内容正文:
期中复习讲义02 三角函数
【考点一】 正弦函数的图象
【考点四】 求图象变化前(后)的解析式
【考点二】 正弦函数的性质
【考点五】 由图象确定正(余)弦型函数解析式
【考点三】 余弦函数的性质
【考点六】 正切函数的图象与性质
一、三角函数的概念
1. 任意角的概念
正角:按逆时针方向旋转形成的角;负角:按顺时针方向旋转形成的角;零角:不作旋转的角。
终边相同的角:与角终边相同的角的集合为(或用弧度制表示为)。
象限角:角的终边在第几象限,就称这个角为第几象限角;终边在坐标轴上的角不属于任何象限。
2. 弧度制与角度制的换算
核心换算公式:
推导公式:
弧长公式:(为弧所对圆心角的弧度数,为圆的半径)
扇形面积公式:
3. 任意角的三角函数定义
设角的终边上任意一点,到原点的距离为,则:
,,
补充:,,(期中低频,了解即可)
4. 三角函数值的符号
第一象限:,,(全正)
第二象限:,,(正弦正)
第三象限:,,(正切正)
第四象限:,,(余弦正)
5. 特殊角的三角函数值(期中必记)
角度
0°
30°
45°
60°
90°
180°
270°
360°
弧度
0
0
1
0
-1
0
1
0
-1
0
1
0
1
无意义
0
无意义
0
二、三角函数的基本关系与诱导公式
1. 同角三角函数基本关系(核心考点)
平方关系:(可变形为,)
商数关系:
注意:使用平方关系时,需结合三角函数值的符号判断开方后的正负。
2. 诱导公式(期中高频,记准符号)
核心原则:奇变偶不变,符号看象限(“奇、偶”指中的奇偶性;“符号”指原函数在目标象限的符号)
常用诱导公式(重点记前6组):
,,(,周期性)
,,
,,(奇偶性)
,,
,(互余关系)
,
,
,
三、三角函数的图像与性质(期中压轴考点)
1. 正弦函数的性质
定义域:
值域:(最大值为1,最小值为-1)
周期性:最小正周期
奇偶性:奇函数,图像关于原点对称,满足
单调性:在上单调递增;在上单调递减
对称中心:;对称轴:
2. 余弦函数的性质
定义域:
值域:(最大值为1,最小值为-1)
周期性:最小正周期
奇偶性:偶函数,图像关于y轴对称,满足
单调性:在上单调递增;在上单调递减
对称中心:;对称轴:
3. 正切函数的性质
定义域:
值域:
周期性:最小正周期
奇偶性:奇函数,图像关于原点对称,满足
单调性:在上单调递增(无递减区间)
对称中心:;无对称轴
4. 三角函数的图像变换(期中高频)
以为基础,变换得到(),变换步骤(两种常用方法):
方法一(先平移,后伸缩):
方法二(先伸缩,后平移):
关键参数含义:
:振幅,决定函数值域范围,
:决定周期,最小正周期(正切函数为)
:相位,决定图像左右平移
:纵向平移量,决定函数图像的上下位置
四、三角恒等变换(期中重点难点)
1. 两角和与差的三角函数公式(核心)
(注意差角公式中是“+”)
2. 二倍角公式(重点,可由两角和公式推导)
(三种形式,灵活选用)
3. 降幂公式(由二倍角公式变形,期中高频应用)
4. 辅助角公式(期中压轴,用于化简三角函数式)
,其中(的象限由的符号决定)
常用特例:,
【考点一】正弦函数的图象
1.(24-25高一下·上海·期中)下列函数图像所对应的函数解析式可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据函数的奇偶性,结合函数值的特征利用排除法判断即可.
【详解】对于A:函数的定义域为,又,,
所以,且当时,而,
所以,当或时,所以,则,
又,所以为奇函数,函数图象关于原点对称,符合题意,故A正确;
对于B:函数的定义域为,故排除B;
对于C:函数的定义域为,
且,所以为非奇非偶函数,
且当或时,所以,故排除C;
对于D:函数的定义域为,
且,所以为非奇非偶函数,
且当或时,所以,故排除D;
故选:A
2.函数与函数的图像的交点个数是( )
A.3 B.6 C.7 D.9
【答案】C
【分析】作出函数和的图象,由图象可得交点个数,
【详解】的最小正周期是,,
时,,作出函数和的图象,只要观察的图象,由图象知它们有7个交点,
故选:C.
3.(24-25高一下·上海青浦·期中)已知函数,则下列说法错误的是( )
A.当时,函数在区间上恰有3040个零点
B.当时.函数在区间上恰有2026个零点
C.当时,函数在区间上恰有2168个零点,则正整数的值是2168
D.当时.函数在区间上给有4054个零点
【答案】C
【分析】将函数变形为,利用换元法可得,,根据二次函数零点可得原题等价与在题中所给区间的零点问题,结合正弦函数图象分析即可逐一判断.
【详解】.
令,所以,
因为.函数有两个零点.
记的两个零点分别为,
则,设.
.
对于A.当时,.令.得或.
所以或.
当时,或或.
所以在上有3个零点.
而.
所以函数在区间上有个零点,故A正确:
对于B.当时,.
.
所以<.
所以函数在上没有零点,在上有两个零点.
而.
所以函数在区间上有个零点,故B正确;
对于C.当时,.
.
所以.
所以函数在上有两个零点,在上没有零点,
因为函数在区间上给有2168个零点.
而,所以或2168,故C错误;
对于D,当时,,
.
所以,所以函数在上有两个零点,在上有两个雾点.而.
