还剩18页未读,
继续阅读
所属成套资源:2020版高三数学二轮复习讲义(全国理科)
成套系列资料,整套一键下载
- 第一讲 函数的图像与性质 学案 学案 6 次下载
- 第二讲 三角恒等变换与解三角形 学案 学案 5 次下载
- 第二讲 数列求和及综合应用 学案 学案 7 次下载
- 第一讲 等差数列、等比数列 学案 学案 7 次下载
- 第二讲 点、直线、平面之间的位置关系 学案 学案 6 次下载
第一讲 三角函数的图象与性质 学案
展开
专题三 三角函数及解三角形
第一讲 三角函数的图象与性质
高考考点
考点解读
三角函数的定义域、值域、最值
1.求三角函数的值域或最值
2.根据值域或最值求参数
三角函数的单调性、奇偶性、对称性和周期性
1.根据图象或周期公式求三角函数的周期、单调区间或判断奇偶性
2.根据单调性、奇偶性、周期性求参数
三角函数的图象及应用
1.考查三角函数的图象变换
2.根据图象求解析式或参数
备考策略
本部分内容在备考时应注意以下几个方面:
(1)加强对三角概念的理解,会求三角函数的值域或最值.
(2)掌握三角函数的图象与性质,能够判断三角函数的单调性、奇偶性、周期性、对称性等.
(3)掌握三角函数图象变换,已知图象求参数,“五点法”作图.
预测2019年命题热点为:
(1)三角函数在指定区间上的值域、最值问题.
(2)已知三角函数奇偶性及对称性、周期性等性质求参数或求函数的单调区间.
(3)三角函数的图象变换及求三角函数的解析式.
Z
1.三角函数的图象与性质
函数
y=sinx
y=cosx
y=tanx
图象
定义域
R
R
{x|x≠+kπ,k∈Z}
值域
[-1,1]
[-1,1]
R
奇偶性
奇函数
偶函数
奇函数
最小
正周期
2π
2π
π
单调性
在!!!! [-+2kπ,+2kπ](k∈Z)上递增.
在!!!! [+2kπ,+2kπ](k∈Z)上递减
在!!!! [-π+2kπ,2kπ](k∈Z)上递增.在!!!! [2kπ,π+2kπ](k∈Z)上递减
在!!!! (-+kπ,+kπ)(k∈Z)上递增
最值
当x=+2kπ,k∈Z时,y取得最大值1.
当x=-+2kπ,k∈Z时,y取得最小值-1
当x=2kπ,k∈Z时,y取得最大值1.
当x=π+2kπ,k∈Z时,y取得最小值-1
无最值
对称性
对称中心:!!!! (kπ,0)(k∈Z).
对称轴:!!!! x=+kπ(k∈Z)
对称中心:!!!! (+kπ,0)(k∈Z).
对称轴:!!!! x=kπ(k∈Z)
对称中心:!!!! (,0)(k∈Z)
2.函数y=Asin(ωx+φ)的图象
(1)“五点法”作图
设z=ωx+φ,令z=0、、π、、2π,求出x的值与相应的y的值,描点连线可得.
3.三角函数的奇偶性
(1)函数y=Asin(ωx+φ)是奇函数⇔φ=kπ(k∈Z),是偶函数⇔φ=kπ+(k∈Z);
(2)函数y=Acos(ωx+φ)是奇函数⇔φ=kπ+(k∈Z),是偶函数⇔φ=kπ(k∈Z);
(3)函数y=Atan(ωx+φ)是奇函数⇔φ=kπ(k∈Z).
4.三角函数的对称性
(1)函数y=Asin(ωx+φ)的图象的对称轴由ωx+φ=
kπ+(k∈Z)解得,对称中心的横坐标由ωx+φ=kπ(k∈Z)解得;
(2)函数y=Acos(ωx+φ)的图象的对称轴由ωx+φ=
kπ(k∈Z)解得,对称中心的横坐标由ωx+φ=kπ+(k∈Z)解得;
(3)函数y=Atan(ωx+φ)的图象的对称中心由ωx+φ=(k∈Z)解得.
Y
1.忽视定义域
求解三角函数的单调区间、最值(值域)以及作图象等问题时,要注意函数的定义域.
2.重要图象变换顺序
在图象变换过程中,注意分清是先相位变换,还是先周期变换.变换只是相对于其中的自变量x而言的,如果x的系数不是1,就要把这个系数提取后再确定变换的单位长度和方向.
3.忽视A,ω的符号
在求y=Asin(ωx+φ)的单调区间时,要特别注意A和ω的符号,若ω<0,需先通过诱导公式将x的系数化为正的.
4.易忽略对隐含条件的挖掘,扩大角的范围导致错误.
1.(2018·全国卷Ⅰ,8)已知函数f=2cos2x-sin2x+2,则( B )
A.f的最小正周期为π,最大值为3
B.f的最小正周期为π,最大值为4
C.f的最小正周期为2π,最大值为3
D.f的最小正周期为2π,最大值为4
[解析] f(x)=2cos2x-(1-cos2x)+2=3cos2x+1
=cos2x+,所以最小正周期为π,最大值为4.
2.(文)(2018·全国卷Ⅱ,10)若f(x)=cosx-sinx在[0,a]上是减函数,则a的最大值是( C )
A. B.
C. D.π
[解析] f(x)=cosx-sinx=cos在上单调递减,
所以[0,a]⊆,故0 (理)(2018·全国卷Ⅱ,10)若f(x)=cosx-sinx在[-a,a]上是减函数,则a的最大值是( A )
A. B.
C. D.π
[解析] f(x)=cosx-sinx=cos在上单调递减,所以[-a,a]⊆,故-a≥-且a≤,解得0 3.(2018·浙江卷,5)函数y=2|x|sin2x的图象可能是( D )
[解析] 因为f(-x)=2|-x|sin(-2x)=-2|x|sin2x=
-f(x),所以该函数为奇函数,排除A,B,当x∈时,sin2x>0,2|x|sin2x>0,所以图象在x轴的上方,当x∈时,sin2x<0,2|x|sin2x<0,所以图象在x轴的下方,排除C,故选D.
4.(2018·江苏卷,7)已知函数y=sin(2x+φ)的图象关于直线x=对称,则φ的值是-.
[解析] 正弦函数的对称轴为x=+kπ(k∈Z),故把x=代入得+φ=+kπ(k∈Z),φ=-+kπ(k∈Z),因为-<φ<,所以k=0,φ=-.
5.(2018·全国卷Ⅲ,15)函数f=cos在的零点个数为3.
[解析] 令f(x)=cos=0,得3x+=+kπ(k∈Z),即x=+kπ(k∈Z),
当k=0时,x=∈[0,π],当k=1时,x=∈[0,π],当k=2时,x=∈[0,π],
所以f(x)=cos在[0,π]上零点的个数为3.
6.(2018·北京卷,16)已知函数f(x)=sin2 x+sinxcosx.
(1)求f(x)的最小正周期;
(2)若f(x)在区间上的最大值为,求m的最小值.
