内容正文:
第16讲 诱导公式与三角函数图象性质(16典例精讲+课后作业)
【题型一】诱导公式
【题型九】余弦函数的单调性应用
【题型二】三角函数的化简、求值——诱导公式
【题型十】余弦函数的定义域、值域与最值
【题型三】正弦函数、余弦函数、正切函数的图象
【题型十一】余弦函数的奇偶性
【题型四】利用正弦型函数的单调性求参数
【题型十二】余弦函数的周期性、对称性
【题型五】求含sinx(型)函数的值域和最值
【题型十三】求正切函数的单调性
【题型六】正弦函数的奇偶性
【题型十四】正切函数的奇偶性、周期性、对称性
【题型七】求正弦(型)函数的最小正周期
【题型十五】正切函数的定义域、值域与最值
【题型八】求正弦(型)函数的对称轴及对称中心
【题型十六】由图象确定正(余)弦型函数解析式
【知识点01】三角函数的诱导公式
公式
一
二
三
四
五
六
角
2kπ+α(k∈Z)
π+α
-α
π-α
-α
+α
正弦
sin α
-sin α
-sin α
sin α
cos α
cos α
余弦
cos α
-cos α
cos α
-cos α
sin α
-sin α
正切
tan α
tan α
-tan α
-tan α
口诀
奇变偶不变,符号看象限
【知识点02】正弦、余弦函数图象与基础性质
1. 正弦函数
图象画法:五点作图法,关键点:
核心性质:
定义域:,值域:,最小正周期:
奇偶性:奇函数,图象关于原点中心对称
单调递增区间:
单调递减区间:
对称轴:
对称中心:
最值:时;时
2. 余弦函数
图象关系:由向左平移个单位得到
核心性质:
定义域:,值域:,最小正周期:
奇偶性:偶函数,图象关于轴对称
单调递增区间:
单调递减区间:
对称轴:
对称中心:
最值:时;时
【知识点03】正切函数图象与性质
图象特征:分段周期曲线,存在垂直渐近线
核心性质:
定义域:
值域:,最小正周期:
奇偶性:奇函数,图象关于原点对称
单调递增区间:
对称中心:
特殊结论:无对称轴、无最值
【知识点04】正(余)弦型三角函数图象与性质
标准解析式:、
参数含义:
振幅:,决定最值范围
最小正周期:
图象变换方式:平移变换、伸缩变换(针对本身变换)
通用解题思路:将看作整体,套用基础正、余弦函数单调性、对称轴、最值公式求解。
易错点1:诱导公式口诀滥用
口诀仅适配结构;符号只看原函数、原象限,默认为锐角,是化简求值最易出错点。
易错点2:区间书写格式失分
正、余弦单调区间为闭区间;正切单调区间为开区间,端点不可取,混用符号直接扣分。
易错点3:周期记忆混淆
正余弦最小正周期,正切最小正周期;复合函数周期必须通过计算,不可默认。
易错点4:正切定义域遗漏
研究正切函数单调性、值域、奇偶性时,必须优先限定定义域,忽略间断点会导致解题错误。
易错点5:对称轴、对称中心记混
正弦对称轴在最值处、对称中心在零点;余弦对称中心在零点、对称轴在最值处,公式不可混淆。
易错点6:图象变换出错
左右平移、水平伸缩仅对自变量操作,不是对整体变换,是高频易错点。
【题型一】诱导公式
【典例1-1】(25-26高一下·辽宁·期中)=( )
A.-1 B. C. D.1
【答案】C
【分析】利用诱导公式求解.
【详解】.
故选:C.
【典例1-2】(25-26高一下·全国·课堂例题)的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用诱导公式化简可得结果.
【详解】,
故选:C.
【典例1-3】(25-26高一下·四川南充·阶段检测)___________.
【答案】/
【详解】
【变式1-1】(25-26高一下·辽宁葫芦岛·期末)化简:__________.
【答案】1
【详解】.
【变式1-2】(25-26高一下·全国·课后作业)证明: .
【答案】证明:左边
右边,所以原式成立.
【分析】根据诱导公式化简即可得证.
【详解】略
【变式1-3】(24-25高一下·陕西汉中·阶段检测)化简求值:
(1);
(2);
(3)若,求的值.
【答案】(1);(2);(3)
【分析】(1)根据诱导公式化简即可;
(2)根据诱导公式化简即可;
(3)先根据诱导公式化简,再结合同角求值进行切弦互化,即可求解.
【详解】(1);
(2)
;
(3)由,得,
所以,又,
所以.
【题型二】三角函数的化简、求值——诱导公式
【典例2-1】(25-26高一下·河北承德·期末)已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】因为,得到,
所以.
【变式2-1】(25-26高一上·河北石家庄·期末)已知,则_____.
【答案】
【分析】借助两角和与差的正弦、余弦公式及诱导公式计算即可得.
【详解】因为,
则
.
故答案为:.
【变式2-2】(多选)(25-26高一上·贵州铜仁·阶段检测)已知,下列式子中不成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【分析】根据函数的解析式,利用诱导公式化简即得.
【详解】由已知得:
,故A错误;
,故B错误;
,故C正确;
,故D错误.
故选:ABD.
【变式2-3】(25-26高一下·江西鹰潭·阶段检测)已知角的终边经过点,求下列各式的值:
(1);
(2).
【答案】(1);(2)
【分析】(1)(2)利用三角函数定义及诱导公式可得.
【详解】(1)角的终边经过点,所以
,
所以.
(2)依题意,
【题型三】正弦函数、余弦函数、正切函数的图象
【典例3-1】(25-26高一下·全国·课堂例题)用“五点法”画函数的图象时,首先应描出五点的横坐标是( )
A.0,,,, B.0,,,,
C.0,,,, D.0,,,,
【答案】B
【分析】结合的五点坐标可以确定画函数图象时的五点横坐标.
