内容正文:
清单04 第7章 三角函数的图象与性质
(4个考点梳理+14题型解读+提升训练)
清单01 正弦、余弦、正切函数的图象与性质
函数
图象
定义域
值域
周期性
奇偶性
奇函数
偶函数
奇函数
对称中心
对称轴方程
无
递增区间
递减区间
无
清单02 周期性
函数
周期
函数
周期
函数
()
()
()
周期
其它特殊函数,可通过画图直观判断周期
清单03 三角函数奇偶性
三角函数
取何值为奇函数
取何值为偶函数
()
()
()
()
()
(1)函数是奇函数⇔(),是偶函数⇔();
(2)函数是奇函数⇔(),是偶函数⇔();
(3)函数是奇函数⇔().
清单04 三角函数对称性
(1)函数的图象的对称轴由()解得,对称中心的横坐标由()解得;
(2)函数的图象的对称轴由()解得,对称中心的横坐标由()解得;
(3)函数的图象的对称中心由)解得.
【考点题型一】五点法画正余弦函数的图象()
【例1-1】(2024高一下·上海·专题练习)用“五点法”作出下列函数的简图.
(1),;
(2),.
(3)在一个周期()内的图像.
【例1-2】(2024高一上·全国·专题练习)用“五点法”作出下列函数,的简图:
【变式1-1】.(24-25高一上·上海·随堂练习)请用“五点法”作出下列函数在区间的图象:
(1);
(2).
【考点题型二】含绝对值的正余弦函数图象()
【例2】(23-24高一下·上海·课后作业)作出函数的大致图像.
【变式2-1】.(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.
【变式2-2】.(23-24高一·上海·课堂例题)作出下列函数的大致图像:
(1),;
(2),.
【考点题型三】正余弦函数的单调性问题()
【例3】(23-24高一·上海·课堂例题)求下列函数的单调区间:
(1);
(2);
(3).
【变式3-1】.(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 .
【变式3-2】.(23-24高一·上海·课堂例题)求函数的最小正周期及单调区间.
【变式3-3】.(24-25高一上·上海·课后作业)若在区间上是严格增函数,求正实数a的最大值.
【考点题型四】正余弦函数的奇偶性问题()
【例4-1】(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).
【例4-2】(23-24高一下·上海静安·期末)已知函数,且,则( )
A.11 B.14 C.17 D.20
【例4-3】(23-24高一下·上海嘉定·期中)函数(其中)为奇函数,则 ;
【变式4-1】.(23-24高一下·上海·期中)函数是( ).
A.最小正周期为的奇函数 B.最小正周期为的偶函数
C.最小正周期为的奇函数 D.最小正周期为的偶函数
【变式4-2】.(23-24高一下·上海·阶段练习)函数的奇偶性是( )
A.奇函数 B.偶函数 C.非奇非偶函数 D.既是奇函数又是偶函数
【变式4-3】.(23-24高一下·上海·阶段练习)已知函数为奇函数,则 .
【变式4-4】.(24-25高一上·上海·课后作业)判断下列函数的奇偶性.
(1);
(2);
(3).
【考点题型五】正余弦函数的周期性问题()
【例5】(24-25高一上·上海·课后作业)下列函数:①;②;③;④;⑤,其中最小正周期为的有 .(填序号)
【变式5-1】.(2024高一下·上海·专题练习)已知函数,则下列说法正确的是( )
A.的图象关于直线对称 B.的周期为
C.是的一个对称中心 D.在区间上单调递增
【变式5-2】.(24-25高一上·上海·随堂练习)函数的周期为,若,则正整数 .
【变式5-3】.(24-25高三上·上海·阶段练习)函数的最小正周期为 .
【变式5-4】.(23-24高一·上海·课堂例题)求下列函数的最小正周期:
(1)
(2);
【考点题型六】正余弦函数的对称性问题()
【例6】(22-23高一下·上海徐汇·期末)函数的一条对称轴是( )
A. B. C. D.
【变式6-1】.(24-25高三上·上海·期中)已知函数为偶函数,则的对称中心为( )
A. B.
C. D.
【变式6-2】.(24-25高一上·上海·课堂例题)已知函数(其中)的最小正周期为,求k的值.
【考点题型七】正余弦函数的值域问题()
【例7】(23-24高一下·上海·阶段练习)函数的值域为 .
【变式7-1】.(24-25高一下·上海·阶段练习)函数,则的最小值为 .
【变式7-2】.(23-24高二上·上海·阶段练习)已知.
(1)求函数的最小正周期T;
(2)求函数的单调增区间;
(3)当时,求函数的值域.
【变式7-3】.(24-25高三上·上海黄浦·阶段练习)已知函数
(1)求函数的最小正周期和单调减区间;
(2)若,求的值域.
【变式7-4】.(23-24高一上·江苏扬州·阶段练习)已知.
(1)若,求在上的值域;
(2)若,求的最大值.