[解析] (1)由已知,f(x)=(1-cos2x)+sin2x=
sin2x-cos2x+=sin(2x-)+,所以f(x)的最小正周期为T==π.
(2)方法一:显然m>-,
若x∈,则2x∈,
2x-∈,
①若2m-<即m<,
则f(x)在[-,m]上的最大值小于,不合题意.
②若2m-≥即m≥,
当2x-=即x=时,f(x)在[-,m]上取得最大值,符合题意,综上,m的最小值为.
方法二:
显然m>-,因为f(x)在[-,m]上的最大值为,
所以y=sin(2x-)在[-,m]上的最大值为1,
又因为当且仅当2x-=+2kπ,即x=+kπ(k∈Z)时,
y=sin(2x-)=1.
所以[-,m]∩{x|x=+kπ(k∈Z)}≠∅,
令+kπ≥-(k∈Z)得k≥-,即k=0,1,2,…
所以x=+0×π=∈[-,m],即m≥,
所以m的最小值为.
例1 (1)(2018·石家庄一模)若函数f(x)=sin(2x+θ)+cos(2x+θ)(0<θ<π)的图象关于(,0)中心对称,则函数f(x)在[-,]上的最小值是( B )
A.-1 B.-
C.- D.-
[解析] f(x)=2sin(2x+θ+),又图象关于(,0)中心对称,所以2×+θ+=kπ,k∈Z.
所以θ=kπ-,又0<θ<π,所以θ=,
所以f(x)=-2sin2x,
因为x∈[-,],
所以2x∈[-,],f(x)∈[-,2],
所以f(x)的最小值是-.
(2)已知函数f(x)=2sin(2x+),记函数f(x)在区间[t,t+]上的最大值为M,最小值为m,设函数h(t)=Mt-mt.若t∈[,],则函数h(t)的值域为[1,2].
[解析] 由已知函数f(x)的周期T=π,区间[t,t+]的长度为.作出函数f(x)在[,]的图象.
又t∈[,],则由图象可得,当x∈[,]时,h(t)取最小值为f()-f()=2-1=1,当x∈[,]时,函数f(x)为减函数,则h(t)=f(t)-f(t+)=2sin(2t-),所以当t=时,h(t)的最大值为2,故所求值域为[1,2].
『规律总结』
三角函数值域(最值)的三种求法
(1)直接法:利用sinx,cosx的有界性直接求.
(2)单调性法:化为y=Asin(ωx+φ)+B的形式,采用整体思想,求出ωx+φ的范围,根据y=sinx的单调性求出函数的值域(最值).
(3)换元法:对于y=asin2x+bsinx+c和y=a(sinx+cosx)+bsinxcosx+c型常用到换元法,转化为二次函数在限定区间内的最值问题.
G
1.已知函数f(x)=sinωx+cosωx(ω>0)在(,)上仅有1个最值,且为最大值,则实数ω的值不可能为( C )
A. B.
C. D.
[解析] 依题意,函数f(x)=sinωx+cosωx=sin(ωx+),
又函数f(x)在x∈(,)上仅有1个最值,且为最大值,根据三角函数的图象与性质知,2kπ-<ω+<2kπ+,k∈Z,且2kπ+<ω+<2kπ+,k∈Z,即为12k-<ω<12k+且k+<ω
当k=0时,经检验ω=时不在上面的公共区域.
2.已知函数f(x)=1+2sin(2x-),x∈[,].若不等式f(x)-m<2在x∈[,]上恒成立,则实数m的取值范围为(1,+∞).
[解析] 因为x∈[,],所以2x-∈[,],
即1+2sin(2x-)∈[2,3],
所以f(x)max=3,不等式f(x)-m<2在x∈[,]上恒成立等价于m>f(x)max-2,即m的取值范围是(1,+∞).
例2 已知函数f(x)=sin2x-cos2x-2sinxcosx(x∈R).
(1)求f()的值;
(2)求f(x)的最小正周期及单调递增区间.
[解析] (1)由sin=,cos=-,
得f()=()2-(-)2-2××(-),
所以f()=2.
(2)由cos2x=cos2x-sin2x与sin2x=2sinxcosx得f(x)=-cos2x-sin2x=-2sin(2x+),
所以f(x)的最小正周期是π.
由正弦函数的性质得+2kπ≤2x+≤+2kπ,k∈Z,解得+kπ≤x≤+kπ,k∈Z.
所以f(x)的单调递增区间是[+kπ,+kπ](k∈Z).
『规律总结』
1.求解函数y=Asin(ωx+φ)的性质问题的三种意识
(1)转化意识:利用三角恒等变换将所求函数转化为f(x)=Asin(ωx+φ)的形式.
(2)整体意识:类比y=sinx的性质,只需将y=Asin(ωx+φ)中的“ωx+φ”看成y=sinx中的“x”,采用整体代入求解.
①令ωx+φ=kπ+(k∈Z),可求得对称轴方程.
②令ωx+φ=kπ(k∈Z),可求得对称中心的横坐标.
③将ωx+φ看作整体,可求得y=Asin(ωx+φ)的单调区间,注意ω的符号.
(3)讨论意识:当A为参数时,求最值应分情况讨论A>0,A<0.
2.求解三角函数的性质的三种方法
(1)求单调区间的两种方法
①代换法:求形如y=Asin(ωx+φ)(或y=Acos(ωx+φ))(A,ω,φ为常数,A≠0,ω>0)的单调区间时,令ωx+φ=z,则y=Asinz(或y=Acosz),然后由复合函数的单调性求得.
②图象法:画出三角函数的图象,结合图象求其单调区间.
(2)判断对称中心与对称轴:利用函数y=Asin(ωx+φ)的对称轴一定经过图象的最高点或最低点,对称中心一定是函数的零点这一性质,通过检验f(x0)的值进行判断.
(3)三角函数周期的求法
①利用周期定义.
②利用公式:y=Asin(ωx+φ)和y=Acos(ωx+φ)的最小正周期为,y=tan(ωx+φ)的最小正周期为.
③利用图象.
G
1.已知ω>0,在函数y=2sinωx与y=2cosωx的图象的交点中,距离最短的两个交点的距离为2,则ω=.
[解析] 由题意,两函数图象交点间的最短距离即相邻的两交点间的距离,设相邻的两交点坐标分别为P(x1,y1),Q(x2,y2),易知|PQ|2=(x2-x1)2+(y2-y1)2,其中|y2-y1|=-(-)=2,|x2-x1|为函数y=2sinωx-2cosωx=2sin(ωx-)的两个相邻零点之间的距离,恰好为函数最小正周期的一半,所以(2)2=()2+(2)2,ω=.
2.设函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A,ω,φ是常数,A>0,ω>0).若f(x)在区间[,]上具有单调性,且f()=f()=-f(),则f(x)的最小正周期为π.
[解析] 由f(x)在区间[,]上具有单调性,且f()=-f()知,f(x)有对称中心(,0),由f()=f(π)知f(x)有对称轴x=(+π)=π.记f(x)的最小正周期为T,则T≥-,即T≥π.故π-==,解得T=π.