【详解】所描出的五点的横坐标与函数的五点的横坐标相同,即0,,,,,
故选:B .
【典例3-2】(25-26高一下·辽宁锦州·阶段检测)函数与的图象在上有n个交点,坐标分别为,,…,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】如图,作出函数与在上的图象,
可知两个函数的图象在上有4个交点,
且从左至右的第1,4个交点,与第2,3个交点均关于点对称,
所以.
【典例3-3】(24-25高一下·北京海淀·期中)设点是函数图象与函数图象的交点,则点的坐标可以是______.(写出一个满足条件的坐标即可)
【答案】(答案不唯一)
【分析】先解方程得,然后取,则,即可得满足条件的一个点坐标.
【详解】要求函数与的交点,即先解方程,
两边同时除以(),得,其解为,
取,则,此时,
因此,点的坐标可以是.
故答案为:(答案不唯一).
【变式3-1】(2026高一·全国·专题练习)用“五点法”作的图象,首先描出的五个点的横坐标是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据五点作图法结合余弦函数的图象即可得解.
【详解】由“五点法”作图知:令,,,,,
解得,即为五个关键点的横坐标.
故选:B.
【变式3-2】(25-26高一上·广东肇庆·期末)下列四个函数中,以为最小正周期,且在区间上单调递减的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据三角函数图象及性质,判断函数周期和单调性,求出结果即可.
【详解】画出图象,如下图所示,
可知函数最小正周期为且在区间上单调递减,所以A正确;
对于可知函数最小正周期为,所以B错误;
对于,可知函数在区间上单调递增,所以C错误;
画出图象,如下图所示,
可知函数在区间上单调递增,所以D错误;
故选:A.
【变式3-3】(25-26高一下·上海·阶段检测)已知函数 , 和函数的图像交于 三点,则 的面积为 ______.
【答案】/
【详解】由题:,
,所以,,
所以,
.
【题型四】利用正弦型函数的单调性求参数
【典例4-1】(25-26高一下·河北承德·期中)已知函数在区间上单调递增,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由,解得.
又解得,∴,
∴要使函数在区间上单调递增,则该区间必须是函数某个单调递增区间的子集,
则,,
解得,
∴的取值范围是.
【变式4-1】(25-26高一下·江西赣州·期中)已知函数()在上单调递增,则的取值范围是______.
【答案】
【详解】由题设,即在上单调递增,
所以,可得.
【变式4-2】(24-25高一下·内蒙古呼和浩特·阶段检测)已知函数在上单调递减,则的取值范围为______.
【答案】
【分析】根据题意,利用三角函数的性质,求得的递减区间为,结合题意,列出不等式组,求得,进而求得实数的取值范围.
【详解】因为函数,
令,可得,
即函数的单调递减区间为,
又因为函数在区间上单调递减,可得,
解得,
又由,可得,即且,所以,
令,可得,
即实数的取值范围为.
故答案为:.
【变式4-3】已知函数,设函数在区间上单调递减,求实数的取值范围;
【答案】
【分析】由 时,,结合函数的单调性列出关于m的不等式,即可求出.
【详解】当时,,
因为在区间上单调递减,
所以,解得,
所以实数的取值范围是.
【题型五】求含sinx(型)函数的值域和最值
【典例5-1】(2024·广东广州·模拟预测)的最大值是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据条件,利用的性质,即可求出结果.
【详解】易知,当且仅当取等号,所以最大值是1.
故选:B.
【变式5-1】(25-26高一下·黑龙江·开学考试)函数的值域为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】将表达式平方并利用余弦函数值域即可求出函数的值域.
【详解】因为,所以,
所以,
又,所以,所以,
即函数的值域为.
故选:D.
【变式5-2】(2026高一·全国·专题练习)函数的值域为______.
【答案】
【分析】将函数分离常数,根据正弦函数的有界性与不等式的性质求最值,或者是反解法利用正弦函数的有界性即可解决.
【详解】解法一:,
因为,所以,
因此或,
则或,
故的值域为.
解法二:由化简可得,
易知,所以,
则,解得或,
故的值域为.
【变式5-3】(25-26高一下·全国·课堂例题)已知函数,求函数在区间上的最值.
【答案】最大值是,最小值是
【分析】利用正弦函数的性质,结合复合函数单调性得出在上的单调性求解.
【详解】因为正弦函数在区间上单调递增,在区间上单调递减,
且,,
所以在时取最小值,在时取最大值1.
故在上的最大值是,最小值是.
【题型六】正弦函数的奇偶性
【典例6-1】(24-25高一上·全国·课后作业)函数的图象关于( )
A.x轴对称 B.原点对称
C.y轴对称 D.直线对称
【答案】B
【分析】根据函数的奇偶性的定义可判断是奇函数,即可求解.
【详解】记,定义域为,
所以,所以是奇函数,
故图象关于原点对称,
故选:B
【变式6-1】(24-25高一上·安徽安庆·期末)“”是“为奇函数”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】C
【分析】根据正弦函数的性质、奇函数的性质以及充分条件、必要条件的定义判断即可.
【详解】当时,为奇函数,故充分性成立;
若为奇函数,又的定义域为,则,
验证适合题意,故必要性成立;
所以“”是“为奇函数”的充要条件.
故选:C.
【变式6-2】(多选)(25-26高一下·河北张家口·阶段检测)若函数为偶函数,则的值可以是( )
A. B. C. D.
【答案】AC
【详解】若为偶函数,
则,解得.
当时,;当时,.
【变式6-3】(25-26高一下·全国·课堂例题)判断下列函数的奇偶性.
(1),;
(2);
(3).
