内容正文:
第二部分 专题篇
专题一 三角函数与解三角形
第1讲 三角函数的图象与性质
考情分析
备考关键
考点 诱导公式及同角三角函数的基本关系式的运算、三角函数的图象变换及由图象确定解析式、三角函数的性质应用.
考法 主要以选择题、填空题的形式考查三角函数的图象变换及解析式,利用三角函数的性质求参数、最值、值域、单调区间及对称性,也可能是解答题的一问.
1.诱导公式“奇变偶不变,符号看象限”,应用基本关系式化简“变异为同,化繁为简”.
2.三种曲线的特征与性质,求解析式的“三定”.
3.性质应用“整体性”,求值域利用“有界性”.
做真题 明方向
1.[2024·天津卷]已知函数的最小正周期为 ,则在,的最小值为( )
A. B. C. 0 D.
【答案】C
【解析】选A.由 的最小正周期为 ,
可得,所以,
所以.
当,时,,,
,,所以.
2.[2024· 新课标Ⅰ卷]当时,曲线与的交点个数为( )
A. 3 B. 4 C. 6 D. 8
【答案】C
【解析】选C.因为函数 的最小正周期,所以函数 在 上的图象恰好是三个周期的图象,所以作出函数 与 在 上的图象如图所示.
由图可知,这两个图象共有6个交点.
3.[2024· 新课标Ⅱ卷](多选)对于函数和,下列说法中正确的有( )
A. 与有相同的零点
B. 与有相同的最大值
C. 与有相同的最小正周期
D. 与的图象有相同的对称轴
【答案】BC
【解析】选.对于A,令,则,,又,故A错误;
对于B,与 的最大值都为1,故B正确;
对于C,与 的最小正周期都为 ,故C正确;
对于D,图象的对称轴方程为 ,,即,,图象的对称轴方程为 ,,即,,故 与 图象的对称轴不相同,故D错误.
4.[2023· 新课标Ⅱ卷]已知函数,如图,,是直线与曲线的两个交点,若,则________.
【答案】
【解析】设,,,,由,可得,由,知 ,, ,,
所以,
即,故.
因为,由“五点(画图)法”得, ,,
即 ,,
所以,
所以.
研考点 破重难
考点一 三角函数的基本运算
1.函数值的符号:一全正,二正弦,三正切,四余弦.
2.同角关系:, ,.
3.诱导公式:在 ,的诱导公式中“奇变偶不变,符号看象限”.
[例1]
(1) 在平面直角坐标系中,角 的顶点为,始边与轴的非负半轴重合,终边与圆相交于点,,则( )
A. B. C. D.
(2) [2023·全国乙卷]若,,,则__________.
【答案】(1) B
(2)
【解析】
(1) 因为 的终边与圆 相交于点,,所以,所以 .
(2) 由,得 ,代入,可得,因为,,所以,则,所以.
利用公式进行化简求值的策略
(1)利用诱导公式化任意角的三角函数为锐角三角函数的步骤:去负—脱周—化锐.
(2)利用同角三角函数的关系化简过程的原则:化切为弦、化异为同、化高为低、化繁为简等.
[对点训练].已知,则( )
A. 1 B. C. D.
【答案】B
【解析】选B.因为,
所以,
即,
所以,
所以 或(舍去),
所以.
考点二 三角函数的图象
三角函数图象的两种变换
(1)先平移后伸缩
(2)先伸缩后平移
[例2]
(1) [2024·潍坊二模]将函数的图象向右平移个单位长度,再将所得图象上所有点的横坐标变为原来的2倍,纵坐标不变,得到的图象,则( )
A. B. C. D.
(2) [2024·邯郸调研改编]已知函数的部分图象如图所示,,为的图象与轴的交点,为图象上的最高点,是边长为1的等边三角形,,则________________________.
【答案】(1) B
(2)
【解析】
(1) 将函数 的图象向右平移 个单位长度,得 的图象,再将所得图象上所有点的横坐标变为原来的2倍,纵坐标不变,得到图象对应的函数解析式为.
(2) 由题图可得,的最小正周期为2,所以,即 ,易得,所以,因为,所以,,,,,,由“五点法”可得, ,,即 ,,又 ,所以,所以.
