内容正文:
〉
ABCD
3
(1)函数f(x)= tan x1 + cos x ( )
A.是奇函数 B.是偶函数
C.既是奇函数又是偶函数 D.既不是奇函数也不是偶函数
(2)下列函数中,既是周期函数又是偶函数的是 ( )
A. y = tan x B. y = | tan x |
C. y = sin | x | D. y = cos x2 +
π( )6
KLMN%OPQ
1.函数y = 2tan 3x + π( )4 的最小正周期是 ( )
A. π6 B.
π
3 C.
π
2 D.
2π
3
2.下列各式中正确的是 ( )
A. tan 735° > tan 800° B. tan 1 > - tan 2
C. tan 5π7 < tan
4π
7 D. tan
9π
8 < tan
π
7
3.在区间[0,π]内,函数y = sin x与y = tan x的图象交
点的个数是( )个. ( )
A. 0 B. 1 C. 2 D. 3
4.函数y = tan π2 -( )x x∈ - π4 ,π[ ]4 ,且x≠( )0 的值域
为 .
5.(1)求f(x)= tan 2x + π( )3 的周期;
(2)判断y = sin x + tan x的奇偶性.
请同学们认真完成练案[13
]
§
)
三角函数的简单应用
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课标要求 核心素养
1.了解三角函数是研究周期现象最重要的模型.
2.初步体会如何利用三角函数研究简单的实际问题.
通过对“三角函数的简单应用”的学习,培养学
生的逻辑推理,数学抽象,数学运算素养.
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知识点1 三角函数模型的作用
三角函数作为描述现实世界中周期现象 的一种数学模型,可以用来研究很多问题,在刻画周期变化规律、
预测未来等方面发挥着重要作用.
知识点2 利用三角函数模型解决实际问题的一般步骤
第一步:阅读理解,审清题意.
读题要做到逐字逐句,读懂题中的文字,理解题目所反映的实际背景,在此基础上分析出已知什么、求什么,
从中提炼出相应的数学问题.
第二步:收集、整理数据,建立数学模型.
根据收集到的数据找出变化规律,运用已掌握的三角函数知识、物理知识及相关知识建立关系式,将实际问
题转化为一个与三角函数有关的数学问题,即建立三角函数模型,从而实现实际问题的数学化.
第三步:利用所学的三角函数知识对得到的三角函数模型予以解答.
第四步:将所得结论转译成实际问题的答案.
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●678%HTFG§7¨©ª;<IJ
1. 已知表示电流强度I与时间t的函数关系式I = Asin(ωt +
φ)(A > 0,ω > 0).
(1)若电流强度I与时间t的函数关系图象如图所示,试根
据图象写出I = Asin(ωt + φ)的解析式;
(2)为了使I = Asin(ωt + φ) A >0,ω >0,|φ | < π( )2 中t在任
意一段1100秒的时间内电流强度I能同时取得最大值A与最小值- A,那么正整
数ω的最小值是多少?
【分析】 对于(1),由于解析式的类型已经确定,只需根据图象确定参数A,ω,φ的
值即可.其中A可由最大值与最小值确定,ω可由周期确定,φ可通过特殊点的坐标,解
方程求得.对于(2),可利用正弦型函数的图象在一个周期中必有一个最大值点和一个
最小值点来解.
[归纳提升]
〉
ABCD
1
本例(1)中,在其他条件不变的情况下,当t = 10秒时的电流强度I应为多少?
●67E%«¬HTFG§7
®6
2.如图,一个大风车的半径为8米,风车按逆时针方向匀速旋转,
并且12分钟旋转一周,它的最低点离地面2米,设风车开始旋
转时其翼片的一个端点P在风车的最低点,求:
(1)点P离地面距离h(米)与时间t(分钟)之间的函数关
系式;
(2)在第一圈的什么时间段点P离地面的高度超过14米?
[归纳提升]
归纳提升:
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y = Asin(ωx + φ)-h
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A,ω,φ.
