24-25高一上·黑龙江哈尔滨·期末)已知函数.
(1)请用“五点法”画出函数在一个周期上的图象;
(2)若,且,求的值.
【答案】(1)作图见解析
(2)
【知识点】五点法画正弦函数的图象、已知两角的正、余弦,求和、差角的正弦
【分析】(1)根据“列表描点连线”可作出函数在一个周期上的图象;
(2)由已知条件可得出的值,利用同角三角函数的基本关系可得出,再利用两角和的正弦公式可求得的值.
【详解】(1)列表如下:
作出函数在一个周期内的图象如下图所示:
(2)因为,且,所以,,
所以,,
因此,
.
例题2:(23-24高一上·福建厦门·阶段练习)已知函数,其中为三角形的内角且满足.
(1)求出角.(用弧度制表示)
(2)利用“五点法”,先完成列表,然后作出函数,在长度为一个周期的闭区间上的简图.(图中轴上每格的长度为轴上每格的长度为1)
0
【答案】(1)
(2)列表见解析,图像见解析
【知识点】特殊角的三角函数值、五点法画正弦函数的图象
【分析】(1)根据特殊角的三角函数值结合三角形内角范围可得;
(2)根据五点法作图即可.
【详解】(1)为三角形的内角,可得,又得
(2)列表:
0
0
1
0
-1
0
巩固训练
1.(23-24高一下·上海宝山)已知函数.
(1)用五点法作图,填表并作出的图像.
x
0
y
(2)求在,的最大值和最小值;
(3)若不等式在上恒成立,求实数 m的取值范围.
【答案】(1)见解析;(2)时,,时,;(3).
【知识点】y=Asinx+B的图象、求含sinx(型)函数的值域和最值、由正弦(型)函数的值域(最值)求参数
【分析】(1)当时,求出相应的x,然后填入表中;标出5个点,然后用一条光滑的曲线把它们连接起来;
(2)先根据x的范围求出的范围,再由正弦函数的性质可求出函数的最大值和最小值;
(3)不等式在上恒成立,转化为在上恒成立,进一步转化为m-2,m+2与函数在上的最值关系,列不等式后求得实数m的取值范围.
【详解】(1)
x
0
y
1
3
1
-1
0
(2),,即,所以的最大值为3,最小值为2.
(3),,由(2)知,,,且,即m的取值范围为.
【点睛】本题考查正弦函数的最值和恒成立问题,把不等式恒成立问题转化为含m的代数式与的最值关系的问题是解决本题的关键,属于中档题.
2.(23-24高一下·四川成都·阶段练习)已知函数,.
(1)用五点法作图,填表并作出在一个周期内的图象
(2)写出函数单调递减区间和其图象的对称轴方程;
【答案】(1)表格见解析;图象见解析
(2)单调递减区间为;对称轴为
【知识点】五点法画正弦函数的图象、求sinx型三角函数的单调性、求正弦(型)函数的对称轴及对称中心
【分析】(1)根据“五点法”可填写表格,并描点作出函数图象;
(2)根据正弦型函数单调区间和对称轴的求法直接求解即可.
【详解】(1)由“五点法”可填表如下:
由此可得图象如下图所示,
(2)令,解得:,
的单调递减区间为;
令,解得:,
的对称轴方程为.
题型二 含绝对值的三角函数图象
例题1:(2024高三·全国·专题练习)作出函数的图象.
【答案】图象见解析
【知识点】画出具体函数图象、含绝对值的正弦函数的图象
【分析】分析函数为偶函数,所以只需要画出时的图象,关于轴对称即可.
【详解】当时,与的图象完全相同,
又,所以为偶函数,
故图象关于轴对称,其图象如图所示:
.
例题2:(24-25高一·全国·随堂练习)请画出函数的图象,你能从图中发现此函数具备哪些性质?(可以借助信息技术画图)
【答案】见解析
【知识点】含绝对值的余弦函数的图象
【分析】分与两种情况去绝对值,作图后根据图象分析函数的定义域、值域、奇偶性、周期、单调区间与最值即可.
【详解】由题意,当时;当时,故可作图:
由图象可得,函数具有如下性质:
①定义域;②值域;③偶函数;④最小值正周期为;
⑤在上单调递增,上单调递减;在上;
⑥当时函数取最大值0,当时函数取最小值.
巩固训练
1.(24-25高一上·上海·课堂例题)利用图象变换法作出,的简图,并说明该图象如何由正弦曲线的相关部分通过图象变换得到.
【答案】答案见解析
【知识点】含绝对值的正弦函数的图象
【分析】先作出,的图象,然后将x轴下方的部分翻转到x轴上方去可得答案.
【详解】解:作,的图象,并将x轴下方的部分翻转到x轴上方(原x轴上方的部分不变),
得,的图象,如图所示.
2.(2024高三·全国·专题练习)当时,作出下列函数的图象,把这些图象与的图象进行比较,你能发现图象变换的什么规律?
(1);
(2).
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【知识点】画出具体函数图象、含绝对值的正弦函数的图象、函数图象的变换
【分析】(1)将的图象在轴上方部分保持不变,下半部分作关于轴对称的图形,即可得到的图象.
(2)将的图象在轴右边部分保持不变,并将其作关于轴对称的图形,即可得到的图象.
【详解】(1),
将的图象在轴上方部分保持不变,下半部分作关于轴对称的图形,即可得到的图象.
.
(2),
将的图象在轴右边部分保持不变,并将其作关于轴对称的图形,即可得到的图象.
.
3.(23-24高一上·全国·课前预习)作函数的图象.
【答案】图象见解析.
【知识点】含绝对值的余弦函数的图象、诱导公式五、六
【分析】根据诱导公式化简可得函数解析式,根据余弦函数图象性质,可画出函数图象.
【详解】
故的图象实际就是的图象在x轴下方的部分翻折到x轴上方后得到的图象,如图
题型三 正切函数的定义域
例题1:(浙江省宁波市九校2024-2025学年高一上学期期末联考数学试题)函数的定义域为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】求正切(型)函数的定义域
【分析】根据正切函数的定义域,利用整体思想,建立不等式,可得答案.
【详解】因为,所以.
则函数的定义域为
故选:A.
例题2:(24-25高一上·江苏镇江·期末)函数的定义域是 .
【答案】C
【知识点】求正切(型)函数的定义域
【分析】根据函数的解析式列出函数有意义时需满足的不等式,即可求得答案.
【详解】由题意可知需满足,
即,故函数的定义域为.
故选:C.
巩固训练
1.(24-25高一上·全国·课后作业)函数的定义域为( )
A., B.,
C., D.,
【答案】C
【知识点】具体函数的定义域、解正切不等式
【分析】求解不等式即可.
【详解】由题意,得,
所以,,得,,
故所求函数的定义城为,,
故选:C.
2.(24-25高一上·天津河西·期末)函数的定义域为 .
【答案】
【知识点】求对数型复合函数的定义域、解正切不等式
【分析】根据对数的定义,得不等式,结合正切函数的性质进行求解即可.