【考点题型八】正切函数的定义()
【例8】(2024高三·全国·专题练习)函数的定义域是( )
A. B.
C. D.
【变式8-1】.(23-24高一下·上海·课后作业)函数的定义域是 .
【考点题型九】正切函数的单调性()
【例9】(23-24高一·上海·课堂例题)求函数的定义域和单调区间.
【变式9-1】.(24-25高三上·上海·开学考试)函数的单调减区间是( )
A.() B.()
C.() D.()
【变式9-2】.(24-25高一上·上海·随堂练习)已知函数在上是减函数,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【考点题型十】正切函数的奇偶性()
【例10】(23-24高一下·上海浦东新·期末)对于函数,其中,已知,则 .
【变式10-1】.(23-24高一下·上海·期中)函数是( ).
A.最小正周期为的奇函数
B.最小正周期为的偶函数
C.最小正周期为的奇函数
D.最小正周期为的偶函数
【变式10-2】.(23-24高一下·上海·课后作业)函数的奇偶性是 .
【变式10-3】.(22-23高一下·上海虹口·期中)对于函数,其中.若,则 .
【考点题型十一】正切函数周期性()
【例11】(24-25高一·上海·随堂练习)函数的最小正周期为 .
【变式11-1】.(24-25高三上·上海·开学考试)函数的最小正周期为 .
【变式11-2】.(23-24高一下·上海宝山·期末)函数的最小正周期为 .
【考点题型十二】正切函数对称性()
【例12】(23-24高一下·上海·课后作业)下列坐标所表示的点不是函数的图像的对称中心的是( )
A. B. C. D.
【变式12-1】.(23-24高一下·上海黄浦)函数的一个对称中心是( )
A. B. C. D.
【变式12-2】.(23-24高三上·山东菏泽·阶段练习)“函数的图象关于对称”是“,”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
【考点题型十三】正切函数的值域()
【例13】(24-25高一上·全国·课后作业)函数的最小值为 .
【变式13-1】.(2024高一·全国·专题练习)已知,求函数的最小值.
【变式13-2】.(23-24高一·上海·课堂例题)求函数,的最大值与最小值.
提升训练
一、填空题
1.(24-25高一上·上海·课后作业)函数,的图象与直线的交点的坐标为 .
2.(24-25高一上·上海·课后作业)函数,的值域是 .
3.(24-25高一下·上海·阶段练习)函数,则的最小值为 .
4.(24-25高三上·上海·阶段练习)函数的最小正周期为 .
5.(24-25高一·上海·随堂练习)函数的最小正周期为 .
6.(23-24高一下·上海·期中)若函数在上为严格增函数,则实数的取值范围是 .
7.(23-24高一下·上海·阶段练习)已知函数的最小正周期为,则方程在上的解集为 .
8.(23-24高一·全国·课后作业)已知函数,其中,、、,且,则 .
9.(23-24高一下·上海杨浦·期中)函数 是奇函数,则 ;
10.(23-24高三上·上海虹口·开学考试)已知函数,,若对任意,都存在,使得等式,则实数的取值范围是 .
11.(23-24高二下·上海闵行·阶段练习)已知,则函数的值域是 .
12.(23-24高三下·上海闵行·阶段练习)已知函数,其中在上是严格增函数,则的最大值为 .
二、单选题
13.(24-25高三上·上海浦东新·阶段练习)设函数,若对于任意,在区间上总存在确定的,使得,则的最大值为( )
A. B. C. D.
14.(23-24高一上·浙江温州·阶段练习)已知函数,则的单调递增区间是( )
A. B. C., D.,
三、解答题
15.(23-24高三下·上海·阶段练习)对于函数,若的图象上存在关于原点对称的点,则称为定义域上的“函数”.
(1)试判断,是否为“函数”,简要说明理由;
(2)若是定义在区间上的“函数”求实数的取值范围;
16.(24-25高三上·上海·阶段练习)已知函数.
(1)将化成的形式,并写出的最小正周期及对称轴方程;
(2)若在上的值域为,求的取值范围.
17.(23-24高二下·上海·期末)已知函数,其中是常数.
(1)若,判断函数的奇偶性,并说明理由;
(2)若,且函数在严格单调减,求实数的最大值;
(3)若,且不等式对一切实数恒成立,求实数的取值范围.
18.(23-24高一下·上海徐汇·期中)设为常数,函数().
(1)设,求函数的单调区间及周期;
(2)若函数为偶函数,求此函数的值域.
.
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清单04 第7章 三角函数的图象与性质
(4个考点梳理+14题型解读+提升训练)
清单01 正弦、余弦、正切函数的图象与性质
函数
图象
定义域
值域
周期性
奇偶性
奇函数
偶函数
奇函数
对称中心
对称轴方程
无
递增区间
递减区间
无
清单02 周期性
函数
周期
函数
周期
函数
()
()
()
周期
其它特殊函数,可通过画图直观判断周期
清单03 三角函数奇偶性
三角函数
取何值为奇函数
取何值为偶函数
()
()
()
()
()
(1)函数是奇函数⇔(),是偶函数⇔();
(2)函数是奇函数⇔(),是偶函数⇔();
(3)函数是奇函数⇔().