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归纳提升:
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〉
ABCD
2
如图为一半径为3 m的水轮,水轮圆心O距离水面2 m,已知水轮自点B开始1 min旋转4圈,水轮上的点P
到水面距离y(m)与时间x(s)满足函数关系式y = Asin(ωx + φ)+ 2,则有 ( )
A. ω = 2π15,A = 3 B. ω =
15
2π
,A = 3
C. ω = 2π15,A = 5 D. ω =
15
2π
,A = 5
●67H%G¯°HTFG6
3.平潭国际“花式风筝冲浪”集训队,在平潭龙凤头海滨浴场进行集训,海滨区域的某个观测点观测到该处
水深y(米)是随着一天的时间t(0≤t≤24,单位:小时)呈周期性变化,某天各时刻t的水深数据的近似值
如表:
t(时) 0 3 6 9 12 15 18 21 24
y(米) 1. 5 2. 4 1. 5 0. 6 1. 4 2. 4 1. 6 0. 6 1. 5
(1)根据表中近似数据画出散点图(坐标系在答题卷中).观察散点图,从①y = Asin(ωt + φ),②y = Acos
(ωt + φ)+ b,③y = - Asin ωt + b(A > 0,ω > 0,- π < φ < 0)中选择一个合适的函数模型,并求出该拟合模
型的函数解析式;
(2)为保证队员安全,规定在一天中的5 ~ 18时且水深不低于1. 05米的时候进行训练,根据(1)中的选
择的函数解析式,试问:这一天可以安排什么时间段组织训练,才能确保集训队员的安全.
【分析】 (1)根据表中近似数据画出散点图,选②y = Acos(ωt + φ)+ b作为函数模型,由此利用三角函数的
图象和性质,求出该拟合模型的函数解析式即可.
(2)由y = 0. 9sin π6( )t + 1. 5,令y≥1. 05,得sin π6( )t ≥ - 12 ,从而解出12k - 1≤t≤12k + 7,即可求出结果.
〉
ABCD
3
某港口的水深y(米)是时间t(0≤t≤24,单位:小时)的函数,下面是每天时间与水深的关系表:
t 0 3 6 9 12 15 18 21 24
y 10 13 9. 9 7 10 13 10. 1 7 10
经过长期观测,y = f(t)可近似的看成是函数y = Asin ωt + b
(1)根据以上数据,求出y = f(t)的解析式;
(2)若船舶航行时,水深至少要11. 5米才是安全的,那么船舶在一天中的哪几段时间可以安全的进出该港?
KLMN%OPQ
1.已知简谐运动f(x)= 2sin π3 x +( )φ |φ | < π( )2 的图
象经过点(0,1),则该简谐运动的最小正周期T和初
相φ分别为 ( )
A. T = 6,φ = π6 B. T = 6,φ =
π
3
C. T = 6π,φ = π6 D. T = 6π,φ =
π
3
"%#
2.某星星的亮度变化周期为10天,此星星的平均亮度
为3. 8星等,最高亮度距离平均亮度0. 2星等,则可
近似地描述此星星亮度与时间之间关系的一个三角
函数可以是下列中的 ( )
A. y = 0. 2sin 10t + 3. 8
B. y = 3. 8sin π5 t + 0. 2
C. y = 0. 2sin π5 t +( )φ + 3. 8
D. y = 3. 8sin 10t + 0. 2
3.某人的血压满足函数式f(t)= 24sin(160πt)+ 110,
其中f(t)为血压,t为时间,则此人每分钟心跳的次数
为 ( )
A. 60 B. 70 C. 80 D. 90
4.如图某地夏天从8 ~ 14时用电量变
化曲线近似满足函数y = Asin(ωx +
φ)+ b.
(1)这一天的最大用电量为
万度,最小用电量为 万度;
(2)这段曲线的函数解析式为
.