【详解】由,得.
所以函数的定义域为.
故答案为:.
题型四 三角函数的单调性
例题1:(24-25高一上·黑龙江齐齐哈尔·期末)函数的单调递增区间为 .
【答案】
【知识点】求正切型三角函数的单调性
【分析】根据正切函数的单调递增区间利用整体代换解不等式可得结果.
【详解】易知正切函数的单调递增区间为,
所以令,解得;
即该函数的单调递增区间为.
故答案为:.
例题2:(24-25高一上·江苏无锡·期末)已知函数.
(1)求函数的最小正周期;
(2)求函数在区间上的单调递增区间;
(3)函数在区间上恰好有18个零点,求的取值范围.
【答案】(1)π;
(2),;
(3).
【知识点】根据函数零点的个数求参数范围、求正弦(型)函数的最小正周期、三角恒等变换的化简问题、求sinx型三角函数的单调性
【分析】(1)利用三角恒等变换化简函数,进而求出周期.
(2)利用正弦函数的单调性质求出单调递增区间.
(3)求出指定区间对应的相位范围,再结合正弦函数零点个数列式求解即得.
【详解】(1),
所以的最小正周期.
(2)当时,,
由,得;由,得,
所以函数在区间上的单调递增区间是,.
(3)当时,,
由函数在区间上恰好有18个零点,得,解得,
所以的取值范围是.
例题3:(重庆市黔江区2024-2025学年高一上学期1月期末联合检测数学试卷)已知函数恒成立,且的最小值为为奇函数.
(1)求函数的解析式与单调增区间;
(2)若函数的图象与函数的图象关于原点对称,求在上的最大值和最小值.
【答案】(1),;
(2).
【知识点】求含sinx(型)函数的值域和最值、由正(余)弦函数的性质确定图象(解析式)、求图象变化前(后)的解析式、求sinx型三角函数的单调性
【分析】(1)根据给定条件,结合正弦函数的图象性质求出即得解析式,进而求出单调递增区间.
(2)利用对称性求出的解析式,再求出指定区间上的最值.
【详解】(1)函数的定义域为R,由恒成立,得分别是的最小值和最大值,
由的最小值为,得,解得,则,
由为奇函数,得,而,
于是,所以,
由,得,
所以的单调增区间是.
(2)由函数的图象与函数的图象关于原点对称,得,
则,当时,,
则当,即时,;当,即时,,
所以在上的最大值和最小值分别为.
巩固训练
1.(24-25高一上·广西柳州·期末)已知函数.
(1)求函数的最小正周期及单调递减区间;
(2)求函数在上的最值;
(3)若,求的值.
【答案】(1),单调减区间为.
(2),.
(3)
【知识点】求含sinx(型)函数的值域和最值、二倍角的余弦公式、三角恒等变换的化简问题、求sinx型三角函数的单调性
【分析】(1)化简函数为,结合三角函数的图象与性质,即可求解;
(2)由(1)得出函数的单调递增区间,结合,和的值,即可求解;
(3)根据题意,求得,结合,即可求解.
【详解】(1)由函数
,
所以的最小正周期为,
令,可得,
所以的单调减区间为.
(2)由(1)知,函数的单调递增区间为,
因为,所以在上单调递增,在上单调递减,
且,,,所以,.
(3)由函数,可得,
因为,
所以
.
2.(24-25高一上·黑龙江齐齐哈尔·期末)已知函数.
(1)求函数的对称中心坐标;
(2)求函数的单调递减区间;
(3)若,求函数的值域.
【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】求cosx型三角函数的单调性、求cosx(型)函数的值域、求cosx(型)函数的对称轴及对称中心
【分析】(1)利用整体法即可根据求解,
(2)利用整体法即可列不等式求解,
(3)利用整体法求解,即可结合余弦函数的性质求解.
【详解】(1)令,解得:,此时,
的对称中心为;
(2)令,解得:,
的单调递减区间为
(3)当时,,则,
,即的值域为
3.(24-25高一上·山东·阶段练习)已知.
(1)求函数的最小正周期:
(2)求函数在上的单调区间.
【答案】(1)
(2)的单调递增区间为,单调递减区间为
【知识点】求正弦(型)函数的最小正周期、求sinx型三角函数的单调性
【分析】(1)利用正弦函数求解函数的最小正周期,
(2)结合正弦函数的单调区间求解出此函数的单调区间.
【详解】(1)最小正周期为:
令则
由
所以的单调递增区间为,
(2)令则
由
所以的单调递减区间为
题型五 三角函数的奇偶性
例题1:(23-24高一下·西藏)函数( )
A.是奇函数,也是周期函数;
B.是奇函数,不是周期函数;
C.是偶函数,也是周期函数;
D.是偶函数,不是周期函数.
【答案】D
【知识点】函数奇偶性的定义与判断、求含sinx的函数的奇偶性
【分析】利用函数奇偶性的定义判断,利用函数的图像判断周期
【详解】解:函数的定义域为,
因为,所以函数为偶函数,
因为的图像将的图像在轴左边的去掉,轴右边的关于对称后与轴右边的共同组成的图像,如图所示,不具有周期性,
故选:D
例题2:(23-24高一上·山东烟台·期末)下列函数为奇函数的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】求含tanx的函数的奇偶性
【分析】根据奇函数的定义进行判断.
【详解】由,定义域关于原点对称,则,所以是偶函数,故A错误;
由,定义域关于原点对称,则,所以是偶函数,故B错误;
由,定义域关于原点对称,则,所以是奇函数,故C正确;
由,定义域关于原点对称,则,且,所以非奇非偶,故D错误.
故选:C
例题3:(23-24高一下·上海松江·期末)设函数对任意的实数均满足,则 .
【答案】
【知识点】由正弦(型)函数的奇偶性求参数、辅助角公式
【分析】由辅助角公式先进行化简,再利用条件可得为偶函数,可求得的值,代入求解即可.
【详解】因为,
又因为,所以函数为偶函数,
即,,
,
所以,.
故答案为:.
例题4:(23-24高一·上海·课堂例题)判断下列函数的奇偶性,并说明理由:
(1);
(2);
(3).
【答案】(1)偶函数
(2)非奇非偶函数
(3)奇函数
【知识点】函数奇偶性的定义与判断、求含sinx的函数的奇偶性、求含cosx型的函数的定义域、求含cosx的函数的奇偶性
【分析】(1)根据偶函数的定义分析判断;
(2)根据奇偶性的定义和性质举反例说明即可;
(3)根据奇函数的定义分析判断.
【详解】(1)因为的定义域为,且,
所以为偶函数.
(2)因为的定义域为,
当,,可知不为奇函数;
当,,当,,
可知不为偶函数;
综上所述:为非奇非偶函数.
(3)令,即,解得,
可知的定义域为,关于原点对称,
且,
所以为奇函数.