【答案】(1)非奇非偶函数
(2)非奇非偶函数
(3)奇函数
【分析】(1)根据定义域的对称性判断;
(2)举反例即可;
(3)根据奇函数的定义判断.
【详解】(1),,定义域不关于原点对称,
故,为非奇非偶函数.
(2)的定义域为,定义域关于原点对称,
,
,.
所以为非奇非偶函数.
(3)的定义域为,定义域关于原点对称,
,
为奇函数.
【题型七】求正弦(型)函数的最小正周期
【典例7-1】(25-26高一下·全国·课后作业)函数的最小正周期为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由题意知
画出函数图像如图所示,由图可知最小正周期为.
【变式7-1】(25-26高一下·全国·课堂例题)函数,的周期_____________.
【答案】4
【分析】根据周期公式即可求解.
【详解】.
故答案为:4
【变式7-2】(多选)(25-26高一下·全国·课后作业)下列函数中,周期为的是( )
A. B. C. D.
【答案】CD
【分析】结合三角函数的最小正周期公式即可求解.
【详解】正弦函数的最小正周期为,若周期为,
则,解得.
故选:CD.
【变式7-3】(25-26高一下·全国·课后作业)求下列函数的周期:
(1);
(2).
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据正弦函数的周期公式计算即可.
(2)根据正弦函数的图象求解即可.
【详解】(1)的周期为.
(2)作出的图象.
所以该函数的最小正周期为.
【题型八】求正弦(型)函数的对称轴及对称中心
【典例8-1】(24-25高一下·河南南阳·期中)函数的图象的对称中心为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据正弦函数的性质,应用整体法求对称中心即可.
【详解】令,,解得,,
所以的对称中心为,
故选:D.
【变式8-1】(25-26高一上·浙江杭州·期末)已知函数,则( )
A.直线是函数图象的对称轴
B.直线是函数图象的对称轴
C.点是函数图象的对称中心
D.点是函数图象的对称中心
【答案】A
【分析】运用将数值代入的方法,结合正弦函数的性质逐一验证即可.
【详解】对于A:将代入,得,
因此直线是函数图象的对称轴,故A正确;
对于B:将代入,得,
故直线不是函数图象的对称轴,故B错误;
对于C:将代入,得,
故点不是函数图象的对称中心,故C错误;
对于D:将代入,得,故D错误.故选:A.
【变式8-2】(25-26高一下·全国·课后作业)函数的对称中心坐标是______,对称轴方程为______.
【答案】
【详解】令,则.
对称中心为.
令,则.
对称轴方程为.
【变式8-3】(25-26高一下·云南昆明·阶段检测)已知函数
(1)求函数的最大值及相应的x 值集合;
(2)求函数的图象的对称轴与对称中心.
【答案】(1)最大值为,集合为
(2)对称轴为,;对称中心为,
【分析】(1)利用正弦函数的性质求出最大值即可.
(2)利用正弦函数的对称轴和对称中心即可求出的对称轴与对称中心.
【详解】(1)当时,,,
即,,此时函数取得最大值为.
故的最大值为,使函数取得最大值的的集合为.
(2)由,,得,,
即函数的图象的对称轴为,.
由,,得,,
即对称中心为,.
【题型九】余弦函数的单调性应用
【典例9-1】(25-26高一下·山东潍坊·期中)已知函数()在区间上单调递增,则ω的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由题知,进而得到,结合单调性可得,再解不等式即可.
【详解】解:,
,,
,
又函数()在区间上单调递增,
,解得.
【变式9-1】(25-26高一下·全国·课后作业)函数的单调递减区间是_____________.
【答案】
【分析】利用余弦函数的单调区间及复合函数单调性法则可得.
【详解】令,则.
因为是减函数,所以函数的单调递减区间,
即为函数的单调递增区间,即.
故答案为:.
【变式9-2】(25-26高一下·黑龙江哈尔滨·开学考试)若函数在上单调递减,则的最大值为________.
【答案】
【分析】根据x的范围,可得的范围,根据余弦函数的单调性,代入求解,即可得答案.
【详解】由,得,
因为在上单调递减,
所以,解得,故的最大值为.
【变式9-3】(25-26高一下·全国·课堂例题)求函数的单调区间.
【答案】单调递增区间为,单调递减区间为
【分析】先判断函数的图象可由余弦函数的图象向下平移4个单位得到,则可得余弦函数的单调区间即所求函数的对应单调区间.
【详解】因函数的图象可由余弦函数的图象向下平移4个单位得到,
故其单调区间即的对应单调区间.
又的单调递增区间为,单调递减区间为,
则的单调递增区间为,单调递减区间为.
【题型十】余弦函数的定义域、值域与最值
【典例10-1】(24-25高一上·全国·课后作业)函数的值域为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】首先求的范围,再根据余弦函数的性质求值域.
【详解】因为,所以,则,
故的值域为.
故选:C
【变式10-1】(25-26高一上·宁夏固原·期末)函数的定义域为_________________.
【答案】
【分析】由根式知,利用余弦函数性质解不等式求定义域范围即可.
【详解】令,得,
解得,
即,
故答案为:.
【变式10-2】(25-26高一下·全国·课堂例题)函数在上的最大值为______,最小值为_______.
【答案】 1 /
【分析】结合余弦函数单调性确定极值点,计算极值点与区间端点的函数值,对比大小得到最值即可.
【详解】根据已知条件,在上单调递增,在上单调递减.
当时,;当时,;当时,.
所以,.
故答案为:1;.
【变式10-3】(24-25高一上·上海·课堂例题)求函数的最大值、最小值及值域.
【答案】最小值,最大值2,值域为.
【分析】先对函数化简变形,然后利用三角函数的有界性和函数的单调性可求出其最值.
