内容正文:
(3)原式=
-cos
αsin
αtan
α
tan
αsin
α
= -cos
α.
(4) 原式 = - sin
αsin α-
3π
2
+2π( ) ( - tan
α) = - sin
αsin ( α+
π
2 ) (-tan
α)= -sin
αcos
α(-tan
α)= sin
2α.
典例 7 【解】当 n= 2k,k∈Z 时,
原式= sin(α
+2kπ)+sin(α-2kπ)
sin(α+2kπ)cos(α-2kπ)
= 2
cos
α
.
当 n= 2k+1,k∈Z 时,
原式= sin[α
+(2k+1)π]+sin[α-(2k+1)π]
sin[α+(2k+1)π]cos[α-(2k+1)π]
= - 2
cos
α
.
综上,原式=
2
cos
α
,n 为偶数,
- 2
cos
α
,n 为奇数.
ì
î
í
ï
ï
ï
ï
典例 8 【解】(1)因为 sin(π+α)= -sin
α= 3
5
,
所以 sin
α= - 3
5
.
又 α 是第四象限角,所以 cos
α= 4
5
,
所以 cos(α-π)= cos(π-α)= -cos
α= - 4
5
.
(2)因为 sin π
2
-α( ) = cos
α= - 1
3
,且 α∈(0,π),
所以 sin
α= 1-cos
2α =
2 2
3
,
所以 tan
α= sin
α
cos
α
= -2 2 ,所以 tan(α+π)= tan
α= -2 2 .
(3)因为 tan(π+α)= 3,所以 tan
α= 3,
所以
2cos(π-α)-3sin(π+α)
4cos(-α)+sin(2π-α)
= -2cos
α+3sin
α
4cos
α-sin
α
= -2+3tan
α
4-tan
α
=
-2+3×3
4-3
= 7.
变式题 (1) 3
5
(2)2 2
3
(3) 5
9
【解析】(1)通过观察可知
π
3
- x 与 x + π
6
的 和 为
π
2
, 由 诱 导 公 式 得 sin π
3
-x( ) =
cos π
2
- π
3
-x( )é
ë
êê
ù
û
úú =cos x+
π
6( ) ,
∴ cos x+
π
6( ) =
3
5
.
(2)∵ cos(α-55°)= - 1
3
<0,且 α 是第四象限角,
∴ α-55°是第三象限角,
∴ sin(α-55°)= - 1-cos2(α-55°) = -
2 2
3
.
∵ α+125° = 180°+(α-55°),
∴ sin(α+125°)= sin[180°+(α-55°)] = -sin(α-55°)= 2 2
3
.
(3)∵ cos 4π
3
-α( ) = cos 3π2 -
π
6
+α( )é
ë
êê
ù
û
úú = -sin ( π6 +α ) = -
1
3
,
cos
2 7π
6
+α( ) = -cos π6 +α( )
é
ë
êê
ù
û
úú
2
=cos
2 π
6
+α( ) =1-sin2 π6 +α( ) =
8
9
,
∴ cos 4π
3
-α( ) +cos
2 7π
6
+α( ) = - 13 +
8
9
= 5
9
.
5.3 三角函数的图象与性质
【研课本·划重点】
一、知识梳理
① x x≠
π
2
+kπ,k∈Z{ } ②[ -1,1]
③R ④2π ⑤1
⑥-1 ⑦奇函数 ⑧偶函数 ⑨奇函数 ⑩( kπ,0) ( k∈
Z) ( kπ+ π2 ,0 ) (k∈Z) (
kπ
2
,0 ) (k∈Z)
三、思考辨析
1. 2. 3. 4. √ 5.
【快提升·练典例】
典例 1 (1) 4π
3
,
5π
3( ) (2) x
π
4
+2kπ<x<
7π
4
+2kπ,k∈Z}{
(3) ( kπ2 -
π
6
,kπ
2
+ π
8 ] ,k∈Z (4) 0,
π
4( ) ∪
5π
4
,2π( )
【解析】(1)画出 y= sin
x,x∈[0,2π]的大致图象,如图所示.
因为 sin π
3
= 3
2
,所以 sin π+
π
3( ) = -
3
2
,sin ( 2π- π3 ) = -
3
2
,
即在[0,2π]内,满足 sin
x= - 3
2
的是 x= 4π
3
和 x= 5π
3
,
所以不等式 sin
x<- 3
2
的解集是
4π
3
,
5π
3( ) .
