第四章 6 第四节 第1课时 三角函数的定义域、值域与单调性(课件PPT)-【金版新学案】2026年高考数学高三总复习大一轮复习讲义(人教A版)
2025-11-09
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教辅
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 数学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 课件 |
| 知识点 | 三角函数的图象与性质 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | PPTX |
| 文件大小 | 7.84 MB |
| 发布时间 | 2025-11-09 |
| 更新时间 | 2025-11-09 |
| 作者 | 山东正禾大教育科技有限公司 |
| 品牌系列 | 金版新学案·高考大一轮复习讲义 |
| 审核时间 | 2025-11-09 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/54765107.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
该高中数学高考复习课件聚焦三角函数定义域、值域与单调性核心考点,依据新课标要求梳理图象性质、周期性等内容。通过表格对比正弦、余弦、正切函数性质,结合五点法作图,对接高考评价体系,分析近5年真题中定义域(15%)、值域(25%)、单调性(30%)的高频考点分布,归纳定义域求交、值域换元、单调区间判断等常考题型,提升备考针对性。
课件亮点在于“真题溯源+技巧建模”,精选2021新高考Ⅰ卷、2022北京卷等真题,如用整体代换法突破y=sin(2x-π/6)单调区间问题,换元法求解sinx-cosx+sinxcosx值域,培养学生逻辑推理的数学思维与符号表达的数学语言。特设易错警示(如正切定义域忽略k∈Z),助力学生掌握得分技巧,教师可据此精准定位学情,实现高效复习。
内容正文:
第四节 三角函数的图象与性质
第1课时 三角函数的定义域、值域与单调性
高三一轮复习讲义 人教版
第四章 三角函数与解三角形
课标研读
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.借助图象理解正弦函数、余弦函数在[0,2π]上,正切函数在上的性质(如单调性、奇偶性、最大(小)值、图象与x轴交点等).
04
03
考教衔接 精研教材
课时测评
02
考点探究 提升能力
教材梳理 夯实基础
01
内容索引
教材梳理 夯实基础
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1.用五点法作正弦函数和余弦函数的简图
(1)在正弦函数y=sin x,x∈[0,2π]的图象中,五个关键点是:(0,0),,,,(2π,0).
(2)在余弦函数y=cos x,x∈[0,2π]的图象中,五个关键点是:(0,1),,,,(2π,1).
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
定义域 R R __________________
值域 __________ __________ ____
周期性 ____ ____ ____
奇偶性 ________ ________ 奇函数
{x|x≠kπ+}
[-1,1]
[-1,1]
R
2π
2π
π
奇函数
偶函数
函数 y=sin x y=cos x y=tan x
单调递增区间 ____________________ ___________________ ___________________
单调递减区间 ____________________ _____________________
对称中心 ______________ ________________ (,0)
对称轴方程 ____________ ___________
[2kπ-,2kπ+]
[2kπ-π,2kπ]
(kπ-,kπ+)
[2kπ+,2kπ+]
[2kπ,2kπ+π]
(kπ,0)
(kπ+,0)
x=kπ+
x=kπ
微提醒 正、余弦函数一个完整的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.
常用结论
(1)对称性与周期性
①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个周期,相邻的对称中心与对称轴之间的距离是个周期.
②正切曲线相邻两对称中心之间的距离是个周期.
(2)奇偶性
①若函数y=Asin (ωx+φ)(x∈R) 是奇函数,则φ=kπ (k∈Z );若为偶函数,则φ=kπ+(k∈Z).
②若函数y=Acos(ωx+φ)(x∈R) 是奇函数,则φ=kπ+(k∈Z) ;若为偶函数,则φ=kπ(k∈Z) .
③若y=Atan (ωx+φ) 为奇函数,则有φ=(k∈Z) .
1.(多选)下列结论错误的是
A.y=cos x在第一、二象限内单调递减
B.若非零常数T是函数f(x)的周期,则kT(k是非零整数)也是函数f(x)的周期
C.函数y=sin x图象的对称轴方程为x=2kπ+
D.函数y=tan x在整个定义域上是增函数
自主检测
√
√
√
2.(链接人教A必修一P201例2)若函数y=2sin 2x-1的最小正周期为T,最大值为A,则
A.T=π,A=1
B.T=2π,A=1
C.T=π,A=2
D.T=2π,A=2
√
3.已知函数f(x)=5sin(0<φ<2π)为偶函数,则φ=
A. B.
C.π D.
因为函数f(x)为偶函数,所以=+kπ,k∈Z,所以φ=π+2kπ,k∈Z,又0<φ<2π,所以φ=π.故选C.
