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人教版高中数学必修一 精讲精练第五章 三角函数 章末重难点归纳总结(2份,原卷版+解析版)
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第五章 三角函数 章末重难点归纳总结考点一 三角函数的定义【例1】(2023秋·江苏盐城·高一校联考期末)已知角终边经过点,且,则的值为( )A. B. C. D.【答案】C【解析】因为角终边经过点,所以,所以,解得.故选:C【一隅三反】1.(2023春·广西钦州·高一统考期末)(多选)已知角的顶点为坐标原点,始边与x轴的非负半轴重合,终边上存两点,且,则( )A. B.C. D.【答案】BCD【解析】因为角的顶点为坐标原点,始边与x轴的非负半轴重合,终边上存两点,且,所以, 所以,由,可知,所以角为第二象限的角,所以,所以,所以A错误,B正确,所以,,所以CD正确,故选:BCD2.(2023·上海)(多选)在平面直角坐标系中,角的顶点与坐标原点重合,始边与轴的非负半轴重合,终边经过点,且,则的值可以是( )A. B.1 C.0 D.2【答案】BC【解析】由题设,故,整理得,所以或.故选:BC3.(2023春·黑龙江大庆·高一大庆实验中学校考阶段练习)(多选)设角终边上的点的坐标为,则( )A. B. C. D.【答案】BC【解析】因为角终边上的点的坐标为,所以,故A错误C正确;,故B正确;,故D错误.故选:BC.4(2022秋·浙江绍兴·高一统考期末)(多选)已知角的终边上有一点的坐标是,其中,则下列取值有可能的是( )A. B.C. D.【答案】BCD【解析】当时,,则,,则,,故D正确;当时,,则,,则,,故BC正确;综上,A错误,BCD可能正确.故选:BCD.考点二 三角函数值的正负【例2-1】(2023春·云南怒江·高一校考期中)(多选)若,则角的终边位于( )A.第一象限 B.第二象限C.第三象限 D.第四象限【答案】BC【解析】因为,则或,若,,此时的终边位于第三象限,若,,此时的终边位于第二象限,综上可得的终边位于第二象限或第三象限.故选:BC.【例2-2】(2023·广东湛江)若,则可能在的象限是( )A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限【答案】BCD【解析】当是第一象限角时,,故一定不是第一象限角;当是第二象限角时,,即可以是第二象限角;当是第三象限角时,,即可以是第三象限角;当是第四象限角时,,即可以是第四象限角.故选:BCD.【一隅三反】1.(2022秋·山西·高一校联考阶段练习)(多选)已知是第三象限角,则下列结论中正确的是( )A. B.C. D.【答案】AD【解析】已知是第三象限角,∴.对于AB,由,角的终边在一、二象限或y轴非负半轴上,成立,A正确;不一定成立,B错误;对于CD,由,角的终边在第二象限或第四象限,不一定成立,C错误;成立, D正确.故选:AD.2.(2023秋·高一课时练习)(多选)在平面直角坐标系中,角顶点在原点,以正半轴为始边,终边经过点,则下列各式的值恒大于0的是( )A. B.C. D.【答案】AB【解析】由题意知角在第四象限,所以,,.选项A,;选项B,;选项C,;选项D,符号不确定.故选:AB.3.(2023春·陕西渭南·高一校考期中)(多选)下列各三角函数值符号为负的有( )A. B.C. D.【答案】BD【解析】选项A,因为角是第一象限角,所以,故选项A不满足题设条件;选项B,因为角是第二象限角,所以,故选项B满足题设条件;选项C,因为,所以角是第二象限角,所以,故选项C不满足题设条件;选项D,因为,故选项D满足题设条件;故选:BD.