巩固训练
1.(23-24高一下·上海浦东新)函数是( )
A.奇函数 B.偶函数
C.既是奇函数又是偶函数 D.非奇非偶函数
【答案】B
【知识点】三角函数的化简、求值——诱导公式、求含cosx的函数的奇偶性
【分析】应用诱导公式化简函数式,结合余弦函数性质判断奇偶性即可.
【详解】由,故该函数为偶函数.
故选:B
2.(24-25高二上·上海·期中)已知函数()是偶函数,则的最小值是
【答案】
【知识点】由正弦(型)函数的奇偶性求参数
【分析】由诱导公式及三角函数的奇偶性即可判断.
【详解】因为()是偶函数,
所以,又,
所以当时,取最小值.
故答案为:
3.(23-24高一下·上海·阶段练习)函数是奇函数,则实数 .
【答案】/
【知识点】由余弦(型)函数的奇偶性求参数
【分析】根据函数的奇偶性,即可求得,结合,即得答案.
【详解】由题意知函数是奇函数,
则,结合,可得,
故答案为:
4.(24-25高一上·黑龙江齐齐哈尔·期末)已知函数,且,则 .
【答案】
【知识点】函数奇偶性的应用、由正切(型)函数的奇偶性求参数
【分析】结合奇函数的性质求解即可.
【详解】由,,
设函数,,
则,
即函数为奇函数,则,
所以,
则,即.
故答案为:.
5.(24-25高一上·上海·课堂例题)已知函数为奇函数,判断函数的奇偶性,并说理.
【答案】偶函数,理由见解析
【知识点】诱导公式五、六、求余弦(型)函数的奇偶性、由余弦(型)函数的奇偶性求参数
【分析】求出,分k为偶数、k为奇数讨论可得答案.
【详解】偶函数,理由如下,
由题意知中,,
,,
①当k为偶数时,,,故为偶函数;
②当k为奇数时,,,故为偶函数.
综上,为偶函数.
题型六 三角函数的对称性
例题1:(23-24高一下·上海闵行·期末)对于函数,给出下列结论:
①函数的图象关于点对称;
②函数的对称轴是,;
③若函数是偶函数,则的最小值为;
④函数在的值域为,
其中正确的命题个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】D
【知识点】求正弦(型)函数的对称轴及对称中心、三角恒等变换的化简问题、由正弦(型)函数的奇偶性求参数、求图象变化前(后)的解析式
【分析】利用三角恒等变换公式将函数化简,再根据正弦函数的性质一一判断即可.
【详解】因为
,
因为,所以函数的图象关于点对称,故①正确;
令,解得,
所以函数的对称轴是,,故②正确;
因为为偶函数,
所以,解得,
所以的最小值为,故③正确;
当,则,当,
即时,故④错误.
故选:D
例题2:(23-24高一下·上海徐汇)若函数的图像关于直线对称,则 .
【答案】
【知识点】正弦函数的对称轴与单调性、最值的关系、辅助角公式
【分析】由题知,进而解方程即可得答案.
【详解】解:因为函数的图像关于直线对称,
所以函数在时取得最值,
所以,结合辅助角公式得:,即,
整理得:,解得.
故答案为:
例题3:(23-24高一下·上海黄浦·阶段练习)函数的图像关于点成中心对称,则的最小正值为 .
【答案】
【知识点】利用cosx(型)函数的对称性求参数
【分析】利用代入法列方程即可求解.
【详解】因为函数的图像关于点成中心对称,
所以,解得:.
所以的最小正值为:当k=0时,.
故答案为:
例题4:(2024·上海松江·二模)已知函数的图象关于点对称,且,则实数的值为 .
【答案】或1
【知识点】正切函数对称性的应用
【分析】根据正切函数的性质,代入点,求解参数的值.
【详解】∵函数的图象关于点对称,且,
∴,,或,
则令,可得实数或,
故答案为:或1.
巩固训练
1.(23-24高一下·上海杨浦)已知常数,如果函数的图像关于点中心对称,那么的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】利用cosx(型)函数的对称性求参数
【分析】根据余弦函数的性质求出的取值,即可判断.
【详解】因为函数的图像关于点中心对称,
所以,,所以,,
所以当时,当时,时,
所以的最小值为.
故选:C
2.(23-24高二下·上海·阶段练习)函数的对称中心的坐标为 .
【答案】
【知识点】求正弦(型)函数的对称轴及对称中心
【分析】根据对称中心通式代入计算即可.
【详解】由题,解得,,
所以对称中心的坐标为,
故答案为:.
3.(24-25高三上·上海·期中)设 ,函数 图象的一条对称轴为 ,则 .
【答案】
【知识点】利用正弦函数的对称性求参数、求含sinx(型)函数的值域和最值
【分析】根据三角函数的对称性与最值的关系,可得,即可化简求解.
【详解】的图象的一条对称轴为 ,
故是函数的最大值或者最小值,即,
故,
化简可得,故,即,
故答案为:
题型七 三角函数的周期性
例题1:(24-25高二上·上海·期中)函数的最小正周期是( ).
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】求正弦(型)函数的最小正周期、辅助角公式
【分析】利用辅助角公式化简,根据正弦型函数的周期公式求解即可.
【详解】由题意,,
所以的最小正周期是.
故选:A.
例题2:(24-25高二上·上海·期中)函数的最小正周期是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】函数图象的变换、求含cosx的函数的最小正周期
【分析】利用图象变换作出的图象求解即可.
【详解】的图象如图所示,
由图象可知最小正周期为.
故选:B.
例题3:(2023·广东·一模)已知函数的最小正周期为,则 .
【答案】1
【知识点】由正切函数的周期求值
【分析】根据正切函数周期公式求解即可.
【详解】依题意,
整理得,解得.
故答案为:1.
例题4:(24-25高一上·上海·课堂例题)(1)求函数的最小正周期;
(2)函数()的最小正周期为,求的值.
【答案】(1);(2).
【知识点】辅助角公式、求含cosx的函数的最小正周期、求正弦(型)函数的最小正周期
【分析】(1)作出函数的大致图象,结合函数图象即可得解;
(2)先利用辅助角公式化一,再根据正弦函数的周期性即可得解.
【详解】(1)由题意知,
作出函数图象如图所示:
由图知周期为;
(2)
(其中,),
由,知,即.
巩固训练
1.(24-25高一上·宁夏吴忠·期末)函数的最小正周期和最大值分别为( )
A.,2 B.,2 C., D.,
【答案】C
【知识点】求含sinx(型)函数的值域和最值、求正弦(型)函数的最小正周期、辅助角公式
【分析】根据诱导公式以及辅助公式可得,再利用正弦函数的周期公式,结合正弦函数的最值即可得答案.
【详解】,
所以该函数的最小正周期为,最大值为
故选:C.
2.(24-25高一上·山东菏泽·阶段练习)下列函数中,既是周期函数又是偶函数的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】求正切(型)函数的奇偶性、求正切(型)函数的周期、求正弦(型)函数的最小正周期、求余弦(型)函数的奇偶性
【分析】根据三角函数的周期性、奇偶性逐一判断即可.