√
4.(链接人教A必修一P207例5)函数y=sin(x+)的单调递增区间为________________________________.
令-+2kπ≤x+≤+2kπ,k∈Z,得-+2kπ≤x≤+2kπ,k∈Z,所以y=sin的单调递增区间为[-+2kπ,+2kπ].
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考点探究 提升能力
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考点一 三角函数的定义域 自主练透
1.函数f=-2tan 的定义域是
A.{x|x≠}
B.{x|x≠kπ+}
C.{x|x≠-}
D.{x|x≠+}
由2x+≠kπ+,得x≠+.故选D.
√
2.函数y=lg+的定义域为__________________________.
要使函数有意义,则有解得
所以2kπ<x≤+2kπ,k∈Z,所以函数y=lg(sin x)+的定义域为{x|2kπ<x≤+2kπ,k∈Z}.
{x|2kπ<x≤+2kπ,k∈Z}
3.函数y=的定义域为______________________________.
要使函数有意义,必须使sin x-cos x≥0,即sin x≥cos x.在同一平面直角坐标系中画出y=sin x和y=cos x在[0,2π]上的图象,如图所示.
在[0,2π]内,满足sin x=cos x的x的值为,,再结合正弦、余弦函数的周期是2π,所以原函数的定义域为.
{x|2kπ+≤x≤2kπ+,k∈Z}
三角函数的定义域的求法
求三角函数的定义域,实际上是构造简单的三角不等式(组),解三角不等式(组)常借助三角函数的图象,对于有限集、无限集求交集可借助数轴.
注意:解三角不等式时要注意周期,且k∈Z不可以忽略.
规律方法
考点二 三角函数的值域(最值) 师生共研
(1)函数f(x)=3sin在区间上的值域为
A. B.
C. D.
当x∈时,2x-∈,sin∈,故3sin∈,所以函数f(x)的值域为.故选B.
典例1
√
(2)(2021·全国乙卷)函数f(x)=sin +cos 的最小正周期和最大值分别是
A.3π 和 B. 3π 和2
C.6π 和 D. 6π 和2
因为函数f(x)=sin +cos=(sin cos+cossin )=sin(+),所以函数f(x)的最小正周期T==6π ,最大值为 .故选C.
√
(3)函数f(x)=sin2x+cos x-(x∈[0, ])的最大值是____.
由题意可得f(x)=-cos2x+cos x+=-(cos x-)2+1.因为x∈,所以cos x∈.所以当cos x=,即x=时,f(x)取最大值为1.
1
求三角函数的值域(最值)的三种类型及解题思路
1.形如y=asin ωx+bcos ωx+c的三角函数化为y=Asin(ωx+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,化为关于t的二次函数求值域(最值).
3.形如y=asin xcos x+b(sin x±cos x)+c的三角函数,可先设t=sin x±cos x,化为关于t的二次函数求值域(最值).
规律方法
对点练1.函数y=tan,x∈的值域为
A. B.
C.(1,) D.
设z=x-,因为x∈,所以z∈,因为正切函数y=tan z在上单调递增,且tan=-,tan=1,所以
tan z∈.故选A.
√
对点练2.已知函数f(x)=4sin+1的定义域是[0,m],值域为[-1,5],则m的最大值是
A. B.
C. D.
因为x∈[0,m],所以2x-∈.因为f(x)的值域为[-1,5],所以≤2m-≤,解得≤m≤,所以m的最大值为.故选A.
√
对点练3.函数f(x)=sin x-cos x+sin xcos x的值域为______________.
设t=sin x-cos x,则-≤t≤,t2=sin2x+cos2x-2sin xcos x,则
sin xcos x=,所以y=-+t+=-+1.当t=1时,ymax=1;当t=-时,ymin=--.所以函数的值域为.
考点三 三角函数的单调性 多维探究
角度1 求三角函数的单调区间
(1)函数f(x)=tan的单调递增区间是
A. B.
C. D.
典例2
√
由kπ-<2x-<kπ+,得-<x<+,所以函数f(x)=tan(2x-)的单调递增区间为(-,+.故选B.
(2)(2022·北京卷)已知函数f(x)=cos2x-sin2x,则
A.f(x)在上单调递减
B.f(x)在上单调递增
C.f(x)在上单调递减
D.f(x)在上单调递增
√
依题意可知f(x)=cos2x-sin2x=cos 2x.对于A,因为x∈,所以2x∈,所以函数f(x)在上单调递增,故A不正确;对于B,因为x∈,所以2x∈,所以函数f(x)在上不单调,故B不正确;对于C,因为x∈,所以2x∈,所以函数f(x)在上单调递减,故C正确;对于D,因为x∈,所以2x∈,所以函数f(x)在上不单调,故D不正确.故选C.
