专题12 三角函数的图象与性质 专项训练-2027届高考数学一轮复习(新高考全国卷)
2026-09-28
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内容正文:
专题12 三角函数的图象与性质 群哥高中数学辅导资料
专题12 三角函数的图象与性质
一、核心知识
1.五点作图与图象变换: 的图象可由 经平移()、横向伸缩()、纵向伸缩()与上下平移()得到;作图时取相位为 的五个关键点。
2.由图象求解析式:,,( 为最小正周期),再代入最高点(相位为 )或零点解出 并按题目约定的范围取值。
3.周期性: 与 的最小正周期为 , 为 ; 的周期为 。
4. 的取值范围:由单调性得 即 ;由零点或极值点个数可列出关于 的不等式组。处理顺序一律是**先定周期范围,再反解 **。
5.对称性: 的对称轴由 确定,对称中心由 确定(纵坐标为 ); 的对称轴由 确定,对称中心由 确定。
6.奇偶性: 为奇函数, 为偶函数;一般地, 时 为奇函数, 时为偶函数。
7.单调性:把相位 视为整体, 在 上递增、在 上递减; 在 上递增、在 上递减。
8.最值与值域:先求相位区间,再在单位圆上找出该区间内 (或 )的最大、最小值; 化为 后最值为 。
9.综合应用:方程 的解的个数等于直线 与 图象的交点个数;恒成立问题转化为求最值;有解问题转化为求值域。数形结合是本讲一切综合题的入口。
二、题型精练
题型一 三角函数的图象与解析式(由图象求 y=Asin(ωx+φ)+B)
【方法与技巧】
由图象求 的固定三步:① 、;② 由周期 得 ();③ 代入一个已知点(优先选最高点或零点)解 ,并用 (题目给的约定)定终值。
周期怎么从图上读: 是相邻两个最高点与最低点的横向距离, 是相邻零点与极值点的横向距离。读不准全长时,读半周期或四分之一周期往往更稳。
求 时代最高点最省事:最高点处 ,代入坐标即可解出 (再调整到约定范围)。代零点时要先判断该零点处曲线是上升还是下降,否则会差一个 。
别忘了上下平移:图的中轴线不是 轴时, 就是中轴线的纵坐标,先把它减掉再按标准步骤求 、、。漏掉 是最常见的失分点。
【例题精讲】
1.如图是函数 在一个周期内的图象,则其解析式为( )
A. B. C. D.
2.把 的图象上所有点的横坐标缩短到原来的 (纵坐标不变),再向左平移 个单位,所得图象对应的函数是( )
A. B. C. D.
3.用“五点法”画 在 上的图象时,五个关键点的横坐标分别是 、、、______、.
【变式训练】
1.如图是函数 的图象,则其解析式为( )
A. B. C. D.
2.把 的图象向右平移 个单位,所得图象对应的函数是( )
A. B. C. D.
3.在 中, 的几何意义是( )
A.决定周期的长短, 越大周期越短
B.决定振幅的大小
C.决定上下平移量
D.决定左右平移量
4.函数 的振幅为______.
5.已知函数 的图象在 处取到最大值,且最小正周期为 ,则 等于( )
A. B. C. D.
6.把 的图象向左平移 后,再把横坐标缩短到原来的 ,所得函数为 ______.
【巩固练习】
1.如图是函数 的图象,则其解析式为( )
A. B. C. D.
2.把 的图象向右平移 个单位,所得函数为( )
A. B. C. D.
3.已知函数 的最大值为 ,最小值为 ,则 与 分别为( )
A. B. C. D.
4.把 的图象上各点的纵坐标伸长到原来的 倍(横坐标不变),所得函数为______.
5.将 的图象向右平移 个单位,所得函数为( )
A. B. C. D.
6.函数 在一个周期内,五个关键点的相位依次为 、、、、,其中相位为 时对应的 值为______.
7.已知函数 的图象与 轴交于点 ,且 、、,则 ______.
8.关于图象变换的顺序,下列说法正确的是( )
A.先平移后伸缩与先伸缩后平移,平移的量不同,结果一般也不同
B.两种顺序的总结果一定相同
C.只能先平移后伸缩
D.只能先伸缩后平移
题型二 ω 的取值范围与最值问题(先定周期范围再反解)
【方法与技巧】
问题一律倒推:**先由条件定出周期的范围,再由 反解 的范围**,最后结合单调区间或零点个数取交集。硬代数值进去试,试到高考结束也试不完。
“在 上单调”翻译成周期条件:该区间必须落在某个长度为 的单调区间内,故 ,即 。这是 上界最常用的一条不等式。
“在 上恰有 个零点(或极值点)”的处理:先写出零点(极值点)的通式,再让它们落在 内,数出个数并令其等于 ,解出 的范围。数个数时端点是否取到要单独验。
的最值题常与“ 在 上不单调”“至少有一个极值点”等否定式表述结合,此时先写出肯定式的范围再取补集,比正面列式清晰得多。
【例题精讲】
1.已知函数 在 上单调递增,则 的最大值为( )
A. B. C. D.
2.已知函数 在 上单调递减,则 的最大值为( )
A. B. C. D.
3.已知函数 的最小正周期不小于 ,则 的取值范围是______.