(2)要使函数 y = lg( 2 - 2cos
x)有意义,则 2 - 2cos
x> 0,可
得 cos
x< 2
2
,作出 y = cos
x 的大致图象和直线 y = 2
2
,如图
所示.
由图象可知,cos
x< 2
2
的解集为{ x π4 +2kπ<x<
7π
4
+2kπ,k∈Z} .
(3)令 tan
2x= 1,则 2x= π
4
+kπ,k∈Z,解得 x= π
8
+kπ
2
,k∈Z;
16
令 tan
2x = - 3 ,则 2x = -
π
3
+ kπ,k∈Z,解得 x = - π
6
+ kπ
2
,
k∈Z.
因为- 3 <tan
2x≤1,所以- π
6
+kπ
2
<x≤ π
8
+kπ
2
,k∈Z,即原不
等式的解集为 ( - π6 +
kπ
2
, π
8
+kπ
2 ] ,k∈Z.
(4)作出 y= sin
x 和 y = cos
x 在 x∈(0,2π)的函数图象,如图
所示. 根据函数图象可得,满足 cos
x>sin
x 的 x 的取值范围为
0,
π
4( ) ∪
5π
4
,2π( ) .
典例 2 【解】(1)T= 2π
1
2
= 4π.
(2)T= 2π
3
.
(3)作出函数 y= | cos
x | 的大致图象,如图所示(实线部分) .
由图象可知,y= | cos
x |的最小正周期为
π.
(4)作出函数 y= | sin
2x | (x∈R)的大致图象,如图所示. 由图
象可知,函数 y= | sin
2x |的最小正周期为 π
2
.
典例 3 【解】(1)因为 x∈R,
f(-x)= 2 sin(-2x)
=
- 2 sin
2x
=
-f(x),
所以函数 f(x)= 2 sin
2x 是奇函数.
(2)因为 x∈R,f(x)= sin ( 3x4 +
3π
2 ) = -cos
3x
4
,
所以 f(-x)= -cos ( - 3x4 ) = -cos
3x
4
= f(x),
所以函数 f(x)= sin ( 3x4 +
3π
2 )是偶函数.
(3)因为 x∈R,f(-x)= sin | -x | = sin | x | = f(x),
所以函数 f(x)= sin | x |是偶函数.
(4)由
1-cos
x≥0,
cos
x-1≥0,{ 得 cos
x= 1,所以 x = 2kπ(k∈Z),关于原
点对称,此时 f(x)= 0,故该函数既是奇函数又是偶函数.
变式题 (1)5π
6
( 2) π
3
【解析】 ( 1) 因为 f( x) = 3sin ( 2x-
π
3
+φ )为偶函数,所以- π3 +φ= kπ+
π
2
,k∈Z.
又因为 φ∈(0,π),所以 φ= 5π
6
.
(2)因为 f(x)= 3sin 2x-
π
3
+φ( ) 为奇函数,
所以- π
3
+φ= kπ,k∈Z.
又因为 φ∈(0,π),所以 φ= π
3
.
典例 4 D 【解析】 因为 f ( x) 的最小正周期 T = π, 所以
f ( 5π3 ) = f (
5π
3
-2π ) = f ( - π3 ) . 又 y = f( x)是偶函数,所以
f(-x)= f(x),
所以 f ( 5π3 ) = f ( -
π
3 ) = f (
π
3 ) = sin
π
3
= 3
2
.
故选 D.
典例 5 (1) -5π
6
,-
π
3
é
ë
êê
ù
û
úú (2) ( kπ2 -
π
12
,kπ
2
+ 5π
12 ) ,k∈Z
(3) 3
2
【解析】(1)方法一:令 z = 2x+ π
6
,x∈[ -π,0],则 z∈
-11π
6
,
π
6
é
ë
êê
ù
û
úú ,因为 y = sin
z,z∈ -11π
6
,
π
6
é
ë
êê
ù
û
úú 的单调递减区间
为 -3π
2
,-
π
2
é
ë
êê
ù
û
úú ,且由-
3π
2
≤2x+ π
6
≤- π
2
,得- 5π
6
≤x≤- π
3
,
所以函数 y = 2sin 2x+
π
6( ) , x∈ [ - π, 0] 的单调递减区间
为 -5π
6
,-
π
3
é
ë
êê
ù
û
úú .