请同学们认真完成练案[14
]
章末梳理
+,±²%ª³´
三角函数
周期变化
任意角正角、负角、零角终边相同的角、象限角、区间角、{ 轴线角的概念及表示方法
弧度制:弧度数、弧长与扇形面积公式
正、余弦函数
正、余弦函数的定义
正、余弦函数的基本性质
定义域
值域
周期性
单调性
函数值的符号
诱导公式
函数y = Asin(ωx + φ)的图象
φ对y = sin(x + φ)的图象的影响
ω对y = sin ωx的图象的影响
A对y = Asin(ωx + φ)的图象的影响
振幅、周期、频率、相位、{ 初相
三角函数的图象和性质
正、余弦函数的图象
五点法
正弦曲线{余弦曲线
正、余弦函数的性质
周期性
奇偶性
单调性
定义域、{ 值域
正切函数的性质和图象
周期性
奇偶性
单调性
定义域、值域
正切曲线
三角函数模型的简单应用
"%$
sin x与y = tan x无交点,当x∈ π2 ,( )π 时,tan x < 0,sin x > 0,
所以tan x < sin x,此时函数y = sin x与y = tan x无交点,当x
= π时sin x = tan x = 0,故x = π是函数y = sin x与y = tan x的
一个交点,综上可得函数y = sin x与y = tan x的图象在[0,π]
内有且仅有2个交点.故选C.
4.(- ∞,- 1]∪[1,+ ∞)
5.(1)方法一:因为tan 2x + π3 +( )π = tan 2x + π( )3 ,
即tan 2 x + π( )2 + π[ ]3 = tan 2x + π( )3 ,
所以f(x)= tan 2x + π( )3 的周期是π2 .
方法二:由T = π2得,周期为
π
2 .
(2)定义域为{x | x≠kπ + π2 ,k∈Z},关于原点对称,
因为f(- x)= sin(- x)+ tan(- x)= - sin x - tan x = - f(x),
所以它是奇函数.
§ 8 三角函数的简单应用
必备知识 探新知
知识点 1.周期现象
关键能力 攻重难
例1:(1)由题图知,A = 300. T = 160 - -
1( )300 = 150,∴ ω =
2π
T = 100π.
∵ - 1300,( )0 是该函数图象的第一个零点,∴ - φω =
- 1300. ∴ φ =
ω
300 =
π
3 .符合| φ | <
π
2 ,∴ I = 300sin 100πt +
π( )3
(t≥0).
(2)问题等价于T≤ 1100,即
2π
ω ≤
1
100,∴ ω≥200π. ∴正整数
ω的最小值为629.
对点训练1:由例1(1)可得I = 300sin 100πt + π( )3 (t≥0),
将t = 10秒代入可得,I 槡= 150 3安培.
例2:(1)设h(t)= Asin(ωt + φ)+ b,
由题意得A = 8,T = 12,b = 10;
则ω = 2πT =
π
6 ,当t = 0时,h = 2,即sin φ = - 1,因此,φ =
- π2 .故h(t)= 8sin
π
6 t -
π( )2 + 10,t≥0.
(2)由题意h(t)> 14,即8sin π6 t -
π( )2 + 10 > 14,则
cos π6 t < -
1
2 .
又因为0≤t≤12,2π3 <
πt
6 <
4π
3 ,所以4 < t < 8.
故在第一圈4 < t < 8时点P离地面的高度超过14米.
对点训练2:A 由1 min旋转4圈,则转1圈的时间为T =
1
4 min =
1
4 × 60 = 15(s),则ω =
2π
T =
2π
15 .又由图可知,A = 3.