【变式训练】
1.已知函数 在 上至少有一个极大值点,则 的最小值为( )
A. B. C. D.
2.已知函数 ,若 在 上恰有 个零点(含端点 ),则 的取值范围是______.
3.处理 的取值范围问题时,合理的顺序是( )
A.先由条件定出周期的范围,再反解
B.直接代几个 的值试
C.先求 再求
D.先画图量出
4.已知函数 在 上单调递增,则 的最大值为______.
5.已知函数 在 上单调递减,则 的最大值为( )
A. B. C. D.
6.已知函数 的最小正周期为 ,则 的值为______.
【巩固练习】
1.已知函数 在 上单调递增,则 的最大值为( )
A. B. C. D.
2.已知函数 的最小正周期为 ,则 ______.
3.已知函数 在 上恰有 个零点(含端点 ),则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
4.由“ 在区间 上单调”推出 的上界时,依据的关系式是区间长度不超过______.
5.已知函数 在 上的最大值为 ,则 的最小值为( )
A. B. C. D.
6.已知函数 在 上的最小值为 ,则 的最小值为______.
7.已知函数 在 上不单调,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
8.已知函数 在 上恰有 个极大值点,则 的取值范围是______.
题型三 单调性、奇偶性与对称性(对称轴、对称中心的判定)
【方法与技巧】
对称轴与对称中心要分清: 的对称轴是 (过最高、最低点),对称中心是 (过零点); 反过来,对称轴 ,对称中心 。
对 :令整体 解出的 就是对称轴;令 解出的点是**对称中心**(纵坐标为 ,若有上下平移)。两个令法别记混。
奇偶性的判定: 是奇函数, 是偶函数;带 时, 为奇函数, 为偶函数,其余非奇非偶。判定时直接看能否化成这两种形式。
单调区间的求法:把 看成一个整体 ,先写出 (或 )的单调区间,再解出 的范围。注意 时不等号方向不变, 时要先用诱导公式把 化正。
【例题精讲】
1.函数 的一个单调递增区间是( )
A. B. C. D.
2.函数 是( )
A.偶函数 B.奇函数
C.非奇非偶函数 D.既是奇函数又是偶函数
3.函数 图象的一条对称轴方程是______.
【变式训练】
1.函数 的一个单调递减区间是( )
A. B. C. D.
2.函数 为奇函数,则 可以取( )
A. B. C. D.(也可以)
3.函数 的对称轴方程是 ______().
4.函数 图象的一个对称中心是( )
A. B. C. D.
5.已知函数 ,则 在 上的单调性是( )
A.先增后减 B.单调递增 C.单调递减 D.先减后增
6.函数 的奇偶性是______.
【巩固练习】
1.函数 的单调递增区间为( )
A. B.
C. D.
2.函数 的图象关于点 对称,这是因为它满足 ______(填入一个含 的式子,).
3.下列函数中,最小正周期为 且为偶函数的是( )
A. B. C. D.
4.函数 的对称中心是( )
A. B. C. D.不存在
5.已知函数 ,若 且 ,则 的值可能是( )
A. B. C. D.
6.函数 在 上单调递______(填“增”或“减”).
7.已知函数 的最小正周期为 ,且图象关于直线 对称,则 的值为______.
8.关于函数 的对称性,下列说法正确的是( )
A.对称轴由 确定,对称中心由 确定
B.对称轴由 确定,对称中心由 确定
C.正弦函数既有对称轴也有对称中心,余弦函数只有对称轴
D.正弦函数没有对称中心
题型四 周期、最值与值域(含闭区间上的最值讨论)
【方法与技巧】
最小正周期: 与 都是 ; 是 。加绝对值(如 )会把周期减半,这类变式要小心。
闭区间上求值域的套路:先由 的范围算出**相位** 的范围,再在这个相位区间上求 (或 )的最值,最后乘 加 。跳过了相位这一步就容易取错端点。
求最值时先看相位区间是否跨过关键点: 在 取最大值 、在 取最小值 。若相位区间跨过了这些点,最值就在内部取到;否则在端点取到。
的最值用辅助角化为 ,最值为 。这是把两个三角函数合成一个的标准动作,也是求值域题的常客。
【例题精讲】
1.函数 的最小正周期为( )
A. B. C. D.
2.函数 在 上的最大值是( )
A. B. C. D.
3.函数 的值域是______.
【变式训练】
1.函数 的最小正周期为( )
A. B. C. D.
2.函数 在 上的最小值是______.
3.函数 的最小正周期是( )
A. B. C. D.
4.函数 在 上的值域是______.