【详解】解:,
令,则,,
因为函数在上是增函数,
所以当时,函数取得最小值,当时,函数取得最大值2,
即.
所以所求函数的值域为.
【题型十一】余弦函数的奇偶性
【典例11-1】(25-26高一上·河北唐山·阶段检测)已知函数是奇函数,则的值为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】因为为奇函数,所以,
又,故.
【变式11-1】(25-26高一上·安徽阜阳·期末)函数 是( )
A.奇函数 B.偶函数 C.既是奇函数又是偶函数 D.非奇非偶函数
【答案】A
【分析】根据函数奇偶性的定义,结合指数幂的运算法则和余弦函数的奇偶性进行运算判断即可.
【详解】函数的定义域为全体实数,
因为,
所以为奇函数.
故选:A
【变式11-2】(25-26高一上·云南楚雄·期末)已知函数是偶函数,且,则的最小值为______.
【答案】
【分析】根据余弦函数的性质,求得,进而得到答案.
【详解】由函数是偶函数,可得,
因为,所以的最小值为.
故答案为:.
【变式11-3】已知函数,其中.
(1)当a为何值时,为偶函数?
(2)当a为何值时,为奇函数?
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由题意求得,根据,求得,结合偶函数的定义,即可求解;
(2)由题意求得,根据,求得,结合奇函数的定义,即可求解;
【详解】(1)解:由函数,
可得,,
若是偶函数,则,即,可得,
当时,函数,
此时函数满足,函数为偶函数.
(2)解:由,可得,
若是奇函数,则,可得,
当时,,
此时函数满足,函数为奇函数.
【题型十二】余弦函数的周期性、对称性
【典例12-1】(25-26高一下·全国·课堂例题)函数,是( )
A.最小正周期为的偶函数 B.最小正周期为的奇函数
C.最小正周期为的偶函数 D.最小正周期为的奇函数
【答案】C
【分析】由周期公式和奇偶性的定义即可判断.
【详解】由周期公式可得的最小正周期是,
又,是偶函数.
故选:C
【变式12-1】(24-25高一下·山东潍坊·期中)函数的一个对称中心为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据余弦函数的对称性结合整体思想求出函数的对称中心,然后逐一验证即可.
【详解】令,则,
所以函数的图象的对称中心为,,
令,则,故不是函数图象的对称中心;
令,则,故不是函数图象的对称中心;
令,则,故是函数图象的对称中心;
令,则,故不是函数图象的对称中心.
故选:C.
【变式12-2】(25-26高一上·广东·期末)已知函数的图象关于直线对称,若,则满足条件的所有的和为______.
【答案】
【分析】由题意结合余弦函数的对称性可得,再结合求解即可.
【详解】因为函数的图象关于直线对称,
所以,则,
又,则或或或,
所以满足条件的所有的和为.
故答案为:.
【变式12-3】(24-25高一上·上海·课堂例题)求下列函数的周期:
(1);
(2).
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由周期公式直接计算即可;
(2)由即可计算,结合图象验证结论.
【详解】(1)由周期公式得.
(2)因为,
图象如下图所示,
所以函数的周期为.
【题型十三】求正切函数的单调性
【典例13-1】(25-26高一下·全国·课堂例题)下列说法正确的是( )
A.是增函数
B.在第一象限是增函数
C.在某一区间上是减函数
D.在区间上是增函数
【答案】D
【分析】由正切函数的图象性质可得的递增区间为.
【详解】有无数个递增区间,无递减区间,且在整个定义域上不是增函数,
故选:D.
【变式13-1】(24-25高一上·山西运城·期末)若函数在区间上单调,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】由可求出的取值范围,根据正切型函数的单调性可得出集合的包含关系,可得出关于的不等式组,即可求正实数的取值范围.
【详解】因为,则函数在区间上只能单调递增,
当时,,
所以,,其中,
所以,,解得,
由解得,且,
当时,;
当时,则,可得.
综上所述,正实数的取值范围是.
故选:D.
【变式13-2】(25-26高一下·陕西宝鸡·阶段检测)已知,则它们的大小关系为__________.(用“”连接)
【答案】
【分析】先比较三个自变量弧度值的大小,再利用正切函数在上的单调性,得到正切值的大小关系.
【详解】正切函数 在区间 上是单调递增函数.
,,因此 ,
所以,即 .
【变式13-3】(25-26高一下·全国·课后作业)求下列不等式的解集:
(1);
(2).
【答案】(1)
(2)
【分析】(1) 利用正切函数的单调性和定义域可得不等式的解集;
(2) 把作为整体,结合正切函数的单调性和定义域可得不等式的解集.
【详解】(1)作出函数,的图象,如图所示.
在内,满足的x的取值范围为,结合函数的周期性,
可知的解集为.
(2)由,得,.
由,,,.
的解集为.
【题型十四】正切函数的奇偶性、周期性、对称性
【典例14-1】(25-26高一上·河南周口·期末)已知函数,则( )
A.是最小正周期为的奇函数 B.是最小正周期为的偶函数
C.是最小正周期为的奇函数 D.是最小正周期为的偶函数
【答案】C
【分析】由诱导公式进行化简,再利用函数解析式求解相应的性质.
【详解】由诱导公式得,
因为,
所以是奇函数,其最小正周期为.
故为最小正周期为的奇函数.
故选:C.
【变式14-1】(25-26高一下·辽宁沈阳·期中)已知点是函数的图象的一个对称中心,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据正切型函数的对称性得出,结合可得出的最小值.
【详解】因为点是函数的图象的一个对称中心,
则,解得,
因为,故当时,取最小值.
【变式14-2】(24-25高一下·重庆沙坪坝·阶段检测)若函数为奇函数,则的最小值为__________.