所以函数在区间上有个零点,故D正确;
故选:C.
4.(23-24高一下·上海·期中)方程的实数解的个数为__________个.
【答案】5
【分析】将零点问题转化为函数交点问题,作出函数图像,求出交点个数即可.
【详解】方程的实数解的个数,
即为函数与图象交点个数,
作出两函数的图象,如图所示:
由此可得两函数共有5个交点,
所以方程的实数解的个数为5.
故答案为:5.
5.(23-24高一下·上海·期中)已知函数在区间上有且仅有5个零点,则的取值范围是__________.
【答案】
【分析】根据复合型三角函数最小正周期的计算公式,结合其图像性质列不等式求解.
【详解】因为,所以函数的最小正周期.
因为在区间上有5个零点,
所以,即,
可得;
故答案为:.
6.(23-24高一下·上海·期中)如图是函数的部分图象,其中点在轴上且过点的竖直线经过图象的最高点,是图象上一点,是线段与图象的交点,且,则点的纵坐标是__________.
【答案】
【分析】设,进而可得点坐标,再根据条件列式,利用三角公式是计算可得答案.
【详解】设,
其中,
则,
于是.
因为是中点,
所以,
即或,又因为,
所以,即点的纵坐标是.
故答案为:.
7.(24-25高一下·上海·期中)已知,若关于的方程,对任意的都至少有2个不同解,则实数的取值范围是_____.
【答案】
【分析】根据正弦函数的图象及性质分析即可求解.
【详解】由图可知,关于的方程,对任意的都至少有2个不同解,
则,即实数的取值范围是.
故答案为:.
8.(24-25高一下·上海长宁·期中)若存在常数使关于的方程在闭区间上恰有三个不同解,则_________.
【答案】/
【分析】方程化为,由函数在上的图象,可得满足题意,由此可求得,即可得结论.
【详解】方程即为,
由于的最小正周期是,
作出在时的图象,如图,只有直线与它有三个交点,
因此方程在闭区间上恰有三个不同解,不妨设,则,,
由,得,
所以.
故答案为:.
9.曲线和直线在y轴右侧的交点按横坐标由小到大依次记为,,,…,则______.
【答案】/
【分析】首先把函数的关系式变形成正弦型函数,进一步利用正弦型函数的性质的应用求出结果.
【详解】解:,
令,得,
则或,
所以或,
由于的横标为轴右侧的点,
所以,,,,,,,
所以.
故答案为:.
10.设是定义在R上的周期为4的函数,且,记,若函数在区间上零点的个数是8个,则实数a的取值范围是___________.
【答案】
【分析】分别作出与直线的图像,观察交点个数即可.
【详解】作出,的图像如下:
令,则,
则函数在区间上零点的个数,即为与直线的图像交点个数,
由图可知当是,图像有8个交点.
故答案为:.
【考点二】正弦函数的性质
11.(24-25高一下·上海金山·期中)已知满足,有下列四个结论:
①、可能都是锐角;②、中一定存在钝角;③;④.
以上结论中正确的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【分析】假设,都是锐角,可得,与已知矛盾,从而可得以,中一定存在钝角,则角为锐角,从而可判断结论的真假.
【详解】假设,都是锐角,则,故是锐角.
则,同理,从而,矛盾.
故,中必定有一个为钝角,②对①错.
不妨设为钝角,则,为锐角.
,
,
,
看成关于的一元二次方程,注意到,
则判别式恒成立,且两根之积为负数.
从而对任意锐角,必存在唯一钝角符合关系式,因为,
所以也为钝角,所以为锐角. 故可取遍任意锐角,
所以,即,③正确,
又因为任意一个集合都是自身的子集,则,故④正确,
故选:C.
12.(24-25高一下·上海闵行·期中)函数在一个周期内的图象如图所示.为图象的最高点,,为图象与轴的交点,且为正三角形.若,且,则的值是( ).
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】利用二倍角公式及两角和的正弦公式化简函数解析式,根据周期求出,即可得到函数解析式,从而得到,再求出,最后由两角和的正弦公式计算可得.
【详解】因为
,
又为正三角形,所以,
则函数的最小正周期,所以,解得,则,
因为,所以,
即,因为,所以,
所以,
所以
.
故选:A.
13.(24-25高一下·上海杨浦·期中)已知狄利克雷函数 ,符号函数 ,这两个函数在数学和计算机等领域中有着广泛的应用. 有以下两个结论:
①函数 是奇函数且该函数在区间 上的有理数零点恰有 3 个;
②函数 既是偶函数,又是增函数. 那么 ( ).
A.①正确②错误 B.①错误②正确
C.①正确②正确 D.①错误②错误
【答案】A
【分析】由函数的奇偶性的定义可判断及应用特殊三角函数值可判断①,对于分为无理数和有理数即可判断②.
【详解】的定义域为,当为有理数时,是有理数,则,
当为无理数时,是无理数,则,即为偶函数,
故,是奇函数;
,当为有理数时,,得出在区间上有,3个有理数零点,①正确;
当为无理数时,,也为无理数,,;
当为有理数时,也为有理数,,
当时,,,
所以,
当时,,,,
所以,
所以不是偶函数,故②错误;
故选:A
14.(24-25高一下·上海普陀·期中)函数的单调增区间是______.
【答案】, .
【分析】根据正弦函数性质求函数的单调增区间即可.
【详解】函数的单调增区间是, .
故答案为:, .
15.(24-25高一下·上海·期中)已知,若和是函数相邻的两个零点,则正实数_____.