考点三 同角三角函数【例3-1】(2022春·高一课时练习)(多选)下列说法中正确的有( )A.若,则B.已知角,若,则C.已知角,若,则D.对于任意角都有【答案】AC【解析】对A,因为,所以,正确;对B,,,的值为负数,不正确;对C,,在第一象限,则,正确;对D,当时,,不存在,故不正确.故选:AC.【例3-2】(2023春·贵州遵义·高一遵义二十一中校考阶段练习)已知,则下列结果正确的是( )A. B.C. D.【答案】ABC【解析】,故A正确;,故B正确;,故C正确;,故D错误.故选:ABC.【例3-3】(2023·天津)已知,,则下列选项中正确的有( )A. B.C. D.【答案】ACD【解析】将两边同时平方,整理得,所以,故D正确.又,所以,所以由,解得,故C正确,所以,,故A正确,B错误,故选:ACD.【一隅三反】1.(2023·湖北)(多选)已知,且,则关于表述正确的是( )A. B. C. D.【答案】AD【解析】因为,且,所以,则,,,故选:AD2.(2023·全国·高一假期作业)(多选)已知,则下列选项正确的是( )A. B.C. D.【答案】ABD【解析】两边平方,得,即,则,选项A正确;因为,所以,又因为,所以,因为,所以,选项B正确,因为,故D正确, C错误,故选:ABD.3.(2023·全国·高一假期作业)(多选)已知,且和是方程的两个实数根,则=( )A. B. C. D.【答案】AB【解析】解方程得或;分子分母同时除以得;当时,,当时,.故选:.4.(2023春·吉林·高一东北师大附中校考阶段练习)(多选)已知,,则的可能取值为( )A. B. C. D.【答案】AB【解析】由可得,即,即,,,当时,;当时,.故选:AB.考点四 诱导公式及恒等变化【例4-1】(2023秋·山东德州·高三德州市第一中学校考开学考试)已知是第四象限角,.(1)化简;(2)若,求的值.【答案】(1)(2)【解析】(1).(2),即,又是第四象限角,,.【例4-2】(2023春·四川达州·高一四川省万源中学校考阶段练习)化简的值为( )A.1 B. C. D.2【答案】A【解析】故选:A.【例4-3】(2023秋·四川眉山 )已知,则( )A. B. C. D.【答案】D【解析】因为,即,所以.故选:D【例4-4】(2023春·江苏镇江·高一统考阶段练习)(多选)已知,,其中,则( )A. B.C. D.【答案】ACD【解析】,∴,∴A正确;∴,∴B错误;,,∴,∴∴D正确;∴C正确.故选:ACD.【一隅三反】1.(2023秋·四川成都 )的值为( )A. B. C. D.【答案】C【解析】由题意得:,故选:2.(2023·陕西商洛 )已知,则( )A. B. C. D.【答案】D【解析】由,设,①,又②,所以联立①②,解得,故.故选:D3.(2023春·辽宁铁岭·高一西丰县高级中学校考期中) .【答案】【解析】,,所以.故答案为:.4.(2023秋·江西抚州 )已知.(1)若,求的值;(2)若,求的值.【答案】(1)(2)【解析】(1),由,得,所以;(2)由,得,则.5.(2023春·江苏·高一校考开学考试)给出下列三个条件:①角的终边经过点;②;③.请从这三个条件中任选一个,解答下列问题:(1)若为第四象限角,求的值;(2)求的值.【答案】(1)-2(2)6【解析】(1)选①,方法一:角的终边经过点,因为为第四象限角,故m>0,点P到原点的距离为,所以,,故.方法二:角的终边经过点,所以,所以,解得,又为第四象限角,所以,,故.选②,由得,所以,解得,又为第四象限角,所以,,故.选③,由得,因为,,所以,故,所以,解得,又为第四象限角,所以,,故.(2)方法一:由(1)得:,所以.方法二:(*),由(1)得:,所以为第二或第四象限角,①若为第二象限角,则,,所以,*式.