方法二:正弦函数 y= sin
u 的单调递减区间为 [ π2 +2kπ,
3π
2
+
2kπ ] (k∈Z),
由
π
2
+2kπ≤2x+ π
6
≤3π
2
+2kπ(k∈Z),
解得
π
6
+kπ≤x≤2π
3
+kπ(k∈Z) .
记 A = π
6
+kπ,
2π
3
+kπé
ë
êê
ù
û
úú ( k ∈ Z ), 则 A ∩ [ - π, 0 ] =
-5π
6
,-
π
3
é
ë
êê
ù
û
úú ,所以函数 y = 2sin 2x+
π
6( ) ,x∈[ -π,0]的单调
递减区间为 -5π
6
,-
π
3
é
ë
êê
ù
û
úú .
(2)令 kπ- π
2
<2x- π
3
<kπ+ π
2
,k∈Z,
解得
kπ
2
- π
12
<x<kπ
2
+5π
12
,k∈Z,
所以函数 y = tan 2x-
π
3( ) 的单调递增区间为 (
kπ
2
- π
12
,kπ
2
+
17
5π
12 ) ,k∈Z.
(3)因为 x∈ 0,
π
2
é
ë
êê
ù
û
úú ,所以 ωx+
π
4
∈ π
4
,ω·
π
2
+ π
4
é
ë
êê
ù
û
úú .
因为函数 y = 3
2
cos ωx+
π
4( ) (ω>0)在区间 0,
π
2
é
ë
êê
ù
û
úú 上单调递
减,所以 ω· π
2
+ π
4
≤π,
又 ω>0,所以 0<ω≤ 3
2
,所以 ω 的最大取值为 3
2
.
典例 6 (1) - 3
2
,3é
ë
êê
ù
û
úú (2)1 (3)
5
4
,
9
4
é
ë
êê
ù
û
úú
【解析 】 ( 1 ) 当 x ∈ 0,
π
2
é
ë
êê
ù
û
úú 时, 2x -
π
6
∈ - π
6
,
5π
6
é
ë
êê
ù
û
úú ,
sin 2x-
π
6( ) ∈ -
1
2
,1é
ë
êê
ù
û
úú ,
所以 3sin 2x-
π
6( ) ∈ -
3
2
,3é
ë
êê
ù
û
úú ,即 f(x)= 3sin 2x-
π
6( ) 在区间
0,
π
2
é
ë
êê
ù
û
úú 上的值域为 -
3
2
,3é
ë
êê
ù
û
úú .
(2)由题意得 a≠0,
当 a
>
0 时,
a+b=1,
-a+b=-3,{ 解得
a=2,
b=-1,{
此时 g(x)= -sin 2x+
π
3( ) ,其最大值为 1.
当 a
<
0 时,
a+b= -3,
-a+b= 1,{ 解得
a= -2,
b= -1,{
此时 g(x)
=
-sin ( -2x+ π3 ) ,其最大值为 1.
综上,g(x)的最大值为 1.
(3)
f(x)= cos
2x+sin
x+1 = 1-sin
2x+sin
x+1 = -sin
2x+sin
x+2,
令 t= sin
x,x∈ π
4
,
7π
6(
ù
û
úú ,则 t∈ -
1
2
,1é
ë
êê
ù
û
úú .
因为 f( t) = - t2 + t+ 2 图象的对称轴方程为 t = 1
2
,图象开口
向下,
所以 f( t) min = - -
1
2( )
2
- 1
2
+ 2 = 5
4
, f ( t) max = -
1
2( )
2
+ 1
2
+
2 = 9
4
,
所以 f( t)∈ 5
4
,
9
4
é
ë
êê
ù
û
úú ,所以 f(x)∈
5
4
,
9
4
é
ë
êê
ù
û
úú ,
所以函数 f ( x) = cos
2x + sin
x + 1 在 π
4
,
7π
6(
ù
û
úú 上的值域
为
5
4
,
9
4
é
ë
êê
ù
û
úú .
典例 7 (1)- π
6
(2) π
6
【解析】(1)
由题意得 f π
3( ) = sin
2π
3
+φ( ) = ±1,
∴ 2π
3
+φ= kπ+ π
2
(k∈Z),
∴ φ= kπ- π
6
(k∈Z) .
∵ φ∈ - π
2
,
π
2( ) ,∴ φ= -
π
6
.
(2)∵ 函数 y= 3cos(2x+φ)的图象关于点 4π
3
,0( ) 中心对称,
∴ 2×4π
3
+φ = kπ + π
2
,k∈Z,得 φ = kπ - 13π
6
,k∈Z,由此得
|φ | min =
π
6
.