【答案】
【分析】依题意可得,根据正弦型函数的周期公式计算可得.
【详解】因为和是函数相邻的两个零点,设函数的最小正周期为,
所以,则,又,解得.
故答案为:
16.(25-26高一下·上海·期中)函数,的频率是,则______.
【答案】4
【分析】根据频率列式即可求出对应的参数.
【详解】由函数,的频率是,所以函数周期为,则,解得.
17.(23-24高一下·上海奉贤·期中)如图所示为函数的部分图象,其中,则此函数的解析式为__________.
【答案】
【分析】根据勾股定理及周期公式求解,再根据函数过点求解即可.
【详解】设,因为,
所以,解得,
所以,
所以,又时,,
所以,由得,
所以,
故答案为:.
18.(24-25高一下·上海长宁·期中)求函数的最小正周期、最大值,并求出取得最大值时所有的值.
【答案】最小正周期,最大值为3,当,时取得最大值
【分析】利用二倍角公式及辅助角公式化简函数式,再利用正弦函数的性质求解.
【详解】依题意,,
函数的最小正周期,函数的最大值为3,
当,即,时取得最大值.
19.(2024高一下·上海·专题练习)已知函数.
(1)求的单调递增区间;
(2)若,求的值域.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由可求出的单调递增区间;
(2)由求出的范围,再结合正弦函数的性质可求出其值域.
【详解】(1)函数,
令,
可得,
故函数的单调递增区间为:;
(2)由,可得,
结合正弦函数的性质可得,当,即时,有最小值,
当,即时,有最大值2,
即函数的值域为.
20.已知函数.
(1)求的单调增区间;
(2)求函数在的值域.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据正弦型函数的单调性,利用整体代换法求解即可;
(2)先求出的范围,再根据正弦函数的性质求解即可.
【详解】(1)由可得,
所以,
所以函数单调递增区间为:;
(2)令,由可得,
又因为函数在单调递减,在单调递增,
所以在时有最小值-1,又,,
所以,所以函数在上的值域为.
【考点三】余弦函数的性质
21.(23-24高一下·上海·期中)下列函数中,最小正周期为的是( ).
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由正余弦函数的最小正周期公式计算求解判断即可.
【详解】由题意知周期为,周期为,
周期为,周期为.
故选:C
22.(23-24高一下·上海·期中)下列函数中,既是奇函数,又在上是严格增函数的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据奇偶性定义、三角函数的单调性逐项判断可得答案.
【详解】对于A,,因为时,
,所以为偶函数,故A错误;
对于B,,因为时,
,所以为偶函数,故B错误;
对于C,,因为时,
,所以为奇函数,
时,单调递增,故C正确;
对于D,,因为时,
,所以为奇函数,
时,单调递减,故D错误.
故选:C.
23.(23-24高一下·上海·期中)设是正整数,集合.当时,集合元素的个数为( )
A.1012 B.1013 C.2023 D.2024
【答案】B
【分析】分析得当且时,恰好取到半个周期的值,即1013个不同的值.
【详解】,
当且时,恰好取到半个周期内的值,且单调递减,
所以在半个周期内有个不同的值,
再根据对称性得在1个周期内有个不同的值,
由集合中元素的互异性得,集合中的元素个数为,
故选:B.
24.(23-24高一下·上海嘉定·期中)下列命题中正确的是( )
A.若且,则
B.若且,则
C.若且,则
D.若且,则
【答案】C
【分析】利用指数函数的性质及三角函数在上函数值的正负,再结合选项的条件,逐一分析即可得出结果.
【详解】对于A,若,则,
因为,当时,,此时,故A错误;
对于B,若,则,
因为,所以,所以,故B错误;
对于C,若,则,
因为,所以,所以,故C正确;
对于D,若,则,
因为,当时,,此时,故D错误.
故选:C.
25.(23-24高一下·上海·期中),的单调减区间是______.
【答案】
【分析】根据给定条件,直接写出函数的单调减区间.
【详解】,函数在上单调递减,在上单调递增,
所以所求单调减区间是.
故答案为:
26.(24-25高一下·上海·期中)定义在上的函数既是奇函数又是周期函数,其最小正周期是,当时,则的值为______.
【答案】/
【分析】利用奇函数的性质及周期性有,再应用解析式即可求值.
【详解】由题设.
故答案为:
27.(24-25高一下·上海·期中)函数的单调增区间为_______.
【答案】
【分析】先求出函数的增区间,再与取交集即可解出.
【详解】令,解得,
所以的增区间为,
又,所以在上的单调增区间为.
故答案为:.
28.(23-24高一下·上海徐汇·期中)函数的值域为___________.
【答案】
【分析】根据余弦函数的性质,结合整体法即可求解.
【详解】由于,所以,
故,
故答案为:.
29.已知:.
(1)化简:;
(2)求函数的最小值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用诱导公式化简即可;
(2)利用二倍角公式公式将函数变形,再根据余弦函数的有界性及二次函数的性质计算可得;
【详解】(1)解:
即
(2)解:因为,
,
当时,函数取得最小值,最小值为.
30.(24-25高一下·上海·期中)已知函数.
(1)若,求函数在区间上的最大值和最小值;
(2)若,且在中,角,,所对的边分别为,,,,,,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据余弦的二倍角公式可化简,即可利用整体法,结合余弦函数的性质求解,
(2)根据二倍角公式以及辅助角公式化简,代入可得,即可利用余弦定理求解,由面积公式求解即可.