【详解】选项A:是奇函数,不满足题意;
选项B:令,定义域为,关于原点对称,
因为,,
所以既是周期函数又是偶函数,满足题意;
选项C:画出的图象如图所示,
则不是周期函数,不满足题意;
选项D:令,则,
所以不是偶函数,不满足题意;
故选:B
3.(24-25高二上·湖南株洲·期末)在下列函数中,周期为的函数是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】求正弦(型)函数的最小正周期、求余弦(型)函数的最小正周期、求正切(型)函数的周期、三角恒等变换的化简问题
【分析】利用三角恒等变换、结合正余弦函数及正切函数的周期逐项判断即可.
【详解】对于A,,周期为,A不是;
对于B,,周期为,B不是;
对于C,,周期为,C是;
对于D,,周期为,D不是.
故选:C
4.(24-25高三上·天津·阶段练习)已知函数,则的最小正周期为 .
【答案】
【知识点】求正弦(型)函数的最小正周期
【分析】由周期公式即可求解.
【详解】的最小正周期为,
故答案为:
题型八 三角函数的值域(最值)
例题1:(24-25高二上·上海·阶段练习)已知函数在上的值域为,则实数的取值范围是 .
【答案】
【知识点】由正弦(型)函数的值域(最值)求参数、辅助角公式
【分析】先利用两角和的正弦公式及辅助角公式把函数化成的形式,再根据正弦函数在给定区间上的值域求的取值范围.
【详解】因为
.
又,所以.
因为,所以,所以,解得.
故答案为:
例题2:(23-24高一上·江苏盐城·期末)已知函数,在区间上有解,则的取值范围是 .
【答案】
【知识点】求含cosx的二次式的最值
【分析】由题意化简可得,设,这转化为二次函数问题,即可求解.
【详解】令,
则,令,
,,即,
函数
在内是单调递增的,且.
在区间上有解,
的取值范围为.
故答案为:.
例题3:(24-25高三上·上海·期中)已知钝角 ,满足 .
(1)求的值;
(2)求函数 的值域.
【答案】(1)
(2)
【知识点】三角函数的化简、求值——同角三角函数基本关系、求含sinx(型)函数的值域和最值
【分析】(1)由同角三角函数的关系结合诱导公式,二倍角公式即可求解;
(2)确定函数单调性即可求解.
【详解】(1)由,又,又为钝角,
两方程联立求解可得:,又为钝角,
所以
可得:,
(2)由(1)可得:
,,
在 上单调递增, 在上单调递减,
所以在单调递减,
当 时,有最大值,
当 时,有最小值,
函数 的值域为
例题4:(24-25高三上·上海·开学考试)已知函数.
(1)求的最小正周期和单调区间;
(2)已知,求的最值,并写出取得最值时x的值.
【答案】(1),严格增区间为,严格减区间
(2)时取得最小值,时取得最大值1
【知识点】求cosx型三角函数的单调性、求cosx(型)函数的最值、辅助角公式
【分析】(1)利用二倍角公式和辅助角公式化简整理函数的表达式为,然后即可求出周期和单调区间;
(2)由(1)知,当时,,结合余弦函数的图象与性质,即可求得的最值,及取得最值时x的值.
【详解】(1)因为,
所以的最小正周期,
令,解得,
令,解得,
所以的严格增区间为,严格减区间为.
(2)当时,,
当,即时,
,
当,即时,,
即时取得最小值,时取得最大值1.
例题5:(24-25高一上·上海·单元测试)求下列函数的值域.
(1);
(2),;
(3).
【答案】(1)最小值,无最大值;
(2);
(3).
【知识点】求含tanx的二次式的最值、复合函数的值域、求含sinx(型)的二次式的最值
【分析】(1)令,用换元法得到,然后结合二次函数性质求解即可;
(2)将原式化为,,根据函数奇偶性,然后结合二次函数性质求解即可;
(3)令,用换元法得到,即可求解.
【详解】(1)设,,
则.
当时,y取最小值,无最大值,
(2),.
由知为偶函数.
当时,,
令,,
当时,y取最大值为;
当时,y取最小值为.
故值域为.
(3)令,则,
因为函数的定义域为,即,
所以,
则,.
由得,
所以函数值域为.
巩固训练
1.(23-24高一下·上海徐汇·期中)函数的值域为 .
【答案】
【知识点】求cosx(型)函数的值域
【分析】根据余弦函数的性质,结合整体法即可求解.
【详解】由于,所以,
故,
故答案为:.
2.(24-25高三上·上海浦东新·期末)已知函数的表达式为,.
(1)若函数的最小正周期为,求的值及的单调增区间;
(2)若,设函数的表达式为,求当时,的值域.
【答案】(1),单调增区间为;
(2)
【知识点】求含sinx(型)函数的值域和最值、由正弦(型)函数的周期性求值、三角恒等变换的化简问题、求sinx型三角函数的单调性
【分析】(1)根据最小正周期得到方程,求出,并用整体法求出函数递增区间;
(2)利用三角恒等变换得到,结合,得到,从而得到函数值域.
【详解】(1)因为,所以,解得,
,
令,解得,
故单调递增区间为;
(2),,
时,,故,
所以.
3.(23-24高一下·上海·期中)已知函数,满足
(1)求的值
(2)若存在,使得等式成立,求实数的取值范围;
(3)若对任意都有恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】求含sinx(型)函数的值域和最值、求含sinx(型)的二次式的最值
【分析】(1)解三角方程即可,注意的范围;
(2)求出解析式,利用正弦函数的性质求出的范围,再分离参数求解作答;
(3)代入化简得,对任意恒成立,换元后利用基本不等式求出最值得解.
【详解】(1)由题意可得,
即,解得,
又;
(2)由(1)知,
令,则,
存在,使得等式成立,
即存在,使,则存在,使成立,
令,则的值域是
所以实数的取值范围为;
(3)即,
化简整理得,,对任意恒成立,
令,则恒成立,
即,对任意恒成立,
又,
当且仅当即时等号成立,
,
所以实数的取值范围为.
4.(24-25高一上·上海·课堂例题)求函数的值域.
【答案】.
【知识点】求含sinx(型)函数的值域和最值、求正切(型)函数的值域及最值、二倍角的正弦公式
【分析】根据给定条件,切化弦,利用二倍角的正弦及正弦函数的有界性求出值域.
【详解】依题意,,
由且,得或,
所以原函数的值域为.
5.(2024高一·上海·专题练习)已知,求它的最小值
【答案】2
【知识点】求含tanx的二次式的最值
【分析】由题意,可得,利用二次函数的性质,即可求解函数的最小值,得到答案.
【详解】由题意,可得,由于,所以当时,函数取最小值2.
【点睛】本题主要考查了正切函数的值域,以及二次函数的图象与性质的应用,其中解答中熟记正切函数的值域,合理应用二次函数的性质求解是解答的关键,注重考查了推理与计算能力,属于基础题.