5.函数 的最小正周期与最大值分别是( )
A. 与 B. 与 C. 与 D. 与
6.函数 的最大值与最小值之和为______.
【巩固练习】
1.函数 的最小正周期为( )
A. B. C. D.
2.函数 在 上的值域是______.
3.函数 的最小正周期与最大值分别是( )
A. 与 B. 与 C. 与 D. 与
4.函数 的最大值是______.
5.函数 在 上的值域是( )
A. B. C. D.
6.已知函数 的最小正周期为 ,则 的最大值为______.
7.函数 在 上的最小值是( )
A. B. C. D.
8.函数 的最大值与最小值之差为______.
题型五 三角函数与函数、方程的综合
【方法与技巧】
三角与方程的综合,本质是数形结合:方程 的解的个数,就是直线 与 图象的交点个数。**先画图,再数交点**,比纯代数快得多。
含参恒成立(如 恒成立)的处理:先化辅助角求出左边的最大值,再令 不小于这个最大值。凡是“恒”“都”“任意”都翻译成最值。
与函数性质交汇时(奇偶、单调、周期),优先用周期把自变量化到同一个周期内,再用单调性比较大小,最后才考虑代入计算顺序。
方程有解/无解的判断:先求出左边的值域 ,则 时有解、否则无解;有几个解则由单调段数决定。值域是解决一切“有解性”问题的钥匙。
【例题精讲】
1.方程 在 上的解的个数为( )
A. B. C. D.
2.若方程 有实数解,则 的取值范围是______.
3.函数 与 在 上的交点个数为( )
A. B. C. D.
【变式训练】
1.若不等式 对任意 恒成立,则 的最小值为( )
A. B. C. D.
2.方程 在 上解的个数为______.
3.已知函数 ,若 在 上有两个不同的解,则 的取值范围是( )
A. 且 B. C. D.
4.函数 与直线 在 上的交点个数为______.
5.已知函数 ,则方程 在 上解的个数为( )
A. B. C. D.
6.若函数 在 上有两个零点,则 的取值范围是( )
A. 且 B. C. D.
【巩固练习】
1.方程 在 上解的个数为( )
A. B. C. D.
2.若函数 在 上的值域为 ,则 的最小值为______.
3.已知函数 ,若 在 上的值域为 ,则 的值为( )
A. B. C. D.
4.方程 的实数解的个数为( )
A. B. C. D.
5.若 在 上恒成立,则 的最大值为______.
6.已知函数 在 上的值域为 ,则 的最小值为( )
A. B. C. D.
7.函数 在 上与直线 的交点个数为______.
8.关于三角函数与其他函数的交汇,下列思路最恰当的是( )
A.先画草图数交点,再用值域判断有解性
B.一律用代数法解方程组
C.直接令两个函数相等后求导
D.只用特殊值代入判断
三、达标检测(共14题,建议限时40分钟)
【单项选择题】
1.函数 的最小正周期为( )
A. B. C. D.
2.函数 图象的一条对称轴方程是( )
A. B. C. D.
3.已知函数 在 上单调递增,则 的最大值为( )
A. B. C. D.
4.函数 的最大值为( )
A. B. C. D.
5.函数 在区间 上的最小值是( )
A. B. C. D.
6.函数 的单调递减区间可表示为( )
A. B.
C. D.
7.已知函数 的最大值为 ,最小正周期为 ,且 ,则 等于( )
A. B. C. D.
8.函数 的图象的对称中心是( )
A. B. C. D.
【多项选择题】
9.关于函数 ,下列说法正确的是( )
A.最小正周期为 B.最大值为
C.图象关于点 对称 D.在区间 上单调递减
10.关于 的图象变换,下列说法正确的是( )
A. 决定横向伸缩, 越大周期越短
B. 决定纵向伸缩,影响最大值与最小值
C. 决定左右平移
D. 会影响最小正周期
11.已知函数 ,下列结论正确的是( )
A.最小正周期为 B.最大值为
C.在 上单调递增 D.是奇函数
【填空题】
12.函数 的最小正周期是______.
13.已知函数 的最小正周期为 ,则 ______.
14.函数 在 上的值域是______.