②若为第四象限角,则,,所以,*式.考点五 三角函数的性质【例5】(2023秋·广西贵港)(多选)已知直线是函数图象的一条对称轴,则( )A. B.的图象关于点对称C.的图象关于直线对称 D.在上单调递减【答案】BCD【解析】因为直线是图象的一条对称轴,所以,.又,所以.A不正确.当时,,所以的图象关于点对称.B正确.因为,所以C正确.当时,,单调递减.D正确.故选:BCD【一隅三反】1.(2023云南)(多选)的部分图象如图所示,则( ) A.的最小正周期为B.C.的图象关于直线对称D.将的图象向右平移个单位长度得到的函数图象关于y轴对称【答案】AC【解析】由函数的图象,可得,所以,可得,所以,因为,所以,即,可得,即,因为,可得,所以,所以A正确,B不正确;由,所以是函数的图象的对称轴,所以C正确;将的图象向右平移个单位长度,可得,此时函数的图象关于原点对称,不关于轴对称,所以D错误.故选:AC.2.(2023春·云南曲靖·高一校考阶段练习)(多选)将函数的图象向右平移个单位长度后得到函数的图象,且,则下列说法正确的是( )A.为奇函数B.C.当时,在上有3个零点D.若在上单调递增,则的最大值为5【答案】BD【解析】∵,∴,且,∴,即为奇数,∴为偶函数,故A错.由上得:为奇数,∴,故B对.由上得,当时,,,由图象可知在上有5个零点,故C错误, ∵在上单调递增,所以,解得:,又∵,∴的最大值为5,当时,满足在上单调递增,故D对.故选:BD.3.(2024·黑龙江大庆·统考模拟预测)(多选)已知函数的部分图象如图所示,则( ) A.B.C.在上单调递增D.的图象关于直线对称【答案】ABD【解析】由图可知,则,故A正确.因为,所以,即.因为,所以,则B正确.令,解得,此时单调递增;令,解得,此时单调递减.由,得在上单调递减,在上单调递增,则C错误.因为,所以.令,,得,.当时,,则的图象关于直线对称,故D正确.故选:ABD.考点六 三家函数的综合运用【例6】(2023秋·湖南常德)已知函数.(1)当时,求的最大值和最小值,以及相应的值;(2)若,,求的值.【答案】(1),,时,.(2)【解析】(1)∵,∴,当即时,,此时当即时,,此时.(2)∵,∴,∵,∴,∴,【一隅三反】1.(2023秋·山东烟台 )已知函数,.(1)若函数的图象关于直线对称,求的最小值;(2)若函数在上有零点,求实数的取值范围.【答案】(1)(2).【解析】(1),由,,解得,,即函数的对称轴为,.∵的图象关于直线对称,∴当时,有最小值.(2)若函数在上有零点,即在上有解,即在上有解,当,,即,,由,解得,故实数的取值范围是.2.(2023春·四川宜宾·高一校考阶段练习)已知函数,将的图象各点横坐标缩短到原来的,纵坐标伸长到原来的2倍,然后再将所得函数图象向左平移个单位后得到函数的图象.(1)求的解析式;(2)方程在上有且只有两个解,求实数n的取值范围;(3)实数m满足对任意,都存在,使得成立,求m的取值范围.【答案】(1)(2)(3)【解析】(1)已知函数,将的图象各点横坐标缩短到原来的,纵坐标伸长到原来的2倍,可得函数的图象,再将所得函数图象向左平移个单位后可得到函数.∴的解析式为.(2)方程在上有且只有两个解,转化为函数与函数在上有且只有两个交点.在上的图象如图所示, 则在单调递增且取值范围是,在单调递减且取值范围是,由图象可知,函数与函数有且只有两个交点,所以,解得,即实数的取值范围为.(3)由(1)知.实数m满足对任意,都存在,使成立,所以对任意,恒成立,即对任意,恒成立,令,设,则,∵,且为增函数,∴,可得在上恒成立.令,,则的最大值,又因为的开口向上,,所以,所以,解得,综述,m的取值范围是.3.