高考数学一轮复习 第3章 第3节 三角函数的图象与性质
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1.用五点法作正弦函数和余弦函数的简图
正弦函数y=sin x,x∈[0,2π]图象的五个关键点是:(0,0),eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2),1)),(π,0),eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3π,2),-1)),(2π,0).
余弦函数y=cs x,x∈[0,2π]图象的五个关键点是:(0,1),eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2),0)),(π,-1),eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3π,2),0)),(2π,1).
2.正弦函数、余弦函数、正切函数的图象与性质
1.(思考辨析)判断下列结论的正误.(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)常数函数f(x)=a是周期函数,它没有最小正周期.( )
(2)函数y=sin x的图象关于点(kπ,0)(k∈Z)中心对称.( )
(3)正切函数y=tan x在定义域内是增函数.( )
(4)y=sin |x|是偶函数.( )
[答案] (1)√ (2)√ (3)× (4)√
2.(2017·云南二次统一检测)函数f(x)=cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(5π,2)))的图象关于( )
A.原点对称B.y轴对称
C.直线x=eq \f(5π,2)对称D.直线x=-eq \f(5π,2)对称
A [函数f(x)=cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(5π,2)))=-sin 2x是奇函数,则图象关于原点对称,故选A.]
3.函数y=tan 2x的定义域是( )
A.eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(x\b\lc\|\rc\ (\a\vs4\al\c1(x≠kπ+\f(π,4),k∈Z))))B.eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(x\b\lc\|\rc\ (\a\vs4\al\c1(x≠\f(kπ,2)+\f(π,8),k∈Z))))
C.eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(x\b\lc\|\rc\ (\a\vs4\al\c1(x≠kπ+\f(π,8),k∈Z))))D.eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(x\b\lc\|\rc\ (\a\vs4\al\c1(x≠\f(kπ,2)+\f(π,4),k∈Z))))
D [由2x≠kπ+eq \f(π,2),k∈Z,得x≠eq \f(kπ,2)+eq \f(π,4),k∈Z,
∴y=tan 2x的定义域为eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(x\b\lc\|\rc\ (\a\vs4\al\c1(x≠\f(kπ,2)+\f(π,4),k∈Z)))).]
4.(2017·长沙模拟(一))函数y=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)x+\f(π,3))),x∈[-2π,2π]的单调递增区间是( )
A.eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(-2π,-\f(5π,3)))B.eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(-2π,-\f(5π,3)))和eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(π,3),2π))
C.eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(-\f(5π,3),\f(π,3)))D.eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(π,3),2π))
C [令z=eq \f(1,2)x+eq \f(π,3),函数y=sin z的单调递增区间为eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(2kπ-\f(π,2),2kπ+\f(π,2)))(k∈Z),由2kπ-eq \f(π,2)≤eq \f(1,2)x+eq \f(π,3)≤2kπ+eq \f(π,2)得4kπ-eq \f(5π,3)≤x≤4kπ+eq \f(π,3),而x∈[-2π,2π],故其单调递增区间是eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(-\f(5π,3),\f(π,3))),故选C.]
5.(教材改编)函数f(x)=4-2cs eq \f(1,3)x的最小值是________,取得最小值时,x的取值集合为________.
2 {x|x=6kπ,k∈Z} [f(x)min=4-2=2,此时,eq \f(1,3)x=2kπ(k∈Z),x=6kπ(k∈Z),所以x的取值集合为{x|x=6kπ,k∈Z}.]
(1)(2016·全国卷Ⅱ)函数f(x)=cs 2x+6cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2)-x))的最大值为( )
A.4 B.5
C.6 D.7
(2)函数y=lg(sin 2x)+eq \r(,9-x2)的定义域为________.
(1)B (2)eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\c1(-3,-\f(π,2)))∪eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(π,2))) [(1)∵f(x)=cs 2x+6cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2)-x))=cs 2x+6sin x
=1-2sin2x+6sin x=-2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(sin x-\f(3,2)))2+eq \f(11,2),
又sin x∈[-1,1],∴当sin x=1时,f(x)取得最大值5.故选B.