清单04 三角函数对称性
(1)函数的图象的对称轴由()解得,对称中心的横坐标由()解得;
(2)函数的图象的对称轴由()解得,对称中心的横坐标由()解得;
(3)函数的图象的对称中心由)解得.
【考点题型一】五点法画正余弦函数的图象()
【例1-1】(2024高一下·上海·专题练习)用“五点法”作出下列函数的简图.
(1),;
(2),.
(3)在一个周期()内的图像.
【答案】(1)作图见解析
(2)作图见解析
(3)作图见解析
【知识点】五点法画正弦函数的图象
【分析】根据五点画图法的原则:描点、连线、绘图,找到函数中对应的五个点,操作画图即可.
【详解】(1)解:由,列表:
描点、连线、绘图,可得函数的图象,如图所示.
(2)解:由,可得,列表如下:
1
-1
描点、连线,可得函数的图象,如图所述,
(3)解:列表:
0
0
1
0
-1
0
描点、连线,可得函数的图象,如图所示:
【例1-2】(2024高一上·全国·专题练习)用“五点法”作出下列函数,的简图:
【答案】作图见解析
【知识点】五点法画正弦函数的图象、y=Asinx+B的图象
【分析】根据题意,结合三角函数的五点作图法,列表、描点、连线,即可求解.
【详解】解:列表
0
0
1
0
0
0
描点,连线,如图所示:
【变式1-1】.(24-25高一上·上海·随堂练习)请用“五点法”作出下列函数在区间的图象:
(1);
(2).
【答案】(1)作图见解析;
(2)作图见解析.
【知识点】五点法画正弦函数的图象、五点法画余弦函数的图象
【分析】(1)(2)先用列表,然后五点法画出函数的图,然后再利用偶函数的对称性,画出的完整的图即可.
【详解】(1)列表如下:
0
1
0
-1
0
1
0
-1
-2
-1
0
描点连线,画出函数的图,如下图所示:
因为是偶函数,利用函数的奇偶性画出的完整的图,如下图所示:
(2)列表如下:
0
0
1
0
-1
0
0
1
0
-1
0
描点连线,画出函数的图,如下图所示:
因为是偶函数,利用函数的奇偶性画出的完整的图,如下图所示:
【考点题型二】含绝对值的正余弦函数图象()
【例2】(23-24高一下·上海·课后作业)作出函数的大致图像.
【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、奇偶函数对称性的应用
【分析】列表,描点,画出图像,再结合函数的奇偶性,画出完整图像.
【详解】解:列表
x
0
0
1
0
-1
0
作图:先作出的图像,又原函数是偶函数,图像关于y轴对称,即可作出的图像.
【变式2-1】.(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.
【变式2-2】.(23-24高一·上海·课堂例题)作出下列函数的大致图像:
(1),;
(2),.
【答案】(1)答案见解析
(2)答案见解析
【知识点】五点法画余弦函数的图象、含绝对值的余弦函数的图象
【分析】(1)根据五点作图法列表、描点、连线,作出函数简图.
(2)根据翻折变换画出函数简图.
【详解】(1)
列表如下
作出图象,如图所示.
(2)函数的图象如下图所示:
函数的图象可由函数在x轴下方的图象沿轴翻折得到:
【考点题型三】正余弦函数的单调性问题()
【例3】(23-24高一·上海·课堂例题)求下列函数的单调区间:
(1);
(2);
(3).
【答案】(1)答案见解析
(2)答案见解析
(3)答案见解析
【知识点】求sinx的函数的单调性、求sinx型三角函数的单调性
【分析】利用三角函数的性质,结合整体代入法即可得解.
【详解】(1)函数的递增区间为,,
递减区间为,,
则函数的递增区间为,,
递减区间为,,
(2)因为求的单调增区间即求的单调减区间,
因为求的单调减区间即求的单调增区间,
所以的单调递增区间为,;
单调递减区间为,.
(3)令,,得,,
即,,
所以的单调递减区间为,;
令,,得,,
即,,
所以的单调递增区间为,.
【变式3-1】.(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 .
【答案】
【知识点】利用余弦函数的单调性求参数
【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:.
【变式3-2】.(23-24高一·上海·课堂例题)求函数的最小正周期及单调区间.
【答案】答案见详解
【知识点】求cosx型三角函数的单调性、求余弦(型)函数的最小正周期
【分析】根据周期公式求最小正周期,以为整体,结合余弦函数单调性运算求解.
【详解】由题意可知:的最小正周期;
令,解得,
令,解得,
所以的单调递增区间为,单调递减区间为.
【变式3-3】.(24-25高一上·上海·课后作业)若在区间上是严格增函数,求正实数a的最大值.
【答案】
【知识点】利用正弦型函数的单调性求参数
【分析】根据三角函数单调递增,解不等式,,即可求解.
【详解】由题,,解得,.
又在区间上是严格增函数,且a为正实数,
∴故正实数a的最大值为.