(2023春·黑龙江大庆·高一大庆中学校考阶段练习)已知函数的部分图象如图所示. (1)求函数的解析式及对称中心;(2)若先将函数图象上所有点的横坐标伸长到原来的4倍(纵坐标不变),得到函数的图象;再把图象上所有点向左平行移动个单位长度,得到函数的图象.求函数在上的值域.【答案】(1);,(2)【解析】(1)由的部分图象可知,,可得,所以,,所以,由于,所以,所以函数的解析式为.,∴,故对称中心为,.(2)若先将函数图象上所有点的横坐标伸长到原来的4倍(纵坐标不变),得到函数的图象,再把后者图象上所有点向左平行移动个单位长度,得到函数的图象.当时,,,所以.所以函数在区间上的值域为.4.(2023春·辽宁大连·高一大连八中校考阶段练习)已知函数(,).从下列四个条件中选择两个作为已知,使函数存在且唯一确定.条件①:; 条件②:为偶函数;条件③:的最大值为1; 条件④:图像的相邻两条对称轴之间的距离为.(1)求的解析式;(2)将函数图像上各点横坐标缩短到原来的一半(纵坐标不变),再将所得图像向左平移个单位,得到函数的图像,若,求;(3)若是函数的一个零点,求的最小值.注:如果选择的条件不符合要求,第(1)问得0分;如果选择多个符合要求的条件分别解答,按第一个解答计分.【答案】(1)选择条件①④,;选择条件③④:(2)(3)【解析】(1)因为,不是函数的最值,所以函数不是偶函数,故不能选择条件②,选择条件①④: 因为函数图像的相邻两条对称轴之间的距离为,所以. . 因为,所以.故. 选择条件③④: 因为函数图像的相邻两条对称轴之间的距离为,所以. . 因为函数的最大值为1,所以. 故;选择条件①③条件③能确定,条件①,得,且,不能确定的值,所以也不能确定函数的解析式.(2)由已知,,即,所以.(3)因为是函数的一个零点,由,可得,即,即,可得或,即或,又因为,所以的最小值为.考点七 扇形的弧长与面积【例7】(2023·江苏 )《九章算术》是中国古代第一部数学专著,成于公元一世纪左右,系统总结了战国、秦、汉时期的数学成就,其中《方田》一章中记载了计算弧田(弧田就是由圆弧和其所对弦所围成弓形)的面积所用的经验公式:弧田面积=(弦矢+矢矢),公式中“弦”指圆弧所对弦长,“矢”等于半径长与圆心到弦的距离之差,按照上述经验公式计算所得弧田面积与其实际面积之间存在误差,现有圆心角为,弦长为米的弧田,其实际面积与按照上述经验公式计算出弧田的面积之间的误差为( )平方米(其中,)A.14 B.16 C.18 D.20【答案】B【解析】如图所示,扇形的半径为,所以扇形的面积为,又三角形的面积为,所以弧田的面积为,又圆心到弦的距离等于,所示矢长为,按照上述弧田的面积经验计算可得弦矢矢,所以两者的差为.故选:B.【一隅三反】1.(2023·全国·高三专题练习)月牙泉,古称沙井,俗名药泉,自汉朝起即为“敦煌八景” 之一,得名“月泉晓澈”,因其形酷似一弯新月而得名,如图所示,月牙泉边缘都是圆弧,两段圆弧可以看成是的外接圆和以为直径的圆的一部分,若,南北距离的长大约m,则该月牙泉的面积约为( )(参考数据:)A.572m2 B.1448m2 C.m2 D.2028m2【答案】D【解析】设的外接圆的半径为,则,得,因为月牙内弧所对的圆心角为,所以内弧的弧长,所以弓形的面积为,以为直径的半圆的面积为,所以该月牙泉的面积为,故选:D2.(2023·江苏 )在中国古代,折扇既实用也是文人雅士或家庭的装饰品,其扇面形状如图实线部分所示.已知该扇面的圆心角为(弧度),扇面的面积为16,,则扇面的周长(外围实线部分)为A. B.12 C. D.8【答案】C【解析】根据扇形面积公式求解扇形半径,再求扇面周长.【详解】由题意,设, 则周长为故选:C3.(2022·全国·高三专题练习)中国扇文化有着深厚的文化底蕴,文人雅士喜在扇面上写字作画.如图,是书画家唐寅(1470—1523)的一幅书法扇面,其尺寸如图所示,则该扇面所在扇形的圆心角为 rad,此时扇面面积为 cm2.【答案】 704【解析】如图,设,,由题意可得:,解得:,.所以,.故答案为:.