【答案】/
【分析】根据奇函数的定义,求得,再根据,即可得答案.
【详解】因为函数为奇函数,所以
由得,,
即,所以,
解得,,因为,取,得,所以的最小值为.
故答案为:
【变式14-3】(2025高一上·江苏南通·专题练习)已知函数的最小正周期为.
(1)求函数图象的对称中心;
(2)解不等式:.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据周期得到,再利用整体代换法求对称中心就可;
(2)利用正切函数的性质解不等式即可.
【详解】(1),故,解得,
故.
由,得,
所以函数图象的对称中心为
(2),即,故,
则,
解得.
【题型十五】正切函数的定义域、值域与最值
【典例15-1】(25-26高一下·贵州遵义·期末)函数的定义域为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】由,得,
所以的定义域为.
【变式15-1】(25-26高一下·安徽芜湖·阶段检测)函数,的值域为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】因为函数在区间上单调递增,
所以函数在区间上单调递增,
因为,,
所以函数,的值域为.
【变式15-2】(25-26高一下·全国·课后作业)函数在上的最大值为_____________,最小值为_____________.
【答案】
【分析】分析函数在区间上的单调性,即可求得该函数在区间上的最大值和最小值.
【详解】,.在上为增函数,
,.
即函数在上的最大值为,最小值为.
故答案为:;.
【变式15-3】(25-26高一下·全国·课堂例题)(1)求函数的定义域;
(2)求函数的值域.
【答案】(1);(2)
【分析】利用复合函数的定义域、值域的概念进行求解.
【详解】(1)由题意得,即,
在内,满足上述不等式的的取值范围是,
又的最小正周期为,
所以,
所以函数的定义域为.
(2)令,,即,
又在上是增函数,
所以,即,
所以函数的值域为.
【题型十六】由图象确定正(余)弦型函数解析式
【典例16-1】的一段图象如图,则其解析式为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据图象可得,,从而可求,根据图象过及可求,从而可求解.
【详解】由图象可得,,所以.
又,解得.
因为,所以.
所以.
故选:B.
【变式16-1】已知函数的部分图象如图所示,则的解析式为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据图像得到,,计算排除得到答案.
【详解】根据图像知
选项:,排除;
D选项: ,排除;
根据图像知
选项:,排除;
故选:
【点睛】本题考查了三角函数图像的识别,计算特殊值可以快速排除选项,是解题的关键.
【变式16-2】(25-26高一下·上海黄浦·期中)函数的部分图象如图,则该函数的解析式为__________.
【答案】
【分析】直接由图象得到,由周期公式求得值,结合五点作图的第二点求.
【详解】由图可知,..
由五点作图的第二点知,,即..
【变式16-3】(24-25高一下·云南曲靖·期末)已知函数的部分图象如图所示.
(1)求的解析式;
(2)求在上的值域;
(3)若在上恰有3个零点,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)首先求得周期以及,进一步由的图象经过点求得,再由的图象经过点求得即可得解;
(2)由可得,再结合三角函数的性质即可得解;
(3)由可得,结合题意列不等式即可求解.
【详解】(1)由图可知的最小正周期.
因为,且,所以.
因为的图象经过点,所以,
所以由图可得,
所以.
因为,所以.
因为的图象经过点,所以,
所以,则.
(2)因为,所以.
当,即时,取得最大值,最大值为;
当,即时,取得最小值,最小值为.
故在上的值域为.
(3)因为,所以.
因为在上恰有3个零点,所以,
解得,即的取值范围为.
1. 诱导公式核心逻辑
奇变偶不变定函数名,符号看象限定正负,所有任意角三角函数均可转化为锐角三角函数计算。
2. 三大函数性质对比核心
正、余弦:周期、有最值、区间闭区间;正切:周期、无最值、定义域间断、单调区间开区间。
3. 图象解题通用模板
五点作图定简图、整体换元求单调/最值/对称轴、结合定义域锁定最终范围。
4. 培优提升关键
正余弦型复合函数,始终将视为整体,回归基础函数性质解题,规避复杂变形失误。
5. 应试避坑口诀
诱导看角看象限、区间开闭要分清、正切定义域优先、对称最值记位置、图象变换只变。
一、单选题
1.(25-26高一下·安徽六安·阶段检测)已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用诱导公式化简即可求解.
【详解】由,即,
则.
2.(25-26高一下·江西鹰潭·期末)函数的定义域为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】利用正切函数定义域的求法可得答案.
【详解】令,
解得,
所以函数的定义域为.
3.(25-26高一上·云南楚雄·期末)下列区间中,函数是单调递增的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据题意,结合正弦函数的性质,画出函数的部分图像,结合图像,即可求解.
【详解】当时,可得,所以;
当时,可得,所以;
当时,可得,所以,
画出函数的部分图像,如图所示,
结合图像,可得函数在区间上单调递增.
故选:A.
4.(25-26高一下·河南南阳·期末)已知函数,若在区间上有三个零点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据已知进行换元,令,再结合余弦函数图象求解即可.
【详解】因为,且,
令,则,
即在上有三个零点,
由余弦函数图象知,即,
解得.
二、多选题
5.(25-26高一下·山东潍坊·期中)已知中,下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BCD
【分析】根据诱导公式,逐项判断即可.
【详解】解:,故A错误;
,故B正确;
,故C正确;
,故D正确.
6.(25-26高一上·广东广州·期末)已知函数,则( )
A.函数的图象与直线有个公共点
B.函数的图象与直线有个公共点
C.若函数的图象与直线(为常数)有个公共点,则
D.若函数的图象与直线(为常数)有两个公共点,则
【答案】BD
【分析】化简函数的解析式,作出在时的图象以及直线的图象,逐项判断即可.