例3 (1)将函数y=cosx+sinx(x∈R)的图象向左平移m(m>0)个单位长度后,所得到的图象关于y轴对称,则m的最小值是( A )
A. B.
C. D.
[解析] 设f(x)=cosx+sinx
=2(cosx+sinx)
=2sin(+x),
向左平移m个单位长度得
g(x)=2sin(x+m+).
∵g(x)的图象关于y轴对称,
∴g(x)为偶函数,
∴+m=+kπ(k∈Z),
∴m=+kπ(k∈Z),又m>0,
∴m的最小值为.
(2)已知A,B,C,D是函数y=sin(ωx+π)(ω>0,0<φ<)一个周期内的图象上的四个点,如图所示,A(-,0),B为y轴上的点,C为图象上的最低点,E为该图象的一个对称中心,B与D关于点E对称,在x轴上的投影为,则( A )
A.ω=2,φ= B.ω=2,φ=
C.ω=,φ= D.ω=,φ=
[解析] 由题意可知=+=,
∴T=π,ω==2.
又sin[2×(-)+φ]=0,0<φ<,
∴φ=.故选A.
『规律总结』
1.函数y=Asin(ωx+φ)的解析式的确定
(1)A由最值确定,A=;
(2)ω由周期确定;
(3)φ由图象上的特殊点确定.
提醒:根据“五点法”中的零点求φ时,一般先根据图象的升降分清零点的类型.
2.在图象变换过程中务必分清是先相位变换,还是先周期变换.变换只是相对于其中的自变量x而言的,如果x的系数不是1,就要把这个系数提取后再确定变换的单位长度和方向.
G
1.将f(x)=sin2x的图象右移φ(0<φ<)个单位后,得到g(x)的图象,若对于满足|f(x1)-g(x2)|=2的x1,x2,有|x1-x2|的最小值为,则φ的值为( B )
A. B.
C. D.
[解析] g(x)=sin[2(x-φ)]=sin(2x-2φ),则f(x),g(x)的最小正周期都是T=π.若对满足|f(x1)-g(x2)|=2的x1,x2,则|x1-x2|=-φ=-φ=,从而φ=.
2.函数f(x)=sin(πx+θ)(|θ|<)的部分图象如图,且f(0)=-,则图中m的值为( B )
A.1 B.
C.2 D.或2
[解析] f(0)=sinθ=-,又|θ|<,所以θ=-,
所以sin(mπ-)=-,由图象可知,mπ-=⇒m=.
A组
1.已知sinφ=,且φ∈(,π),函数f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0)的图象的相邻两条对称轴之间的距离等于,则f()的值为( B )
A.- B.-
C. D.
[解析] 由函数f(x)=sin(ωx+φ)的图象的相邻两条对称轴之间的距离等于,得到其最小正周期为π,所以ω=2,f()=sin(2×+φ)=cosφ=-=-.
2.函数f(x)=cos(ωx+φ)的部分图像如图所示,则f(x)的单调递减区间为( D )
A.,k∈Z
B.,k∈Z
C.,k∈Z
D.,k∈Z
[解析] 由五点作图知,k∈Z,可得ω=π,φ=,所以f(x)=cos.令2kπ<πx+<2kπ+π,k∈Z,解得2k-<x<2k+,k∈Z,故单调减区间为,k∈Z.故选D .
3.(2017·天津卷,7)设函数f(x)=2sin(ωx+φ),x∈R,其中ω>0,|φ|<π.若f()=2,f()=0,且f(x)的最小正周期大于2π,则( A )
A.ω=,φ= B.ω=,φ=-
C.ω=,φ=- D.ω=,φ=
[解析] ∵f()=2,f()=0,且f(x)的最小正周期大于2π,
∴f(x)的最小正周期为4(-)=3π,
∴ω==,∴f(x)=2sin(x+φ).
∴2sin(×+φ)=2,
得φ=2kπ+,k∈Z.
又|φ|<π,∴取k=0,得φ=.
故选A.
4.(2018·济南期末)已知函数f(x)=sinωx+cosωx(ω>0),f()+f()=0,且f(x)在区间(,)上递减,则ω=( B )
A.3 B.2
C.6 D.5
[解析] ∵f(x)=2sin(ωx+),f()+f()=0.
∴当x==时,f(x)=0.
∴ω+=kπ,k∈Z,
∴ω=3k-1,k∈Z,排除A,C;
又f(x)在(,)上递减,
把ω=2,ω=5代入验证,可知ω=2.
5.已知函数f(x)=sin(ωx+φ),x=-为f(x)的零点,x=为y=f(x)图象的对称轴,且f(x)在上单调,则ω的最大值为( B )
A.11 B.9
C.7 D.5
[解析] 由题意知:
则ω=2k+1,其中k∈Z.
∵f(x)在上单调,
∴-=≤×,ω≤12.
接下来用排除法.
若ω=11,φ=-,此时f(x)=sin,
f(x)在上单调递增,在上单调递减,不满足f(x)在上单调,
若ω=9,φ=,此时f(x)=sin,满足f(x)在上单调递减.
6.(2017·开封市高三一模)已知函数f(x)=2sin(π+x)·sin(x++φ)的图象关于原点对称,其中φ∈(0,π),则φ=.
[解析] 本题主要考查三角函数的奇偶性,诱导公式.
因为f(x)=2sin(π+x)sin(x++φ)的图象关于原点对称,所以函数f(x)=2sin(π+x)sin(x++φ)为奇函数,则y=sin(x++φ)为偶函数,又φ∈(0,π),所以φ=.
7.如果两个函数的图象平移后能够重合,那么称这两个函数为“互为生成”函数.给出下列四个函数:
①f(x)=sinx+cosx; ②f(x)=(sinx+cosx);
③f(x)=sinx; ④f(x)=sinx+.
其中为“互为生成”函数的是①④(填序号).
[解析] 首先化简题中的四个解析式可得:①f(x)=sin(x+),②f(x)=2sin(x+),③f(x)=sinx,④f(x)=sinx+,可知③f(x)=sinx的图象要与其他的函数图象重合,单纯经过平移不能完成,必须经过伸缩变换才能实现,所以③f(x)=sinx不能与其他函数成为“互为生成”函数,同理①f(x)=sin(x+)的图象与②f(x)=2sin(x+)的图象也必须经过伸缩变换才能重合,而④f(x)=sinx+的图象向左平移个单位,再向下平移个单位即可得到①f(x)=sin(x+)的图象,所以①④为“互为生成”函数.
8.已知函数f(x)=(2cos2 x-1)sin2x+cos4x.
(1)求f(x)的最小正周期及最大值;
(2)若α∈,且f(α)=,求a的值.
[解析] (1)因为f(x)=(2cos2x-1)sin2x+cos4x
=cos2xsin2x+cos4x
=(sin4x+cos4x)
=sin(4x+)
所以f(x)的最小正周期为,最大值为.
(2)因为f(α)=,所以sin(4α+)=1.
因为α∈(,π),
所以4α+∈(,),
所以4α+=,故α=.