题型九 与有关的问题
例题1:(24-25高三上·上海·阶段练习)已知,存在常数,使为偶函数,则的值可能为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】由正弦(型)函数的奇偶性求参数、由奇偶性求参数
【分析】首先根据为偶函数,求,再根据三角函数的性质求的值.
【详解】由于函数,存在常数,
为偶函数,
则:,
由于函数为偶函数,故,
所以,,
当时.
故选:B.
例题2:(24-25高三上·上海金山·阶段练习)已知函数,其中,若在区间上恰有2个零点,则的取值范围是 .
【答案】
【知识点】正、余弦型三角函数图象的应用
【分析】求出的范围,利用正弦函数图像的性质计算即可;
【详解】函数,其中,在区间上恰有2个零点,
,.求得,则的取值范围为.
故答案为:.
例题3:(24-25高三上·上海·期中)已知,集合,若存在,使得集合恰有五个元素,则的范围取值为 .
【答案】
【知识点】由正弦(型)函数的值域(最值)求参数、辅助角公式
【分析】整理可得,分析可知同为最大值点或最小值点,结合集合的元素特征可知在内有个最值点,再根据正弦函数的最值分析求解.
【详解】因为,
若,等价于或,
即同为最大值点或最小值点,
若,则点;若,则点;
据此可知:若集合恰有五个元素,等价于在内有个最值点,
不妨设,可知最值性相同,与不同,
此时集合B的元素为,符合题意,
因为,且,则,
可得,解得,
所以的范围取值为.
故答案为:.
例题4:(23-24高一下·上海·阶段练习)设常数,,若函数在区间上的最小值为0,则的最大值为
【答案】/
【知识点】由正弦(型)函数的值域(最值)求参数、辅助角公式、二倍角的正弦公式、二倍角的余弦公式
【分析】化简函数,根据题意得到不等式,即可求解.
【详解】由函数
,
因为,可得,
又因为的最小值为0,即的最小值为,
所以,解得,即实数的最大值为.
故答案为:.
巩固训练
1.(23-24高一下·上海金山·阶段练习)已知,顺次连接函数与的任意三个相邻的交点都构成一个等腰直角三角形,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】三角函数图象的综合应用
【分析】先大致画出正弦函数图像和余弦函数图像,通过观察可知,三角形左右两个顶点之间为一个周期,故只需求出等腰直角三角形的斜边长即可,再根据可知等腰直角三角形的斜边上的高,由此求得斜边长即函数的周期,再由周期公式求得的值.
【详解】
如图所示,在函数与的交点中,
,
令,即,
不妨取,
即,
因为三个相邻的交点构成一个等腰直角三角形,
当正弦值等于余弦值时,函数值为,
故等腰直角三角形斜边上的高为,即,
所以,所以.
故选:.
2.(24-25高二上·上海·阶段练习)设,其中,若函数为偶函数且函数在上是减函数,则的取值范围是 .
【答案】
【知识点】由正弦(型)函数的奇偶性求参数、利用余弦函数的单调性求参数
【分析】根据条件得到,从而有,利用的性质,求出的单调区间,结合条件,即可求解.
【详解】因为函数为偶函数,则,得到,
又,则,所以,得到,
因为,由,得到,
因为函数在上是减函数,令,得到,
由,得到,所以的取值范围是,
故答案为:.
3.(24-25高三上·上海·开学考试)设,若在区间上存在唯一的a和唯一的b,使且成立,则的取值范围是
【答案】
【知识点】由正弦(型)函数的值域(最值)求参数、由cosx(型)函数的值域(最值)求参数、三角函数图象的综合应用
【分析】根据给定条件,结合正余弦函数的性质可得,再借助图形分类讨论求出的范围.
【详解】令,则存在且使,
由区间长度为,得必须满足,则,
因此区间的左端点,
如图,有两种可能:内含有或,
第一类,含A、E:且,则;
第二类,含B、F:且,则.
所以的取值范围是.
故答案为:
4.(24-25高三上·上海·开学考试)若函数在上严格减,则正实数的取值范围是
【答案】
【知识点】求cosx型三角函数的单调性、利用余弦函数的单调性求参数、求余弦(型)函数的最小正周期
【分析】利用余弦函数的单调性求参数取值范围即可.
【详解】设函数的最小正周期为.
因为,所以.
又因为函数在上严格减,
所以且,,
即且,,
所以且,,
所以当时,;当时,,
所以正实数的取值范围是:.
故答案为:
题型十 根据图象求解析式
例题1:(24-25高一上·江苏无锡·期末)函数的图象如图所示,则 .
【答案】/
【知识点】由图象确定正(余)弦型函数解析式
【分析】依据图象求得函数解析式,代入即可求得结果.
【详解】根据图象可知,
且,所以,解得,
又图象过点,所以,
即,解得,
又,所以,可得;
因此.
故答案为:
例题2:(24-25高一上·甘肃兰州·期末)已知函数的部分图象如图所示.
(1)求的解析式,并求出的对称轴;
(2)先把的图象向右平移个单位,再向下平移1个单位,得到函数的图象,若关于的方程在上有解,求的取值范围.
【答案】(1),对称轴
(2)
【知识点】求含sinx(型)函数的值域和最值、求正弦(型)函数的对称轴及对称中心、由图象确定正(余)弦型函数解析式、求图象变化前(后)的解析式
【分析】(1)由图象求出,进而,利用整体代换法求解对称轴即可;
(2)根据三角函数图象的平移变换可得,求出在的值域即可.
【详解】(1)由图象可知,,得,
又,所以,将点代入,
得,即,所以,
即,又,故,
所以,令,得,
所以的对称轴方程为.
(2)先把的图象向右平移个单位得到的图象对应的解析式为
,
再向下平移1个单位,得到的图象对应的解析式为,
,则,所以,
即,
因为在上有解,即在上有解,
所以,即的取值范围为.
例题3:(24-25高一上·江苏南京·期末)已知函数的部分图象如图所示.
(1)求的解析式;
(2)求在上的单调增区间;
(3)若,求的值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】三角函数的化简、求值——同角三角函数基本关系、三角函数的化简、求值——诱导公式、由图象确定正(余)弦型函数解析式、求sinx型三角函数的单调性
【分析】(1)根据三角函数的图象,依次求得的值.
(2)利用整体代入法和赋值法来求得正确答案.
(3)利用诱导公式、同角三角函数的基本关系式等知识来求得正确答案.
【详解】(1)由图可知,
,
则,由,
得,则,
由于,所以,所以.
(2)由于,
要使,则令得,
所以在上的单调增区间是.
(3),
.
巩固训练
1.(24-25高一上·云南昆明·期末)函数的部分图象如图所示.
(1)求函数的解析式及单调递增区间;
(2)求函数在上的值域.
【答案】(1),
(2)
【知识点】求cosx(型)函数的值域、由图象确定正(余)弦型函数解析式、求sinx型三角函数的单调性
【分析】(1)根据三角函数的图象,依次求得的值,从而求得的解析式,利用整体代入法来求得单调递增区间.
(2)根据三角函数值域的求法来求得正确答案.