【详解】因为,其中,
作出函数在时的图象以及直线的图象如下图所示:
对于A选项,由图可知函数的图象与直线没有公共点,A错;
对于B选项,函数的图象与直线有个公共点,B对;
对于C选项,若函数的图象与直线(为常数)有个公共点,则或,C错;
对于D选项,若函数的图象与直线(为常数)有两个公共点,则,D对.
故选:BD.
三、填空题
7.(2026高一下·四川宜宾·竞赛)已知函数在区间内单调递减,则实数的取值范围是__________.
【答案】
【分析】变形得到,结合函数单调性得到,根据端点的范围得到不等式,求出答案.
【详解】,
,,则,
因为在区间上单调递减,
所以,又,所以,
因为,所以,,
要想满足在区间上单调递减,
只需,解得,故.
8.(25-26高一下·安徽亳州·期末)已知函数,设为的最小正零点,b为的定义域之外的最小正数,且,则______.
【答案】/
【分析】通过正切函数零点和无定义点条件,分情况写出的表达式,代入后,筛选出符合条件的解即可.
【详解】因为为的最小正零点,所以令,即,
当时,;当时,;
因为b为的定义域之外的最小正数,所以令,即,
当时,;
若,则;
若,则(舍去).
综上所述,.
四、解答题
9.(25-26高一下·辽宁·阶段检测)已知函数的最小正周期为,且过点.
(1)求,的值;
(2)求函数在上的值域.
【答案】(1),
(2)
【分析】(1)根据周期求出,代入点坐标,结合求出即可.
(2)利用整体换元,结合正弦函数图象即可求出值域.
【详解】(1)由题意得的最小正周期,解得,
由题知过点,故,可得,
结合,求得;
(2)由(1)得,,可得,
根据正弦函数图象可知,
所以在上的值域为.
10.如图为函数的部分图像.
(1)求函数解析式;
(2)已知,求的取值范围;
(3)若方程在上有两个不相等的实数根,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据函数图像最值以及周期直接求解解析式即可;
(2)根据,得到,再结合即可求解;
(3)根据三角函数特点画出图像,根据数形结合的方法转化为图像交点个数即可求解.
【详解】(1)由图像可知,,
所以,
因为函数图像过点,
所以,
所以,
又因为,所以,
所以函数解析式为
(2)因为,
所以
所以,
又因为,所以,
即的取值范围是
(3)令,
则,函数递增,
因为,
所以在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增.
作出在区间上的图像.
因为有两个零点,
即与有两个交点,
由图像可知,或.
即实数的取值范围是
1
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$
第16讲 诱导公式与三角函数图象性质(16典例精讲+课后作业)
【题型一】诱导公式
【题型九】余弦函数的单调性应用
【题型二】三角函数的化简、求值——诱导公式
【题型十】余弦函数的定义域、值域与最值
【题型三】正弦函数、余弦函数、正切函数的图象
【题型十一】余弦函数的奇偶性
【题型四】利用正弦型函数的单调性求参数
【题型十二】余弦函数的周期性、对称性
【题型五】求含sinx(型)函数的值域和最值
【题型十三】求正切函数的单调性
【题型六】正弦函数的奇偶性
【题型十四】正切函数的奇偶性、周期性、对称性
【题型七】求正弦(型)函数的最小正周期
【题型十五】正切函数的定义域、值域与最值
【题型八】求正弦(型)函数的对称轴及对称中心
【题型十六】由图象确定正(余)弦型函数解析式
【知识点01】三角函数的诱导公式
公式
一
二
三
四
五
六
角
2kπ+α(k∈Z)
π+α
-α
π-α
-α
+α
正弦
sin α
-sin α
-sin α
sin α
cos α
cos α
余弦
cos α
-cos α
cos α
-cos α
sin α
-sin α
正切
tan α
tan α
-tan α
-tan α
口诀
奇变偶不变,符号看象限
【知识点02】正弦、余弦函数图象与基础性质
1. 正弦函数
图象画法:五点作图法,关键点:
核心性质:
定义域:,值域:,最小正周期:
奇偶性:奇函数,图象关于原点中心对称
单调递增区间:
单调递减区间:
对称轴:
对称中心:
最值:时;时
2. 余弦函数
图象关系:由向左平移个单位得到
核心性质:
定义域:,值域:,最小正周期:
奇偶性:偶函数,图象关于轴对称
单调递增区间:
单调递减区间:
对称轴:
对称中心:
最值:时;时
【知识点03】正切函数图象与性质
图象特征:分段周期曲线,存在垂直渐近线
核心性质:
定义域:
值域:,最小正周期:
奇偶性:奇函数,图象关于原点对称
单调递增区间:
对称中心:
特殊结论:无对称轴、无最值
【知识点04】正(余)弦型三角函数图象与性质
标准解析式:、
参数含义:
振幅:,决定最值范围
最小正周期:
图象变换方式:平移变换、伸缩变换(针对本身变换)
通用解题思路:将看作整体,套用基础正、余弦函数单调性、对称轴、最值公式求解。
易错点1:诱导公式口诀滥用
口诀仅适配结构;符号只看原函数、原象限,默认为锐角,是化简求值最易出错点。
易错点2:区间书写格式失分
正、余弦单调区间为闭区间;正切单调区间为开区间,端点不可取,混用符号直接扣分。
易错点3:周期记忆混淆
正余弦最小正周期,正切最小正周期;复合函数周期必须通过计算,不可默认。
易错点4:正切定义域遗漏
研究正切函数单调性、值域、奇偶性时,必须优先限定定义域,忽略间断点会导致解题错误。
易错点5:对称轴、对称中心记混
正弦对称轴在最值处、对称中心在零点;余弦对称中心在零点、对称轴在最值处,公式不可混淆。
易错点6:图象变换出错
左右平移、水平伸缩仅对自变量操作,不是对整体变换,是高频易错点。
【题型一】诱导公式
【典例1-1】(25-26高一下·辽宁·期中)=( )
A.-1 B. C. D.1
【典例1-2】(25-26高一下·全国·课堂例题)的值为( )
A. B. C. D.
【典例1-3】(25-26高一下·四川南充·阶段检测)___________.