(3)函数f(x)=sin的单调递减区间为________________________.
f(x)=sin的单调递减区间是y=sin(2x-)的单调递增区间,由2kπ-≤2x-≤2kπ+,k∈Z,解得kπ-≤x≤kπ+,k∈Z.故函数f(x)的单调递减区间为[kπ-,kπ+],k∈Z.
[kπ-,kπ+],k∈Z
角度2 利用单调性比较大小
(1)已知a=sin ,b=sin ,c=cos,则a,b,c的大小关系为
A. a>b>c B. c>b>a
C. c>a>b D. b>c>a
由诱导公式得a=sin =sin ,b=sin =sin ,c=
sin =sin .因为y=sin x在上单调递增,所以sin >
sin >sin ,即b>c>a.故选D.
√
典例3
(2)已知a=,b=sin ,c=cos,则a,b,c的大小关系为
A. c<b<a B. a<b<c
C. b<a<c D. b<c<a
因为b=sin <sin =<=a,所以b<a,因为c=cos>cos=>=a,所以c>a,所以b<a<c.故选C.
√
角度3 根据单调性求参数
已知f(x)=sin(2x-φ)在上单调递增,且f(x)在上有最小值,那么φ的取值范围是
A. B.
C. D.
√
典例4
由x∈,可得2x-φ∈,又由0<φ<,且f(x)在上单调递增,可得-φ≤,所以≤φ<.当x∈时,2x-φ∈,由f(x)在上有最小值,可得-φ>,所以φ<.综上,≤φ<.故选B.
1.已知三角函数解析式求单调区间
(1)将函数化简为“一角一函数”的形式,如y=Asin (ωx+φ)+b(A>0,ω>0).
(2)利用整体思想,视“ωx+φ”为一个整体,根据y=sin x的单调区间列不等式求解.
对于y=Acos(ωx+φ),y=Atan(ωx+φ),可以利用类似方法求解.
注意:求函数y=Asin(ωx+φ)+b的单调区间时要先看A和ω的符号,如果ω<0,可先借助诱导公式将ω化为正数,防止把单调性弄错.
规律方法
2.已知三角函数单调性求参数的两种方法
一是求出原函数的相应单调区间,由已知区间是所求某区间的子集,列不等式(组)求解;二是由所给区间求出整体角的范围,由该范围是某相应正、余弦函数的某个单调区间的子集,列不等式(组)求解.
规律方法
对点练4.设函数f(x)=cos,则f(x)在上的单调递减区间是
A. B.
C. D.
由已知得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.故选D.
√
对点练5.若f(x)=cos x-sin x在[-a,a]上单调递减,则实数a的最大值是
A. B.
C. D.π
f(x)=cos x-sin x=cos,由题意得a>0,因为f(x)=
cos在[-a,a]上单调递减,所以
解得0<a≤,所以实数a的最大值是.故选A.
√
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真题再现
(2021·新高考Ⅰ卷)下列区间中,函数f(x)=7sin 单调递增的区间是
A. B.
C. D.
令-+2kπ≤x-≤+2kπ,k∈Z,得-+2kπ≤x≤+2kπ,k∈Z.取k=0,则-≤x≤.因为⫋,所以区间是函数f(x)的单调递增区间.故选A.
√
(人教A必修一P207T5)求函数y=3sin,x∈[0,π]的单调递减区间.
点评:本题和教材习题都是求三角函数的单调区间,解决此类问题,首先化简成y=Asin(ωx+φ)形式,再求y=Asin(ωx+φ)的单调区间,只需把ωx+φ看作一个整体代入y=sin x的相应单调区间内即可,注意要先把ω化为正数.
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1.函数y=的定义域为
A.{x|x≠+kπ,k∈Z}
B.{x|x≠+kπ,k∈Z}
C.{x|x≠kπ,k∈Z}
D.{x|x≠+kπ,且x≠+kπ,k∈Z}
√
要使函数有意义,必须有即
故函数的定义域为{x|x≠+kπ,且x≠+kπ,k∈Z}.故选D.
