第4章 第5节 第1课时 三角函数的周期性、奇偶性与对称性(学用讲义)-【优学精研】2027年高考数学一轮总复习学用Word(创新版)
2026-08-14
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教辅
摘要:
该高中数学高考复习学案系统梳理了三角函数的定义域、周期性、奇偶性与对称性四大核心考点,按“题组练透-例题解析-方法总结-强化练习”层次构建知识网络,通过问题链设计引导学生从基础定义自主推导性质规律,形成完整的三角函数性质认知体系。
亮点在于诊断性题组和进阶式思维训练,如开篇题组练透帮助学生自主诊断薄弱点,“一题多解”环节培养数学思维,方法指导部分强化数学语言表达。配有听课记录区域供反思总结,教师可通过学生练习反馈精准指导,助力因材施教。
内容正文:
第1课时 三角函数的周期性、奇偶性与对称性
三角函数的定义域
题组练透
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}
2.函数y=lg sin x+的定义域为 .
3.〔一题多解〕函数y=的定义域为 .
三角函数定义域的求法
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(三角函数线),对有限集、无限集求交集.与正切函数有关的定义域,要注意正切函数本身的定义域.
三角函数的周期性
(1)函数f(x)=cos( x+)的最小正周期是( )
A. B. C.π D.2π
(2)(2026·江苏扬州模拟)若函数f(x)=2cos2(ωx-)+1(ω>0)的图象相邻两条对称轴的距离为2π,则ω的值为( )
A.1 B. C. D.
听课记录
练1 (1)(2026·江西吉安质检)函数y=2 026tan(x-)的最小正周期为( )
A.2 B.4
C.2π D.4π
(2)〔一题多解〕(2026·广东佛山模拟)函数f(x)=cos x+cos 2x的最小正周期为( )
A.π B.
C.2π D.4π
奇偶性
与三角函数的奇偶性相关的结论
(1)若y=Asin(ωx+φ)为偶函数,则有φ=kπ+(k∈Z);若为奇函数,则有φ=kπ(k∈Z);
(2)若y=Acos(ωx+φ)为偶函数,则有φ=kπ(k∈Z);若为奇函数,则有φ=kπ+(k∈Z).
(1)(2026·北京海淀质检)函数f(x)=cos2(x-)-sin2(x+)是( )
A.最小正周期为的偶函数
B.最小正周期为π的偶函数
C.最小正周期为的奇函数
D.最小正周期为π的奇函数
(2)若函数f(x)=sin(2x+θ)+cos(2x+θ)为偶函数,则θ的一个值可以是( )
A. B.
C.- D.
听课记录
三角函数奇偶性的判断及应用
(1)判断与三角函数有关的奇偶性,应先对函数解析式进行化简,然后根据奇偶函数的定义进行判断,注意定义域是否关于原点对称.三角函数中奇函数一般可化为y=Asin ωx或y=Atan ωx的形式,偶函数一般可化为y=Acos ωx+b的形式;
(2)根据函数奇(偶)性求参数的值时,主要根据函数y=Asin(ωx+φ),y=Acos(ωx+φ)是奇(偶)函数的充要条件进行求解.
练2 (1)(2026·浙江温州模拟)若函数f(x)=4cos(x++φ)为奇函数,则函数g(x)=3sin(x++2φ)是( )
A.奇函数
B.偶函数
C.非奇非偶函数
D.既是奇函数又是偶函数
(2)(2026·福建福州质检)已知函数f(x)=xcos x+sin x-tan 2x+a,且f(-m)=-2,则f(m)=( )
A.a+2 B.2a+2
C.2a+4 D.2
对称性
对称性与周期
(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.
(1)(2025·全国Ⅰ卷4题)已知点(a,0)(a>0)是函数y=2tan(x-)的图象的一个对称中心,则a的最小值为( )
A. B.
C. D.
(2)〔多选〕(2026·豫西北教研联盟第一次质检)已知函数f(x)=sin ωx-cos ωx(ω>0)图象上相邻两条对称轴之间的距离为,则( )
A.ω=2
B.函数f(x)为奇函数
C.函数f(x)的图象关于点( -,0)对称
D.函数f(x)的图象关于直线x=对称
听课记录
三角函数对称性应用技巧
1.求三角函数图象的对称轴及对称中心,须先把所给三角函数式化为y=Asin(ωx+φ)或y=Acos(ωx+φ)的形式,再把(ωx+φ)整体看成一个变量.
(1)若求f(x)=Asin(ωx+φ)(ω≠0)图象的对称轴,则只需令ωx+φ=+kπ(k∈Z),求x;若f(x)=Acos(ωx+φ),只需令ωx+φ=kπ,求x;
(2)若求f(x)=Asin(ωx+φ)(ω≠0)图象的对称中心的横坐标,则只需令ωx+φ=kπ(k∈Z),求x;若f(x)=Acos(ωx+φ),只需令ωx+φ=kπ+,求x.
2.判断某一直线、某一点是否为对称轴、对称中心时,可根据对称轴一定经过三角函数图象的最高点或最低点,对称中心横坐标一定是函数的零点的性质进行检验判断.
练3 (1)(2026·浙江金华模拟)已知函数f(x)=cos(ωx+)(ω>0)的图象在区间(0,1)上恰有一个对称中心,则ω的取值范围为( )
A.(,] B.(,]
C.(,] D.(,]
(2)〔一题多解〕设函数y=sin 2x+acos 2x的图象关于直线x=-对称,则实数a= .