【变式1-1】(25-26高一下·辽宁葫芦岛·期末)化简:__________.
【变式1-2】(25-26高一下·全国·课后作业)证明: .
【变式1-3】(24-25高一下·陕西汉中·阶段检测)化简求值:
(1);
(2);
(3)若,求的值.
【题型二】三角函数的化简、求值——诱导公式
【典例2-1】(25-26高一下·河北承德·期末)已知,则( )
A. B. C. D.
【变式2-1】(25-26高一上·河北石家庄·期末)已知,则_____.
【变式2-2】(多选)(25-26高一上·贵州铜仁·阶段检测)已知,下列式子中不成立的是( )
A. B.
C. D.
【变式2-3】(25-26高一下·江西鹰潭·阶段检测)已知角的终边经过点,求下列各式的值:
(1);
(2).
【题型三】正弦函数、余弦函数、正切函数的图象
【典例3-1】(25-26高一下·全国·课堂例题)用“五点法”画函数的图象时,首先应描出五点的横坐标是( )
A.0,,,, B.0,,,,
C.0,,,, D.0,,,,
【典例3-2】(25-26高一下·辽宁锦州·阶段检测)函数与的图象在上有n个交点,坐标分别为,,…,,则( )
A. B. C. D.
【典例3-3】(24-25高一下·北京海淀·期中)设点是函数图象与函数图象的交点,则点的坐标可以是______.(写出一个满足条件的坐标即可)
【变式3-1】(2026高一·全国·专题练习)用“五点法”作的图象,首先描出的五个点的横坐标是( )
A. B.
C. D.
【变式3-2】(25-26高一上·广东肇庆·期末)下列四个函数中,以为最小正周期,且在区间上单调递减的是( )
A. B.
C. D.
【变式3-3】(25-26高一下·上海·阶段检测)已知函数 , 和函数的图像交于 三点,则 的面积为 ______.
【题型四】利用正弦型函数的单调性求参数
【典例4-1】(25-26高一下·河北承德·期中)已知函数在区间上单调递增,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式4-1】(25-26高一下·江西赣州·期中)已知函数()在上单调递增,则的取值范围是______.
【变式4-2】(24-25高一下·内蒙古呼和浩特·阶段检测)已知函数在上单调递减,则的取值范围为______.
【变式4-3】已知函数,设函数在区间上单调递减,求实数的取值范围;
【题型五】求含sinx(型)函数的值域和最值
【典例5-1】(2024·广东广州·模拟预测)的最大值是( )
A. B. C. D.
【变式5-1】(25-26高一下·黑龙江·开学考试)函数的值域为( )
A. B. C. D.
【变式5-2】(2026高一·全国·专题练习)函数的值域为______.
【变式5-3】(25-26高一下·全国·课堂例题)已知函数,求函数在区间上的最值.
【题型六】正弦函数的奇偶性
【典例6-1】(24-25高一上·全国·课后作业)函数的图象关于( )
A.x轴对称 B.原点对称
C.y轴对称 D.直线对称
【变式6-1】(24-25高一上·安徽安庆·期末)“”是“为奇函数”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【变式6-2】(多选)(25-26高一下·河北张家口·阶段检测)若函数为偶函数,则的值可以是( )
A. B. C. D.
【变式6-3】(25-26高一下·全国·课堂例题)判断下列函数的奇偶性.
(1),;
(2);
(3).
【题型七】求正弦(型)函数的最小正周期
【典例7-1】(25-26高一下·全国·课后作业)函数的最小正周期为( )
A. B. C. D.
【变式7-1】(25-26高一下·全国·课堂例题)函数,的周期_____________.
【变式7-2】(多选)(25-26高一下·全国·课后作业)下列函数中,周期为的是( )
A. B. C. D.
【变式7-3】(25-26高一下·全国·课后作业)求下列函数的周期:
(1);
(2).
【题型八】求正弦(型)函数的对称轴及对称中心
【典例8-1】(24-25高一下·河南南阳·期中)函数的图象的对称中心为( )
A. B.
C. D.
【变式8-1】(25-26高一上·浙江杭州·期末)已知函数,则( )
A.直线是函数图象的对称轴
B.直线是函数图象的对称轴
C.点是函数图象的对称中心
D.点是函数图象的对称中心
【变式8-2】(25-26高一下·全国·课后作业)函数的对称中心坐标是______,对称轴方程为______.
【变式8-3】(25-26高一下·云南昆明·阶段检测)已知函数
(1)求函数的最大值及相应的x 值集合;
(2)求函数的图象的对称轴与对称中心.
【题型九】余弦函数的单调性应用
【典例9-1】(25-26高一下·山东潍坊·期中)已知函数()在区间上单调递增,则ω的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式9-1】(25-26高一下·全国·课后作业)函数的单调递减区间是_____________.
【变式9-2】(25-26高一下·黑龙江哈尔滨·开学考试)若函数在上单调递减,则的最大值为________.
【变式9-3】(25-26高一下·全国·课堂例题)求函数的单调区间.
【题型十】余弦函数的定义域、值域与最值
【典例10-1】(24-25高一上·全国·课后作业)函数的值域为( )
A. B. C. D.
【变式10-1】(25-26高一上·宁夏固原·期末)函数的定义域为_________________.
【变式10-2】(25-26高一下·全国·课堂例题)函数在上的最大值为______,最小值为_______.