(2)由eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(sin 2x>0,,9-x2≥0,))得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(kπ<x<kπ+\f(π,2),k∈Z,,-3≤x≤3,))
∴-3≤x<-eq \f(π,2)或0<x<eq \f(π,2),
∴函数y=lg(sin 2x)+eq \r(,9-x2)的定义域为eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\c1(-3,-\f(π,2)))∪eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(π,2))).]
[规律方法] 1.三角函数定义域的求法
求三角函数定义域实际上是构造简单的三角不等式(组),常借助三角函数线或三角函数图象来求解.
2.求三角函数最值或值域的常用方法
(1)直接法:直接利用sin x和cs x的值域求解.
(2)化一法:把所给三角函数化为y=Asin(ωx+φ)+k的形式,由正弦函数单调性写出函数的值域.
(3)换元法:把sin x,cs x,sin xcs x或sin x±cs x换成t,转化为二次函数求解.
[变式训练1] (1)已知函数y=2cs x的定义域为eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(π,3),π)),值域为[a,b],则b-a的值是( )
A.2 B.3
C.eq \r(,3)+2 D.2-eq \r(,3)
(2)求函数y=cs2x+sin xeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(|x|≤\f(π,4)))的最大值与最小值. 【导学号:31222113】
(1)B [∵x∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(π,3),π)),∴cs x∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(-1,\f(1,2))),故y=2cs x的值域为[-2,1],
∴b-a=3.]
(2)令t=sin x,∵|x|≤eq \f(π,4),∴t∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(-\f(\r(,2),2),\f(\r(,2),2))),3分
∴y=-t2+t+1=-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(t-\f(1,2)))2+eq \f(5,4),
∴当t=eq \f(1,2)时,ymax=eq \f(5,4),当t=-eq \f(\r(,2),2)时,ymin=eq \f(1-\r(,2),2),7分
∴函数y=cs2x+sin xeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(|x|≤\f(π,4)))的最大值为eq \f(5,4),最小值为eq \f(1-\r(,2),2).12分
(1)(2017·洛阳模拟)已知ω>0,函数f(x)=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(ωx+\f(π,4)))在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\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\c1(\f(1,2),\f(5,4)))B.eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(1,2),\f(3,4)))
C.eq \b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\c1(0,\f(1,2)))D.(0,2]
(2)函数f(x)=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-2x+\f(π,3)))的单调减区间为________.
(1)A (2)eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(kπ-\f(π,12),kπ+\f(5π,12)))(k∈Z) [(1)由eq \f(π,2)<x<π得eq \f(π,2)ω+eq \f(π,4)<ωx+eq \f(π,4)<πω+eq \f(π,4),由题意知eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2)ω+\f(π,4),πω+\f(π,4)))⊆eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(π,2),\f(3π,2))),
所以eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(\f(π,2)ω+\f(π,4)≥\f(π,2),,πω+\f(π,4)≤\f(3π,2),))解得eq \f(1,2)≤ω≤eq \f(5,4).
(2)由已知函数为y=-sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x-\f(π,3))),欲求函数的单调减区间,只需求y=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x-\f(π,3)))的单调增区间即可.
由2kπ-eq \f(π,2)≤2x-eq \f(π,3)≤2kπ+eq \f(π,2),k∈Z,
得kπ-eq \f(π,12)≤x≤kπ+eq \f(5π,12),k∈Z.
故所求函数的单调减区间为eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(kπ-\f(π,12),kπ+\f(5π,12)))(k∈Z).]
[规律方法] 1.求三角函数单调区间的两种方法
(1)求函数的单调区间应遵循简化原则,将解析式先化简,并注意复合函数单调性规律“同增异减”.
(2)求形如y=Asin(ωx+φ)(ω>0)的单调区间时,要视“ωx+φ”为一个整体,通过解不等式求解.若ω<0,应先用诱导公式化x的系数为正数,以防止把单调性弄错.
2.已知三角函数的单调区间求参数.先求出函数的单调区间,然后利用集合间的关系求解.
[变式训练2] (1)函数f(x)=taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x-\f(π,3)))的单调递增区间是________.
(2)若函数f(x)=sin ωx(ω>0)在区间eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(0,\f(π,3)))上单调递增,在区间eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(π,3),\f(π,2)))上单调递减,则ω=________.