提示:完成课后作业 第四章 第5节 第1课时
答案
第1课时 三角函数的周期性、奇偶性与对称性
考点一
题组练透
1.D 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}.
2.{x|2kπ<x≤+2kπ,k∈Z}
解析:要使函数有意义,则有即解得(k∈Z),所以2kπ<x≤+2kπ,k∈Z.所以函数的定义域为{x|2kπ<x≤+2kπ,k∈Z}.
3.{x|2kπ+≤x≤+2kπ,k∈Z} 解析:法一 要使函数有意义,必须使sin x-cos x≥0.利用图象,在同一坐标系中画出[0,2π]上y=sin x和y=cos x的图象,如图所示.在[0,2π]内,满足sin x≥cos x的x范围为[,],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}.
法二 sin x-cos x=sin( x-)≥0,将x-视为一个整体,由正弦函数y=sin x的图象和性质可知2kπ≤x-≤π+2kπ(k∈Z),解得2kπ+≤x≤2kπ+(k∈Z),所以定义域为{x|2kπ+≤x≤+2kπ,k∈Z}.
考点二
【例1】 (1)D (2)C 解析:(1)对于f(x)=Acos(ωx+φ),T=,所以f(x)=cos( x+)的最小正周期是2π.
(2)由题可得,f(x)=2cos2(ωx-)+1=2×+1=cos(2ωx-)+2.由于函数f(x)的图象相邻两条对称轴的距离为2π,所以其最小正周期为4π,则4π=,解得ω=.故选C.
练1 (1)B (2)C 解析:(1)由题意,得函数的最小正周期T==4.故选B.
(2)法一 由于y=cos x的最小正周期为2π,y=cos 2x的最小正周期为π,2π与π的最小公倍数是2π,所以函数f(x)的最小正周期为2π.故选C.
法二 因为f(x)=cos x+cos 2x,所以f(x+π)=cos(x+π)+cos 2(x+π)=-cos x+cos 2x≠f(x),所以π不是函数f(x)的周期,同理也不是函数f(x)的周期,而f(x+2π)=cos(x+2π)+cos 2(x+2π)=cos x+cos 2x=f(x),所以函数2π是f(x)的周期,又因4π也是f(x)的周期,但4π不是f(x)的最小正周期,故选C.
考点三
【例2】 (1)D (2)A 解析:(1)由题可得,f(x)=cos2(x-)-sin2(x+)=-=-sin 2x.由于f(-x)=-sin(-2x)=sin 2x=-f(x),且定义域为R,所以f(x)是奇函数,且其最小正周期为=π.故选D.
(2)由f(x)=sin(2x+θ)+cos(2x+θ)=2sin( 2x+θ+),f(x)为偶函数,可得θ+=kπ+,k∈Z,所以θ=kπ+,k∈Z,令k=0,可得θ=.
练2 (1)A (2)B 解析:(1)因为f(x)=4cos(x++φ)为奇函数,所以+φ=kπ+(k∈Z),于是φ=kπ+(k∈Z),因此g(x)=3sin(x++2kπ+)=-3sin x,所以g(x)为奇函数.故选A.
(2)因为f(-x)=-xcos(-x)+sin(-x)-tan(-2x)+a=-xcos x-sin x+tan 2x+a,故f(x)+f(-x)=2a.所以f(m)+f(-m)=2a,又f(-m)=-2,所以f(m)=2a+2,故选B.
考点四
【例3】 (1)B (2)AC 解析:(1)令x-=,k∈Z,得x=+,k∈Z,故y=2tan(x-)的图象的对称中心为(+,0),k∈Z,由题意知a=+,k∈N,其最小值为.故选B.
(2)f(x)=sin ωx-cos ωx=2( sin ωx-cos ωx)=2sin( ωx-),因为函数图象的两条相邻对称轴之间的距离为,所以T=,则T=π,所以T==π,解得ω=2,所以f(x)=2sin( 2x-),故A正确;显然,函数f(x)为非奇非偶函数,故B错误;对于C选项,f( -)=2sin[2×( -)-]=2sin(-π)=0,所以函数f(x)的图象关于点( -,0)对称,故C正确;对于D选项,f( )=2sin( 2×-)=2sin( )=-1,所以函数f(x)的图象不关于直线x=对称,故D错误.
练3 (1)C (2)- 解析:(1)由x∈(0,1),得<ωx+<ω+.由f(x)的图象在区间(0,1)上恰有一个对称中心,得<ω+≤,所以<ω≤.故选C.
(2)法一 因为y=sin 2x+acos 2x=·sin(2x+θ),其中a=tan θ.又图象关于直线x=-对称,故在x=-处,函数应取得最大或最小值.所以当x=-时,y=sin(-)+acos(-)=-+a=±,解得a=-.
法二 因为函数y=sin 2x+acos 2x的图象关于直线x=-对称,所以f(x)的图象上到x=-的距离相等的x值对应的函数值相等,即f(-+x)=f(--x)对定义域内任何值都成立.令x=,得f(0)=f(-).所以0+a=sin(-)+acos(-).解得a=-.
法三 因为函数的图象关于直线x=-对称,所以-为函数的极值点,又y'=2cos 2x-2asin 2x,所以当x=-时,y'=0,即cos(-)-asin(-)=0,解得a=-.
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