【考点题型四】正余弦函数的奇偶性问题()
【例4-1】(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)答案见解析
(2)答案见解析
(3)答案见解析
【知识点】函数奇偶性的定义与判断、求含cosx的函数的奇偶性
【分析】(1)(2)(3)先确定定义域,再由定义判断即可.
【详解】(1)函数的定义域为,且,
即函数为奇函数.
(2)由,解得,
即函数的定义域为,关于原点对称,
且,
即函数为奇函数.
(3)由,解得,
即函数的定义域为,不关于原点对称,
即函数为非奇非偶函数.
【例4-2】(23-24高一下·上海静安·期末)已知函数,且,则( )
A.11 B.14 C.17 D.20
【答案】B
【知识点】求函数值、函数奇偶性的应用、由正弦函数的奇偶性求函数值
【分析】根据可求的值.
【详解】因为,故,
而,故,
故选:B.
【例4-3】(23-24高一下·上海嘉定·期中)函数(其中)为奇函数,则 ;
【答案】/
【知识点】由余弦(型)函数的奇偶性求参数
【分析】根据给定条件,利用正余弦函数的奇偶性,结合诱导公式求解作答.
【详解】函数是奇函数,则,而,
所以.
故答案为:
【变式4-1】.(23-24高一下·上海·期中)函数是( ).
A.最小正周期为的奇函数 B.最小正周期为的偶函数
C.最小正周期为的奇函数 D.最小正周期为的偶函数
【答案】C
【知识点】诱导公式五、六、求正弦(型)函数的最小正周期、求正弦(型)函数的奇偶性
【分析】利用诱导公式化简,再根据正弦函数的性质判断即可.
【详解】因为,
所以的最小正周期,且为奇函数.
故选:C
【变式4-2】.(23-24高一下·上海·阶段练习)函数的奇偶性是( )
A.奇函数 B.偶函数 C.非奇非偶函数 D.既是奇函数又是偶函数
【答案】B
【知识点】求余弦(型)函数的奇偶性、诱导公式五、六
【分析】利用三角函数诱导公式化简所求函数,再利用余弦函数的奇偶性即可得解.
【详解】因为,显然是偶函数.
故选:B.
【变式4-3】.(23-24高一下·上海·阶段练习)已知函数为奇函数,则 .
【答案】
【知识点】由正弦(型)函数的奇偶性求参数
【分析】根据奇函数的性质,即可求解.
【详解】由奇函数的性质,可知得.经检验满足题意
故答案为:
【变式4-4】.(24-25高一上·上海·课后作业)判断下列函数的奇偶性.
(1);
(2);
(3).
【答案】(1)非奇非偶函数
(2)奇函数
(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、求对数型复合函数的定义域
【分析】(1)利用特殊值验证可得答案;
(2)(3)求出函数定义域,根据奇偶性定义判断可得答案;
【详解】(1)函数的定义域关于原点对称,
又∵,
,
∴,
∴为非奇非偶函数;
(2)由,解得,
得函数定义域为,关于原点对称.
又
,
∴是奇函数;
(3)∵,∴,
∴且,,
∴函数的定义域关于原点对称,
又∵,
∴是奇函数.
【考点题型五】正余弦函数的周期性问题()
【例5】(24-25高一上·上海·课后作业)下列函数:①;②;③;④;⑤,其中最小正周期为的有 .(填序号)
【答案】②
【知识点】求余弦(型)函数的最小正周期、二倍角的余弦公式、辅助角公式
【分析】化简各函数解析式,结合三角函数性质可得最小正周期.
【详解】①,最小正周期为,错误;
②,最小正周期为,正确;
③,最小正周期为,错误;
④,最小正周期为,错误;
⑤,无周期性,错误;
故答案为:②.
【变式5-1】.(2024高一下·上海·专题练习)已知函数,则下列说法正确的是( )
A.的图象关于直线对称 B.的周期为
C.是的一个对称中心 D.在区间上单调递增
【答案】B
【知识点】二倍角的正弦公式、求sinx型三角函数的单调性、求正弦(型)函数的最小正周期、求正弦(型)函数的对称轴及对称中心
【分析】利用二倍角公式化简可得,根据函数图象逐项进行判断即可得到答案.
【详解】由函数,
由此可作出的函数图象,如图所示,
对于A中,由,
所以关于直线不对称,所以A错误;
对于B中,由,所以B正确;
对于C中,由函数图象可知,不存在对称中心,所以C错误;
对于D中,因为,,,
所以函数在上不是单调递增函数,所以D错误.
故选:B.
【变式5-2】.(24-25高一上·上海·随堂练习)函数的周期为,若,则正整数 .
【答案】3,4,5,6
【知识点】由正弦(型)函数的周期性求值
【分析】利用三角函数的周期的求法,求出函数周期,再根据条件解不等式,得解.
【详解】根据题意得:,
,即,
,解得:,即,
.
故答案为:
【变式5-3】.(24-25高三上·上海·阶段练习)函数的最小正周期为 .