【详解】(1)当时, ,
当时, ,则,
故,
因此
(2)当时, ,
故,即,
由于,故,
所以,即,
由余弦定理可得,解得(负值舍去),
故
【考点四】求图象变化前(后)的解析式
31.(24-25高一下·上海·期中)将函数的图象上所有点的横坐标缩短到原来的倍,再向右平移个单位,可以得到函数( )的图象
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据三角函数的变换规则计算可得.
【详解】将函数的图象上所有点的横坐标缩短到原来的倍得到,
将向右平移个单位得到.
故选:D
32.(24-25高一下·上海长宁·期中)已知,,则下列结论中正确的是( )
A.函数的最小正周期为
B.函数的最大值为1
C.将的图象向左平移单位后得的图象
D.将的图象向左平移单位后得的图象
【答案】D
【分析】先根据诱导公式化简,再结合三角函数的性质,对四个选项逐个分析可选出答案.
【详解】由诱导公式,,,
所以,
对于A,最小正周期为,故A错误;
对于B,的最大值为,故B错误;
对于C,将的图象向左平移单位后得,故C错误;
对于D,将的图象向左平移单位后得,故D正确.
故选:D.
33.(23-24高一下·上海奉贤·期中)函数的图象向右平移个单位后与函数的图象重合,则下列结论中正确的是( )
①函数的最小正周期为;
②函数的图象关于对称;
③是函数的一个零点;
④函数在上为严格减函数.
A.①③ B.②④ C.②③ D.③④
【答案】C
【分析】根据正弦函数的性质逐一判断即可求解.
【详解】由题可知,,
,故①错误;
,故②正确;
,故③正确;
当时,,
因为在单调递增,所以④错误;
故选:C.
34.把函数图象上每一个点的横坐标变为原来倍,纵坐标不变,则所得图象的函数解析式为________.
【答案】
【分析】利用三角函数图象变换可得出变换后的函数解析式.
【详解】将函数图象上每一个点的横坐标变为原来倍,纵坐标不变,
所得图象的函数解析式为.
故答案为:.
35.(23-24高一下·上海·期中)将函数图像向左平移个单位,得到的图像的解析式为________.
【答案】
【分析】直接利用函数的图像的平移变换求解析式.
【详解】函数图像向左平移个单位,
所得图像的解析式为.
故答案为:.
36.(25-26高一下·上海·期中)将函数的图像先向左平移个单位,再保持纵坐标不变,横坐标变为原来的一半,所得函数图像的解析式为______.
【答案】
【详解】函数的图像先向左平移个单位得,
再保持纵坐标不变,横坐标变为原来的一半得.
37.(24-25高一下·上海徐汇·期中)把函数按进行平移,得到函数,且满足,则使得最小时,________.
【答案】
【分析】根据三角函数的变换规则得到的解析式,依题意为奇函数,解得的取值,再求出的最小值,即可得解;
【详解】解:把函数按进行平移得到,即,
又,即为奇函数,所以,解得,
又,要使最小,即取得最小,所以;
故答案为:
38.(24-25高一下·上海闵行·期中)将函数的图象向左平移个单位,再向下平移1个单位,得到函数的图象,若在上至少含有2025个零点,则的最小值为_________.
【答案】/
【分析】根据函数图象变换法则求出函数的解析式,解方程求,再结合条件求的最小值.
【详解】将函数的图象向左平移个单位长度,再向下平移1个单位长度,得到函数的图象,
所以,
令,可得,
则或,
解得或,
所以的取值大于等于的零点从小到大依次为,
若在上至少有个零点,
则不小于第个零点的横坐标即可,
所以的最小值为,
故答案为:.
39.(24-25高一下·上海浦东新·期中)已知函数
(1)求的最小值;
(2)若将的图象上所有点向左平移个单位长度得到的图象,求函数的对称轴和对称中心;
(3)当时,的值域为,求的值.
【答案】(1)
(2),
(3)或
【分析】(1)利用三角恒等变换化简解析式,从而可得正弦型三角函数的最大值;
(2)根据图象变换得函数,结合正弦型三角函数的性质解方程求得的值,利用整体代换法求解函数的对称轴和对称中心即可;
(3)根据正弦型函数的性质确定函数的值域列不等式即可求得的值.
【详解】(1)由题意可得:.
因为,所以的最小值为.
(2)由平移变换知,
又因为,则,解得,
又因为,可得,所以,
令,对称轴为,
令,对称中心为
(3)当时,则,此时的值域为,
因为,可知,
且,可得,
则,解得,可得,
由可知,解得,
且,或,解得,或,所以的值为或.
40.(23-24高一下·上海徐汇·期中)将函数的图象上所有点向左平移个单位长度,再把所得图象上各点纵坐标不变,横坐标伸长到原来的2倍,则最后得到的图象对应的函数解析式可以写为.其中.
(1)分别求和的值.
(2)对于正实数a,设函数在上恰有两个零点,求a的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据三角函数图象变换可得解析式,进而可得;
(2)以为整体,结合正弦函数零点可得,运算求解即可.
【详解】(1)将函数的图象上所有点向左平移个单位长度,得到;
再把所得图象上各点纵坐标不变,横坐标伸长到原来的2倍,得到;
所以.
(2)由(1)可知:,
因为,则,
若函数在上恰有两个零点,
则,解得,
所以a的取值范围为.
【考点五】由图象确定正(余)弦型函数解析式
41.(23-24高一下·上海·期中)下图是根据某港一天中记录的潮汐高度y(cm)与相应时间t(h)的有关数据绘制的简图,若选择函数来近似刻画y与t之间的关系,则此函数可以是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】利用周期可求,由图象可求,进而利用图象过点,可求,进而可得解析式.