【变式10-3】(24-25高一上·上海·课堂例题)求函数的最大值、最小值及值域.
【题型十一】余弦函数的奇偶性
【典例11-1】(25-26高一上·河北唐山·阶段检测)已知函数是奇函数,则的值为( )
A. B.
C. D.
【变式11-1】(25-26高一上·安徽阜阳·期末)函数 是( )
A.奇函数 B.偶函数 C.既是奇函数又是偶函数 D.非奇非偶函数
【变式11-2】(25-26高一上·云南楚雄·期末)已知函数是偶函数,且,则的最小值为______.
【变式11-3】已知函数,其中.
(1)当a为何值时,为偶函数?
(2)当a为何值时,为奇函数?
【题型十二】余弦函数的周期性、对称性
【典例12-1】(25-26高一下·全国·课堂例题)函数,是( )
A.最小正周期为的偶函数 B.最小正周期为的奇函数
C.最小正周期为的偶函数 D.最小正周期为的奇函数
【变式12-1】(24-25高一下·山东潍坊·期中)函数的一个对称中心为( )
A. B. C. D.
【变式12-2】(25-26高一上·广东·期末)已知函数的图象关于直线对称,若,则满足条件的所有的和为______.
【变式12-3】(24-25高一上·上海·课堂例题)求下列函数的周期:
(1);
(2).
【题型十三】求正切函数的单调性
【典例13-1】(25-26高一下·全国·课堂例题)下列说法正确的是( )
A.是增函数
B.在第一象限是增函数
C.在某一区间上是减函数
D.在区间上是增函数
【变式13-1】(24-25高一上·山西运城·期末)若函数在区间上单调,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【变式13-2】(25-26高一下·陕西宝鸡·阶段检测)已知,则它们的大小关系为__________.(用“”连接)
【变式13-3】(25-26高一下·全国·课后作业)求下列不等式的解集:
(1);
(2).
【题型十四】正切函数的奇偶性、周期性、对称性
【典例14-1】(25-26高一上·河南周口·期末)已知函数,则( )
A.是最小正周期为的奇函数 B.是最小正周期为的偶函数
C.是最小正周期为的奇函数 D.是最小正周期为的偶函数
【变式14-1】(25-26高一下·辽宁沈阳·期中)已知点是函数的图象的一个对称中心,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【变式14-2】(24-25高一下·重庆沙坪坝·阶段检测)若函数为奇函数,则的最小值为__________.
【变式14-3】(2025高一上·江苏南通·专题练习)已知函数的最小正周期为.
(1)求函数图象的对称中心;
(2)解不等式:.
【题型十五】正切函数的定义域、值域与最值
【典例15-1】(25-26高一下·贵州遵义·期末)函数的定义域为( )
A. B.
C. D.
【变式15-1】(25-26高一下·安徽芜湖·阶段检测)函数,的值域为( )
A. B. C. D.
【变式15-2】(25-26高一下·全国·课后作业)函数在上的最大值为_____________,最小值为_____________.
【变式15-3】(25-26高一下·全国·课堂例题)(1)求函数的定义域;
(2)求函数的值域.
【题型十六】由图象确定正(余)弦型函数解析式
【典例16-1】的一段图象如图,则其解析式为( )
A. B.
C. D.
【变式16-1】已知函数的部分图象如图所示,则的解析式为( )
A. B.
C. D.
【变式16-2】(25-26高一下·上海黄浦·期中)函数的部分图象如图,则该函数的解析式为__________.
【变式16-3】(24-25高一下·云南曲靖·期末)已知函数的部分图象如图所示.
(1)求的解析式;
(2)求在上的值域;
(3)若在上恰有3个零点,求的取值范围.
1. 诱导公式核心逻辑
奇变偶不变定函数名,符号看象限定正负,所有任意角三角函数均可转化为锐角三角函数计算。
2. 三大函数性质对比核心
正、余弦:周期、有最值、区间闭区间;正切:周期、无最值、定义域间断、单调区间开区间。
3. 图象解题通用模板
五点作图定简图、整体换元求单调/最值/对称轴、结合定义域锁定最终范围。
4. 培优提升关键
正余弦型复合函数,始终将视为整体,回归基础函数性质解题,规避复杂变形失误。
5. 应试避坑口诀
诱导看角看象限、区间开闭要分清、正切定义域优先、对称最值记位置、图象变换只变。
一、单选题
1.(25-26高一下·安徽六安·阶段检测)已知,则( )
A. B. C. D.
2.(25-26高一下·江西鹰潭·期末)函数的定义域为( )
A. B.
C. D.
3.(25-26高一上·云南楚雄·期末)下列区间中,函数是单调递增的是( )
A. B. C. D.
4.(25-26高一下·河南南阳·期末)已知函数,若在区间上有三个零点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
二、多选题
5.(25-26高一下·山东潍坊·期中)已知中,下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
6.(25-26高一上·广东广州·期末)已知函数,则( )
A.函数的图象与直线有个公共点
B.函数的图象与直线有个公共点
C.若函数的图象与直线(为常数)有个公共点,则
D.若函数的图象与直线(为常数)有两个公共点,则
三、填空题
7.(2026高一下·四川宜宾·竞赛)已知函数在区间内单调递减,则实数的取值范围是__________.
8.(25-26高一下·安徽亳州·期末)已知函数,设为的最小正零点,b为的定义域之外的最小正数,且,则______.
四、解答题
9.(25-26高一下·辽宁·阶段检测)已知函数的最小正周期为,且过点.
(1)求,的值;
(2)求函数在上的值域.
10.如图为函数的部分图像.
(1)求函数解析式;
(2)已知,求的取值范围;
(3)若方程在上有两个不相等的实数根,求实数的取值范围.
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