【答案】
【知识点】求余弦(型)函数的最小正周期、用和、差角的余弦公式化简、求值、二倍角的余弦公式、辅助角公式
【分析】由余弦二倍角公式及两角和的余弦公式化简后计算周期即可得.
【详解】
,
则其最小正周期.
故答案为:.
【变式5-4】.(23-24高一·上海·课堂例题)求下列函数的最小正周期:
(1)
(2);
【答案】(1)
(2)
【知识点】求正弦(型)函数的最小正周期
【分析】(1)根据正弦函数的最小正周期公式求解即可.
(2)根据正弦函数的最小正周期公式求解即可.
【详解】(1)因为,所以函数的最小正周期为;
(2)因为,所以函数的最小正周期为.
【考点题型六】正余弦函数的对称性问题()
【例6】(22-23高一下·上海徐汇·期末)函数的一条对称轴是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】求正弦(型)函数的对称轴及对称中心
【分析】令即可求解.
【详解】令,可得,
令,可得.
所以函数的一条对称轴是.
故选:B.
【变式6-1】.(24-25高三上·上海·期中)已知函数为偶函数,则的对称中心为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】求cosx(型)函数的对称轴及对称中心、由正弦(型)函数的奇偶性求参数
【分析】由已知可得,进而可得的解析式,从而可求对称中心.
【详解】因为为偶函数,
所以,又,所以,
所以,
由,解得,
所以的对称中心为.
故选:B.
【变式6-2】.(24-25高一上·上海·课堂例题)已知函数(其中)的最小正周期为,求k的值.
【答案】.
【知识点】二倍角的余弦公式、辅助角公式、由正弦(型)函数的周期性求值
【分析】利用二倍角公式结合辅助角公式化简原函数,再利用最小正周期的定义求解即可.
【详解】,
,
.
因为,所以.
【考点题型七】正余弦函数的值域问题()
【例7】(23-24高一下·上海·阶段练习)函数的值域为 .
【答案】
【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】利用换元法,结合正弦函数的值域与二次函数的性质即可得解.
【详解】令,则,
易知开口向上,对称轴为,
当时,,
当时,,
所以的值域为.
故答案为:.
【变式7-1】.(24-25高一下·上海·阶段练习)函数,则的最小值为 .
【答案】
【知识点】求含cosx的二次式的最值
【分析】把作为一个整体,结合二次函数性质求最小值.
【详解】,
因为,
所以时,,
故答案为:.
【变式7-2】.(23-24高二上·上海·阶段练习)已知.
(1)求函数的最小正周期T;
(2)求函数的单调增区间;
(3)当时,求函数的值域.
【答案】(1)
(2)
(3)
【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、求sinx型三角函数的单调性
【分析】(1)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;
(2)根据正弦函数的单调性即可得解;
(3)根据正弦函数的值域即可得解.
【详解】(1),
则;
(2)令,,得,
所以函数的单调增区间为;
(3)由,得,
所以,
所以函数的值域为.
【变式7-3】.(24-25高三上·上海黄浦·阶段练习)已知函数
(1)求函数的最小正周期和单调减区间;
(2)若,求的值域.
【答案】(1)最小正周期;
(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、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)利用和角公式、二倍角公式和辅助角公式将函数解析式化成正弦型函数,求得最小正周期,借助于正弦函数的单调区间即可求出其单调减区间;
(2)由给定范围求得整体角的范围,结合正弦函数的图象,即可求得函数的值域.
【详解】(1)
,
故函数的最小正周期
由,可得.
故函数的单调减区间为:;
(2)因,由,可得,
由正弦函数的图象,可得,
故的值域为.
【变式7-4】.(23-24高一上·江苏扬州·阶段练习)已知.
(1)若,求在上的值域;
(2)若,求的最大值.
【答案】(1)
(2)
【知识点】求含sinx(型)的二次式的最值
【分析】利用同角三角函数的平方式整理函数解析式,再利用换元法化简函数解析式,结合正弦函数与二次函数的性质,可得答案.
【详解】(1)由题意可知,
令,当时,
由在上单调递增,在上单调递减,则,
令,
由在上单调递增,在上单调递减,
则,,
所以.
(2)由(1)可知:,
令,则,
令,
由在上单调递增,在上单调递减,
则.
【考点题型八】正切函数的定义()
【例8】(2024高三·全国·专题练习)函数的定义域是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】正切函数的定义
【分析】由正切函数的定义域,令,,解不等式,即可求出结果.
【详解】由正切函数的定义域,令,,即,所以函数的定义域为.
故选:D.
【变式8-1】.(23-24高一下·上海·课后作业)函数的定义域是 .
【答案】
【知识点】正切函数的定义
【分析】首先根据正切函数的定义得到,,再解不等式即可.
【详解】因为,所以,,
解得,因为,所以
故答案为:
【考点题型九】正切函数的单调性()
【例9】(23-24高一·上海·课堂例题)求函数的定义域和单调区间.