【详解】由图象可得周期,所以,所以,
所廖以,由图象和各选项可得,
所以,由图象过点,
所以,所以,
所以,所以,
所以.
故选:D.
42.设是某地区平均气温(摄氏度)关于时间(月份)的函数.下图显示的是该地区1月份至12月份的平均气温数据,函数近似满足.下列函数中,最能近似表示图中曲线的函数是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】结合题意和函数图象,结合三角函数的性质求解即可.
【详解】由题意,,即.
由图可知,,解得,,
此时,
将点代入解析式,
可得,即,
所以,,
即,取,,
所以.
故选:A.
43.函数的部分图象如图,轴,当时,若不等式恒成立,则m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用函数的图象,求出对称轴方程,从而求出函数的周期,由此求得的值,
再利用特殊点求出的值,得到函数的解析式,然后利用参变量分离以及正弦函数的性质,
即可求出的取值范围.
【详解】因为轴,所以图象的一条对称轴方程为,
所以,则,所以,
又,,且,
所以,
故,
因为当时,不等式恒成立,
所以,
令,
因为,则,所以
所以的最小值为,
所以,即.
故选:.
44.(24-25高一下·上海·期中)如图为函数 的部分图象,则 的值为_____
【答案】/
【分析】根据函数图象确定函数周期,求出的值,再结合在函数单调递增区间上,代入求解,即可得答案.
【详解】由图可知,则,
由图象可知点在函数单调递增区间上,则,
则,则,
由于,故,
故答案为:
45.(23-24高一下·上海·期中)如图所示为的部分图像,点A和点B之间的距离为5,那么______.
【答案】
【分析】由求出,根据图象过求出,可得函数的解析式,从而得到的值.
【详解】根据函数,的部分图象,,两点之间的距离为5,
可得,求得.
根据图象过,可得,求得,
,
,可得,
故,
故答案为:.
46.(24-25高一下·上海宝山·期末)函数的部分图象如图所示,则______.
【答案】/
【分析】根据图象求得,进而可得,再代入最大值点即可求得的值,进而可求得.
【详解】由已知可得,,所以,所以,
所以.
又因为在处取得最大值,
所以有,
所以.
又因为,所以,
所以,
所以.
故答案为:.
47.(24-25高一下·上海·期中)根据下图,函数的解析式为______
【答案】
【分析】根据函数图像判断函数性质,进而确定函数解析式.
【详解】由图像可知函数最小值为,且最小正周期,
又,,
则,,
根据函数的对称性可知函数经过点,
即,
解得,,
又,
即,
即,
故答案为:.
48.(23-24高一下·上海·期中)已知函数的振幅是2,最小正周期是,初始相位是:
(1)求的值
(2)求函数的表达式.
【答案】(1),,.
(2)
【分析】(1)由振幅、初始相位定义以及最小正周期公式即可得解.
(2)由(1)即可得解.
【详解】(1)由题得,即.
(2)由(1)得函数的表达式为.
49.(24-25高一下·上海·期中)已知函数的图象,如图所示:
(1)求的解析式;
(2)若在上是严格增函数,求实数的最大值.
(3)将函数的图象向右移动个单位,再将所得图象的上各点的横坐标缩短到原来的倍得到的图象,若在区间上至少有个最大值,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2).
(3).
【分析】(1)观察图象确定函数的最值,周期,由此可求,,再结合关系及的范围,求,由此可得的解析式;
(2)由条件结合正弦函数的单调性结论列不等式求的最大值即可,
(3)根据函数图象变换结论求函数的解析式,根据条件根据正弦函数性质列不等式可求的取值范围.
【详解】(1)设函数的最小正周期为,
观察图象可得函数的最大值为,最小值为,,
所以,
所以,,
所以,
又,所以,
所以,,又,
所以
所以.
(2)由条件可得,,
设,则当时,,
因为在上是严格增函数,又
由条件,,
所以,解得,
所以.
所以的最大值是.
(3)因为函数的图象向右移动个单位,可得函数的图象,
将图象的上各点的横坐标缩短到原来的倍,可得函数的图象,
所以,
令,可得,所以,,
所以,,
因为在区间上至少有个最大值,
又,
所以,所以,
所以,又,
所以.
50.已知函数的图像如图.
(1)根据图像,求的表达式及严格增区间;
(2)将函数的图像向右平移个单位长度得到曲线C,把C上各点的横坐标保持不变,纵坐标变为原来的2倍得到的图像,且关于x的方程在上有解,求m的取值范围.
【答案】(1),增区间为;
(2)[-1,2].
【分析】(1)由函数的图象的顶点坐标求出A,由周期求出,由五点法作图求出的值,从而可得函数的解析式,再利用正弦函数的单调性,即可求解的单调递增区间.
(2)利用函数的图象变换规律,得到的解析式,根据正弦函数的定义域和值域,即可求得的范围.
【详解】(1)根据函数的图象,可得,
,所以,,
由五点法作图,可得,
,故,
令,求得,Z,
的单调递增区间,Z.
(2)将函数的图象向右平移个单位长度得到曲线的图象,
把上各点的横坐标保持不变,纵坐标变为原来的2倍得到的图象,
由在上有解,即在上有解,
因为,,
所以,
所以的取值范围为.
【考点六】正切函数的图象与性质
51.(24-25高一下·上海浦东新·期中)下列函数中,最小正周期为的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据题意,由三角函数的周期性,对选项逐一判断,即可得到结果.