【导学号:31222114】
(1)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(kπ,2)-\f(π,12),\f(kπ,2)+\f(5π,12)))(k∈Z) (2)eq \f(3,2) [(1)由-eq \f(π,2)+kπ<2x-eq \f(π,3)<eq \f(π,2)+kπ(k∈Z),
得eq \f(kπ,2)-eq \f(π,12)<x<eq \f(kπ,2)+eq \f(5π,12)(k∈Z).
(2)∵f(x)=sin ωx(ω>0)过原点,
∴当0≤ωx≤eq \f(π,2),即0≤x≤eq \f(π,2ω)时,y=sin ωx是增函数;
当eq \f(π,2)≤ωx≤eq \f(3π,2),即eq \f(π,2ω)≤x≤eq \f(3π,2ω)时,y=sin ωx是减函数.
由f(x)=sin ωx(ω>0)在eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(0,\f(π,3)))上单调递增,
在eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(π,3),\f(π,2)))上单调递减知,eq \f(π,2ω)=eq \f(π,3),∴ω=eq \f(3,2).]
eq \a\vs4\al(☞)角度1 奇偶性与周期性的判断
(1)(2014·全国卷Ⅰ)在函数:①y=cs|2x|,②y=|cs x|,③y=cs2x+eq \f(π,6),④y=taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x-\f(π,4)))中,最小正周期为π的所有函数为( )
A.②④B.①③④
C.①②③D.①③
(2)函数y=1-2sin2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(3π,4)))是( )
A.最小正周期为π的奇函数
B.最小正周期为π的偶函数
C.最小正周期为eq \f(π,2)的奇函数
D.最小正周期为eq \f(π,2)的偶函数
(1)C (2)A [(1)①y=cs|2x|=cs 2x,T=π.
②由图象知,函数的周期T=π.
③T=π.
④T=eq \f(π,2).
综上可知,最小正周期为π的所有函数为①②③.
(2)y=1-2sin2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(3π,4)))=cs 2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(3π,4)))=-sin 2x,所以f(x)是最小正周期为π的奇函数.]
eq \a\vs4\al(☞)角度2 求三角函数的对称轴、对称中心
(2016·安徽江南十校3月联考)已知函数f(x)=sin(ωx+φ)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(ω>0,|φ|<\f(π,2)))的最小正周期为4π,且对任意x∈R,都有f(x)≤feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,3)))成立,则f(x)图象的一个对称中心的坐标是( )
A.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(2π,3),0))B.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(π,3),0))
C.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2π,3),0))D.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(5π,3),0))
A [由f(x)=sin (ωx+φ)的最小正周期为4π,得ω=eq \f(1,2).因为f(x)≤feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,3)))恒成立,所以f(x)max=feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,3))),
即eq \f(1,2)×eq \f(π,3)+φ=eq \f(π,2)+2kπ(k∈Z),
∴φ=eq \f(π,3)+2kπ(k∈Z),由|φ|<eq \f(π,2),
得φ=eq \f(π,3),故f(x)=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)x+\f(π,3))).
令eq \f(1,2)x+eq \f(π,3)=kπ(k∈Z),
得x=2kπ-eq \f(2π,3)(k∈Z),故f(x)图象的对称中心为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2kπ-\f(2π,3),0))(k∈Z),当k=0时,f(x)图象的一个对称中心的坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(2π,3),0)),故选A.]
eq \a\vs4\al(☞)角度3 三角函数对称性的应用
(1)如果函数y=3cs(2x+φ)的图象关于点eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(4π,3),0))中心对称,那么|φ|的最小值为( )
A.eq \f(π,6) B.eq \f(π,4) C.eq \f(π,3) D.eq \f(π,2)
(2)已知函数f(x)=sin x+acs x的图象关于直线x=eq \f(5π,3)对称,则实数a的值为( )
A.-eq \r(,3) B.-eq \f(\r(,3),3) C.eq \r(,2) D.eq \f(\r(,2),2)
(1)A (2)B [(1)由题意得3cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2×\f(4π,3)+φ))
=3cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2π,3)+φ+2π))=3cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2π,3)+φ))=0,
∴eq \f(2π,3)+φ=kπ+eq \f(π,2),k∈Z,
∴φ=kπ-eq \f(π,6),k∈Z,取k=0,得|φ|的最小值为eq \f(π,6).