9.某同学用“五点法”画函数f(x)=Asin(ωx+φ)(ω>0,|φ|<)在某一个周期内的图象时,列表并填入了部分数据,如下表:
ωx+φ
0
π
2π
x
Asin(ωx+φ)
0
5
-5
0
(1)请将上表数据补充完整,并直接写出函数f(x)的解析式;
(2)将y=f(x)图象上所有点向左平行移动θ(θ>0)个单位长度,得到y=g(x)的图象.若y=g(x)图象的一个对称中心为(,0),求θ的最小值.
[解析] (1)根据表中已知数据,解得A=5,ω=2,φ=-,数据补全如下表:
ωx+φ
0
π
2π
x
Asin(ωx+φ)
0
5
0
-5
0
且函数解析式为f(x)=5sin(2x-).
(2)由(1)知f(x)=5sin(2x-),
则g(x)=5sin(2x+2θ-).
因为函数y=sinx图象的对称中心为(kπ,0),k∈Z.
令2x+2θ-=kπ,
解得x=+-θ,k∈Z.
由于函数y=g(x)的图象关于点(,0)成中心对称,
所以令+-θ=,
解得θ=-,k∈Z.
由θ>0可知,当k=1时,θ取得最小值.
B组
1.若函数f(x)=asinωx+bcosωx(0<ω<5,ab≠0)图象的一条对称轴方程是x=,函数f′(x)图象的一个对称中心是(,0),则f(x)的最小正周期是( C )
A. B.
C.π D.2π
[解析] 由f(x)=sin(ωx+φ)(tanφ=)的对称轴方程是x=可知,+φ=+kπ(k∈Z)⇒φ=+kπ(k∈Z),即=tanφ=1⇒a=b,
又f′(x)=aωcosωx-bωsinωx的对称中心是(,0),
则f′()=0⇒aω(cos-sin)=0⇒ω=2,
即T==π.
2.函数y=的部分图象大致为( C )
[解析] 令f(x)=,
∵f(1)=>0,f(π)==0,
∴排除选项A,D.
由1-cosx≠0,得x≠2kπ(k∈Z),
故函数f(x)的定义域关于原点对称.
又∵f(-x)==-=-f(x),
∴f(x)为奇函数,其图象关于原点对称,
∴排除选项B.
故选C.
3.(2017·全国卷Ⅰ,9)已知曲线C1:y=cosx,C2:y=sin(2x+),则下面结论正确的是( D )
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,再把得到的曲线向左平移个单位长度,得到曲线C2
C.把C1上各点的横坐标缩短到原来的倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向右平移个单位长度,得到曲线C2
D.把C1上各点的横坐标缩短到原来的倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向左平移个单位长度,得到曲线C2
[解析] 因为y=sin(2x+)=cos(2x+-)=cos(2x+),所以曲线C1:y=cosx上各点的横坐标缩短到原来的倍,纵坐标不变,得到曲线y=cos2x,再把得到的曲线y=cos2x向左平移个单位长度,得到曲线y=cos2(x+)=cos(2x+).故选D.
4.(2018·长沙二模)已知函数f(x)=2sin(ωx+φ)+1(ω>0,|φ|<),f(α)=-1,f(β)=1,若|α-β|的最小值为,且f(x)的图象关于点(,1)对称,则函数f(x)的单调递增区间是( B )
A.[-+2kπ,π+2kπ],k∈Z
B.[-+3kπ,π+3kπ],k∈Z
C.[π+2kπ,+2kπ],k∈Z
D.[π+3kπ,+3kπ],k∈Z
[解析] 由题设条件可知f(x)的周期T=4|α-β|min=3π,所以ω==,又f(x)的图象关于点(,1)对称,从而f()=1,即sin(×+φ)=0.因为|φ|<,所以φ=-,故f(x)=2sin(x-)+1,再由-+2kπ≤x-≤+2kπ,k∈Z,得-+3kπ≤x≤π+3kπ,k∈Z.
5.给出下列四个命题:
①f(x)=sin(2x-)的对称轴为x=+,k∈Z;
②函数f(x)=sinx+cosx最大值为2;
③函数f(x)=sinxcosx-1的周期为2π;
④函数f(x)=sin(x+)在[-,]上是增函数.
其中正确命题的个数是( B )
A.1 B.2
C.3 D.4
[解析] ①由2x-=kπ+,k∈Z,
得x=+(k∈Z),即f(x)=sin(2x-)的对称轴为x=+,k∈Z,故①正确;
②由f(x)=sinx+cosx=2sin(x+)知,
函数的最大值为2,故②正确;
③f(x)=sinxcosx-1=sin2x-1,函数的周期为π,故③错误;
④函数f(x)=sin(x+)的图象是由f(x)=sinx的图象向左平移个单位得到的,故④错误.
6.已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<,x∈R)的图象的一部分如图所示,则函数f(x)的解析式为f(x)=2sin(x+).
[分析] 观察图象,由最高点与最低点确定A,由周期确定ω,由特殊点的坐标确定φ.
[解析] 由图象知A=2,T=8=,
所以ω=,得f(x)=2sin(x+φ).
由对应点得当x=1时,×1+φ=⇒φ=.
所以f(x)=2sin(x+).
7.已知函数f(x)=sinωx+cosωx(ω>0)在(,π)上单调递减,则ω的取值范围是[,].
[解析] f(x)=sinωx+cosωx=sin(ωx+),
令2kπ+≤ωx+≤2kπ+(k∈Z),
解得+≤x≤+(k∈Z).
由题意,函数f(x)在(,π)上单调递减,故(,π)为函数单调递减区间的一个子区间,
故有
解得4k+≤ω≤2k+(k∈Z).
由4k+<2k+,解得k<.
由ω>0,可知k≥0,
因为k∈Z,所以k=0,故ω的取值范围为[,].
8.已知函数f(x)=sin(2x+)+sin(2x-)+2cos2x,x∈R.
(1)求函数f(x)的最小正周期;
(2)求函数f(x)在区间[-,]上的最大值和最小值.
[解析] (1)∵f(x)=sin2x·cos+cos2x·sin+sin2x·cos-cos2xsin+cos2x+1=sin2x+cos2x+1=sin(2x+)+1,
∴f(x)的最小正周期T==π.
(2)由(1)知,f(x)=sin(2x+)+1.
∵x∈[-,],
∴令2x+=得x=,
∴f(x)在区间[-,]上是增函数;
在区间[,]上是减函数,
又∵f(-)=0,f()=+1,f()=2,
∴函数f(x)在区间[-,]上的最大值为+1,最小值为0.
9.已知函数f(x)=sinxcosx+cos2x.
(1)若tanθ=2,求f(θ)的值;
(2)若函数y=g(x)的图象是由函数y=f(x)的图象上所有的点向右平移个单位长度而得到,且g(x)在区间(0,m)内是单调函数,求实数m的最大值.
[解析] (1)因为tanθ=2,
所以f(θ)=sinθcosθ+cos2θ
=sinθcosθ+(2cos2θ-1)
=sinθcosθ+cos2θ-
=-
=-=.