【详解】对于A,的最小正周期为,故A错误;
对于B,的最小正周期为,故B错误;
对于C,的最小正周期为,故C错误;
对于D,因为的最小正周期为,
将函数的图像轴上方不变,下方部分向上翻折,
得到的图像,则其周期减半,所以的最小正周期为,故D正确;
故选:D
52.(23-24高一下·上海浦东新·期中)下列几个命题:
(1)第一象限的角是锐角;
(2)函数在定义域内是增函数;
(3)函数的零点是,
其中真命题的个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】A
【分析】根据象限角的定义可知(1)错误;正切函数只在同一个周期内是增函数,在定义域内不是增函数;易知函数的零点是或,可得结论.
【详解】对于(1),第一象限的角不一定是锐角,例如,即(1)错误;
对于(2),函数的定义域为,在同一个周期内是增函数,在定义域内不是增函数,所以(2)错误;
对于(3),令,可得,即或,可知(3)错误;
所以真命题的个数只有0个.
故选:A
53.(25-26高一下·上海·期中)函数的最小正周期为( )
A. B. C. D.不存在
【答案】C
【分析】先求出原函数的定义域,再运用三角恒等变换与同角三角函数将其化成正切函数,结合周期公式和原函数定义域即可求得其周期.
【详解】函数有意义,需使且,
即函数的定义域为:且,
因
,
该函数的周期为π,但原函数的定义域且,
不满足以π为周期,而满足以2π为周期,故原函数的最小正周期为2π.
54.(25-26高一下·上海·期中)“”是“”的( )
A.必要非充分条件 B.充分非必要条件
C.既非充分也非必要条件 D.充要条件
【答案】A
【详解】由,如,则无意义,充分性不成立,
由,根据正切函数的周期性知,必要性成立,
所以“”是“”的必要非充分条件.
55.(24-25高一下·上海普陀·期中)函数的最小正周期是______.
【答案】/
【分析】根据正切型函数的最小正周期公式求结论.
【详解】函数的最小正周期,
故答案为:.
56.(24-25高一下·上海·期中)函数的最小正周期为______.
【答案】
【分析】根据正切型函数的性质计算可得.
【详解】函数的最小正周期.
故答案为:
57.(25-26高一下·上海普陀·月考)若,,则________.
【答案】
【分析】根据正切函数的周期及反正切函数的定义可得.
【详解】因为正切函数的周期为,所以,且.
根据反正切函数的定义:反正切函数的值域为,满足,
因为,且,所以,即.
58.对于函数,其中.若,则________.
【答案】
【分析】代入计算得到,再计算,得到答案.
【详解】,故,
.
故答案为:
59.求函数的值域
【答案】
【分析】根据函数与在区间上都是增函数,得到函数是增函数,代入即可求解函数的最值,得到答案.
【详解】由题意,根据正弦函数和正切函数的性质,可得函数与在区间上都是增函数,所以函数在区间上是增函数,
所以,,
所以函数的值域为.
【点睛】关键点点睛:本题主要考查了正弦函数与正切函数的图象与性质的应用,其中解答中根据正弦函数和正切函数的单调性,得到函数的单调性是解答的关键.
60.(24-25高一下·上海·期中)已知函数.
(1)若,求函数的最小正周期;
(2)若函数在区间上为严格增函数,求的取值范围;
(3)若函数在(且)上满足“关于x的方程在上至少存在2024个根”,且在所有满足上述条件的中,的最小值不小于2024,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)先写出函数的解析式,进而求出该函数的最小正周期;
(2)由题意利用正切函数的单调性,求得的范围;
(3)由题意利用正切函数的周期性和零点,结合正切函数图象的特点,求得的范围.
【详解】(1)由于,且,
所以的最小正周期为.
(2)由,且,得,
若函数在区间上严格递增,
则只需保证,求得,则,
则的范围为.
(3)由关于的方程在区间上至少存在2024个根,
则关于的方程至少有2024个根,
则至少存在个使得,
因函数的最小正周期为,
故至少包含2023个周期,即
又在所有满足上述条件的中,的最小值不小于2024,则,
得,
所以的取值范围为.