(2)由x=eq \f(5π,3)是f(x)图象的对称轴,
可得f(0)=feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(10π,3))),
即sin 0+acs 0=sineq \f(10π,3)+acseq \f(10π,3),
解得a=-eq \f(\r(,3),3).]
[规律方法] 1.对于函数y=Asin(ωx+φ),其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,因此在判断直线x=x0或点(x0,0)是不是函数的对称轴或对称中心时,可通过检验f(x0)的值进行判断.
2.求三角函数周期的方法:
(1)利用周期函数的定义.
(2)利用公式:y=Asin(ωx+φ)和y=Acs(ωx+φ)的最小正周期为eq \f(2π,|ω|),y=tan(ωx+φ)的最小正周期为eq \f(π,|ω|).
(3)借助函数的图象.
[思想与方法]
1.讨论三角函数性质,应先把函数式化成y=Asin(ωx+φ)(ω>0)的形式,再用换元法令t=ωx+φ,将其转化为研究y=sin t的性质.
2.求三角函数值域(最值)的常用方法:
(1)将函数变形化为y=Asin(ωx+φ)+k的形式,逐步分析ωx+φ的范围,根据正弦函数单调性写出函数的值域(最值).
(2)换元法:把sin x或cs x看作一个整体,可化为求二次函数在区间上的值域(最值)问题.
3.若f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0),则
(1)f(x)为偶函数的充要条件是φ=eq \f(π,2)+kπ(k∈Z);
(2)f(x)为奇函数的充要条件是φ=kπ(k∈Z).
[易错与防范]
1.闭区间上最值或值域问题,首先要在定义域基础上分析单调性,含参数的最值问题,要讨论参数对最值的影响.
2.求y=Asin(ωx+φ)(A>0)的单调区间,要注意ω的正负,只有当ω>0时,才能将“ωx+φ”整体代入相应单调区间.
3.利用换元法求三角函数最值时,注意cs x(或sin x)的有界性.
4.正、余弦函数的图象既是轴对称图形,又是中心对称图形且最值点在对称轴上;正切函数的图象只是中心对称图形.
课时分层训练(十九)
三角函数的图象与性质
A组 基础达标
(建议用时:30分钟)
一、选择题
1.函数y=eq \r(,cs x-\f(\r(,3),2))的定义域为( )
A.eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(-\f(π,6),\f(π,6)))
B.eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(kπ-\f(π,6),kπ+\f(π,6)))(k∈Z)
C.eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(2kπ-\f(π,6),2kπ+\f(π,6)))(k∈Z)
D.R
C [由cs x-eq \f(\r(,3),2)≥0,得cs x≥eq \f(\r(,3),2),∴2kπ-eq \f(π,6)≤x≤2kπ+eq \f(π,6),k∈Z.]
2.已知函数f(x)=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(ωx+\f(π,4)))(ω>0)的最小正周期为π,则feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,8)))=( )
【导学号:31222115】
A.1 B.eq \f(1,2)
C.-1 D.-eq \f(1,2)
A [由题设知eq \f(2π,ω)=π,所以ω=2,f(x)=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(π,4))),所以feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,8)))=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2×\f(π,8)+\f(π,4)))=sin eq \f(π,2)=1.]
3.(2015·四川高考)下列函数中,最小正周期为π的奇函数是( )
A.y=sin eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(π,2)))
B.y=cs eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(π,2)))
C.y=sin 2x+cs 2x
D.y=sin x+cs x
B [A项,y=sin eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(π,2)))=cs 2x,最小正周期为π,且为偶函数,不符合题意;
B项,y=cs eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(π,2)))=-sin 2x,最小正周期为π,且为奇函数,符合题意;
C项,y=sin 2x+cs 2x=eq \r(2)sin eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(π,4))),最小正周期为π,为非奇非偶函数,不符合题意;
D项,y=sin x+cs x=eq \r(2)sin eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(π,4))),最小正周期为2π,为非奇非偶函数,不符合题意.]