例3:(1)根据表中近似数据画出散点图,如图所示:
结合散点图可知,图形进行了上下平移和左右平移,故选
②y = Acos(ωt + φ)+ b作为函数模型,
∴ A = 2. 4 - 0. 62 = 0. 9,b =
2. 4 + 0. 6
2 = 1. 5,
∵ T = 2π
ω
= 12,∴ ω = π6 ,∴ y = 0. 9cos
π
6 t +( )φ + 1. 5,
又∵函数y = 0. 9cos π6 t +( )φ + 1. 5的图象过点(3,2. 4),
∴ 2. 4 = 0. 9cos π6 × 3 +( )φ + 1. 5,∴ cos π2 +( )φ = 1,
∴ sin φ = - 1,
又∵ - π < φ < 0,∴ φ = - π2 ,∴ y = 0. 9cos
π
6 t -
π( )2 + 1. 5
= 0. 9sin π6( )t + 1. 5.
(2)由(1)知y = 0. 9sin π6( )t + 1. 5.
令y≥1. 05,即0. 9sin π6( )t + 1. 5≥1. 05,
∴ sin π6( )t ≥ - 12 ,
∴ 2kπ - π6 ≤
π
6 t≤2kπ +
7π
6 (k∈Z),
∴ 12k - 1≤t≤12k + 7,
又∵ 5≤t≤18,∵ 5≤t≤7或11≤t≤18,∴这一天可以安排
早上5点至7点以及11点至18点的时间段组织训练,才能确
保集训队员的安全.
对点训练3:(1)由表中数据可以看到:水深最大值为13,最
小值为7,∴ b = 13 + 72 = 10,A =
13 - 7
2 = 3
且相隔12小时达到一次最大值说明周期为12,因此T = 2π
ω
= 12,ω = π6 ,故f(t)= 3sin
π
6 t + 10(0≤t≤24).
(2)要想船舶安全,必须有深度f(t)≥11. 5,即3sin π6 t + 10
≥11. 5,
∴ sin π6 t≥
1
2 ,2kπ +
π
6 ≤
π
6 t≤
5π
6 + 2kπ,解得12k + 1≤t
≤5 + 12k,k∈Z,又0≤t≤24,
当k = 0时,1≤t≤5;当k = 1时,13≤t≤17;
故船舶安全进出港的时间段为(1:00 -5:00),(13:00 -17:00).
课堂检测 固双基
1. A T = 2π
π
3
=6.由图象过(0,1)点得sin φ = 12 . ∵ -
π
2 < φ <
π
2 ,
∴ φ = π6 .
2. C 设所求函数为y = Asin(ωt + φ)+ b,依题意得T = 10,
ω = π5 ,A = 0. 2,b = 3. 8,所以解析式可以为y =
0. 2sin π5 t +( )φ + 3. 8,故选C
.
—503—
3. C 由于ω = 160π,故函数的周期T = 2π160π =
1
80,所以f =
1
T
= 80,即每分钟心跳的次数为80.故选C.
4.(1)50 30 (2)y = 10sin π6 x +
π( )6 + 40,x∈[8,14]
【解析】 (2)由图知,b = 40,A = 10,ω = 2πT =
2π
2·(14 - 8)=
π
6 ,∴ y = 10sin
π
6 x +( )φ + 40,又x = 8 时,y = 30,
∴ sin 4π3 +( )φ = - 1,∴ φ = π6 .
章末梳理
考点整合 提技能
例1:(1)C (2)见解析
【解析】 (1)选项A,B中角度与弧度混用,不正确;
9
4 π = 2π +
π
4 ,所以
9π
4与
π
4的终边相同,
- 315° = - 360° + 45°,
所以- 315°也与45°终边相同,故选C.
(2)设扇形的半径为R,则扇形的弧长为C - 2R,因为S =
1
2 (C - 2R)× R = - R
2 + C2 R = - R -
C( )4
2
+ C( )4
2
,所以当
R = C4即θ =
C - 2R
R = 2时扇形有最大面积
C2
16 .
例2:(1)15 (2)见解析
【解析】 (1)由点P的坐标知,点P在第二或第四象限;由
cos α
tan α
< 0知α是第三或第四象限角.故角α是第四象限角,所以
m < 0. P到原点的距离r = 16
25m2
+ 9
25m槡 2 = 1m槡2 = - 1m,所以
sin α =
3
5m
- 1m
= - 35 ,cos α =
- 45m
- 1m
= 45 ,所以sin α + cos α =
- 35 +
4
5 =
1
5 .