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专题12 三角函数的图象与性质
一、核心知识
1.五点作图与图象变换: 的图象可由 经平移()、横向伸缩()、纵向伸缩()与上下平移()得到;作图时取相位为 的五个关键点。
2.由图象求解析式:,,( 为最小正周期),再代入最高点(相位为 )或零点解出 并按题目约定的范围取值。
3.周期性: 与 的最小正周期为 , 为 ; 的周期为 。
4. 的取值范围:由单调性得 即 ;由零点或极值点个数可列出关于 的不等式组。处理顺序一律是**先定周期范围,再反解 **。
5.对称性: 的对称轴由 确定,对称中心由 确定(纵坐标为 ); 的对称轴由 确定,对称中心由 确定。
6.奇偶性: 为奇函数, 为偶函数;一般地, 时 为奇函数, 时为偶函数。
7.单调性:把相位 视为整体, 在 上递增、在 上递减; 在 上递增、在 上递减。
8.最值与值域:先求相位区间,再在单位圆上找出该区间内 (或 )的最大、最小值; 化为 后最值为 。
9.综合应用:方程 的解的个数等于直线 与 图象的交点个数;恒成立问题转化为求最值;有解问题转化为求值域。数形结合是本讲一切综合题的入口。
二、题型精练
题型一 三角函数的图象与解析式(由图象求 y=Asin(ωx+φ)+B)
【方法与技巧】
由图象求 的固定三步:① 、;② 由周期 得 ();③ 代入一个已知点(优先选最高点或零点)解 ,并用 (题目给的约定)定终值。
周期怎么从图上读: 是相邻两个最高点与最低点的横向距离, 是相邻零点与极值点的横向距离。读不准全长时,读半周期或四分之一周期往往更稳。
求 时代最高点最省事:最高点处 ,代入坐标即可解出 (再调整到约定范围)。代零点时要先判断该零点处曲线是上升还是下降,否则会差一个 。
别忘了上下平移:图的中轴线不是 轴时, 就是中轴线的纵坐标,先把它减掉再按标准步骤求 、、。漏掉 是最常见的失分点。
【例题精讲】
1.如图是函数 在一个周期内的图象,则其解析式为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由图读出 、,故 ;相邻最高点与最低点的横向距离为 ,即 ,,。最高点横坐标 处相位为 ,即 ,得 ,符合 。故解析式为 。故选:A。
2.把 的图象上所有点的横坐标缩短到原来的 (纵坐标不变),再向左平移 个单位,所得图象对应的函数是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】横坐标缩短到 得 ;再向左平移 ,把 换成 ,得 。**注意平移量要乘在函数整体的自变量上,即左移是对 加,不是对 加**。故选:A。
3.用“五点法”画 在 上的图象时,五个关键点的横坐标分别是 、、、______、.
【答案】
【详解】五点法取相位为 的五个点,对应 的值为 ,描出这五点再用光滑曲线连接即可。故答案为:。
【变式训练】
1.如图是函数 的图象,则其解析式为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由 、 得 ;由图象可读出周期 ,故 。取最高点 ,令 ,得 (满足 )。故解析式为 。故选:A。
2.把 的图象向右平移 个单位,所得图象对应的函数是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】右移 即把 换成 :。平移是对自变量 而言的,别忘了乘上 。故选:A。
3.在 中, 的几何意义是( )
A.决定周期的长短, 越大周期越短
B.决定振幅的大小
C.决定上下平移量
D.决定左右平移量
【答案】A
【详解】, 越大周期越短(横向压缩); 决定振幅, 决定上下平移, 决定左右平移。四个参数各管一件事,记清分工就不会混。故选:A。
4.函数 的振幅为______.
【答案】
【详解】振幅就是 ,它等于 。故答案为:。
5.已知函数 的图象在 处取到最大值,且最小正周期为 ,则 等于( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由 得 。最高点处相位为 :,得 ,满足 。故选:A。
6.把 的图象向左平移 后,再把横坐标缩短到原来的 ,所得函数为 ______.
【答案】
【详解】先左移 得 ;再横坐标缩短到 (把 换成 )得 。注意变换顺序不同结果也不同:先平移后伸缩,平移量只加在 上;先伸缩后平移,平移量要乘 。故答案为:。
【巩固练习】
1.如图是函数 的图象,则其解析式为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由 、 得 、;由图象可读出周期 ,故 。取最高点 ,令 得 。故解析式为 。故选:A。
2.把 的图象向右平移 个单位,所得函数为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】右移 就是把 换成 ,得 。平移只作用于自变量,绝不写成整体减 。故选:A。
3.已知函数 的最大值为 ,最小值为 ,则 与 分别为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】,。中轴线的纵坐标就是 ,千万别把它当成 。故选:A。
4.把 的图象上各点的纵坐标伸长到原来的 倍(横坐标不变),所得函数为______.
【答案】
【详解】纵坐标伸长到 倍就是把函数值乘 ,得 。纵向伸缩直接乘在 上。故答案为:。
5.将 的图象向右平移 个单位,所得函数为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】把 换成 :。故选:A。
6.函数 在一个周期内,五个关键点的相位依次为 、、、、,其中相位为 时对应的 值为______.
【答案】
【详解】由 得 ,,这正是最高点的横坐标。故答案为:。
7.已知函数 的图象与 轴交于点 ,且 、、,则 ______.