4.若函数y=cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(ωx+\f(π,6)))(ω∈N*)图象的一个对称中心是eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,6),0)),则ω的最小值为( ) 【导学号:31222116】
A.1B.2
C.4D.8
B [由题意知eq \f(πω,6)+eq \f(π,6)=kπ+eq \f(π,2)(k∈Z)⇒ω=6k+2(k∈Z),又ω∈N*,∴ωmin=2,故选B.]
5.(2017·重庆二次适应性测试)若函数f(x)=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(ωx+\f(π,6)))-cs ωx(ω>0)的图象相邻两个对称中心之间的距离为eq \f(π,2),则f(x)的一个单调递增区间为( )
A.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(π,6),\f(π,3)))B.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(π,3),\f(π,6)))
C.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,6),\f(2π,3)))D.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,3),\f(5π,6)))
A [依题意得f(x)=eq \f(\r(,3),2)sin ωx-eq \f(1,2)cs ωx=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(ωx-\f(π,6)))的图象相邻两个对称中心之间的距离为eq \f(π,2),于是有T=eq \f(2π,ω)=2×eq \f(π,2)=π,ω=2,f(x)=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x-\f(π,6))).当2kπ-eq \f(π,2)≤2x-eq \f(π,6)≤2kπ+eq \f(π,2),即kπ-eq \f(π,6)≤x≤kπ+eq \f(π,3),k∈Z时,f(x)=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x-\f(π,6)))单调递增.因此结合各选项知f(x)=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x-\f(π,6)))的一个单调递增区间为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(π,6),\f(π,3))),故选A.]
二、填空题
6.函数f(x)=sin(-2x)的单调增区间是________.
eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(kπ+\f(π,4),kπ+\f(3π,4)))(k∈Z) [由f(x)=sin(-2x)=-sin 2x,2kπ+eq \f(π,2)≤2x≤2kπ+eq \f(3π,2)得kπ+eq \f(π,4)≤x≤kπ+eq \f(3π,4)(k∈Z).]
7.已知函数f(x)=2sin(ωx+φ),对于任意x都有feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,6)+x))=feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,6)-x)),则feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,6)))的值为________.
2或-2 [∵feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,6)+x))=feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,6)-x)),
∴x=eq \f(π,6)是函数f(x)=2sin(ωx+φ)的一条对称轴,
∴feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,6)))=±2.]
8.函数y=taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(π,4)))的图象与x轴交点的坐标是________.
【导学号:31222117】
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(kπ,2)-\f(π,8),0)),k∈Z [由2x+eq \f(π,4)=kπ(k∈Z)得,x=eq \f(kπ,2)-eq \f(π,8)(k∈Z),
∴函数y=taneq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(π,4)))的图象与x轴交点的坐标是eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(kπ,2)-\f(π,8),0)),k∈Z.]
三、解答题
9.(2016·北京高考)已知函数f(x)=2sin ωxcs ωx+cs 2ωx(ω>0)的最小正周期为π.
(1)求ω的值;
(2)求f(x)的单调递增区间.
[解] (1)因为f(x)=2sin ωxcs ωx+cs 2ωx
=sin 2ωx+cs 2ωx=eq \r(2)sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2ωx+\f(π,4))),
所以f(x)的最小正周期T=eq \f(2π,2ω)=eq \f(π,ω).4分
依题意,得eq \f(π,ω)=π,解得ω=1.6分
(2)由(1)知f(x)=eq \r(2)sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(π,4))).
函数y=sin x的单调递增区间为eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(2kπ-\f(π,2),2kπ+\f(π,2)))(k∈Z).8分
由2kπ-eq \f(π,2)≤2x+eq \f(π,4)≤2kπ+eq \f(π,2)(k∈Z),
得kπ-eq \f(3π,8)≤x≤kπ+eq \f(π,8)(k∈Z).
所以f(x)的单调递增区间为eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(kπ-\f(3π,8),kπ+\f(π,8)))(k∈Z).12分
10.已知函数f(x)=(sin x+cs x)2+cs 2x.
(1)求f(x)的最小正周期;
(2)求f(x)在区间eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(0,\f(π,2)))上的最大值和最小值.