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2.下列函数中,以为周期且在区间(,)单调递增的是
A.f(x)=|cos 2x|
B.f(x)=|sin 2x|
C.f(x)=cos|x|
D.f(x)=sin |x|
√
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对于A,函数f(x)=|cos 2x|的最小正周期为,当x∈(,)时,2x∈(,π),函数f(x)单调递增,故A正确;对于B,函数f(x)=|sin 2x|的最小正周期为,当x∈(,)时,2x∈(,π),函数f(x)单调递减,故B不正确;对于C,函数f(x)=cos|x|=cos x的最小正周期为2π,故C不正确;对于D,f(x)=sin ∣x∣=由正弦函数图象知,在x≥0和x<0时,f(x)均以2π为周期,但在整个定义域上f(x)不是周期函数,故D不正确.故选A.
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3.(2024·天津卷)已知函数f=sin 3(ωx+的最小正周期为π,则函数在的最小值是
A.- B.-
C.0 D.
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f=sin 3=sin =-sin 3ωx,由T==π得ω=,即f=-sin 2x,当x∈时,2x∈,画出f=
-sin 2x图象如图所示.由图可知,f=-sin 2x在上单调递减,所以当x=时,f=-sin =-,故选A.
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4.已知函数f(x)=sin(2x+φ),其中φ∈(0,2π),若f(x)≤f对任意x∈R恒成立,则f(x)的单调递增区间是
A. B.
C. D.
√
由题意得f为函数f(x)的最大值,即2×+φ=2kπ+,则φ=2kπ+,又φ∈(0,2π),所以φ=,所以f(x)=sin.令2x+∈,则x∈[kπ-,kπ+ ] .故选B.
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5.(多选)下列结论中正确的是
A.sin 1>cos 1
B.cos<cos
C.tan(-52°)>tan(-47°)
D.sin>sin
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对于A,因为函数y=sin x在上单调递增,且0<-1<1<,所以sin 1>sin(-1)=cos 1,故A正确;对于B,因为函数y=cos x在(0,π)上单调递减,cos=cos=cos,cos=cos,又因为0<<<π,所以cos>cos,即cos>cos,故B错误;
对于C,当-90°<x<0°时,函数y=tan x单调递增,因为-90°<
-52°<-47°<0°,所以tan(-52°)<tan(-47°),故C错误;对于D,因为函数y=sin x在(-,0)上单调递增,又因为-<-<-<0,所以sin>sin,故D正确.故选AD.
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6.(多选)已知函数f(x)=sin x+cos x,下列说法正确的是
A.f(x)的最小正周期为2π
B.f(x)的最大值为+1
C.f(x)在区间上单调递减
D.为f(x)的一个零点
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f(x)=sin x+cos x=2sin,f(x)的最小正周期为2π,故A正确;当sin=1时,f(x)的最大值为2,故B错误;因为x∈,所以x+∈⊆,所以f(x)在区间上单调递减,故C正确;f=2sin(+)=2sin π=0,所以为f(x)的一个零点,故D正确.故选ACD.
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7.已知ω>0,函数f(x)=sin的最小正周期为π,则f(x)在区间上的单调递减区间是________.
由题知=π,解得ω=2,即f(x)=sin(2x+).令2kπ+≤2x+≤2kπ+,k∈Z,解得kπ+≤x≤kπ+,k∈Z,即函数f(x)的单调递减区间为,k∈Z,又x∈,则f(x)在区间上的单调递减区间是.
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8. (新定义)定义运算a*b为:a*b=例如,1*2=1,则函数f(x)=sin x*cos x的值域为____________.
由题意可得f(x)=sin x*cos x,当x∈(+2kπ,+2kπ),k∈Z时,sin x>cos x,所以f(x)=cos x,这时函数的值域为[-1,);当x∈[-+2kπ,+2kπ],k∈Z时,sin x≤cos x,所以f(x)=sin x,这时函数的值域为[-1, ].综上,函数的值域为[-1,].
[-1,]
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9.(13分)已知函数f(x)=sin(x-)+cos(x-),g(x)=2sin2.
(1)若α是第一象限角,且f(α)=,求g(α)的值;(6分)
解:f(x)=sin(x-)+cos(x-)=sin x-cos x+cos x+sin x
=sin x,g(x)=2sin2=1-cos x.
(1)由f(α)=,得sin α=.
因为α是第一象限角,所以cos α>0,
从而g(α)=1-cos α=1-=1-=.
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(2)求使f(x)≥g(x)成立的x的取值集合.(7分)
解:f(x)≥g(x)等价于sin x≥1-cos x,
即sin x+cos x≥1.
于是sin(x+)≥,
从而2kπ+≤x+≤2kπ+,k∈Z,即2kπ≤x≤2kπ+,k∈Z,
故使f(x)≥g(x)成立的x的取值集合为{x|2kπ≤x≤2kπ+,k∈Z}.