【答案】定义域为,增区间为,没有减区间
【知识点】求正切型三角函数的单调性、求正切(型)函数的定义域
【分析】根据正切型三角函数定义域、单调区间的求法求得正确答案.
【详解】由,解得,
所以函数的定义域为,
由解得,
所以函数的单调递增区间为,没有减区间.
【变式9-1】.(24-25高三上·上海·开学考试)函数的单调减区间是( )
A.() B.()
C.() D.()
【答案】D
【知识点】求正切型三角函数的单调性
【分析】由正切函数的诱导公式变形后结合单调性即可求出;
【详解】,
令,,
解得,
所以函数的单调减区间是(),
故选:D.
【变式9-2】.(24-25高一上·上海·随堂练习)已知函数在上是减函数,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】利用正切函数的单调性求参数
【分析】根据题意得到,,即可得到答案.
【详解】因为函数在上是减函数,
所以,,,
.
故选:B.
【考点题型十】正切函数的奇偶性()
【例10】(23-24高一下·上海浦东新·期末)对于函数,其中,已知,则 .
【答案】
【知识点】函数奇偶性的应用、诱导公式二、三、四、由正弦函数的奇偶性求函数值、由正切函数的奇偶性求函数值
【分析】根据诱导公式计算的值并观察与的关系即可求得结果.
【详解】
而
所以,故
故答案为:.
【变式10-1】.(23-24高一下·上海·期中)函数是( ).
A.最小正周期为的奇函数
B.最小正周期为的偶函数
C.最小正周期为的奇函数
D.最小正周期为的偶函数
【答案】C
【知识点】求正切(型)函数的奇偶性、求正切(型)函数的周期
【分析】根据正切函数的性质判断即可.
【详解】函数为最小正周期为的奇函数.
故选:C
【变式10-2】.(23-24高一下·上海·课后作业)函数的奇偶性是 .
【答案】奇函数
【知识点】求含tanx的函数的奇偶性、函数奇偶性的定义与判断
【分析】解正切不等式,求得函数定义域;再结合奇偶性的定义,即可判断.
【详解】由,得或,
∴函数定义域为∪,关于原点对称.
又,
∴,∴是奇函数.
故答案为:奇函数.
【变式10-3】.(22-23高一下·上海虹口·期中)对于函数,其中.若,则 .
【答案】
【知识点】由正切函数的周期求值、三角函数的化简、求值——诱导公式、由正切函数的奇偶性求函数值
【分析】代入计算得到,再计算,得到答案.
【详解】,故,
.
故答案为:
【考点题型十一】正切函数周期性()
【例11】(24-25高一·上海·随堂练习)函数的最小正周期为 .
【答案】
【知识点】求正切(型)函数的周期
【分析】利用函数的最小正周期计算公式即可求解.
【详解】函数的最小正周期为:
故答案为:.
【变式11-1】.(24-25高三上·上海·开学考试)函数的最小正周期为 .
【答案】
【知识点】求正切(型)函数的周期
【分析】利用求出最小正周期.
【详解】的最小正周期为.
故答案为:
【变式11-2】.(23-24高一下·上海宝山·期末)函数的最小正周期为 .
【答案】/
【知识点】求正切(型)函数的周期
【分析】由正切型函数周期性定义计算即可得.
【详解】由正切型函数性质可知.
故答案为:.
【考点题型十二】正切函数对称性()
【例12】(23-24高一下·上海·课后作业)下列坐标所表示的点不是函数的图像的对称中心的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】求正切(型)函数的对称中心
【分析】令可求得函数对称中心,再逐一判断即可.
【详解】令,解得,
所以的对称中心为,
当时,可得对称中心,当时,可得对称中心,当时,可得对称中心为,令,解得不是整数,不符合,故不是函数对称中心.
故选:D.
【变式12-1】.(23-24高一下·上海黄浦)函数的一个对称中心是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】求正切(型)函数的对称中心
【分析】求解出对称中心为,对赋值则可判断.
【详解】令,
解得,
所以函数图象的对称中心是,
令,得函数图像的一个对称中心是,
故选:C.
【变式12-2】.(23-24高三上·山东菏泽·阶段练习)“函数的图象关于对称”是“,”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
【答案】B
【知识点】正切函数对称性的应用、必要条件的判定及性质
【分析】利用正切函数的性质结合集合间的基本关系判定充分、必要条件即可.
【详解】当函数的图象关于对称时,
有,,得,,
易知,
所以“函数的图象关于对称”是“,”的必要不充分条件.
故选:B.
【考点题型十三】正切函数的值域()
【例13】(24-25高一上·全国·课后作业)函数的最小值为 .
【答案】2
【知识点】求二次函数的值域或最值、求正切(型)函数的值域及最值
【分析】配方,结合即可求解.
【详解】因为,由于,所以当时,函数取最小值2.
故答案为:2
【变式13-1】.(2024高一·全国·专题练习)已知,求函数的最小值.
【答案】4
【知识点】正、余弦齐次式的计算、求含tanx的二次式的最值
【分析】利用正余弦齐次式法变形函数,再换元并借助二次函数求出最小值.
