内容正文:
第一讲 三角函数的图象与性质 基础课
第一部分 专题突破
专题一 三角函数与平面向量
高考分析
1.高考常将三角函数的多种性质如单调性、奇偶性、周期性、对称性、最值以及图象的变换和图象的识别等综合考查. 2.选择题、填空题多以中档题为主,解答题通常与三角恒等变换、平面向量等知识结合,增加试题的灵活性和综合性.
考点一 三角函数与三角恒等变换
内容索引
考点二 三角函数的图象与性质
考点三 三角函数中与ω,φ有关的问题
3
考点一 三角函数与三角恒等变换
考点一 三角函数与三角恒等变换
1.(2025·全国二卷)已知0<α<π,cos =,则sin=( )
A. B.
C. D.
D
考点一 三角函数与三角恒等变换
解析:因为cos =,所以cos α =2cos2-1=-.又 0<α <π,所以sin α ===,所以sin =(sin α-cos α)
=×=.
考点一 三角函数与三角恒等变换
2.(2024·新课标Ⅰ卷)已知cos(α+β)=m,tan αtan β=2,则cos(α-β)=( )
A.-3m B.-
C. D.3m
解析:因为cos(α+β)=cos αcos β-sin αsin β=m,
而tan αtan β==2,
所以cos αcos β-2cos αcos β=m,
即cos αcos β=-m,从而sin αsin β=-2m,故cos(α-β)=-3m.
A
考点一 三角函数与三角恒等变换
3.(2023·新课标Ⅰ卷)已知sin(α-β)=,cos αsin β=,则cos(2α+2β)=( )
A. B.
C.- D.-
解析:因为sin(α-β)=sin αcos β-cos αsin β=, cos αsin β=,所以sin αcos β=,则sin(α+β)=sin αcos β+cos αsin β=,
所以cos(2α+2β)=cos[2(α+β)]=1-2sin 2(α+β)=1-2×()2=.
B
考点一 三角函数与三角恒等变换
4.(2024·新课标Ⅱ卷)已知α为第一象限角,β为第三象限角,tan α+tan
β=4,tan αtan β=+1,则sin(α+β)= .
-
考点一 三角函数与三角恒等变换
解析:法一:tan(α+β)==-2.又2kπ+π<α+β<2kπ+2π,k∈Z,所以α+β为第四象限角.由sin2(α+β)+cos2(α+β)=1,得sin2(α+β)+sin2(α+β)=1,所以sin2(α+β)=.又sin(α+β)<0,所以sin(α+β)=-.
法二:设tan α=m,tan β=n,m>0,n>0,则sin α=,cos α=,sin β=,cos β=,所以sin(α+β)=sin αcos β+cos αsin β==-.
考点一 三角函数与三角恒等变换
三角恒等变换的基本思路
找差异、化同角(名)化简求值,三角变换的关键在于对两角和与差的正弦、余弦、正切公式、二倍角公式、三角恒等变换公式的熟记和灵活应用.
方法总结
考点二 三角函数的图象与性质
考点二 三角函数的图象与性质
[例1] (1)(2025·全国一卷)已知点(a,0)(a>0)是函数y=2tan的图象的一个对称中心,则a的最小值为( )
A. B.
C. D.
[解析] 由点(a,0)(a>0)是函数y=2tan的图象的一个对称中心,可知a-=(k∈Z),即a=+(k∈Z).由a>0可得,当k=0时,a取得最小值.
B
考点二 三角函数的图象与性质
(2)(多选)(2024·新课标Ⅱ卷)对于函数f(x)=sin 2x和g(x)=sin(2x-),下列说法中正确的有( )
A.f(x)与g(x)有相同的零点
B.f(x)与g(x)有相同的最大值
C.f(x)与g(x)有相同的最小正周期
D.f(x)与g(x)的图象有相同的对称轴
BC
考点二 三角函数的图象与性质
[解析] 由f(x)=sin 2x=0,解得x=,k∈Z,此时 g(x)=sin(kπ-)≠0, A错误;
显然f(x)max=g(x)max=1,B正确;f(x),g(x)的最小正周期均为=π,C正确;
函数f(x)图象的对称轴为直线x=+,k∈Z,函数g(x)图象的对称轴为直线x=+,k∈Z, D错误.
1.由三角函数的图象求解析式y=Asin(ωx+φ)+B(A>0,ω>0)中参数的值
(1)最值定A,B:根据给定的函数图象确定最值,设最大值为M,最小值为m,则A=,B=.
(2)T定ω:由最小正周期公式T=,可得ω=.
(3)特殊点定φ:代入特殊点求φ,一般代入最高点或最低点,代入中心点时应注意是上升趋势还是下降趋势.
2.研究三角函数性质的思路:将函数解析式进行化简,转化为y=Asin(ωx+φ)+h的形式, 将ωx+φ(ω>0)作为一个整体,结合正弦函数y=sin x的性质求解.