5.4 三角恒等变换
【研课本·划重点】
一、知识梳理
①cos
αcos
β+sin
αsin
β ②cos
αcos
β-sin
αsin
β
③sin
αcos
β-cos
αsin
β ④sin
αcos
β+cos
αsin
β
⑤1+tan
αtan
β
⑥tan
α+tan
β ⑦cos
2α-sin
2α
⑧2cos
2α-1
⑨ 2tan
α
1-tan
2α
⑩±
1-cos
α
1+cos
α
三、思考辨析
1. √ 2. √ 3. 4. √ 5.
【快提升·练典例】
典例 1 (1)7π
4
(2) 1
7
π
4
【解析】(1)因为 α,β 为钝角,sin
α= 5
5
,cos
β= -3 10
10
,
所以 cos
α= -2 5
5
,sin
β= 10
10
,
所以 cos(α+β)= cos
αcos
β-sin
αsin
β= 2
2
>0.
又 α+β∈(π,2π),所以 α+β∈ ( 3π2 ,2π ) ,所以 α+β=
7π
4
.
(2)因为 tan(α+β)= 9
13
,tan β-
π
4( ) = -
1
3
,
所 以 tan α+
π
4( ) = tan α+β- β-
π
4( )
é
ë
êê
ù
û
úú =
tan(α+β)-tan β-
π
4( )
1+tan(α+β)tan β-
π
4( )
=
9
13
+ 1
3
1-
9
13
× 1
3
= 4
3
,
所以 tan
α= tan α+
π
4( ) -
π
4
é
ë
êê
ù
û
úú =
tan α+
π
4( ) -tan
π
4
1+tan α+
π
4( ) tan
π
4
= 1
7
.
因为 cos
γ = 3 10
10
,所以 cos
2γ = 2cos2γ - 1 = 2 × 3 10
10( )
2
-
1 = 4
5
.
又 γ 为锐角,所以 0< 2γ< π
2
,所以 sin
2γ = 1-cos22γ =
3
5
,
18
5.3 三角函数的图象与性质
>>答案链接 P16
1.
正弦曲线、余弦曲线相邻两条对称中心、相邻两条对称轴之间的距离都是半个周期,相邻的对称
中心与对称轴之间的距离是
1
4
个周期;正切曲线相邻两对称中心之间的距离是半个周期.
2.
对于 y=Asin(ωx+φ)(Aω≠0),若为偶函数,则 φ= π
2
+kπ(k∈Z);若为奇函数,则 φ= kπ(k∈Z) .
069
对于 y=Acos(ωx+φ)(Aω≠0),若为偶函数,则 φ= kπ(k∈Z);若为奇函数,则 φ= π
2
+kπ(k∈Z) .
对于 y=Atan(ωx+φ)(Aω≠0),若为奇函数,则 φ= kπ
2
(k∈Z) .
3.
最小正周期
(1)【RJA 版·必修第一册·P203·探究与发现】函数 y = Asin(ωx+φ),x∈R 及函数 y = Acos(ωx+
φ),x∈R(其中 A,ω,φ 为常数,且 A≠0,ω>0)的最小正周期为 T= 2π
ω
.
推导:令 z=ωx+φ,则 z∈R,y=Asin
z 及 y=Acos
z 的最小正周期都是 2π,
因为 z+2π = (ωx+φ) +2π =ω x+
2π
ω( ) +φ,所以 T=
2π
ω
.
(2)函数 y=Atan(ωx+φ) +b 其中 A,ω,φ 为常数,且 A≠0,ω>0,ωx+φ≠
π
2
+kπ,k∈Z( ) 的最小正周期
为 T= π
ω
.
判断下列问题,正确的打“√”,错误的打“ ” .
1. 存在 x∈R 满足 sin
x= 2 .
( )
2. y= sin | x |与 y= | sin
x |都是周期函数.
( )
3. 函数 y= sin
x,x∈( -π,π]是奇函数.
( )
4. 正切函数 y= tan
x 在定义域内不是增函数.
( )
5. 在区间[0,2π]上,函数 y= cos
x 仅在 x= 0 时取得最大值 1.
( )
>>答案链接 P16
考点一 解三角不等式
解三角不等式,通常要结合三角函数的图象求解.
在求解三角不等式的过程中,我们还要考虑角的范
围、特殊角等因素,同时也要注意不等式的严格性(是否包含等号).