【详解】当时,,设,则,
则,当且仅当时等号成立.
所以的最小值为4.
【变式13-2】.(23-24高一·上海·课堂例题)求函数,的最大值与最小值.
【答案】最大值为,最小值为
【知识点】求含tanx的二次式的最值
【分析】利用换元法,结合正切函数、二次函数等知识求得正确答案.
【详解】依题意,函数,,
设,
则,
所以当时,取得最小值为,
当时,取得最大值为.
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一、填空题
1.(24-25高一上·上海·课后作业)函数,的图象与直线的交点的坐标为 .
【答案】
【知识点】已知三角函数值求角、诱导公式二、三、四、正弦函数图象的应用
【分析】由题可得,然后根据条件可得,进而即得.
【详解】函数,
由,即 ,解得,
当时,得,
则函数,的图象与直线的交点的坐标为.
故答案为:.
2.(24-25高一上·上海·课后作业)函数,的值域是 .
【答案】
【知识点】求含sinx(型)函数的值域和最值
【分析】根据的范围求出的范围可得答案.
【详解】因为,所以,
所以.
可得的值域为.
故答案为:.
3.(24-25高一下·上海·阶段练习)函数,则的最小值为 .
【答案】
【知识点】求含cosx的二次式的最值
【分析】把作为一个整体,结合二次函数性质求最小值.
【详解】,
因为,
所以时,,
故答案为:.
4.(24-25高三上·上海·阶段练习)函数的最小正周期为 .
【答案】
【知识点】求余弦(型)函数的最小正周期、用和、差角的余弦公式化简、求值、二倍角的余弦公式、辅助角公式
【分析】由余弦二倍角公式及两角和的余弦公式化简后计算周期即可得.
【详解】
,
则其最小正周期.
故答案为:.
5.(24-25高一·上海·随堂练习)函数的最小正周期为 .
【答案】
【知识点】求正切(型)函数的周期
【分析】利用函数的最小正周期计算公式即可求解.
【详解】函数的最小正周期为:
故答案为:.
6.(23-24高一下·上海·期中)若函数在上为严格增函数,则实数的取值范围是 .
【答案】
【知识点】利用正切函数的单调性求参数、求正切型三角函数的单调性
【分析】根据正切型函数的单调性可得,即可求解.
【详解】在上为严格增函数,则,
由于,则,故,
因此,解得,
故答案为:
7.(23-24高一下·上海·阶段练习)已知函数的最小正周期为,则方程在上的解集为 .
【答案】
【知识点】由正弦(型)函数的周期性求值、由余弦(型)函数的周期性求值、求正切(型)函数的周期
【分析】由题意得,求出的值后,得题述方程等价于,从而或,由此解三角函数方程即可得解.
【详解】因为函数的最小正周期为,所以,解得,
从而方程即,即,所以或,
而在上的解集为,在上的解集为,
从而方程在上的解集为.
故答案为: .
8.(23-24高一·全国·课后作业)已知函数,其中,、、,且,则 .
【答案】
【知识点】函数奇偶性的定义与判断、由正切函数的奇偶性求函数值
【分析】构造奇函数,利用奇函数的定义求解函数值.
【详解】设,则,
的定义域为,
,所以为奇函数,
所以,,所以,
所以,
故答案为: .
9.(23-24高一下·上海杨浦·期中)函数 是奇函数,则 ;
【答案】/
【知识点】求余弦(型)函数的奇偶性、逆用和、差角的余弦公式化简、求值
【分析】由两角和的余弦公式化简函数后,根据奇偶性得出的表达式,从而得出结论.
【详解】,它是奇函数,
则,,,
又,所以.
故答案为:.
10.(23-24高三上·上海虹口·开学考试)已知函数,,若对任意,都存在,使得等式,则实数的取值范围是 .
【答案】
【知识点】求含sinx(型)函数的值域和最值、由cosx(型)函数的值域(最值)求参数
【分析】分析可知函数在上的值域是函数在上值域的子集,分、、三种情况讨论,结合已知条件可得出关于实数的不等式组,综合可得出实数的取值范围.
【详解】由题意可知,函数在上的值域是函数在上值域的子集.
当时,,当时,.
(i)若,则,
由题意可得,解得,此时;
(ii)当时,,不合乎题意;
(iii)当时,,
由题意可得,此时.
综上所述,实数的取值范围是.
故答案为:.
11.(23-24高二下·上海闵行·阶段练习)已知,则函数的值域是 .
【答案】
【知识点】求含sinx(型)函数的值域和最值、辅助角公式
【分析】由诱导公式以及辅助角公式化简,即可利用三角函数的性质求解最值.
【详解】
故答案为:
12.(23-24高三下·上海闵行·阶段练习)已知函数,其中在上是严格增函数,则的最大值为 .
【答案】/
【知识点】利用正弦型函数的单调性求参数、求sinx型三角函数的单调性
【分析】由整体代入法得函数的单调递增区间,对比即可得解.