(2)由已知得f(x)=sin2x+cos2x
=sin(2x+).
依题意,
得g(x)=sin[2(x-)+],
即g(x)=sin(2x-).
因为x∈(0,m),
所以2x-∈[-,2m-],
又因为g(x)在区间(0,m)内是单调函数,
所以2m-≤,即m≤,故实数m的最大值为.
第一讲 三角函数的图象与性质
高考考点
考点解读
三角函数的定义域、值域、最值
1.求三角函数的值域或最值
2.根据值域或最值求参数
三角函数的单调性、奇偶性、对称性和周期性
1.根据图象或周期公式求三角函数的周期、单调区间或判断奇偶性
2.根据单调性、奇偶性、周期性求参数
三角函数的图象及应用
1.考查三角函数的图象变换
2.根据图象求解析式或参数
备考策略
本部分内容在备考时应注意以下几个方面:
(1)加强对三角概念的理解,会求三角函数的值域或最值.
(2)掌握三角函数的图象与性质,能够判断三角函数的单调性、奇偶性、周期性、对称性等.
(3)掌握三角函数图象变换,已知图象求参数,“五点法”作图.
预测2019年命题热点为:
(1)三角函数在指定区间上的值域、最值问题.
(2)已知三角函数奇偶性及对称性、周期性等性质求参数或求函数的单调区间.
(3)三角函数的图象变换及求三角函数的解析式.
Z
1.三角函数的图象与性质
函数
y=sinx
y=cosx
y=tanx
图象
定义域
R
R
{x|x≠+kπ,k∈Z}
值域
[-1,1]
[-1,1]
R
奇偶性
奇函数
偶函数
奇函数
最小
正周期
2π
2π
π
单调性
在!!!! [-+2kπ,+2kπ](k∈Z)上递增.
在!!!! [+2kπ,+2kπ](k∈Z)上递减
在!!!! [-π+2kπ,2kπ](k∈Z)上递增.在!!!! [2kπ,π+2kπ](k∈Z)上递减
在!!!! (-+kπ,+kπ)(k∈Z)上递增
最值
当x=+2kπ,k∈Z时,y取得最大值1.
当x=-+2kπ,k∈Z时,y取得最小值-1
当x=2kπ,k∈Z时,y取得最大值1.
当x=π+2kπ,k∈Z时,y取得最小值-1
无最值
对称性
对称中心:!!!! (kπ,0)(k∈Z).
对称轴:!!!! x=+kπ(k∈Z)
对称中心:!!!! (+kπ,0)(k∈Z).
对称轴:!!!! x=kπ(k∈Z)
对称中心:!!!! (,0)(k∈Z)
2.函数y=Asin(ωx+φ)的图象
(1)“五点法”作图
设z=ωx+φ,令z=0、、π、、2π,求出x的值与相应的y的值,描点连线可得.
3.三角函数的奇偶性
(1)函数y=Asin(ωx+φ)是奇函数⇔φ=kπ(k∈Z),是偶函数⇔φ=kπ+(k∈Z);
(2)函数y=Acos(ωx+φ)是奇函数⇔φ=kπ+(k∈Z),是偶函数⇔φ=kπ(k∈Z);
(3)函数y=Atan(ωx+φ)是奇函数⇔φ=kπ(k∈Z).
4.三角函数的对称性
(1)函数y=Asin(ωx+φ)的图象的对称轴由ωx+φ=
kπ+(k∈Z)解得,对称中心的横坐标由ωx+φ=kπ(k∈Z)解得;
(2)函数y=Acos(ωx+φ)的图象的对称轴由ωx+φ=
kπ(k∈Z)解得,对称中心的横坐标由ωx+φ=kπ+(k∈Z)解得;
(3)函数y=Atan(ωx+φ)的图象的对称中心由ωx+φ=(k∈Z)解得.
Y
1.忽视定义域
求解三角函数的单调区间、最值(值域)以及作图象等问题时,要注意函数的定义域.
2.重要图象变换顺序
在图象变换过程中,注意分清是先相位变换,还是先周期变换.变换只是相对于其中的自变量x而言的,如果x的系数不是1,就要把这个系数提取后再确定变换的单位长度和方向.
3.忽视A,ω的符号
在求y=Asin(ωx+φ)的单调区间时,要特别注意A和ω的符号,若ω<0,需先通过诱导公式将x的系数化为正的.
4.易忽略对隐含条件的挖掘,扩大角的范围导致错误.
1.(2018·全国卷Ⅰ,8)已知函数f=2cos2x-sin2x+2,则( B )
A.f的最小正周期为π,最大值为3
B.f的最小正周期为π,最大值为4
C.f的最小正周期为2π,最大值为3
D.f的最小正周期为2π,最大值为4
[解析] f(x)=2cos2x-(1-cos2x)+2=3cos2x+1
=cos2x+,所以最小正周期为π,最大值为4.
2.(文)(2018·全国卷Ⅱ,10)若f(x)=cosx-sinx在[0,a]上是减函数,则a的最大值是( C )
A. B.
C. D.π
[解析] f(x)=cosx-sinx=cos在上单调递减,
所以[0,a]⊆,故0 (理)(2018·全国卷Ⅱ,10)若f(x)=cosx-sinx在[-a,a]上是减函数,则a的最大值是( A )
A. B.
C. D.π
[解析] f(x)=cosx-sinx=cos在上单调递减,所以[-a,a]⊆,故-a≥-且a≤,解得0 3.(2018·浙江卷,5)函数y=2|x|sin2x的图象可能是( D )
[解析] 因为f(-x)=2|-x|sin(-2x)=-2|x|sin2x=
-f(x),所以该函数为奇函数,排除A,B,当x∈时,sin2x>0,2|x|sin2x>0,所以图象在x轴的上方,当x∈时,sin2x<0,2|x|sin2x<0,所以图象在x轴的下方,排除C,故选D.
4.(2018·江苏卷,7)已知函数y=sin(2x+φ)的图象关于直线x=对称,则φ的值是-.
[解析] 正弦函数的对称轴为x=+kπ(k∈Z),故把x=代入得+φ=+kπ(k∈Z),φ=-+kπ(k∈Z),因为-<φ<,所以k=0,φ=-.
5.(2018·全国卷Ⅲ,15)函数f=cos在的零点个数为3.
[解析] 令f(x)=cos=0,得3x+=+kπ(k∈Z),即x=+kπ(k∈Z),
当k=0时,x=∈[0,π],当k=1时,x=∈[0,π],当k=2时,x=∈[0,π],
所以f(x)=cos在[0,π]上零点的个数为3.
6.(2018·北京卷,16)已知函数f(x)=sin2 x+sinxcosx.
(1)求f(x)的最小正周期;
(2)若f(x)在区间上的最大值为,求m的最小值.
[解析] (1)由已知,f(x)=(1-cos2x)+sin2x=
sin2x-cos2x+=sin(2x-)+,所以f(x)的最小正周期为T==π.
(2)方法一:显然m>-,
若x∈,则2x∈,
2x-∈,
①若2m-<即m<,
则f(x)在[-,m]上的最大值小于,不合题意.