第五章 三角函数 章末重难点归纳总结考点一 三角函数的定义【例1】(2023秋·江苏盐城·高一校联考期末)已知角终边经过点,且,则的值为( )A. B. C. D.【答案】C【解析】因为角终边经过点,所以,所以,解得.故选:C【一隅三反】1.(2023春·广西钦州·高一统考期末)(多选)已知角的顶点为坐标原点,始边与x轴的非负半轴重合,终边上存两点,且,则( )A. B.C. D.【答案】BCD【解析】因为角的顶点为坐标原点,始边与x轴的非负半轴重合,终边上存两点,且,所以, 所以,由,可知,所以角为第二象限的角,所以,所以,所以A错误,B正确,所以,,所以CD正确,故选:BCD2.(2023·上海)(多选)在平面直角坐标系中,角的顶点与坐标原点重合,始边与轴的非负半轴重合,终边经过点,且,则的值可以是( )A. B.1 C.0 D.2【答案】BC【解析】由题设,故,整理得,所以或.故选:BC3.(2023春·黑龙江大庆·高一大庆实验中学校考阶段练习)(多选)设角终边上的点的坐标为,则( )A. B. C. D.【答案】BC【解析】因为角终边上的点的坐标为,所以,故A错误C正确;,故B正确;,故D错误.故选:BC.4(2022秋·浙江绍兴·高一统考期末)(多选)已知角的终边上有一点的坐标是,其中,则下列取值有可能的是( )A. B.C. D.【答案】BCD【解析】当时,,则,,则,,故D正确;当时,,则,,则,,故BC正确;综上,A错误,BCD可能正确.故选:BCD.考点二 三角函数值的正负【例2-1】(2023春·云南怒江·高一校考期中)(多选)若,则角的终边位于( )A.第一象限 B.第二象限C.第三象限 D.第四象限【答案】BC【解析】因为,则或,若,,此时的终边位于第三象限,若,,此时的终边位于第二象限,综上可得的终边位于第二象限或第三象限.故选:BC.【例2-2】(2023·广东湛江)若,则可能在的象限是( )A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限【答案】BCD【解析】当是第一象限角时,,故一定不是第一象限角;当是第二象限角时,,即可以是第二象限角;当是第三象限角时,,即可以是第三象限角;当是第四象限角时,,即可以是第四象限角.故选:BCD.【一隅三反】1.(2022秋·山西·高一校联考阶段练习)(多选)已知是第三象限角,则下列结论中正确的是( )A. B.C. D.【答案】AD【解析】已知是第三象限角,∴.对于AB,由,角的终边在一、二象限或y轴非负半轴上,成立,A正确;不一定成立,B错误;对于CD,由,角的终边在第二象限或第四象限,不一定成立,C错误;成立, D正确.故选:AD.2.(2023秋·高一课时练习)(多选)在平面直角坐标系中,角顶点在原点,以正半轴为始边,终边经过点,则下列各式的值恒大于0的是( )A. B.C. D.【答案】AB【解析】由题意知角在第四象限,所以,,.选项A,;选项B,;选项C,;选项D,符号不确定.故选:AB.3.(2023春·陕西渭南·高一校考期中)(多选)下列各三角函数值符号为负的有( )A. B.C. D.【答案】BD【解析】选项A,因为角是第一象限角,所以,故选项A不满足题设条件;选项B,因为角是第二象限角,所以,故选项B满足题设条件;选项C,因为,所以角是第二象限角,所以,故选项C不满足题设条件;选项D,因为,故选项D满足题设条件;故选:BD.考点三 同角三角函数【例3-1】(2022春·高一课时练习)(多选)下列说法中正确的有( )A.若,则B.已知角,若,则C.已知角,若,则D.对于任意角都有【答案】AC【解析】对A,因为,所以,正确;对B,,,的值为负数,不正确;对C,,在第一象限,则,正确;对D,当时,,不存在,故不正确.