(2)1 + tan(θ + 720°)1 - tan(θ - 360°)=
1 + tan θ
1 - tan θ 槡= 3 + 2 2,所以tan θ =
槡2
2 .
故原式= cos
2θ + sin θcos θ + 2sin2θ
cos2θ
= 1 + tan θ + 2tan2θ = 1 +
槡2
2 + 1 =
槡4 + 2
2 .
例3:(1)C (2)C (1)由正弦函数f(x)= sin x的图象与
性质可得.
①函数f(x)的值域为[- 1,1],正确;
②当x = π2 + 2kπ,k∈Z时,f(x)的最大值为1,正确;
③当2kπ + π < x < 2kπ + 2π,k∈Z时,f(x)< 0,故不正确.
(2)①f(- x)= x2 sin(- x)= - f(x),且定义域关于原点对
称,为奇函数,所以正确;
②f(- x)= sin(- x)= - f(x),但定义域不关于原点对称,
不是奇函数,所以不正确;
③f(- x)= sin(- x)= - f(x),且定义域关于原点对称,为
奇函数,正确;
④f(- x)= - x·cos(- x)= - f(x),且定义域关于原点对
称,为奇函数,所以正确.
例4:(1)由题图可知A = 3,T4 =
7π
12 -
π
3 ,所以T = πω =
2,f(x)= 3sin(2x + φ),所以2π3 + φ =
π
2 ,φ = -
π
6 ,所以f(x)=
3sin 2x - π( )6 .
(2)由(1)知g(x)= f x + π( )3 = 3sin 2 x + π( )3 - π[ ]6 =
3sin 2x + π( )2 = 3cos 2x,
令2x = kπ(k∈Z),所以所求的对称轴为直线x = kπ2 (k∈Z),
令2x = π2 + kπ(k∈Z),
x = kπ2 +
π
4 (k ∈ Z),所以所求的对称中心为
kπ
2 +
π
4 ,( )0 (k∈Z).
例5:令u(x) 槡= 2sin x - π( )4 ,
f(x)= log 1
2 槡2sin x -
π( )[ ]4 = - 12 + log 12 sin x - π( )4 .
(1)要使f(x)有意义,则sin x - π( )4 >0,
所以2kπ < x - π4 <(2k +1)π,(k∈Z).
即f(x)的定义域为2kπ + π4 ,2kπ +
5
4( )π (k∈Z).
因为0 < sin x - π( )4 ≤1,
所以 槡0 < 2sin x - π( )4 ≤槡2,
所以f(x)= log 1
2
u(x)≥ - 12 .
所以f(x)的值域为- 12 ,+[ )∞ .
x - π4 ∈ 2kπ,2kπ +
π( )2 时,u(x)是增函数,
所以f(x)= log 1
2
u(x)是减函数.
所以x∈ 2kπ + π4 ,2kπ +
3
4( )π 时,函数是减函数.
同理可求得x∈ 2kπ + 34 π,2kπ +
5
4[ )π (k∈Z)时,函数是
增函数;
(2)因为f(x)的定义域不关于原点对称,所以f(x)是非奇
非偶函数.
又f(x + 2π)= - 12 + log 12 sin x + 2π -
π( )4 = - 12 +
log 1
2
sin x - π( )4 = f(x),其中x∈ 2kπ + π4 ,2kπ + 54( )π (k∈
Z),所以f(x)是周期函数,且最小正周期是2π.
第二章 平面向量及其应用
§ 1 从位移、速度、力到向量
必备知识 探新知
知识点1 (1)大小 方向 (2)→AB (3)|→AB |(或| a |)
关键能力 攻重难
例1:③④ 时间不是向量,故①不正确
.
—603—