【答案】
【详解】代入 得 ,,结合 得 。用交点求 时一定要检查是否符合题目给定的范围。故答案为:。
8.关于图象变换的顺序,下列说法正确的是( )
A.先平移后伸缩与先伸缩后平移,平移的量不同,结果一般也不同
B.两种顺序的总结果一定相同
C.只能先平移后伸缩
D.只能先伸缩后平移
【答案】A
【详解】先平移 再伸缩(横坐标变为 )得到 型;先伸缩再平移 得到 型,两者平移量相差一个 倍,结果一般不同。做题时必须严格按题目给的顺序来。故选:A。
题型二 ω 的取值范围与最值问题(先定周期范围再反解)
【方法与技巧】
问题一律倒推:**先由条件定出周期的范围,再由 反解 的范围**,最后结合单调区间或零点个数取交集。硬代数值进去试,试到高考结束也试不完。
“在 上单调”翻译成周期条件:该区间必须落在某个长度为 的单调区间内,故 ,即 。这是 上界最常用的一条不等式。
“在 上恰有 个零点(或极值点)”的处理:先写出零点(极值点)的通式,再让它们落在 内,数出个数并令其等于 ,解出 的范围。数个数时端点是否取到要单独验。
的最值题常与“ 在 上不单调”“至少有一个极值点”等否定式表述结合,此时先写出肯定式的范围再取补集,比正面列式清晰得多。
【例题精讲】
1.已知函数 在 上单调递增,则 的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】 含 的递增区间为 。要在 上递增,需 ,即 ,最大值为 。倒推顺序是:递增区间长度 不小于给定区间长度。故选:A。
2.已知函数 在 上单调递减,则 的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】 在 上递减,对应 。要在 上递减,需 ,即 ,最大值为 。故选:A。
3.已知函数 的最小正周期不小于 ,则 的取值范围是______.
【答案】
【详解】,故 ;又 ,所以 。凡是给出周期范围的题,都用 直接反解。故答案为:。
【变式训练】
1.已知函数 在 上至少有一个极大值点,则 的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】极大值点中最小的是 。要让它落在 内,需 ,即 ,最小值为 。故选:A。
2.已知函数 ,若 在 上恰有 个零点(含端点 ),则 的取值范围是______.
【答案】
【详解】零点为 。区间内的零点为 ;恰有 个即 ,解得 。端点是否取到必须单独验一次。故答案为:。
3.处理 的取值范围问题时,合理的顺序是( )
A.先由条件定出周期的范围,再反解
B.直接代几个 的值试
C.先求 再求
D.先画图量出
【答案】A
【详解】标准顺序是:把条件(单调、零点个数、极值点个数)翻译成关于周期 的不等式,再由 反解 ,最后取交集。硬代数值去试既慢又容易漏。故选:A。
4.已知函数 在 上单调递增,则 的最大值为______.
【答案】
【详解】含 的递增区间为 ,需 ,即 ,得 。故答案为:。
5.已知函数 在 上单调递减,则 的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】递减区间 要覆盖 ,需 ,即 ,最大值为 。故选:A。
6.已知函数 的最小正周期为 ,则 的值为______.
【答案】
【详解】,得 。周期只由 决定,与 无关。故答案为:。
【巩固练习】
1.已知函数 在 上单调递增,则 的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】需 ,即 ,最大值为 。区间越短,允许的 越大。故选:A。
2.已知函数 的最小正周期为 ,则 ______.
【答案】
【详解】,得 。系数 只影响振幅,不影响周期。故答案为:。
3.已知函数 在 上恰有 个零点(含端点 ),则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】零点 落在 内即 ,。含 在内共 个,说明 可取而 不可取,即 。故选:A。
4.由“ 在区间 上单调”推出 的上界时,依据的关系式是区间长度不超过______.
【答案】
【详解】单调区间的长度为半个周期 ,故给定区间长度 ,由此得 。这是 上界最常用的来源。故答案为:。
5.已知函数 在 上的最大值为 ,则 的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】要取到最大值 ,需相位 能达到 ,即 ,得 ,最小值为 。故选:A。
6.已知函数 在 上的最小值为 ,则 的最小值为______.
【答案】
【详解】 需 ,故 ,得 ,最小值为 。故答案为:。
7.已知函数 在 上不单调,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】单调的条件是 ,即 ;故“不单调”为 。否定式表述先写出肯定式的范围再取补集,思路最清晰。故选:A。
8.已知函数 在 上恰有 个极大值点,则 的取值范围是______.
【答案】
【详解】极大值点由 确定,即 ,依次为 、、。恰有 个落在 内即 ,解得 。故答案为:。
题型三 单调性、奇偶性与对称性(对称轴、对称中心的判定)
【方法与技巧】
对称轴与对称中心要分清: 的对称轴是 (过最高、最低点),对称中心是 (过零点); 反过来,对称轴 ,对称中心 。
对 :令整体 解出的 就是对称轴;令 解出的点是**对称中心**(纵坐标为 ,若有上下平移)。两个令法别记混。
奇偶性的判定: 是奇函数, 是偶函数;带 时, 为奇函数, 为偶函数,其余非奇非偶。判定时直接看能否化成这两种形式。
单调区间的求法:把 看成一个整体 ,先写出 (或 )的单调区间,再解出 的范围。注意 时不等号方向不变, 时要先用诱导公式把 化正。
【例题精讲】
1.函数 的一个单调递增区间是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】令 ,得 ,即 ;取 得 。把相位当整体是求单调区间的标准做法。故选:A。
2.函数 是( )
A.偶函数 B.奇函数
C.非奇非偶函数 D.既是奇函数又是偶函数
【答案】A
【详解】,是偶函数。一般结论: 时为偶函数, 时为奇函数。故选:A。
3.函数 图象的一条对称轴方程是______.