由“图”定“式”找“对应”的方法
对于函数(,, 为常数):
(1)最值定,根据给定的函数图象确定最值,设最大值为,最小值为,则,,解得,;
(2)定由周期的求解公式,可得;
(3)点坐标定一般运用代入法求解 值,注意在确定 值时,往往以寻找“五点法”中的某一个点为突破口,即“峰点”“谷点”与三个“中心点”.
提醒 在图象变换中务必分清是先平移,还是先伸缩,变换只是对其中的自变量而言的,如果的系数不是1,就要把这个系数提取后再确定变换的单位长度和方向.
[对点训练].
1.[2024·长沙模拟]如图是函数的部分图象,则该函数的解析式可以是( )
A. B.
C. D.
2.[2024·河北模拟](多选)要得到函数的图象,可将函数的图象( )
A. 向左平移个单位长度,再将所得图象上所有点的纵坐标不变,横坐标变为原来的2倍
B. 向左平移个单位长度,再将所得图象上所有点的纵坐标不变,横坐标变为原来的
C. 纵坐标不变,横坐标变为原来的,再将所得图象上的所有点向左平移个单位长度
D. 纵坐标不变,横坐标变为原来的2倍,再将所得图象上的所有点向左平移个单位长度
【答案】1.C
2.BC
【解析】
1.选C.由各选项可知,,.由题图可知,,所以 ,则 ,所以,则.因为函数 的图象过点,,所以,,即 ,,所以 ,,则.
2.选.对于A,所得图象对应的解析式为,A错误;对于B,所得图象对应的解析式为,B正确;对于C,所得图象对应的解析式为,C正确;对于D,所得图象对应的解析式为,D错误.
考点三 三角函数的性质
函数 的性质
(1)单调性:由可得单调递增区间;由可得单调递减区间.
(2)对称性:由可得对称中心的横坐标;由可得对称轴.
(3)奇偶性:时,函数为奇函数;时,函数为偶函数.
角度1 三角函数的单调性
[例3] 设函数.
(1) 求函数的单调递减区间;
(2) 当时,的最小值为0,求实数的值.
【答案】(1) 【解】由,可得,所以 的单调递减区间为,.
(2) 当 时,,当 或,即 或 时,取得最小值,最小值为,由,得.
求三角函数单调区间的方法
(1)代换法:求形如(或())(, , 为常数,,)的单调区间时,令,得(或),然后由复合函数的单调性求得;
(2)图象法:画出三角函数的图象,结合图象求其单调区间.
注意 求函数的单调区间时,若,则要先将 转化为正数.
角度2 三角函数的奇偶性、周期性、对称性
[例4] [2024·安徽模拟](多选)已知函数,,的部分图象如图所示,且阴影部分的面积为 ,则( )
A. 函数的最小正周期为
B. 点,为曲线的一个对称中心
C. 直线为曲线的一条对称轴
D. 函数在区间,上单调递增
【答案】ACD
【解析】由题图可知,,因为,即,且,可得.对于A,设 的最小正周期为,则 ,即 ,故A正确;又因为,可得,所以,对于B,因为,所以点,不为曲线 的一个对称中心,故B错误;对于C,因为,为最小值,所以直线 为曲线 的一条对称轴,故C正确;对于D,因为,,则,,且 在,上单调递增,所以函数 在区间,上单调递增,故D正确.
(1)判断对称中心与对称轴的方法
利用函数的图象的对称轴一定经过图象的最高点或最低点、对称中心的横坐标一定是函数的零点这一性质,通过检验对应函数值进行判断.
(2)求三角函数周期的常用结论
和的最小正周期均为,的最小正周期为.
[对点训练].
1.[2024·北京卷]设函数.已知,,且的最小值为,则( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
2.(多选)已知函数的最小正周期满足,且点,是图象的一个对称中心,则( )
A.
B. 的值域是
C. 直线是图象的一条对称轴
D. 是偶函数
【答案】1.B
2.ABC
【解析】
1.选B.因为,且,,,所以 的最小正周期 ,所以.
2.选.由点,为函数 图象的一个对称中心,得,解得.由,且,得,解得,则,故A正确;则,因为,所以,故B正确;将 代入,可得,根据正弦函数的对称性,知直线 是 图象的一条对称轴,故C正确;,显然该函数不是偶函数,故D错误.
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