②若2m-≥即m≥,
当2x-=即x=时,f(x)在[-,m]上取得最大值,符合题意,综上,m的最小值为.
方法二:
显然m>-,因为f(x)在[-,m]上的最大值为,
所以y=sin(2x-)在[-,m]上的最大值为1,
又因为当且仅当2x-=+2kπ,即x=+kπ(k∈Z)时,
y=sin(2x-)=1.
所以[-,m]∩{x|x=+kπ(k∈Z)}≠∅,
令+kπ≥-(k∈Z)得k≥-,即k=0,1,2,…
所以x=+0×π=∈[-,m],即m≥,
所以m的最小值为.
例1 (1)(2018·石家庄一模)若函数f(x)=sin(2x+θ)+cos(2x+θ)(0<θ<π)的图象关于(,0)中心对称,则函数f(x)在[-,]上的最小值是( B )
A.-1 B.-
C.- D.-
[解析] f(x)=2sin(2x+θ+),又图象关于(,0)中心对称,所以2×+θ+=kπ,k∈Z.
所以θ=kπ-,又0<θ<π,所以θ=,
所以f(x)=-2sin2x,
因为x∈[-,],
所以2x∈[-,],f(x)∈[-,2],
所以f(x)的最小值是-.
(2)已知函数f(x)=2sin(2x+),记函数f(x)在区间[t,t+]上的最大值为M,最小值为m,设函数h(t)=Mt-mt.若t∈[,],则函数h(t)的值域为[1,2].
[解析] 由已知函数f(x)的周期T=π,区间[t,t+]的长度为.作出函数f(x)在[,]的图象.
又t∈[,],则由图象可得,当x∈[,]时,h(t)取最小值为f()-f()=2-1=1,当x∈[,]时,函数f(x)为减函数,则h(t)=f(t)-f(t+)=2sin(2t-),所以当t=时,h(t)的最大值为2,故所求值域为[1,2].
『规律总结』
三角函数值域(最值)的三种求法
(1)直接法:利用sinx,cosx的有界性直接求.
(2)单调性法:化为y=Asin(ωx+φ)+B的形式,采用整体思想,求出ωx+φ的范围,根据y=sinx的单调性求出函数的值域(最值).
(3)换元法:对于y=asin2x+bsinx+c和y=a(sinx+cosx)+bsinxcosx+c型常用到换元法,转化为二次函数在限定区间内的最值问题.
G
1.已知函数f(x)=sinωx+cosωx(ω>0)在(,)上仅有1个最值,且为最大值,则实数ω的值不可能为( C )
A. B.
C. D.
[解析] 依题意,函数f(x)=sinωx+cosωx=sin(ωx+),
又函数f(x)在x∈(,)上仅有1个最值,且为最大值,根据三角函数的图象与性质知,2kπ-<ω+<2kπ+,k∈Z,且2kπ+<ω+<2kπ+,k∈Z,即为12k-<ω<12k+且k+<ω
2.已知函数f(x)=1+2sin(2x-),x∈[,].若不等式f(x)-m<2在x∈[,]上恒成立,则实数m的取值范围为(1,+∞).
[解析] 因为x∈[,],所以2x-∈[,],
即1+2sin(2x-)∈[2,3],
所以f(x)max=3,不等式f(x)-m<2在x∈[,]上恒成立等价于m>f(x)max-2,即m的取值范围是(1,+∞).
例2 已知函数f(x)=sin2x-cos2x-2sinxcosx(x∈R).
(1)求f()的值;
(2)求f(x)的最小正周期及单调递增区间.
[解析] (1)由sin=,cos=-,
得f()=()2-(-)2-2××(-),
所以f()=2.
(2)由cos2x=cos2x-sin2x与sin2x=2sinxcosx得f(x)=-cos2x-sin2x=-2sin(2x+),
所以f(x)的最小正周期是π.
由正弦函数的性质得+2kπ≤2x+≤+2kπ,k∈Z,解得+kπ≤x≤+kπ,k∈Z.
所以f(x)的单调递增区间是[+kπ,+kπ](k∈Z).
『规律总结』
1.求解函数y=Asin(ωx+φ)的性质问题的三种意识
(1)转化意识:利用三角恒等变换将所求函数转化为f(x)=Asin(ωx+φ)的形式.
(2)整体意识:类比y=sinx的性质,只需将y=Asin(ωx+φ)中的“ωx+φ”看成y=sinx中的“x”,采用整体代入求解.
①令ωx+φ=kπ+(k∈Z),可求得对称轴方程.
②令ωx+φ=kπ(k∈Z),可求得对称中心的横坐标.
③将ωx+φ看作整体,可求得y=Asin(ωx+φ)的单调区间,注意ω的符号.
(3)讨论意识:当A为参数时,求最值应分情况讨论A>0,A<0.
2.求解三角函数的性质的三种方法
(1)求单调区间的两种方法
①代换法:求形如y=Asin(ωx+φ)(或y=Acos(ωx+φ))(A,ω,φ为常数,A≠0,ω>0)的单调区间时,令ωx+φ=z,则y=Asinz(或y=Acosz),然后由复合函数的单调性求得.
②图象法:画出三角函数的图象,结合图象求其单调区间.
(2)判断对称中心与对称轴:利用函数y=Asin(ωx+φ)的对称轴一定经过图象的最高点或最低点,对称中心一定是函数的零点这一性质,通过检验f(x0)的值进行判断.
(3)三角函数周期的求法
①利用周期定义.
②利用公式:y=Asin(ωx+φ)和y=Acos(ωx+φ)的最小正周期为,y=tan(ωx+φ)的最小正周期为.
③利用图象.
G
1.已知ω>0,在函数y=2sinωx与y=2cosωx的图象的交点中,距离最短的两个交点的距离为2,则ω=.
[解析] 由题意,两函数图象交点间的最短距离即相邻的两交点间的距离,设相邻的两交点坐标分别为P(x1,y1),Q(x2,y2),易知|PQ|2=(x2-x1)2+(y2-y1)2,其中|y2-y1|=-(-)=2,|x2-x1|为函数y=2sinωx-2cosωx=2sin(ωx-)的两个相邻零点之间的距离,恰好为函数最小正周期的一半,所以(2)2=()2+(2)2,ω=.
2.设函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A,ω,φ是常数,A>0,ω>0).若f(x)在区间[,]上具有单调性,且f()=f()=-f(),则f(x)的最小正周期为π.
[解析] 由f(x)在区间[,]上具有单调性,且f()=-f()知,f(x)有对称中心(,0),由f()=f(π)知f(x)有对称轴x=(+π)=π.记f(x)的最小正周期为T,则T≥-,即T≥π.故π-==,解得T=π.
例3 (1)将函数y=cosx+sinx(x∈R)的图象向左平移m(m>0)个单位长度后,所得到的图象关于y轴对称,则m的最小值是( A )
A. B.
C. D.
[解析] 设f(x)=cosx+sinx
=2(cosx+sinx)
=2sin(+x),
向左平移m个单位长度得
g(x)=2sin(x+m+).