【详解】(1)由图可得,,
,,,
由于,所以,
则,而,所以,
所以函数解析式为
令,
所以.
综上函数解析式为,单调增区间.
(2)因为,所以.
当时有最大值为,
,所以时有最小值为,
所以函数在上的值域为.
2.(24-25高一上·江苏常州·期末)已知函数的部分图象如图所示.
(1)求函数的解析式;
(2)若,且,求的值.
【答案】(1)
(2)
【知识点】特殊角的三角函数值、已知三角函数值求角、由图象确定正(余)弦型函数解析式
【分析】(1)观察图象确定函数的最值,由此可求,观察函数的周期,结合周期公式求,由求,由此可得函数解析式;
(2)由,结合特殊角三角函数值及正弦函数的图象与性质求,结合的范围确定其值,再求.
【详解】(1)观察图象得函数的最大值为,最小值为,故,
观察图象可得,又,所以,
由,得,,
又,得,所以;
(2)因为,
所以,或,
所以,或,,
又因为,所以,
所以.
3.(天津市四校(咸水沽一中、杨柳青一中、第一百中学、四十七中学)2024-2025学年高一上学期期末联考数学试卷)已知函数的部分图象如图所示.
(1)求函数的解析式及单调递增区间;
(2)若是第四象限角,,求的值.
【答案】(1);单调递增区间为.
(2)或或
【知识点】由图象确定正(余)弦型函数解析式、给值求值型问题、求sinx型三角函数的单调性
【分析】(1)根据函数图象结合五点法求函数解析式,以为整体,结合正弦函数单调性运算求解;
(2)整理可得,分和两种情况,结合三角恒等变换运算求解.
【详解】(1)由图象可知:,,故,
又,故由图,所以,
设函数的最小正周期为,则由图,解得,
则,且,解得,
则,又函数的图象过点,故,
故,解得,所以.
令,解得,
所以函数的单调递增区间为.
(2)因为,即,
可得,
即,
若,显然符合题意,此时;
若,可得,
又因为是第四象限角,则,可得,
则,
联立方程,解得或,
可得或;
综上所述:或或.
4.(24-25高一上·黑龙江哈尔滨·期末)函数的部分图象如图所示.
(1)求函数的解析式;
(2)求函数的最小正周期及单调递增区间;
(3)求不等式的解集.
【答案】(1)
(2)周期
(3)
【知识点】解正弦不等式、求正弦(型)函数的最小正周期、由图象确定正(余)弦型函数解析式、求sinx型三角函数的单调性
【分析】(1)结合最大值和最小值求出,根据图中点确定周期,进而确定,代入关键点求出,得到解析式;
(2)根据三角函数周期公式和单调区间求法求解即可;
(3)结合正弦图象求出解集.
【详解】(1)由图可知,所以,
因为,所以,
所以,
所以,
又因为当时,,
所以,即,
所以,
所以,
因为,所以,
所以.
(2)因为,
所以,
单调递增区间满足,,
即,,
即,,
所以单调递增区间为,.
(3)因为,
所以,即,
所以,,
即,,
所以,,
所以解集为.
题型十一 三角函数的平移和伸缩变换
例题1:(23-24高一下·上海·期中)已知,关于该函数有下面两种说法,
①当时,的取值范围为
②的图象可由的图象向右平移个单位长度得到.
下列判断正确的是( )
A.①正确,②正确 B.①正确,②错误;
C.①错误,②正确 D.①错误,②错误;
【答案】C
【知识点】求含sinx(型)函数的值域和最值、描述正(余)弦型函数图象的变换过程、二倍角的正弦公式
【分析】首先化简函数的解析式,再根据函数值域的求解方法,以及平移规律,即可判断选项.
【详解】,
对于①,当时,,可得,可得的取值范围为,故①错误;
对于②,向右平移个单位长度得到,故②正确
故选:C
例题2:(23-24高三上·上海静安·期中)如图是函数,,的图像的一部分,要得到该函数图像,只需要将函数的图像( )
A.向左平移个单位B.向左平移个单位C.向右平移个单位 D.向右平移个单位
【答案】A
【知识点】由图象确定正(余)弦型函数解析式、描述正(余)弦型函数图象的变换过程、相位变换及解析式特征、已知三角函数值求角
【分析】由题意先求,结合图象与已知得周期,从而求出;再由最小值点坐标代入求解,求出的解析式,从而得到与的图象平移关系.
【详解】由题意,可由函数平移得到,且,
则,.(或由图形可知,周期)
又,故,则.
由图形,函数图象过点
则,
即,所以
解得,
故.
验证知图象过.
又,
所以可由函数的图象向左平移个单位得到.
故选:A.
例题3:(2024高一下·上海·专题练习)已知函数的图象如图所示,将的图象向左平移个单位到函数的图象,若函数的在区间,上的值域为,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】由cosx(型)函数的值域(最值)求参数、求图象变化前(后)的解析式、由图象确定正(余)弦型函数解析式、用和、差角的余弦公式化简、求值
【分析】
根据题意,得到,结合函数的图象得到,进而求得的解析数,利用三角函数的相关性质,即可求解.
【详解】
由函数,
又由函数的图象可得,可得,则,
所以,
因为,即,
可得,所以,
又因为,所以,所以,
将的图象向左平移个单位到函数,
因为,可得,
又因为,
要使得函数的值域为,则满足,解得,
所以实数的取值范围为.
故选:D.
巩固训练
1.(2024高一下·上海·专题练习)要得到函数的图象,只需将的图象( )
A.向左平移个单位 B.向左平移个单位
C.向左平移个单位 D.向右平移个单位
【答案】B
【知识点】诱导公式五、六、描述正(余)弦型函数图象的变换过程
【分析】根据诱导公式把函数化为同名函数,结合函数图象变换的性质即可判定.
【详解】由题意:
故要得到函数的图象,
只需将的图象向左平移个单位,
故选:B
2.(24-25高一上·上海·课后作业)把函数的图像上所有点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),然后向右平移1个单位,再向下平移1个单位,得到的图像是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】函数图象的变换、求图象变化前(后)的解析式
【分析】由三角函数的图象变换得,再结合图象判断.
【详解】解:把函数的图像上所有点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变)得;向右平移1个单位长度得;再向下平移1个单位长度得.
令,得;令,得,观察即知B正确.
故选:B
3.(23-24高三下·上海·阶段练习)将函数的图像上的各点的纵坐标不变,横坐标变为原来的2倍,再沿着轴向右平移个单位,得到的函数的一个对称中心可以是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】求正弦(型)函数的对称轴及对称中心、求图象变化前(后)的解析式
【分析】把函数的图象变换后得到函数的图象,故所得函数的对称中心为,由此可得结果.
【详解】将函数的图象上各点的横坐标伸长为原来的倍,得函数的图象,向右平移个单位,
得到函数的图象,
令,可得,
故所得函数的对称中心为,
令,可得函数图象的一个对称中心为,
故选:A
题型十二 三角函数图象的应用(零点问题)
例题1:(2024·上海徐汇·一模)已知,若定义在上的函数的最小正周期为,且对任意的,都有.