【答案】
【详解】令 ,得 ,;取 得 。对称轴过最高(低)点,令相位等于 即可。故答案为:。
【变式训练】
1.函数 的一个单调递减区间是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】 在 上递减,令 得 ,即 。故选:A。
2.函数 为奇函数,则 可以取( )
A. B. C. D.(也可以)
【答案】A
【详解】 时为奇函数( 即 ,此时 为奇函数); 时为偶函数。取 满足。故选:A。
3.函数 的对称轴方程是 ______().
【答案】
【详解】正弦曲线关于过最高点与最低点的竖直线对称,最高点处 、最低点处 ,合起来就是 。故答案为:。
4.函数 图象的一个对称中心是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】令 (余弦的零点即对称中心),得 ,;取 得对称中心 。故选:A。
5.已知函数 ,则 在 上的单调性是( )
A.先增后减 B.单调递增 C.单调递减 D.先减后增
【答案】A
【详解】相位 随 从 到 而从 增到 :跨过 (最大值点)后开始递减,故先增后减。判断单调性就是看相位区间跨过了哪些关键点。故选:A。
6.函数 的奇偶性是______.
【答案】偶函数
【详解】 是偶函数, 保持偶性()。常数项与系数不影响奇偶性,只有 决定。故答案为:偶函数。
【巩固练习】
1.函数 的单调递增区间为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】令 ,得 ,即 。故选:A。
2.函数 的图象关于点 对称,这是因为它满足 ______(填入一个含 的式子,).
【答案】
【详解】正弦曲线的对称中心即零点,令相位 解得。代入 :,确为 ()。故答案为:。
3.下列函数中,最小正周期为 且为偶函数的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】 的周期 ,且 是偶函数,符合; 周期为 但是奇函数; 是偶函数但周期为 。故选:A。
4.函数 的对称中心是( )
A. B. C. D.不存在
【答案】A
【详解】正切曲线关于每一个零点 中心对称( 为偶数时是零点本身, 为奇数时对应渐近线与曲线的对称中心),它没有对称轴。故选:A。
5.已知函数 ,若 且 ,则 的值可能是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】相等的两个函数值对应的两点关于一条对称轴左右对称,故中点是对称轴。对称轴由 得 ,于是 ;取 得 。另外三选项中点处的相位都不是 ,函数值不可能相等。故选:A。
6.函数 在 上单调递______(填“增”或“减”).
【答案】增
【详解】 在 上单调递增,这是最基本的单调区间,其余区间都由它平移得到。故答案为:增。
7.已知函数 的最小正周期为 ,且图象关于直线 对称,则 的值为______.
【答案】
【详解】由 得 。检验对称轴:,确为 (),符合题意。故答案为:。
8.关于函数 的对称性,下列说法正确的是( )
A.对称轴由 确定,对称中心由 确定
B.对称轴由 确定,对称中心由 确定
C.正弦函数既有对称轴也有对称中心,余弦函数只有对称轴
D.正弦函数没有对称中心
【答案】A
【详解】正弦的对称轴过最高(低)点,令相位为 ;对称中心是零点,令相位为 ,A 正确、B 把两者弄反;余弦既有对称轴也有对称中心,C、D 都错。故选:A。
题型四 周期、最值与值域(含闭区间上的最值讨论)
【方法与技巧】
最小正周期: 与 都是 ; 是 。加绝对值(如 )会把周期减半,这类变式要小心。
闭区间上求值域的套路:先由 的范围算出**相位** 的范围,再在这个相位区间上求 (或 )的最值,最后乘 加 。跳过了相位这一步就容易取错端点。
求最值时先看相位区间是否跨过关键点: 在 取最大值 、在 取最小值 。若相位区间跨过了这些点,最值就在内部取到;否则在端点取到。
的最值用辅助角化为 ,最值为 。这是把两个三角函数合成一个的标准动作,也是求值域题的常客。
【例题精讲】
1.函数 的最小正周期为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】正切函数的周期为 。**正切是 而不是 **,这是它与正余弦的关键区别。故选:A。
2.函数 在 上的最大值是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】相位 随 而从 增到 ,区间跨过了 (此处 ),故最大值为 。先算相位区间再找关键点,是求值域的固定动作。故选:A。
3.函数 的值域是______.