∵g(x)的图象关于y轴对称,
∴g(x)为偶函数,
∴+m=+kπ(k∈Z),
∴m=+kπ(k∈Z),又m>0,
∴m的最小值为.
(2)已知A,B,C,D是函数y=sin(ωx+π)(ω>0,0<φ<)一个周期内的图象上的四个点,如图所示,A(-,0),B为y轴上的点,C为图象上的最低点,E为该图象的一个对称中心,B与D关于点E对称,在x轴上的投影为,则( A )
A.ω=2,φ= B.ω=2,φ=
C.ω=,φ= D.ω=,φ=
[解析] 由题意可知=+=,
∴T=π,ω==2.
又sin[2×(-)+φ]=0,0<φ<,
∴φ=.故选A.
『规律总结』
1.函数y=Asin(ωx+φ)的解析式的确定
(1)A由最值确定,A=;
(2)ω由周期确定;
(3)φ由图象上的特殊点确定.
提醒:根据“五点法”中的零点求φ时,一般先根据图象的升降分清零点的类型.
2.在图象变换过程中务必分清是先相位变换,还是先周期变换.变换只是相对于其中的自变量x而言的,如果x的系数不是1,就要把这个系数提取后再确定变换的单位长度和方向.
G
1.将f(x)=sin2x的图象右移φ(0<φ<)个单位后,得到g(x)的图象,若对于满足|f(x1)-g(x2)|=2的x1,x2,有|x1-x2|的最小值为,则φ的值为( B )
A. B.
C. D.
[解析] g(x)=sin[2(x-φ)]=sin(2x-2φ),则f(x),g(x)的最小正周期都是T=π.若对满足|f(x1)-g(x2)|=2的x1,x2,则|x1-x2|=-φ=-φ=,从而φ=.
2.函数f(x)=sin(πx+θ)(|θ|<)的部分图象如图,且f(0)=-,则图中m的值为( B )
A.1 B.
C.2 D.或2
[解析] f(0)=sinθ=-,又|θ|<,所以θ=-,
所以sin(mπ-)=-,由图象可知,mπ-=⇒m=.
A组
1.已知sinφ=,且φ∈(,π),函数f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0)的图象的相邻两条对称轴之间的距离等于,则f()的值为( B )
A.- B.-
C. D.
[解析] 由函数f(x)=sin(ωx+φ)的图象的相邻两条对称轴之间的距离等于,得到其最小正周期为π,所以ω=2,f()=sin(2×+φ)=cosφ=-=-.
2.函数f(x)=cos(ωx+φ)的部分图像如图所示,则f(x)的单调递减区间为( D )
A.,k∈Z
B.,k∈Z
C.,k∈Z
D.,k∈Z
[解析] 由五点作图知,k∈Z,可得ω=π,φ=,所以f(x)=cos.令2kπ<πx+<2kπ+π,k∈Z,解得2k-<x<2k+,k∈Z,故单调减区间为,k∈Z.故选D .
3.(2017·天津卷,7)设函数f(x)=2sin(ωx+φ),x∈R,其中ω>0,|φ|<π.若f()=2,f()=0,且f(x)的最小正周期大于2π,则( A )
A.ω=,φ= B.ω=,φ=-
C.ω=,φ=- D.ω=,φ=
[解析] ∵f()=2,f()=0,且f(x)的最小正周期大于2π,
∴f(x)的最小正周期为4(-)=3π,
∴ω==,∴f(x)=2sin(x+φ).
∴2sin(×+φ)=2,
得φ=2kπ+,k∈Z.
又|φ|<π,∴取k=0,得φ=.
故选A.
4.(2018·济南期末)已知函数f(x)=sinωx+cosωx(ω>0),f()+f()=0,且f(x)在区间(,)上递减,则ω=( B )
A.3 B.2
C.6 D.5
[解析] ∵f(x)=2sin(ωx+),f()+f()=0.
∴当x==时,f(x)=0.
∴ω+=kπ,k∈Z,
∴ω=3k-1,k∈Z,排除A,C;
又f(x)在(,)上递减,
把ω=2,ω=5代入验证,可知ω=2.
5.已知函数f(x)=sin(ωx+φ),x=-为f(x)的零点,x=为y=f(x)图象的对称轴,且f(x)在上单调,则ω的最大值为( B )
A.11 B.9
C.7 D.5
[解析] 由题意知:
则ω=2k+1,其中k∈Z.
∵f(x)在上单调,
∴-=≤×,ω≤12.
接下来用排除法.
若ω=11,φ=-,此时f(x)=sin,
f(x)在上单调递增,在上单调递减,不满足f(x)在上单调,
若ω=9,φ=,此时f(x)=sin,满足f(x)在上单调递减.
6.(2017·开封市高三一模)已知函数f(x)=2sin(π+x)·sin(x++φ)的图象关于原点对称,其中φ∈(0,π),则φ=.
[解析] 本题主要考查三角函数的奇偶性,诱导公式.
因为f(x)=2sin(π+x)sin(x++φ)的图象关于原点对称,所以函数f(x)=2sin(π+x)sin(x++φ)为奇函数,则y=sin(x++φ)为偶函数,又φ∈(0,π),所以φ=.
7.如果两个函数的图象平移后能够重合,那么称这两个函数为“互为生成”函数.给出下列四个函数:
①f(x)=sinx+cosx; ②f(x)=(sinx+cosx);
③f(x)=sinx; ④f(x)=sinx+.
其中为“互为生成”函数的是①④(填序号).
[解析] 首先化简题中的四个解析式可得:①f(x)=sin(x+),②f(x)=2sin(x+),③f(x)=sinx,④f(x)=sinx+,可知③f(x)=sinx的图象要与其他的函数图象重合,单纯经过平移不能完成,必须经过伸缩变换才能实现,所以③f(x)=sinx不能与其他函数成为“互为生成”函数,同理①f(x)=sin(x+)的图象与②f(x)=2sin(x+)的图象也必须经过伸缩变换才能重合,而④f(x)=sinx+的图象向左平移个单位,再向下平移个单位即可得到①f(x)=sin(x+)的图象,所以①④为“互为生成”函数.
8.已知函数f(x)=(2cos2 x-1)sin2x+cos4x.
(1)求f(x)的最小正周期及最大值;
(2)若α∈,且f(α)=,求a的值.
[解析] (1)因为f(x)=(2cos2x-1)sin2x+cos4x
=cos2xsin2x+cos4x
=(sin4x+cos4x)
=sin(4x+)
所以f(x)的最小正周期为,最大值为.
(2)因为f(α)=,所以sin(4α+)=1.
因为α∈(,π),
所以4α+∈(,),
所以4α+=,故α=.
9.某同学用“五点法”画函数f(x)=Asin(ωx+φ)(ω>0,|φ|<)在某一个周期内的图象时,列表并填入了部分数据,如下表:
ωx+φ
0
π
2π
x
Asin(ωx+φ)
0
5
-5
0
(1)请将上表数据补充完整,并直接写出函数f(x)的解析式;
(2)将y=f(x)图象上所有点向左平行移动θ(θ>0)个单位长度,得到y=g(x)的图象.若y=g(x)图象的一个对称中心为(,0),求θ的最小值.
