内容正文:
赢在微点 高考复习顶层设计 数学 名师划重点
第四章
三角函数与解三角形
第四节
第四章 三角函数与解三角形
三角函数的图象与性质
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课
标
要
求
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三
年
考
情
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基础/梳理自测
赢在微点 数学 大一轮
第一部分
——回扣知识
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6
回|归|教|材
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基|础|自|测
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第1课时
第四节 三角函数的图象与性质
三角函数的定义域、
值域与单调性
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考点/精研突破
赢在微点 数学 大一轮
第二部分
——考向探究
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考点一
三角函数的定义域
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考点二
三角函数的值域(最值)
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考点三
三角函数的单调性
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把握高考微点,实现素能提升
完成——微练(三十三)
本部分内容讲解结束
1.能画出y=sin x,y=cos x,y=tan x的图象,了解三角函数的周期性、单调性、奇偶性、最大(小)值.
2.能利用正弦、余弦函数在[0,2π]上及正切函数在上的图象与性质解决问题.
2022
2023
2024
全国Ⅰ卷
T6
T15
T7
全国Ⅱ卷
T9
T16
T9
重点提示:三角函数的定义域、值域、单调性、周期性、对称性
1.用五点法作正弦函数和余弦函数的简图
(1)正弦函数y=sin x,x∈[0,2π]的图象中,五个关键点是:(0,0),,__________,________,(2π,0).
(2)余弦函数y=cos x,x∈[0,2π]的图象中,五个关键点是:(0,1),,
________,________,(2π,1).
五点法作图有三步:列表、描点、连线(注意光滑).
(π,0)
(π,-1)
函数y=sin x,x∈[0,2π],y=cos x,x∈[0,2π]的五个关键点的横坐标是零点和极值点(最值点).
2.正弦、余弦、正切函数的图象与性质(下表中k∈Z)
函数
y=sin x
y=cos x
y=tan x
图象
2π
2π
π
定义域
R
R
________________________
值域
_________
_________
R
最小
正周期
________
________
________
[-1,1]
[-1,1]
[2kπ-π,2kπ]
[2kπ,2kπ+π]
(kπ,0)
奇偶性
________
________
奇函数
递增区间
________________
______________
_______________
递减区间
_________________
______________
无
对称中心
________
______________
对称轴
方程
______________
________
无
x=kπ+
x=kπ
奇函数
偶函数
正弦、余弦函数的一个完整单调区间的长度是半个周期;y=tan x无单调递减区间;y=tan x在整个定义域内不单调.
1.函数y=Asin(ωx+φ)和y=Acos(ωx+φ)的最小正周期T=,函数y=Atan(ωx+φ)的最小正周期T=.
2.正弦曲线、余弦曲线相邻两对称中心、相邻两对称轴之间的距离是T,相邻的对称中心与对称轴之间的距离是T,其中T为最小正周期.正切曲线相邻两对称中心之间的距离是T,其中T为最小正周期.
3.若f(x)=Asin(ωx+φ)(A,ω≠0),则
(1)f(x)为偶函数的充要条件是φ=+kπ(k∈Z).
(2)f(x)为奇函数的充要条件是φ=kπ(k∈Z).
4.对于y=tan x不能认为其在定义域上为增函数,而是在每个区间(k∈Z)内为增函数.
1.思考辨析(对的打“√”,错的打“×”)
(1)y=sin x在第一象限内单调递增.( )
(2)函数y=sin x,x∈[0,2π],y=cos x,x∈[0,2π]的五个关键点是零点和极值点.( )
(3)函数y=sin x图象的对称轴方程为x=2kπ+(k∈Z).( )
(4)若f(2x+T)=f(2x),则T是函数f(2x)的周期.( )
×
√
×
×
2.(人A必一P207例5改编)函数y=2sin(x∈[-π,0])的单调递增区间是( )
A. B.
C. D.
令-+2kπ≤x-≤+2kπ ,k∈Z,得-+2kπ≤x≤+2kπ ,k∈Z.因为x∈[-π,0],所以所求函数的单调递增区间为.
3.(人A必一P199例1改编)函数y=1+cos x(x∈[0,2π])的简图是( )
4.(人A必一P214T10改编)函数y=cos,x∈的值域是________.
y=cos=cos.因为x∈,x-∈,所以y=cos=cos∈.
【例1】 (1)函数y=tan的定义域是( )
A.{x B.{x
C.{x D.{x
由题意可得,2x-≠+kπ(k∈Z),解得x≠+(k∈Z),函数y=tan的定义域为{x.故选A.
(2)在[0,2π]内函数f(x)=+ln的定义域是_______.
由函数f(x)=+ln,其中有意义,则满足其中x∈[0,2π],即其中x∈[0,2π],解得≤x<,即函数f(x)的定义域为.
[规律方法] 求三角函数定义域的方法
求三角函数的定义域,实际上是解简单的三角函数不等式(组),常借助三角函数的图象来求解.