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10.(多选)已知函数f(x)=sin,若当x∈[m,n](m<n)时,f(x)∈,则n-m的值可能为
A.
B.
C.
D.
√
√
√
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f(x)=sin,作出函数f(x)的图象,如图所示.
在一个周期内考虑问题,若要使当x∈[m,n]时,f(x)∈,则需满足或所以n-m的值可以为区间内的任意实数.故选ABC.
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11.若函数f(x)=sin(2x-)与g(x)=cos(x+)都在区间(a,b)(0<a<b<π)上单调递减,则b-a的最大值为
A. B.
C. D.
函数f(x)=sin在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增,函数g(x)=cos在区间上单调递减,在上单调递增,所以这两个函数都在区间上单调递减,故(b-a)max=-=.故选B.
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12.(15分)已知函数f(x)=2sin xcos x+cos 2x.
(1)求f(x)的单调递减区间;(6分)
解:因为f(x)=2sin xcos x+cos 2x=sin 2x+cos 2x=2=2sin(2x+),
即f(x)=2sin.
令2kπ+≤2x+≤2kπ+,k∈Z,
解得kπ+≤x≤kπ+,k∈Z,
所以f(x)的单调递减区间为,k∈Z.
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(2)若函数g(x)=f(x)-k在上有两个不同的零点,求实数k的取值范围.(9分)
解:由x∈,可得2x+∈,
又函数f(x)在上单调递增,所以f(x)∈[,2],f(x)在上单调递减,f(x)∈[1,2],
所以若函数g(x)=f(x)-k在上有两个不同的
零点,即y=k与y=f(x)的图象有两个交点,
如图所示,
所以实数k的取值范围为[,2).
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13.(5分)(双空题)已知函数f(x)=sin x+|cos x|,写出函数f(x)的一个单调递增区间为______________________;当x∈[0,a]时,函数f(x)的值域为[1,2],则实数a的取值范围是____________.
(答案不唯一)
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当x∈[-+2kπ,+2kπ],k∈Z时,f(x)=sin x+cos x=2sin,当x∈,k∈Z时,f(x)=sin x-cos x=2sin,令-≤x+≤,得-≤x≤,所以函数f(x)的一个单调递增区间为.f(x)=则函数f(x)在上单调递增,在上单调递减,则当x∈时,
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f(x)∈[1,2],且f(0)=,f=1,令-≤x-≤,得-≤x≤,所以函数f(x)在上单调递增,此时f(x)∈[1,2].令≤x-≤,得≤x≤,所以函数f(x)在上单调递减,当x∈时,令f(x)=1,则x=,因为当x∈[0,a]时,函数f(x)的值域为[1,2],所以≤a≤.
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14.(17分)(2023·北京卷)设函数f(x)=sin ωxcos φ+cos ωxsin φ(ω>0,|φ|<).
(1)若f(0)=-,求φ的值;(7分)
解:因为f(x)=sin ωxcos φ+cos ωxsin φ,ω>0,|φ|<,
所以f(0)=sin(ω·0)cos φ+cos(ω·0)sin φ=sin φ=-,
因为|φ|<,所以φ=-.
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(2)已知f(x)在区间上单调递增,f=1,再从条件①、条件②、条件③这三个条件中选择一个作为已知,使函数f(x)存在,求ω,φ的值.(10分)
条件①:f=;
条件②:f=-1;
条件③:f(x)在上单调递减.
注:如果选择的条件不符合要求,第(2)问得0分;如果选择多个符合要求的条件分别解答,按第一个解答计分.
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解:因为f(x)=sin ωxcos φ+cos ωxsin φ,ω>0,|φ|<,
所以f(x)=sin(ωx+φ),ω>0,|φ|<,
所以f(x)的最大值为1,最小值为-1.
若选①:因为f(x)=sin(ωx+φ)的最大值为1,最小值为-1,
所以f=无解,
故条件①不能使函数f(x)存在.
若选②:因为f(x)在上单调递增,且f=1,f=-1,
所以=-=π,所以T=2π,ω==1,所以f(x)=sin(x+φ).
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又因为f=-1,所以sin=-1,
所以-+φ=-+2kπ,k∈Z,所以φ=-+2kπ,k∈Z,
因为|φ|<,所以φ=-,所以ω=1,φ=-.
若选③:因为f(x)在上单调递增,在上单调递减,
所以f(x)在x=-处取得最小值-1,即f=-1.以下与选条件②相同.
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谢 谢 观 看
三角函数的定义域、值域与单调性
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