【答案】
【详解】辅助角:(因为 ),故值域为 。 的值域恒为 。故答案为:。
【变式训练】
1.函数 的最小正周期为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】 的周期为 ,加绝对值后负半周翻到正半轴,周期减半为 。凡出现绝对值(或平方)都要重新判断周期,不能直接套 。故选:A。
2.函数 在 上的最小值是______.
【答案】
【详解】相位 随 而从 增到 : 在 处取最大值 ,最小值只能在端点取到,、,故 的最小值为 , 的最小值为 。故答案为:。
3.函数 的最小正周期是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】,周期为 。降幂后看 的周期即可。故选:A。
4.函数 在 上的值域是______.
【答案】
【详解】相位 时 (跨过 取到 ),故 。端点值 给出下界。故答案为:。
5.函数 的最小正周期与最大值分别是( )
A. 与 B. 与 C. 与 D. 与
【答案】A
【详解】,周期为 ,最大值为 。先化成一个函数再看周期与最值,比分别讨论快得多。故选:A。
6.函数 的最大值与最小值之和为______.
【答案】
【详解】最大值为 、最小值为 ,和为 。没有上下平移时,正弦型函数的最值关于 对称,和恒为 。故答案为:。
【巩固练习】
1.函数 的最小正周期为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】。 时周期是 的三分之一。故选:A。
2.函数 在 上的值域是______.
【答案】
【详解】 在 上增、 上减,最大值为 ,最小值为 ,故值域为 。故答案为:。
3.函数 的最小正周期与最大值分别是( )
A. 与 B. 与 C. 与 D. 与
【答案】A
【详解】,周期为 ,最大值为 。二倍角公式先化简再判断。故选:A。
4.函数 的最大值是______.
【答案】
【详解】辅助角:,最大值为 。系数平方和开根号就是最大值。故答案为:。
5.函数 在 上的值域是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】相位 随 而从 增到 :跨过 取到 ;端点值 、,故最小值为 ,值域为 。故选:A。
6.已知函数 的最小正周期为 ,则 的最大值为______.
【答案】
【详解】由 得 ,但最大值只由 决定,为 。周期与最值各由不同参数决定,别混着求。故答案为:。
7.函数 在 上的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】 在 上增、 上减,最大值在 处为 ,最小值在端点取到:,,故最小值为 。故选:A。
8.函数 的最大值与最小值之差为______.
【答案】
【详解】最大值为 ,最小值为 ,差为 。上下平移 会同时抬高最大与最小值,但**差值(极差)不受 影响**,只等于 。故答案为:。
题型五 三角函数与函数、方程的综合
【方法与技巧】
三角与方程的综合,本质是数形结合:方程 的解的个数,就是直线 与 图象的交点个数。**先画图,再数交点**,比纯代数快得多。
含参恒成立(如 恒成立)的处理:先化辅助角求出左边的最大值,再令 不小于这个最大值。凡是“恒”“都”“任意”都翻译成最值。
与函数性质交汇时(奇偶、单调、周期),优先用周期把自变量化到同一个周期内,再用单调性比较大小,最后才考虑代入计算顺序。
方程有解/无解的判断:先求出左边的值域 ,则 时有解、否则无解;有几个解则由单调段数决定。值域是解决一切“有解性”问题的钥匙。
【例题精讲】
1.方程 在 上的解的个数为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】在 内 的解为 与 ,共 个。也可看成直线 与正弦曲线在一个周期内有 个交点。故选:A。
2.若方程 有实数解,则 的取值范围是______.
【答案】
【详解】左边 ;方程有解当且仅当 落在这个值域内。“有解”翻译成“ 属于值域”。故答案为:。
3.函数 与 在 上的交点个数为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由 得 ,在 内解为 与 ,共 个。也可由图象看出两曲线在一个周期内交于两点。故选:A。
【变式训练】
1.若不等式 对任意 恒成立,则 的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】“恒成立”翻译成最大值: 的最大值为 ,故 , 的最小值为 。凡是“恒”“都”“任意”都往最值上翻译。故选:A。
2.方程 在 上解的个数为______.
【答案】
【详解】化为 。相位 随 而从 增到 ,长度为 (一个完整周期), 在长度 的区间内恰有 个解。故答案为:。
3.已知函数 ,若 在 上有两个不同的解,则 的取值范围是( )
A. 且 B. C. D.
【答案】A
【详解】直线 与一个周期内的正弦曲线有两个交点,当且仅当 且 ( 时有 三个交点, 时只有一个切点)。端点情形必须单独验。故选:A。
4.函数 与直线 在 上的交点个数为______.