(1)求实数的值;
(2)设,当时,,求的值.
【答案】(1);
(2).
【知识点】由正弦(型)函数的值域(最值)求参数、求零点的和、用和、差角的正弦公式化简、求值
【分析】(1)根据最小正周期及三角函数的性质、不等式恒成立有,即可求参数值;
(2)应用三角恒等变换有,令求解,结合即可求结果.
【详解】(1),
由的最小正周期为,知,
,
∴.
(2)由(1)可得:,
,
或,即或,,
又,则不妨令,故.
例题2:(23-24高一下·上海静安·期末)已知函数.
(1)某同学打算用“五点法”画出函数在某一周期内的图象,列表如下:
0
0
1
0
0
0
0
0
请在答题纸上填写上表的空格处数值,并写出函数的表达式和单调递增区间;
(2)将(1)中函数的图象向下平移个单位得到的图象,若函数在闭区间上恰有两个零点,请直接写出实数的取值范围.
【答案】(1),,单调递增区间
(2)
【知识点】求sinx型三角函数的单调性、根据函数零点的个数求参数范围
【分析】(1)根据“五点法”完成表格,确定函数解析式,可求函数的单调增区间.
(2)做出函数图象,根据图象求的取值范围.
【详解】(1)根据“五点法”,完成列表:
0
0
1
0
0
0
0
0
所以表中所填的数据为:.
由表格可知:,,.
所以.
由,
得,
所以函数单调递增区间.
(2)根据列出得表格,可以做出函数得图象,如下:
该问题转化为方程在区间有两个交点,又,,,
所以的取值范围是.
例题3:(23-24高一下·上海黄浦·期末)设.
(1)当时,用函数单调性的定义证明:函数在区间上是严格增函数.
(2)①根据a的不同取值,讨论函数在区间上零点的个数;
②若函数在区间(k为正整数)上恰有7个零点,求k的最小值及此时a的取值范围.
【答案】(1)证明见解析
(2)①见解析;②的最小值为3,此时.
【知识点】二倍角的正弦公式、正弦函数图象的应用、求函数零点或方程根的个数、定义法判断或证明函数的单调性
【分析】(1)根据单调函数的定义,结合三角函数的性质和不等式的性质,判断的正负,即可证明;
(2)①根据三角函数的性质,将函数的零点转化为图象的交点个数问题,即可判断;
②根据①的结果以及分析过程,判断当时的交点情况,以及得到取值.
【详解】(1)设,
,
,
,
因为,所以,
且,所以,所以,
则,
所以,
即,所以,
所以函数在区间上是严格增函数.
(2)①,则,
当时,即,,,
所以不管为何值,和是函数的零点,
当,即或时,,如图画出函数的图象,
若或时,与无交点,没有零点,
若或时,与有1个交点,为和,需舍去,所以没有零点,
当或时,与有2个交点,
当时,与有3个交点,
综上可知,或时,有2个零点,
当或时,有4个零点,
当时,有个5零点.
②由①可知,时,最多有5个零点,
时,区间为,不管为何值,函数的零点包含,3个零点,
当时,与在区间有4个交点,
如图,
当时,在区间有4个交点,此时交点的横坐标为函数的零点,
所以的最小值为3,此时.
【点睛】关键点点睛:本题第2问考察函数零点问题,关键是讨论和两种情况.
例题4:(23-24高一下·上海闵行·期中)已知函数.
(1)求函数的最小正周期;
(2)若函数,求函数的单调递减区间;
(3)若函数在区间上有两个不等实根,求实数的取值范围.
【答案】(1);
(2);
(3).
【知识点】三角恒等变换的化简问题、求正弦(型)函数的最小正周期、求sinx型三角函数的单调性、根据函数零点的个数求参数范围
【分析】(1)利用三角恒等变换公式化简,然后由周期公式可得;
(2)求出,然后由正弦函数的单调性即可求解;
(3)将问题转化为函数与的图象有两个交点,数形结合可得.
【详解】(1)因为,
所以.
(2),
由,解得,
所以函数的单调递减区间为.
(3)由得,
当时,,
所以,
作出函数在的图象,如图:
由函数与的图象有两个交点,
得,即,即实数的取值范围为.
巩固训练
1.(24-25高三上·北京·阶段练习)已知函数,其中a>0.且的图象与直线的两个相邻交点的距离等于.
(1)求函数的解析式及最小正周期:
(2)若关于x的方程在区间上恰有两个不同解,求实数m的取值范围.
【答案】(1);.
(2)
【知识点】由正(余)弦函数的性质确定图象(解析式)、正、余弦型三角函数图象的应用、三角恒等变换的化简问题
【分析】(1)根据二倍角公式和诱导公式化简可得的解析式,由已知条件求得函数的最小值为,计算即可得解;
(2)原问题转化为在区间上有两个不同解,再根据正弦函数的图象与性质,得解.
【详解】(1)函数
函数的最小正周期为,
因为的图象与直线的两个相邻交点的距离等于,
所以函数的最小值为,
所以,解得,
所以.
(2)由,知,
因为,所以,
由于在区间上恰有两个不同解,所以,即.
2.(23-24高一下·上海·期中)已知函数.
(1)求函数的单调减区间;
(2)若在上恒成立,求实数的取值范围;
(3)若函数在上恰有3个零点,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】正弦函数图象的应用、求含sinx(型)函数的值域和最值、三角恒等变换的化简问题、求sinx型三角函数的单调性
【分析】(1)由三角恒等变换化简,利用正弦型函数的单调性求解;
(2)分离参数转化为恒成立,求出的最大值即可得解;
(3)先写出函数的解析式,然后根据正弦函数的性质结合整体思想即可得解.
【详解】(1)
,
由,
所以函数的单调递减区间为;
(2)因为不等式在上恒成立,
所以,
因为,所以,
所以,
所以,即;
(3),
由,得,
因为函数在上恰有3个零点,
所以,解得,
所以的取值范围为.
【点睛】方法点睛:求较为复杂的三角函数的单调区间时,首先化简成形式,再求的单调区间,只需把看作一个整体代入的相应单调区间内即可,注意要先把化为正数.
3.(23-24高一下·上海·期中)将函数的图像向右平移个单位,再将横坐标变为原来的,纵坐标不变得到函数的图像.
(1)求函数的解析式;
(2)若函数在上恰有两个零点,求实数m的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【知识点】利用正弦函数的对称性求参数、求图象变化前(后)的解析式、根据函数零点的个数求参数范围
【分析】(1)根据三角函数图象变换运算求解即可;
(2)以为整体,结合正弦函数的零点列式求解即可.
【详解】(1)将函数的图像向右平移个单位,得到,
再将横坐标变为原来的,纵坐标不变,得到,
所以函数的解析式为.
(2)由(1)可知:,
因为,则,
若函数在上恰有两个零点,
则,解得,
所以实数m的取值范围为.
4.(23-24高三下·上海浦东新·期中)已知函数,其中.