[解析] (1)根据表中已知数据,解得A=5,ω=2,φ=-,数据补全如下表:
ωx+φ
0
π
2π
x
Asin(ωx+φ)
0
5
0
-5
0
且函数解析式为f(x)=5sin(2x-).
(2)由(1)知f(x)=5sin(2x-),
则g(x)=5sin(2x+2θ-).
因为函数y=sinx图象的对称中心为(kπ,0),k∈Z.
令2x+2θ-=kπ,
解得x=+-θ,k∈Z.
由于函数y=g(x)的图象关于点(,0)成中心对称,
所以令+-θ=,
解得θ=-,k∈Z.
由θ>0可知,当k=1时,θ取得最小值.
B组
1.若函数f(x)=asinωx+bcosωx(0<ω<5,ab≠0)图象的一条对称轴方程是x=,函数f′(x)图象的一个对称中心是(,0),则f(x)的最小正周期是( C )
A. B.
C.π D.2π
[解析] 由f(x)=sin(ωx+φ)(tanφ=)的对称轴方程是x=可知,+φ=+kπ(k∈Z)⇒φ=+kπ(k∈Z),即=tanφ=1⇒a=b,
又f′(x)=aωcosωx-bωsinωx的对称中心是(,0),
则f′()=0⇒aω(cos-sin)=0⇒ω=2,
即T==π.
2.函数y=的部分图象大致为( C )
[解析] 令f(x)=,
∵f(1)=>0,f(π)==0,
∴排除选项A,D.
由1-cosx≠0,得x≠2kπ(k∈Z),
故函数f(x)的定义域关于原点对称.
又∵f(-x)==-=-f(x),
∴f(x)为奇函数,其图象关于原点对称,
∴排除选项B.
故选C.
3.(2017·全国卷Ⅰ,9)已知曲线C1:y=cosx,C2:y=sin(2x+),则下面结论正确的是( D )
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,再把得到的曲线向左平移个单位长度,得到曲线C2
C.把C1上各点的横坐标缩短到原来的倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向右平移个单位长度,得到曲线C2
D.把C1上各点的横坐标缩短到原来的倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向左平移个单位长度,得到曲线C2
[解析] 因为y=sin(2x+)=cos(2x+-)=cos(2x+),所以曲线C1:y=cosx上各点的横坐标缩短到原来的倍,纵坐标不变,得到曲线y=cos2x,再把得到的曲线y=cos2x向左平移个单位长度,得到曲线y=cos2(x+)=cos(2x+).故选D.
4.(2018·长沙二模)已知函数f(x)=2sin(ωx+φ)+1(ω>0,|φ|<),f(α)=-1,f(β)=1,若|α-β|的最小值为,且f(x)的图象关于点(,1)对称,则函数f(x)的单调递增区间是( B )
A.[-+2kπ,π+2kπ],k∈Z
B.[-+3kπ,π+3kπ],k∈Z
C.[π+2kπ,+2kπ],k∈Z
D.[π+3kπ,+3kπ],k∈Z
[解析] 由题设条件可知f(x)的周期T=4|α-β|min=3π,所以ω==,又f(x)的图象关于点(,1)对称,从而f()=1,即sin(×+φ)=0.因为|φ|<,所以φ=-,故f(x)=2sin(x-)+1,再由-+2kπ≤x-≤+2kπ,k∈Z,得-+3kπ≤x≤π+3kπ,k∈Z.
5.给出下列四个命题:
①f(x)=sin(2x-)的对称轴为x=+,k∈Z;
②函数f(x)=sinx+cosx最大值为2;
③函数f(x)=sinxcosx-1的周期为2π;
④函数f(x)=sin(x+)在[-,]上是增函数.
其中正确命题的个数是( B )
A.1 B.2
C.3 D.4
[解析] ①由2x-=kπ+,k∈Z,
得x=+(k∈Z),即f(x)=sin(2x-)的对称轴为x=+,k∈Z,故①正确;
②由f(x)=sinx+cosx=2sin(x+)知,
函数的最大值为2,故②正确;
③f(x)=sinxcosx-1=sin2x-1,函数的周期为π,故③错误;
④函数f(x)=sin(x+)的图象是由f(x)=sinx的图象向左平移个单位得到的,故④错误.
6.已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<,x∈R)的图象的一部分如图所示,则函数f(x)的解析式为f(x)=2sin(x+).
[分析] 观察图象,由最高点与最低点确定A,由周期确定ω,由特殊点的坐标确定φ.
[解析] 由图象知A=2,T=8=,
所以ω=,得f(x)=2sin(x+φ).
由对应点得当x=1时,×1+φ=⇒φ=.
所以f(x)=2sin(x+).
7.已知函数f(x)=sinωx+cosωx(ω>0)在(,π)上单调递减,则ω的取值范围是[,].
[解析] f(x)=sinωx+cosωx=sin(ωx+),
令2kπ+≤ωx+≤2kπ+(k∈Z),
解得+≤x≤+(k∈Z).
由题意,函数f(x)在(,π)上单调递减,故(,π)为函数单调递减区间的一个子区间,
故有
解得4k+≤ω≤2k+(k∈Z).
由4k+<2k+,解得k<.
由ω>0,可知k≥0,
因为k∈Z,所以k=0,故ω的取值范围为[,].
8.已知函数f(x)=sin(2x+)+sin(2x-)+2cos2x,x∈R.
(1)求函数f(x)的最小正周期;
(2)求函数f(x)在区间[-,]上的最大值和最小值.
[解析] (1)∵f(x)=sin2x·cos+cos2x·sin+sin2x·cos-cos2xsin+cos2x+1=sin2x+cos2x+1=sin(2x+)+1,
∴f(x)的最小正周期T==π.
(2)由(1)知,f(x)=sin(2x+)+1.
∵x∈[-,],
∴令2x+=得x=,
∴f(x)在区间[-,]上是增函数;
在区间[,]上是减函数,
又∵f(-)=0,f()=+1,f()=2,
∴函数f(x)在区间[-,]上的最大值为+1,最小值为0.
9.已知函数f(x)=sinxcosx+cos2x.
(1)若tanθ=2,求f(θ)的值;
(2)若函数y=g(x)的图象是由函数y=f(x)的图象上所有的点向右平移个单位长度而得到,且g(x)在区间(0,m)内是单调函数,求实数m的最大值.
[解析] (1)因为tanθ=2,
所以f(θ)=sinθcosθ+cos2θ
=sinθcosθ+(2cos2θ-1)
=sinθcosθ+cos2θ-
=-
=-=.
(2)由已知得f(x)=sin2x+cos2x
=sin(2x+).
依题意,
得g(x)=sin[2(x-)+],
即g(x)=sin(2x-).
因为x∈(0,m),
所以2x-∈[-,2m-],
又因为g(x)在区间(0,m)内是单调函数,
所以2m-≤,即m≤,故实数m的最大值为.
相关资料
更多