故选:AC.【例3-2】(2023春·贵州遵义·高一遵义二十一中校考阶段练习)已知,则下列结果正确的是( )A. B.C. D.【答案】ABC【解析】,故A正确;,故B正确;,故C正确;,故D错误.故选:ABC.【例3-3】(2023·天津)已知,,则下列选项中正确的有( )A. B.C. D.【答案】ACD【解析】将两边同时平方,整理得,所以,故D正确.又,所以,所以由,解得,故C正确,所以,,故A正确,B错误,故选:ACD.【一隅三反】1.(2023·湖北)(多选)已知,且,则关于表述正确的是( )A. B. C. D.【答案】AD【解析】因为,且,所以,则,,,故选:AD2.(2023·全国·高一假期作业)(多选)已知,则下列选项正确的是( )A. B.C. D.【答案】ABD【解析】两边平方,得,即,则,选项A正确;因为,所以,又因为,所以,因为,所以,选项B正确,因为,故D正确, C错误,故选:ABD.3.(2023·全国·高一假期作业)(多选)已知,且和是方程的两个实数根,则=( )A. B. C. D.【答案】AB【解析】解方程得或;分子分母同时除以得;当时,,当时,.故选:.4.(2023春·吉林·高一东北师大附中校考阶段练习)(多选)已知,,则的可能取值为( )A. B. C. D.【答案】AB【解析】由可得,即,即,,,当时,;当时,.故选:AB.考点四 诱导公式及恒等变化【例4-1】(2023秋·山东德州·高三德州市第一中学校考开学考试)已知是第四象限角,.(1)化简;(2)若,求的值.【答案】(1)(2)【解析】(1).(2),即,又是第四象限角,,.【例4-2】(2023春·四川达州·高一四川省万源中学校考阶段练习)化简的值为( )A.1 B. C. D.2【答案】A【解析】故选:A.【例4-3】(2023秋·四川眉山 )已知,则( )A. B. C. D.【答案】D【解析】因为,即,所以.故选:D【例4-4】(2023春·江苏镇江·高一统考阶段练习)(多选)已知,,其中,则( )A. B.C. D.【答案】ACD【解析】,∴,∴A正确;∴,∴B错误;,,∴,∴∴D正确;∴C正确.故选:ACD.【一隅三反】1.(2023秋·四川成都 )的值为( )A. B. C. D.【答案】C【解析】由题意得:,故选:2.(2023·陕西商洛 )已知,则( )A. B. C. D.【答案】D【解析】由,设,①,又②,所以联立①②,解得,故.故选:D3.(2023春·辽宁铁岭·高一西丰县高级中学校考期中) .【答案】【解析】,,所以.故答案为:.4.(2023秋·江西抚州 )已知.(1)若,求的值;(2)若,求的值.【答案】(1)(2)【解析】(1),由,得,所以;(2)由,得,则.5.(2023春·江苏·高一校考开学考试)给出下列三个条件:①角的终边经过点;②;③.请从这三个条件中任选一个,解答下列问题:(1)若为第四象限角,求的值;(2)求的值.【答案】(1)-2(2)6【解析】(1)选①,方法一:角的终边经过点,因为为第四象限角,故m>0,点P到原点的距离为,所以,,故.方法二:角的终边经过点,所以,所以,解得,又为第四象限角,所以,,故.选②,由得,所以,解得,又为第四象限角,所以,,故.选③,由得,因为,,所以,故,所以,解得,又为第四象限角,所以,,故.(2)方法一:由(1)得:,所以.方法二:(*),由(1)得:,所以为第二或第四象限角,①若为第二象限角,则,,所以,*式.②若为第四象限角,则,,所以,*式.考点五 三角函数的性质【例5】(2023秋·广西贵港)(多选)已知直线是函数图象的一条对称轴,则( )A. B.的图象关于点对称C.的图象关于直线对称 D.