【详解】由于函数满足的单调递增区间为,,
解得,;
故函数的单调递增区间为,;
故,;
故,,即的最大值为.
故答案为:.
二、单选题
13.(24-25高三上·上海浦东新·阶段练习)设函数,若对于任意,在区间上总存在确定的,使得,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】函数不等式能成立(有解)问题、函数不等式恒成立问题、由正弦(型)函数的值域(最值)求参数
【分析】由三角函数图象的单调性得,,根据,可得即可根据求解.
【详解】因为,
若,则,
所以,,即,,
由在区间上总存在确定的,使得,
则在区间上总存在确定的,使得,
当时,,
故,故
故的最大值为:,
故选:C.
14.(23-24高一上·浙江温州·阶段练习)已知函数,则的单调递增区间是( )
A. B. C., D.,
【答案】D
【知识点】三角函数的化简、求值——诱导公式、求cosx型三角函数的单调性
【分析】利用余弦函数的性质求解即可.
【详解】,可化为,
故单调增区间满足:,,
解得,.
令,,令,,
,
所以的单调递增区间是,.
故选:D
三、解答题
15.(23-24高三下·上海·阶段练习)对于函数,若的图象上存在关于原点对称的点,则称为定义域上的“函数”.
(1)试判断,是否为“函数”,简要说明理由;
(2)若是定义在区间上的“函数”求实数的取值范围;
【答案】(1)是;理由见解析
(2)
【知识点】函数与方程的综合应用、由正切(型)函数的值域(最值)求参数、函数新定义、函数不等式恒成立问题
【分析】(1)根据定义结合即可判断;
(2)将原问题等价转换为在有解,且在上恒成立,分离参数即可求解.
【详解】(1)根据题意,,可得,故是“函数”;
(2)因为为“函数”,所以存在,使,
即,
整理得在有解.
因为,所以,可得,
结合在上恒成立,可得,
综上所述,,即实数的取值范围是.
16.(24-25高三上·上海·阶段练习)已知函数.
(1)将化成的形式,并写出的最小正周期及对称轴方程;
(2)若在上的值域为,求的取值范围.
【答案】(1)对称轴为直线
(2)
【知识点】三角恒等变换的化简问题、求cosx(型)函数的对称轴及对称中心、求余弦(型)函数的最小正周期、由cosx(型)函数的值域(最值)求参数
【分析】(1)根据题意,由恒等变换公式代入计算,化简,再由余弦型函数的性质,即可得到结果;
(2)根据题意,分在上单调以及在上不单调讨论,然后结合条件列出不等式,代入计算,即可得到结果.
【详解】(1)
,由题意得的最小正周期.
由图像可知,对称轴为直线.
(2)若在上单调,则,
得,
则
由,得,则,
所以.
若在上不单调,
则在上的图像上必定有一个最高点或最低点,
且在上的图像无论经过任何一个最高点或任何一个最低点,
的取值范围均相同.
假设在上的图像的最高点为,则,
当,即时,,此时取得最小值,
且最小值是.易得,则,所以.
综上,的取值范围为.
17.(23-24高二下·上海·期末)已知函数,其中是常数.
(1)若,判断函数的奇偶性,并说明理由;
(2)若,且函数在严格单调减,求实数的最大值;
(3)若,且不等式对一切实数恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)非奇非偶,理由见解析
(2)2
(3)
【知识点】由函数奇偶性解不等式、根据函数的单调性解不等式、函数奇偶性的定义与判断、根据函数的单调性求参数值
【分析】(1)当时,根据奇偶函数的定义和、即可判断的奇偶性;
(2)根据单调函数的定义可得,即,解之即可求解;
(3)由题意可得,由(1)(2),结合函数的奇偶性和单调性解不等式即可.
【详解】(1)当时,,则,
所以是奇函数;
当且时,,,
且,此时是非奇非偶函数.
(2)任取,有,
因此恒成立,即,
因为,,只需,即,
因此的最大值为;
(3),因此,则,
由(1)(2)知是奇函数,且在、上单调递减,在上单调递增,
所以此时的值域为,所以,
又因为,
所以不等式,
由于最小值为,
所以,解得.
18.(23-24高一下·上海徐汇·期中)设为常数,函数().
(1)设,求函数的单调区间及周期;
(2)若函数为偶函数,求此函数的值域.
【答案】(1)增区间,减区间为;
(2)
【知识点】由正弦(型)函数的奇偶性求参数、求正弦(型)函数的最小正周期、求cosx(型)函数的值域、求sinx型三角函数的单调性
【分析】(1)根据三角函数诱导公式以及辅助角公式可化简得,结合正弦函数性质即可求得答案;
(2)根据函数的奇偶性求得a的值,结合余弦函数性质可求得答案.
【详解】(1)因为,所以,
令,解得,
即函数的单调增区间为;
令,解得,
函数的单调减区间为
函数的周期为.
(2)函数为偶函数,则,
即,
即,即,
由于,则,
故,
由于,故.
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