【答案】
【详解】 在 内解为 与 ,共 个。画图数交点最快。故答案为:。
5.已知函数 ,则方程 在 上解的个数为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】 即 ,在 内 有 个解、 有 个解,共 个。加绝对值后负半周的曲线翻上来,交点数翻倍。故选:A。
6.若函数 在 上有两个零点,则 的取值范围是( )
A. 且 B. C. D.
【答案】A
【详解】零点个数即方程 的解的个数,与前面同理: 且 时恰有两个解( 时有三个, 时只有一个)。故选:A。
【巩固练习】
1.方程 在 上解的个数为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由 得 或 (在 内),即 或 ,均在 内,共 个。注意 的范围是 ,不要只取一半。故选:A。
2.若函数 在 上的值域为 ,则 的最小值为______.
【答案】
【详解】起点 处 ;最大值 在相位 即 处取到。还要取到 ,即 ,最小的对应相位为 ,由 得 。此时区间 上相位从 走到 ,恰好覆盖 (取到 )与 (取到 ),故 的最小值为 。故答案为:。
3.已知函数 ,若 在 上的值域为 ,则 的值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】,;最大值 在相位 即 处取到。区间 上 从 增到 ,值域恰为 ,故 。故选:A。
4.方程 的实数解的个数为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】数形结合: 的值域为 ,故只需看 ( 时无解)。在 上两图象交于 点,在 上 而 无交点,在 与 上各交 点,共 个。这类题只能靠画图数交点。故选:A。
5.若 在 上恒成立,则 的最大值为______.
【答案】
【详解】,在 上相位从 增到 ,最小值在端点取到: 或 时值均为 。故最小值为 , 的最大值为 。故答案为:。
6.已知函数 在 上的值域为 ,则 的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】要取到最小值 ,相位需达到 :,需 ,即 ,最小值为 (此时在 处恰好取到 )。故选:A。
7.函数 在 上与直线 的交点个数为______.
【答案】
【详解】由 得 ,相位 从 增到 ;在此区间内 (起点,)与 ()两处满足,共 个交点。画图数交点最直观。故答案为:。
8.关于三角函数与其他函数的交汇,下列思路最恰当的是( )
A.先画草图数交点,再用值域判断有解性
B.一律用代数法解方程组
C.直接令两个函数相等后求导
D.只用特殊值代入判断
【答案】A
【详解】交汇题的入口是数形结合:先画草图数出交点个数(解的个数),再用值域判定有解性( 是否落在值域内)。纯代数解往往解不出来,求导与特殊值只能作为辅助手段。故选:A。
三、达标检测(共14题,建议限时40分钟)
【单项选择题】
1.函数 的最小正周期为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】。只由 决定,与 、 无关。故选:A。
2.函数 图象的一条对称轴方程是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】令 ,得 ,;取 得 。故选:A。
3.已知函数 在 上单调递增,则 的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】 的单调递增区间满足 ,取含 的一段得 。要在 上递增,需 ,即 ,最大值为 。故选:A。
4.函数 的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】辅助角:(),故最大值为 。一般地 的最大值为 。故选:A。
5.函数 在区间 上的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】 在 上递增、 上递减,故最小值在端点取到:,,最小值为 。故选:A。
6.函数 的单调递减区间可表示为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】 在 上递减,令 ,得 ,即 。故选:A。
7.已知函数 的最大值为 ,最小正周期为 ,且 ,则 等于( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由最大值 得 ;由 得 ;由 得 ,,结合 得 。故选:A。
8.函数 的图象的对称中心是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】正弦曲线关于每一个零点中心对称,零点为 ,故对称中心为 。注意对称轴是过最高、最低点的竖直线 ,两者不要混淆。故选:A。
【多项选择题】
9.关于函数 ,下列说法正确的是( )
A.最小正周期为 B.最大值为
C.图象关于点 对称 D.在区间 上单调递减
【答案】ABC
【详解】,A 正确;最大值为 ,B 正确;令 得 ,取 得对称中心 ,C 正确;由 得递增区间为 ,故 上递增,D 错。故选:ABC。
10.关于 的图象变换,下列说法正确的是( )
A. 决定横向伸缩, 越大周期越短
B. 决定纵向伸缩,影响最大值与最小值
C. 决定左右平移
D. 会影响最小正周期
【答案】ABC
【详解】 决定周期 , 越大 越小,A 正确; 决定振幅(最值),B 正确; 决定左右平移,C 正确;周期只由 决定,与 无关,D 错。故选:ABC。
11.已知函数 ,下列结论正确的是( )
A.最小正周期为 B.最大值为
C.在 上单调递增 D.是奇函数
【答案】ABC
【详解】,周期为 ,A 正确;最大值为 ,B 正确;相位 在 内时 递增,对应 ,C 正确;,不是奇函数,D 错。故选:ABC。
【填空题】
12.函数 的最小正周期是______.
【答案】
【详解】。故答案为:。
13.已知函数 的最小正周期为 ,则 ______.
【答案】
【详解】由 得 。故答案为:。
14.函数 在 上的值域是______.
【答案】
【详解】相位 时 ,故 。乘系数 后值域同步伸缩。故答案为:。
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