(1)求在上的解;
(2)已知,若关于的方程在时有解,求实数m的取值范围.
【答案】(1)或
(2)
【知识点】求含sinx(型)函数的值域和最值、三角恒等变换的化简问题、已知三角函数值求角
【分析】(1)根据题意得方程,然后通过的范围解方程即可;
(2)代入,然后利用三角公式化简,再将方程有解问题转化为函数值域问题,利用正弦函数的性质求值域即可.
【详解】(1)由已知,
又,所以,
所以或,
所以或,
即在上的解为或;
(2)由已知
,
则在时有解,即在时有解,
因为,所以,
所以,
所以.
题型十三 三角函数中恒(能)成立问题
例题1:(23-24高一下·上海·期中)已知函数.
(1)求的单调递增区间;
(2)当时,求的最值及取到最值时的值;
(3)当时,关于的不等式恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1);
(2)当时取最小值,当时取最大值;
(3).
【知识点】求sinx型三角函数的单调性、函数不等式恒成立问题、求含sinx(型)函数的值域和最值、辅助角公式
【分析】(1)利用二倍角公式、辅助角公式化简函数,再利用正弦函数的单调性求出增区间即得.
(2)求出相位的范围,再利用正弦函数的性质求出最值即得.
(3)求出的范围,利用诱导公式、二倍角公式变形给定的不等式,借助换元法分离参数,利用单调性求出最大值即得.
【详解】(1)依题意,,
由,得,
所以的单调递增区间是.
(2)当时,,则当,即时,取得最小值;
当,即时,取得最大值,
所以当时,取得最小值;当时,取得最大值.
(3)由(1)知,,
当时,令,
原不等式等价于,
函数在上单调递减,当时,,因此,
所以实数的取值范围.
【点睛】结论点睛:求函数的单调区间时,可把看成一个整体,
由求得函数的单调递减区间,
由求得函数的单调递增区间.
例题2:(23-24高一下·上海·期中)已知函数
(1)求函数的最小正周期
(2)当时,求函数的最大值和最小值
(3)已知函数,若对任意的,当时,恒成立,求实数的取值范围
【答案】(1)
(2)最大值为,最小值为
(3)
【知识点】利用正弦型函数的单调性求参数、求正弦(型)函数的最小正周期、求含sinx(型)函数的值域和最值、辅助角公式
【分析】(1)先由降幂公式,倍角公式,辅助角公式化简,再代入周期公式求解即可;
(2)由已知结合的范围,利用正弦函数的性质求解即可;
(3)由已知不等式结合辅助角公式进行化简可得,然后结合正弦函数的单调性求解即可.
【详解】(1),
则最小正周期为.
(2);
则函数的最大值为,最小值为.
(3),
因为,
,
因为对任意的,当时,恒成立,
则对任意的,当时,恒成立,
,
不妨设,则问题转化成在上单调递减,
所以,其中,解得,
所以的取值范围为.
例题3:(22-23高一下·上海闵行·阶段练习)已知函数.
(1)求函数在上的值域和单调递增区间;
(2)若关于的方程在上有两个不同的实数解,求实数的取值范围.
【答案】(1)值域为,单调递增区间为
(2)
【知识点】正弦函数图象的应用、求含sinx(型)函数的值域和最值、三角恒等变换的化简问题、求sinx型三角函数的单调性
【分析】(1)利用三角恒等变换化简函数的解析式,由求出的取值范围,利用正弦型函数的基本性质可求出函数的值域,利用正弦型函数的单调性可求得函数在上的单调递增区间;
(2)分析可知,直线与函数在时的图象有两个交点,数形结合可得出实数的取值范围.
【详解】(1)解:因为
,
当时,,则,
由可得,
故当时,函数的值域为,单调递增区间为.
(2)解:由题意可知,关于的方程在上有两个不同的实数解,
则直线与函数在时的图象有两个交点,如下图所示:
由图可知,当时,直线与函数在时的图象有两个交点.
因此,实数的取值范围是.
巩固训练
1.(23-24高一下·上海·期中)已知函数.
(1)若不等式对任意时恒成立,求实数的取值范围;
(2)将函数的图象向左平移个单位,然后保持图象上点的纵坐标不变,横坐标变为原来的,得到函数的图象,若存在非零常数,对任意,有成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【知识点】求cosx(型)函数的最值、求图象变化前(后)的解析式、由cosx(型)函数的值域(最值)求参数
【分析】(1)将题给不等式进行参变分离,再利用换元法和二次函数性质即可求得实数的取值范围;
(2)先求得函数的解析式,再依据题给条件求得的值,进而利用三角函数的性质求得实数的取值范围.
【详解】(1)由题意得,对任意时,
不等式恒成立,
即不等式恒成立,
由,可得,则,
令,则,
则时,不等式,
即恒成立,
令,则,又在上单调递减,
则,则,
则,解之得
(2)由题意得,,
存在非零常数,对任意,有
即成立,
由,
则,则,解之得,
当时,,则2为的一个周期,
则2为的最小正周期的整数倍,即,
则.
当时,,
即恒成立,
则,即,
综上:
2.(2023高一上·全国·专题练习)已知函数,且函数的图象与函数的图象关于直线对称.
(1)求函数的解析式;
(2)若存在x∈[0,),使等式成立,求实数m的最大值和最小值.
【答案】(1)
(2)m的最大值为3,最小值为
【知识点】求cosx(型)函数的值域、辅助角公式、三角恒等变换的化简问题
【分析】(1)根据三角恒等变换,化简得,即可根据对称求解,
(2)确定,,等式,可化为,利用对勾函数的性质即可求实数的最大值和最小值
【详解】(1)
.
函数的图象上取点,关于直线对称点的坐标为,,
代入,可得,
(2),,则,则
,,
等式,可化为,
由对勾函数的单调性可得,函数m在[1,]上单调递减,在(,2]上单调递增,
当时,;时,,时,,
故实数m的最大值为3,最小值为.
3.(23-24高三上·上海杨浦·期中)已知为实数,.
(1)若,求关于的方程在上的解;
(2)若,求函数,的单调减区间;
(3)已知为实数且,若关于的不等式在时恒成立,求的取值范围.
【答案】(1)或或
(2),
(3)
【知识点】三角恒等变换的化简问题、求sinx型三角函数的单调性、求含sinx(型)函数的值域和最值、二倍角的余弦公式
【分析】(1)利用二倍角公式及诱导公式化简,再结合正弦函数的性质计算可得;
(2)利用辅助角公式化简,再结合正弦函数的性质计算可得;
(3)依题意可得在时恒成立,求出在上的值域,即可得到不等式组,解得即可.
【详解】(1)因为
,
当时,由,则,
所以,解得,
所以方程在上的解为或或.
(2)当时,
令,,
解得,,
所以的单调递减区间为,.
(3)当时,
关于的不等式在时恒成立,
关于的不等式在时恒成立,
由,则,所以,
则,所以,解得,
即的取值范围为.
试卷第42页,共43页
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