(1)在[0,2π]内,不等式 sin
x<- 3
2
的解集是 .
(2)函数 y= lg( 2 -2cos
x)的定义域是 .
(3)不等式- 3 <tan
2x≤1 的解集为 .
(4)在 x∈(0,2π)上,满足 cos
x>sin
x 的 x 的取值范围是 .
070
考点二 三角函数的周期性
求三角函数的周期的方法:(1)定义法:使函数满足周期性的一个非零常数即为函数的周期;(2)公式
法:正弦型函数 y=Asin(ωx+φ)(Aω≠0)和余弦型函数 y = Acos(ωx+φ) (Aω≠0)的最小正周期 T =
2π
|ω |
;正切型函数 y=Atan(ωx+φ)(Aω≠0)的最小正周期 T= π
|ω |
.
求下列函数的最小正周期:
(1)y= 3 sin ( x2 -
π
4 ) ;(2)y= 2cos (3x+
π
6 ) ;(3)y= | cos
x | ;(4)y= | sin
2x | .
考点三 三角函数的奇偶性
判断一般函数的奇偶性的方法,对于三角函数仍然是适用的,这里不再赘述.
需要强调的是,可视情
况对三角函数进行适当的化简,然后再判断其奇偶性.
判断下列函数的奇偶性:
(1) f(x)= 2 sin
2x;(2) f(x)= sin 3x
4
+3π
2( ) ;(3) f(x)= sin | x | ;(4) f(x)=
1-cos
x + cos
x-1 .
已知函数 f(x)= 3sin (2x- π3 +φ ) ,φ∈(0,π) .
(1)若 f(x)为偶函数,则 φ= ;(2)若 f(x)为奇函数,则 φ= .
071
考点四 奇偶性与周期性的综合问题
奇偶性与周期性结合考查,是高考中经常给的出题模式,需要熟练掌握相关结论.
定义在 R 上的函数 f(x)既是偶函数,又是周期函数,若 f(x)的最小正周期为 π,且当 x∈
0,
π
2
é
ë
ê
ê
ù
û
ú
ú
时,f(x)= sin
x,则 f 5π
3( ) 等于( )
A. - 1
2
B. 1 C. - 3
2
D. 3
2
考点五 三角函数的单调区间及最值
对于正弦型函数、余弦型函数和正切型函数,分析其在某区间内的单调性时,一般有两种常用的方法.
(1)换元法:如分析 y=Asin(ωx+φ)(Aω≠0)在区间[m,n]上的单调性时,可令 t=ωx+φ,求得 t 的取值
范围为[M,N],分析函数 y= sin
t 在区间[M,N]上的单调性.
(2)利用三角函数的单调性求出原函数所有的单调区间,然后再看所给区间与求出来的单调区间有
哪些交集,从而确定原函数在所给区间内的单调性.
(1)函数 y= 2sin 2x+
π
6( ) ,x∈[ -π,0]的单调递减区间为 .
(2)函数 y= tan 2x-
π
3( ) 的单调递增区间为 .
(3)若函数 y= 3
2
cos ωx+
π
4( ) (ω>0)在 0,
π
2
é
ë
ê
ê
ù
û
ú
ú
上单调递减,则 ω 的最大取值为 .
(1) f(x)= 3sin 2x-
π
6( ) 在区间 0,
π
2
é
ë
ê
ê
ù
û
ú
ú
上的值域为 .
(2)若 f(x)= acos
x+b 的最大值是 1,最小值是-3,则 g(x)= bsin (ax+π3 )的最大值为 .
(3)函数 f(x)= cos
2x+sin
x+1 在 π
4
,
7π
6(
ù
û
ú
ú
上的值域为 .
考点六 三角函数图象的对称性
对称轴处,y=Asin(ωx+φ)(Aω≠0)和 y = Acos(ωx+φ)(Aω≠0)的值一定取到最值;对称中心处,y =
Asin(ωx+φ)(Aω≠0)和 y=Acos(ωx+φ)(Aω≠0)的值一定是 0,但 y=Atan(ωx+φ)(Aω≠0)的值可能
为 0,也可能没有意义.
(1)已知函数 y= sin(2x+φ) - π
2
<φ<
π
2( ) 的图象关于直线 x=
π
3
对称,则 φ 的值为 .
(2)如果函数 y= 3cos(2x+φ)的图象关于点 4π
3
,0( ) 中心对称,那么 |φ |的最小值为 .
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