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第6讲 三角函数图象与性质
三角函数的图象与性质的研究要充分运用数形结合的思想,把图象与性质紧密结合起来,同时也要能利用函数的性质来描绘函数的图象,其试题难度属中档题.在复习过程中既要注重三角函数知识的基础性,突出三角函数的图象、性质以及化简、求值、最值等重点内容的复习,又要注重三角函数知识的工具性,突出三角函数与代数、几何、向量的综合联系以及三角函数知识的实际应用意识.
探究一 三角函数图象变换
例1已知曲线C1:y=cos x,C2:y=
coseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(3π,4))),则下面结论正确的是( )
A.把C1上各点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向右平移eq \f(3π,8)个单位长度,得到曲线C2
B.把C1上各点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向右平移eq \f(3π,4)个单位长度,得到曲线C2
C.把C1上各点的横坐标缩短到原来的eq \f(1,2)倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向右平移eq \f(3π,8)个单位长度,得到曲线C2
D.把C1上各点的横坐标缩短到原来的eq \f(1,2)倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向右平移eq \f(3π,4)个单位长度,得到曲线C2
【解析】选C.
把C1各点的横坐标缩短到原来的eq \f(1,2)倍,纵坐标不变,得到函数y=cos 2x的图象,再把得到的曲线向右平移eq \f(3π,8)个单位长度后,得到y=coseq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(3π,8)))))=coseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(3π,4)))的图象,故选C.
【点评】对于三角函数图象的平移变换问题,其平移变换规则是“左加、右减”,并且在变换过程中只变换其自变量x,如果x的系数不是1,则需把x的系数提取后再确定平移的单位和方向.另外,当两个函数的名称不同时,首先要将函数名称统一,其次要把ωx+φ变成ωeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(φ,ω))),最后确定平移的单位并根据eq \f(φ,ω)的符号确定平移的方向.
探究二 由三角函数图象求解析式
例2 已知奇函数f(x)=Acoseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(ωx+φ))(A>0,ω>0,0<φ<π)的导函数的部分图象如图所示,E是最高点,且△MNE是边长为1的正三角形,那么feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3)))=( )
A.-eq \f(\r(3),2π) B.-eq \f(1,2) C.eq \f(1,4) D.-eq \f(3,4π)
【解析】选D.
由奇函数f(0)=0⇒φ=eq \f(π,2),△MNE是边长为1的正三角形,可得eq \f(T,2)=1⇒T=2⇒ω=π,E是最高点且yE=eq \f(\r(3),2),f′(x)=-Aωcos ωx得A=eq \f(\r(3),2π),所以f(x)=eq \f(\r(3),2π)coseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(πx+\f(π,2)))⇒feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3)))=-eq \f(3,4π).
【点评】已知函数图象求y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的解析式时,常用的方法是待定系数法.由图中的最高点、最低点或特殊点求A;由函数的周期确定ω;确定φ常根据“五点法”中的五个点求解,其中一般把第一个零点作为突破口,可以从图象的升降找准第一个零点的位置.
探究三 讨论三角函数的单调性
例3 已知ω>0,函数f(x)=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(ωx+\f(π,4)))在区间eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2),π))上单调递减,则ω的取值范围是( )
A.eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(1,2),\f(5,4))) B.eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(1,2),\f(3,4))) C.eq \b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(1,2))) D.(0,2]
【解析】选A.
解法一:(淘汰法)取ω=eq \f(5,4),f(x)=sineq \b\lc\(\r