在上单调递减【答案】BCD【解析】因为直线是图象的一条对称轴,所以,.又,所以.A不正确.当时,,所以的图象关于点对称.B正确.因为,所以C正确.当时,,单调递减.D正确.故选:BCD【一隅三反】1.(2023云南)(多选)的部分图象如图所示,则( ) A.的最小正周期为B.C.的图象关于直线对称D.将的图象向右平移个单位长度得到的函数图象关于y轴对称【答案】AC【解析】由函数的图象,可得,所以,可得,所以,因为,所以,即,可得,即,因为,可得,所以,所以A正确,B不正确;由,所以是函数的图象的对称轴,所以C正确;将的图象向右平移个单位长度,可得,此时函数的图象关于原点对称,不关于轴对称,所以D错误.故选:AC.2.(2023春·云南曲靖·高一校考阶段练习)(多选)将函数的图象向右平移个单位长度后得到函数的图象,且,则下列说法正确的是( )A.为奇函数B.C.当时,在上有3个零点D.若在上单调递增,则的最大值为5【答案】BD【解析】∵,∴,且,∴,即为奇数,∴为偶函数,故A错.由上得:为奇数,∴,故B对.由上得,当时,,,由图象可知在上有5个零点,故C错误, ∵在上单调递增,所以,解得:,又∵,∴的最大值为5,当时,满足在上单调递增,故D对.故选:BD.3.(2024·黑龙江大庆·统考模拟预测)(多选)已知函数的部分图象如图所示,则( ) A.B.C.在上单调递增D.的图象关于直线对称【答案】ABD【解析】由图可知,则,故A正确.因为,所以,即.因为,所以,则B正确.令,解得,此时单调递增;令,解得,此时单调递减.由,得在上单调递减,在上单调递增,则C错误.因为,所以.令,,得,.当时,,则的图象关于直线对称,故D正确.故选:ABD.考点六 三家函数的综合运用【例6】(2023秋·湖南常德)已知函数.(1)当时,求的最大值和最小值,以及相应的值;(2)若,,求的值.【答案】(1),,时,.(2)【解析】(1)∵,∴,当即时,,此时当即时,,此时.(2)∵,∴,∵,∴,∴,【一隅三反】1.(2023秋·山东烟台 )已知函数,.(1)若函数的图象关于直线对称,求的最小值;(2)若函数在上有零点,求实数的取值范围.【答案】(1)(2).【解析】(1),由,,解得,,即函数的对称轴为,.∵的图象关于直线对称,∴当时,有最小值.(2)若函数在上有零点,即在上有解,即在上有解,当,,即,,由,解得,故实数的取值范围是.2.(2023春·四川宜宾·高一校考阶段练习)已知函数,将的图象各点横坐标缩短到原来的,纵坐标伸长到原来的2倍,然后再将所得函数图象向左平移个单位后得到函数的图象.(1)求的解析式;(2)方程在上有且只有两个解,求实数n的取值范围;(3)实数m满足对任意,都存在,使得成立,求m的取值范围.【答案】(1)(2)(3)【解析】(1)已知函数,将的图象各点横坐标缩短到原来的,纵坐标伸长到原来的2倍,可得函数的图象,再将所得函数图象向左平移个单位后可得到函数.∴的解析式为.(2)方程在上有且只有两个解,转化为函数与函数在上有且只有两个交点.在上的图象如图所示, 则在单调递增且取值范围是,在单调递减且取值范围是,由图象可知,函数与函数有且只有两个交点,所以,解得,即实数的取值范围为.(3)由(1)知.实数m满足对任意,都存在,使成立,所以对任意,恒成立,即对任意,恒成立,令,设,则,∵,且为增函数,∴,可得在上恒成立.令,,则的最大值,又因为的开口向上,,所以,所以,解得,综述,m的取值范围是.3.(2023春·黑龙江大庆·高一大庆中学校考阶段练习)已知函数的部分图象如图所示. (1)求函数的解析式及对称中心;(2)若先将函数图象上所有点的横坐标伸长到原来的4倍(纵坐标不变),得到函数的图象;再把图象上所有点向左平行移动个单位长度,得到函数的图象.求函数在上的值域.