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期中复习讲义02 三角函数
【考点一】 正弦函数的图象
【考点四】 求图象变化前(后)的解析式
【考点二】 正弦函数的性质
【考点五】 由图象确定正(余)弦型函数解析式
【考点三】 余弦函数的性质
【考点六】 正切函数的图象与性质
一、三角函数的概念
1. 任意角的概念
正角:按逆时针方向旋转形成的角;负角:按顺时针方向旋转形成的角;零角:不作旋转的角。
终边相同的角:与角终边相同的角的集合为(或用弧度制表示为)。
象限角:角的终边在第几象限,就称这个角为第几象限角;终边在坐标轴上的角不属于任何象限。
2. 弧度制与角度制的换算
核心换算公式:
推导公式:
弧长公式:(为弧所对圆心角的弧度数,为圆的半径)
扇形面积公式:
3. 任意角的三角函数定义
设角的终边上任意一点,到原点的距离为,则:
,,
补充:,,(期中低频,了解即可)
4. 三角函数值的符号
第一象限:,,(全正)
第二象限:,,(正弦正)
第三象限:,,(正切正)
第四象限:,,(余弦正)
5. 特殊角的三角函数值(期中必记)
角度
0°
30°
45°
60°
90°
180°
270°
360°
弧度
0
0
1
0
-1
0
1
0
-1
0
1
0
1
无意义
0
无意义
0
二、三角函数的基本关系与诱导公式
1. 同角三角函数基本关系(核心考点)
平方关系:(可变形为,)
商数关系:
注意:使用平方关系时,需结合三角函数值的符号判断开方后的正负。
2. 诱导公式(期中高频,记准符号)
核心原则:奇变偶不变,符号看象限(“奇、偶”指中的奇偶性;“符号”指原函数在目标象限的符号)
常用诱导公式(重点记前6组):
,,(,周期性)
,,
,,(奇偶性)
,,
,(互余关系)
,
,
,
三、三角函数的图像与性质(期中压轴考点)
1. 正弦函数的性质
定义域:
值域:(最大值为1,最小值为-1)
周期性:最小正周期
奇偶性:奇函数,图像关于原点对称,满足
单调性:在上单调递增;在上单调递减
对称中心:;对称轴:
2. 余弦函数的性质
定义域:
值域:(最大值为1,最小值为-1)
周期性:最小正周期
奇偶性:偶函数,图像关于y轴对称,满足
单调性:在上单调递增;在上单调递减
对称中心:;对称轴:
3. 正切函数的性质
定义域:
值域:
周期性:最小正周期
奇偶性:奇函数,图像关于原点对称,满足
单调性:在上单调递增(无递减区间)
对称中心:;无对称轴
4. 三角函数的图像变换(期中高频)
以为基础,变换得到(),变换步骤(两种常用方法):
方法一(先平移,后伸缩):
方法二(先伸缩,后平移):
关键参数含义:
:振幅,决定函数值域范围,
:决定周期,最小正周期(正切函数为)
:相位,决定图像左右平移
:纵向平移量,决定函数图像的上下位置
四、三角恒等变换(期中重点难点)
1. 两角和与差的三角函数公式(核心)
(注意差角公式中是“+”)
2. 二倍角公式(重点,可由两角和公式推导)
(三种形式,灵活选用)
3. 降幂公式(由二倍角公式变形,期中高频应用)
4. 辅助角公式(期中压轴,用于化简三角函数式)
,其中(的象限由的符号决定)
常用特例:,
【考点一】正弦函数的图象
1.(24-25高一下·上海·期中)下列函数图像所对应的函数解析式可能为( )
A. B.
C. D.
2.函数与函数的图像的交点个数是( )
A.3 B.6 C.7 D.9
3.(24-25高一下·上海青浦·期中)已知函数,则下列说法错误的是( )
A.当时,函数在区间上恰有3040个零点
B.当时.函数在区间上恰有2026个零点
C.当时,函数在区间上恰有2168个零点,则正整数的值是2168
D.当时.函数在区间上给有4054个零点
4.(23-24高一下·上海·期中)方程的实数解的个数为__________个.
5.(23-24高一下·上海·期中)已知函数在区间上有且仅有5个零点,则的取值范围是__________.
6.(23-24高一下·上海·期中)如图是函数的部分图象,其中点在轴上且过点的竖直线经过图象的最高点,是图象上一点,是线段与图象的交点,且,则点的纵坐标是__________.
7.(24-25高一下·上海·期中)已知,若关于的方程,对任意的都至少有2个不同解,则实数的取值范围是_____.
8.(24-25高一下·上海长宁·期中)若存在常数使关于的方程在闭区间上恰有三个不同解,则_________.
9.曲线和直线在y轴右侧的交点按横坐标由小到大依次记为,,,…,则______.
10.设是定义在R上的周期为4的函数,且,记,若函数在区间上零点的个数是8个,则实数a的取值范围是___________.
【考点二】正弦函数的性质
11.(24-25高一下·上海金山·期中)已知满足,有下列四个结论:
①、可能都是锐角;②、中一定存在钝角;③;④.
以上结论中正确的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
12.(24-25高一下·上海闵行·期中)函数在一个周期内的图象如图所示.为图象的最高点,,为图象与轴的交点,且为正三角形.若,且,则的值是( ).
A. B.
C. D.
13.(24-25高一下·上海杨浦·期中)已知狄利克雷函数 ,符号函数 ,这两个函数在数学和计算机等领域中有着广泛的应用. 有以下两个结论:
①函数 是奇函数且该函数在区间 上的有理数零点恰有 3 个;
②函数 既是偶函数,又是增函数. 那么 ( ).
A.①正确②错误 B.①错误②正确
C.①正确②正确 D.①错误②错误
14.(24-25高一下·上海普陀·期中)函数的单调增区间是______.
15.(24-25高一下·上海·期中)已知,若和是函数相邻的两个零点,则正实数_____.
16.(25-26高一下·上海·期中)函数,的频率是,则______.
17.(23-24高一下·上海奉贤·期中)如图所示为函数的部分图象,其中,则此函数的解析式为__________.
18.(24-25高一下·上海长宁·期中)求函数的最小正周期、最大值,并求出取得最大值时所有的值.
19.(2024高一下·上海·专题练习)已知函数.
(1)求的单调递增区间;
(2)若,求的值域.
20.已知函数.
(1)求的单调增区间;
(2)求函数在的值域.
【考点三】余弦函数的性质
21.(23-24高一下·上海·期中)下列函数中,最小正周期为的是( ).
A. B. C. D.
22.(23-24高一下·上海·期中)下列函数中,既是奇函数,又在上是严格增函数的是( )
A. B. C. D.
23.(23-24高一下·上海·期中)设是正整数,集合.当时,集合元素的个数为( )
A.1012 B.1013 C.2023 D.2024
24.(23-24高一下·上海嘉定·期中)下列命题中正确的是( )
A.若且,则
B.若且,则
C.若且,则
D.若且,则
25.(23-24高一下·上海·期中),的单调减区间是______.