【训练1】 函数y=的定义域为
_________________________________.
由题意得,sin x-cos x-1=sin-1≠0,即sin≠,解得x≠2kπ+且x≠2kπ+π,k∈Z,故定义域为
【例2】 (1)已知函数f(x)=sin xcos x+cos2x,x∈R,则函数f(x)的最大值为__________.
因为f(x)=sin 2x+cos 2x+=sin+,x∈R,所以函数f(x)的最大值为×1+=.
(2)函数f(x)=cos 2x-4sin x-1的值域是________.
[-6,2]
由函数f(x)=cos 2x-4sin x-1=-2sin2x-4sin x=-2(sin x+1)2+2,因为sin x∈[-1,1],所以当sin x=-1时,可得f(x)max=2;当sin x=1时,可得f(x)min=-6,所以函数f(x)的值域为[-6,2].
[规律方法] 求三角函数的值域(最值)的常用方法
1.形如y=asin x+bcos x+c的三角函数化为y=Asin(x+φ)+c的形式,再求值域(最值);
2.形如y=asin2x+bsin x+c的三角函数,可先设sin x=t,再求化为关于t的二次函数的值域(最值).
【训练2】 (1)函数f(x)=3cos x-4sin x,当f(x)取得最大值时,sin x=( )
A. B.- C. D.-
f(x)=3cos x-4sin x=5=5cos(x+φ),其中cos φ=,sin φ=,而f(x)=3cos x-4sin x=5cos(x+φ)≤5,等号成立当且仅当x+φ=2kπ(k∈Z),此时sin x=sin(-φ)=-sin φ=-.
(2)已知函数f(x)=sin,x∈,若f(x)的值域是,则实数a的取值范围是________.
由x∈,可知x+∈.因为f(x)的值域为,所以由正弦函数的图象知≤a+≤,解得≤a≤π.
角度1 求三角函数的单调区间
【例3】 (1)函数f(x)=sin的单调递减区间为
_______________________.
,k∈Z
f(x)=sin的单调递减区间是函数y=sin的单调递增区间.由2kπ-≤2x-≤2kπ+,k∈Z,得kπ-≤x≤kπ+,k∈Z.故所给函数的单调递减区间为,k∈Z.
(2)若f(x)=2sin ωx(ω>0)在区间上单调递增,则ω的取值范围是________.
画出函数f(x)=2sin ωx(ω>0)的图象如图所示.
要使f(x)在上单调递增,需
(ω>0),即0<ω≤.
[规律方法] 求三角函数单调区间的方法
(1)代换法:将比较复杂的三角函数含自变量的代数式整体当作一个角,利用复合函数的单调性列不等式求解.
(2)图象法:画出三角函数的图象,结合图象求函数的单调区间.
角度2 比较大小
【例4】 (多选题)(2025·石家庄调研)下列不等式成立的是( )
A.sin<sin
B.cos 400°>cos(-50°)
C.sin<sin
D.sin 3<sin 2
因为-<-<-<0,且函数y=sin x在上单调递增,所以sin<sin,故A错误;因为cos 400°=cos 40°,cos(-50°)=cos 50°,且当0°≤x≤90°时,函数y=cos x单调递减,所以cos 40°>cos 50°,即cos 400°>cos(-50°),故B正确;因为<<<,且函数y=sin x在区间上单调递减,所以sin>sin,故C错误;因为<2<3<,且函数y=sin x在区间上单调递减,所以sin 3<sin 2,故D正确.
[规律方法] 比较三角函数值大小的方法
(1)若是同名三角函数,先利用诱导公式化为同一单调区间内的角,然后利用三角函数的单调性比较大小.
(2)若是不同名三角函数,可以尝试先化为同名三角函数,再比较大小,若不能化为同名三角函数,则可以尝试利用三角函数的单调性,并借助中间值比较大小.
【对点练】
1.(角度1)设函数f(x)=cos,则f(x)在上的单调递减区间是( )
A. B.
C. D.
由已知f(x)=cos,得2kπ≤2x-≤2kπ+π,k∈Z,则kπ+≤x≤kπ+,k∈Z,又x∈,所以f(x)在上的单调递减区间为.
2.(角度1)若函数f(x)=sin x+cos x在[2π,α]上单调递增,则实数α 的最大值为( )
A.3π B. C. D.
由题意可得f(x)=sin,令2kπ-≤x+≤2kπ+,k∈Z,得2kπ-≤x≤2kπ+,k∈Z,令k=1,得≤x≤,所以实数α的最大值为.
3.(角度2)若tan 2=a,tan 3=b,tan 5=c,则( )
A.a<b<c B.b<c<a
C.c<b<a D.c<a<b
因为tan 5=tan(5-π),<5-π<2<3<π,且函数y=tan x在区间上单调递增,所以tan(5-π)<tan 2<tan 3,所以tan 5<tan 2<tan 3,即c<a<b.
$$