方法总结
考点二 三角函数的图象与性质
1.(2024·新课标Ⅰ卷)当x∈[0,2π]时,曲线y=sin x与y=2sin (3x-)的交点个数为( )
A.3 B.4
C.6 D.8
对点训练
C
考点二 三角函数的图象与性质
解析:因为函数y=sin x的最小正周期为2π,函数y=2sin(3x-)的最小正周期为,所以当x∈[0,2π]时,函数y=2sin(3x-)有3个周期的图象,在坐标系中结合五点法画出两个函数图象,如图所示,
由图可知,在区间[0,2π]上,两函数图象有6个交点.
考点二 三角函数的图象与性质
2.(多选)(2025·广东肇庆模拟)函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<)的部分图象如图所示,下列结论中正确的是( )
A.ω=2
B.函数f(x)的图象关于点(-,0)对称
C.函数f(x)在[-,]上单调递增
D.将函数f(x)的图象向右平移个单位长度得到函数g(x)=sin(2x+)的图象
ABC
考点二 三角函数的图象与性质
解析:对于选项A:由题意可得=-=,故T=π,则ω==2,故A正确;
根据图象,可得A=1,f()=sin(2×+φ)=-1,
即+φ=-+2kπ(k∈Z),解得φ=-+2kπ(k∈Z),又|φ|<,即φ=-+2π=,
所以f(x)=sin(2x+),
对于选项B:当x=-时,有2×(-)+=0,
故f(x)的图象关于点(-,0)对称,故B正确;
考点二 三角函数的图象与性质
对于选项C:令t=2x+,则y=sin t,
当x∈[-,]时,t=2x+∈[-,],
而y=sin t在[-,]上单调递增,故C正确;
对于选项D:将函数f(x)的图象向右平移个单位长度得到g(x)=f(x-)=sin[2(x-)+]=sin(2x+),故D错误.
考点二 三角函数的图象与性质
考点三 三角函数中与ω,φ有关的问题
考点三 三角函数中与ω,φ有关的问题
[例2] (1)(2025·北京卷)设函数f(x)=sin ωx+cos ωx(ω>0),若f(x+π)=f(x)恒成立,且f(x)在上存在零点,则ω的最小值为( )
A.8 B.6
C.4 D.3
C
考点三 三角函数中与ω,φ有关的问题
[解析] 函数f(x)=sin ωx+cos ωx=sin(ωx+)(ω>0),
设函数f(x)的最小正周期为T,由f(x+π)=f(x)可得kT=π(k∈N*),
所以T==(k∈N*),即ω=2k(k∈N*).
又函数f(x)在上存在零点,且当x∈时,ωx+∈,
所以+≥π,即ω≥3.综上,ω的最小值为4.
考点三 三角函数中与ω,φ有关的问题
(2)(2023·新课标Ⅰ卷)已知函数f(x)=cos ωx-1(ω>0)在区间[0,2π]有且仅有3个零点,则ω的取值范围是 .
[解析] 因为0≤x≤2π,ω>0,所以0≤ωx≤2ωπ,令f(x)=cos ωx-1=0,则cos ωx=1有3个根,令t=ωx,则cos t=1有3个根,其中t∈[0,2ωπ],结合余弦函数y=cos t的图象性质可得4π≤2ωπ<6π,故2≤ω<3.
[2,3)
求ω,φ的最值与范围问题的解法
1.根据x的范围求出ωx+φ的范围,利用三角函数的图象求解.
2.利用解析式,直接求三角函数的零点、极值点、单调区间、对称轴方程或对称中心的坐标即可,注意整体代换的应用.
方法总结
考点三 三角函数中与ω,φ有关的问题
3.(2025·安徽安庆模拟)若将函数f(x)=sin 2x+cos 2x的图象向右平移φ个单位长度,所得图象关于原点中心对称,则φ的最小正值是( )
A. B.
C. D.
对点训练
A
考点三 三角函数中与ω,φ有关的问题
解析:f(x)=sin(2x+),将函数f(x)的图象向右平移φ个单位长度得g(x)=sin(2x+-2φ),由该函数为奇函数可知2φ-=kπ,k∈Z,
即φ=+,k∈Z,所以φ的最小正值为.
考点三 三角函数中与ω,φ有关的问题
4.(2025·山东青岛模拟)已知函数f(x)=2sin2(+)+sin(ωx+)-1(ω>0),若方程f(x)=在区间[0,2π]上恰有5个根,且f(x)在[-,]上单调递增,则实
数ω的取值范围为 .
[,]
考点三 三角函数中与ω,φ有关的问题
解析:由题意,f(x)=2sin2(+)+sin(ωx+)-1=1-cos(ωx+)+sin(ωx+)-1
=sin(ωx+-)=sin(ωx+),
由f(x)=,可得sin(ωx+)=,则ωx+=+2kπ或ωx+=+2kπ,k∈Z.
由x∈[0,2π]可得ωx+∈[,+2ωπ],由f(x)=恰有5个根,可得≤+2ωπ<,解得≤ω<.
考点三 三角函数中与ω,φ有关的问题
由-≤ωx+≤,得-≤x≤,即函数f(x)在[-,]上单调递增,
所以[-,]⊆[-,],即,且ω>0,解得0<ω≤.
所以实数ω的取值范围为≤ω≤.
考点三 三角函数中与ω,φ有关的问题
感谢您的观看
$