26.(24-25高一下·上海·期中)定义在上的函数既是奇函数又是周期函数,其最小正周期是,当时,则的值为______.
27.(24-25高一下·上海·期中)函数的单调增区间为_______.
28.(23-24高一下·上海徐汇·期中)函数的值域为___________.
29.已知:.
(1)化简:;
(2)求函数的最小值.
30.(24-25高一下·上海·期中)已知函数.
(1)若,求函数在区间上的最大值和最小值;
(2)若,且在中,角,,所对的边分别为,,,,,,求的面积.
【考点四】求图象变化前(后)的解析式
31.(24-25高一下·上海·期中)将函数的图象上所有点的横坐标缩短到原来的倍,再向右平移个单位,可以得到函数( )的图象
A. B.
C. D.
32.(24-25高一下·上海长宁·期中)已知,,则下列结论中正确的是( )
A.函数的最小正周期为
B.函数的最大值为1
C.将的图象向左平移单位后得的图象
D.将的图象向左平移单位后得的图象
33.(23-24高一下·上海奉贤·期中)函数的图象向右平移个单位后与函数的图象重合,则下列结论中正确的是( )
①函数的最小正周期为;
②函数的图象关于对称;
③是函数的一个零点;
④函数在上为严格减函数.
A.①③ B.②④ C.②③ D.③④
34.把函数图象上每一个点的横坐标变为原来倍,纵坐标不变,则所得图象的函数解析式为________.
35.(23-24高一下·上海·期中)将函数图像向左平移个单位,得到的图像的解析式为________.
36.(25-26高一下·上海·期中)将函数的图像先向左平移个单位,再保持纵坐标不变,横坐标变为原来的一半,所得函数图像的解析式为______.
37.(24-25高一下·上海徐汇·期中)把函数按进行平移,得到函数,且满足,则使得最小时,________.
38.(24-25高一下·上海闵行·期中)将函数的图象向左平移个单位,再向下平移1个单位,得到函数的图象,若在上至少含有2025个零点,则的最小值为_________.
39.(24-25高一下·上海浦东新·期中)已知函数
(1)求的最小值;
(2)若将的图象上所有点向左平移个单位长度得到的图象,求函数的对称轴和对称中心;
(3)当时,的值域为,求的值.
40.(23-24高一下·上海徐汇·期中)将函数的图象上所有点向左平移个单位长度,再把所得图象上各点纵坐标不变,横坐标伸长到原来的2倍,则最后得到的图象对应的函数解析式可以写为.其中.
(1)分别求和的值.
(2)对于正实数a,设函数在上恰有两个零点,求a的取值范围.
【考点五】由图象确定正(余)弦型函数解析式
41.(23-24高一下·上海·期中)下图是根据某港一天中记录的潮汐高度y(cm)与相应时间t(h)的有关数据绘制的简图,若选择函数来近似刻画y与t之间的关系,则此函数可以是( )
A. B.
C. D.
42.设是某地区平均气温(摄氏度)关于时间(月份)的函数.下图显示的是该地区1月份至12月份的平均气温数据,函数近似满足.下列函数中,最能近似表示图中曲线的函数是( )
A. B.
C. D.
43.函数的部分图象如图,轴,当时,若不等式恒成立,则m的取值范围是( )
A. B. C. D.
44.(24-25高一下·上海·期中)如图为函数 的部分图象,则 的值为_____
45.(23-24高一下·上海·期中)如图所示为的部分图像,点A和点B之间的距离为5,那么______.
46.(24-25高一下·上海宝山·期末)函数的部分图象如图所示,则______.
47.(24-25高一下·上海·期中)根据下图,函数的解析式为______
48.(23-24高一下·上海·期中)已知函数的振幅是2,最小正周期是,初始相位是:
(1)求的值
(2)求函数的表达式.
49.(24-25高一下·上海·期中)已知函数的图象,如图所示:
(1)求的解析式;
(2)若在上是严格增函数,求实数的最大值.
(3)将函数的图象向右移动个单位,再将所得图象的上各点的横坐标缩短到原来的倍得到的图象,若在区间上至少有个最大值,求实数的取值范围.
50.已知函数的图像如图.
(1)根据图像,求的表达式及严格增区间;
(2)将函数的图像向右平移个单位长度得到曲线C,把C上各点的横坐标保持不变,纵坐标变为原来的2倍得到的图像,且关于x的方程在上有解,求m的取值范围.
【考点六】正切函数的图象与性质
51.(24-25高一下·上海浦东新·期中)下列函数中,最小正周期为的是( )
A. B. C. D.
52.(23-24高一下·上海浦东新·期中)下列几个命题:
(1)第一象限的角是锐角;
(2)函数在定义域内是增函数;
(3)函数的零点是,
其中真命题的个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
53.(25-26高一下·上海·月考)函数的最小正周期为( )
A. B. C. D.不存在
54.(25-26高一下·上海·期中)“”是“”的( )
A.必要非充分条件 B.充分非必要条件
C.既非充分也非必要条件 D.充要条件
55.(24-25高一下·上海普陀·期中)函数的最小正周期是______.
56.(24-25高一下·上海·期中)函数的最小正周期为______.
57.(25-26高一下·上海普陀·期中),,则________.
58.对于函数,其中.若,则________.
59.求函数的值域
60.(24-25高一下·上海·期中)已知函数.
(1)若,求函数的最小正周期;
(2)若函数在区间上为严格增函数,求的取值范围;
(3)若函数在(且)上满足“关于x的方程在上至少存在2024个根”,且在所有满足上述条件的中,的最小值不小于2024,求的取值范围.
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