【答案】(1);,(2)【解析】(1)由的部分图象可知,,可得,所以,,所以,由于,所以,所以函数的解析式为.,∴,故对称中心为,.(2)若先将函数图象上所有点的横坐标伸长到原来的4倍(纵坐标不变),得到函数的图象,再把后者图象上所有点向左平行移动个单位长度,得到函数的图象.当时,,,所以.所以函数在区间上的值域为.4.(2023春·辽宁大连·高一大连八中校考阶段练习)已知函数(,).从下列四个条件中选择两个作为已知,使函数存在且唯一确定.条件①:; 条件②:为偶函数;条件③:的最大值为1; 条件④:图像的相邻两条对称轴之间的距离为.(1)求的解析式;(2)将函数图像上各点横坐标缩短到原来的一半(纵坐标不变),再将所得图像向左平移个单位,得到函数的图像,若,求;(3)若是函数的一个零点,求的最小值.注:如果选择的条件不符合要求,第(1)问得0分;如果选择多个符合要求的条件分别解答,按第一个解答计分.【答案】(1)选择条件①④,;选择条件③④:(2)(3)【解析】(1)因为,不是函数的最值,所以函数不是偶函数,故不能选择条件②,选择条件①④: 因为函数图像的相邻两条对称轴之间的距离为,所以. . 因为,所以.故. 选择条件③④: 因为函数图像的相邻两条对称轴之间的距离为,所以. . 因为函数的最大值为1,所以. 故;选择条件①③条件③能确定,条件①,得,且,不能确定的值,所以也不能确定函数的解析式.(2)由已知,,即,所以.(3)因为是函数的一个零点,由,可得,即,即,可得或,即或,又因为,所以的最小值为.考点七 扇形的弧长与面积【例7】(2023·江苏 )《九章算术》是中国古代第一部数学专著,成于公元一世纪左右,系统总结了战国、秦、汉时期的数学成就,其中《方田》一章中记载了计算弧田(弧田就是由圆弧和其所对弦所围成弓形)的面积所用的经验公式:弧田面积=(弦矢+矢矢),公式中“弦”指圆弧所对弦长,“矢”等于半径长与圆心到弦的距离之差,按照上述经验公式计算所得弧田面积与其实际面积之间存在误差,现有圆心角为,弦长为米的弧田,其实际面积与按照上述经验公式计算出弧田的面积之间的误差为( )平方米(其中,)A.14 B.16 C.18 D.20【答案】B【解析】如图所示,扇形的半径为,所以扇形的面积为,又三角形的面积为,所以弧田的面积为,又圆心到弦的距离等于,所示矢长为,按照上述弧田的面积经验计算可得弦矢矢,所以两者的差为.故选:B.【一隅三反】1.(2023·全国·高三专题练习)月牙泉,古称沙井,俗名药泉,自汉朝起即为“敦煌八景” 之一,得名“月泉晓澈”,因其形酷似一弯新月而得名,如图所示,月牙泉边缘都是圆弧,两段圆弧可以看成是的外接圆和以为直径的圆的一部分,若,南北距离的长大约m,则该月牙泉的面积约为( )(参考数据:)A.572m2 B.1448m2 C.m2 D.2028m2【答案】D【解析】设的外接圆的半径为,则,得,因为月牙内弧所对的圆心角为,所以内弧的弧长,所以弓形的面积为,以为直径的半圆的面积为,所以该月牙泉的面积为,故选:D2.(2023·江苏 )在中国古代,折扇既实用也是文人雅士或家庭的装饰品,其扇面形状如图实线部分所示.已知该扇面的圆心角为(弧度),扇面的面积为16,,则扇面的周长(外围实线部分)为A. B.12 C. D.8【答案】C【解析】根据扇形面积公式求解扇形半径,再求扇面周长.【详解】由题意,设, 则周长为故选:C3.(2022·全国·高三专题练习)中国扇文化有着深厚的文化底蕴,文人雅士喜在扇面上写字作画.如图,是书画家唐寅(1470—1523)的一幅书法扇面,其尺寸如图所示,则该扇面所在扇形的圆心角为 rad,此时扇面面积为 cm2.【答案】 704【解析】如图,设,,由题意可得:,解得:,.所以,.故答案为:.
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