[解] (1)因为f(x)=sin2x+cs2x+2sin x·cs x+cs 2x=1+sin 2x+cs 2x=eq \r(,2)sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(π,4)))+1,3分
所以函数f(x)的最小正周期为T=eq \f(2π,2)=π.6分
(2)由(1)的计算结果知,f(x)=eq \r(,2)sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(π,4)))+1.7分
当x∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(0,\f(π,2)))时,2x+eq \f(π,4)∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(π,4),\f(5π,4))),由正弦函数y=sin x在eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(π,4),\f(5π,4)))上的图象知,当2x+eq \f(π,4)=eq \f(π,2),即x=eq \f(π,8)时,f(x)取最大值eq \r(,2)+1;9分
当2x+eq \f(π,4)=eq \f(5π,4),即x=eq \f(π,2)时,f(x)取最小值0.综上,f(x)在eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(0,\f(π,2)))上的最大值为eq \r(,2)+1,最小值为0.12分
B组 能力提升
(建议用时:15分钟)
1.(2017·郑州二次质量预测)将函数f(x)=-cs 2x的图象向右平移eq \f(π,4)个单位后得到函数g(x),则g(x)具有性质( ) 【导学号:31222118】
A.最大值为1,图象关于直线x=eq \f(π,2)对称
B.在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(π,4)))上单调递减,为奇函数
C.在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(3π,8),\f(π,8)))上单调递增,为偶函数
D.周期为π,图象关于点eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3π,8),0))对称
B [由题意得函数g(x)=-cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x-2×\f(π,4)))=-sin 2x,易知其为奇函数,由-eq \f(π,2)+2kπ<2x<eq \f(π,2)+2kπ,k∈Z得-eq \f(π,4)+kπ<x<eq \f(π,4)+kπ,k∈Z,所以函数g(x)=-sin 2x的单调递减区间为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(π,4)+kπ,\f(π,4)+kπ)),k∈Z,所以函数g(x)=-sin 2x在eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(π,4)))上单调递减,故选B.]
2.设f(x)=eq \r(,3)sin 3x+cs 3x,若对任意实数x都有|f(x)|≤a,则实数a的取值范围是________.
[2,+∞) [∵f(x)=eq \r(,3)sin 3x+cs 3x=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(3x+\f(π,6)))∈[-2,2].又∵|f(x)|≤a恒成立,∴a≥|f(x)|max,∴a≥2.]
3.已知函数f(x)=sin(ωx+φ)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0<φ<\f(2π,3)))的最小正周期为π.
(1)求当f(x)为偶函数时φ的值;
(2)若f(x)的图象过点eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,6),\f(\r(,3),2))),求f(x)的单调递增区间.
[解] ∵f(x)的最小正周期为π,则T=eq \f(2π,ω)=π,∴ω=2,
∴f(x)=sin(2x+φ).2分
(1)当f(x)为偶函数时,f(-x)=f(x),
∴sin(-2x+φ)=sin(2x+φ),
将上式展开整理得sin 2xcs φ=0,
由已知上式对∀x∈R都成立,
∴cs φ=0.∵0<φ<eq \f(2π,3),∴φ=eq \f(π,2).5分
(2)f(x)的图象过点eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,6),\f(\r(,3),2)))时,sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2×\f(π,6)+φ))=eq \f(\r(,3),2),
即sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,3)+φ))=eq \f(\r(,3),2).6分
又∵0<φ<eq \f(2π,3),∴eq \f(π,3)<eq \f(π,3)+φ<π,
∴eq \f(π,3)+φ=eq \f(2π,3),φ=eq \f(π,3),
∴f(x)=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(π,3))).9分
令2kπ-eq \f(π,2)≤2x+eq \f(π,3)≤2kπ+eq \f(π,2),k∈Z,
得kπ-eq \f(5π,12)≤x≤kπ+eq \f(π,12),k∈Z,
∴f(x)的单调递增区间为eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(kπ-\f(5π,12),kπ+\f(π,12))),k∈Z.12分
函数
y=sin x
y=cs x
y=tan x
图象
定义域
R
R
eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(x\b\lc\|\rc\ (\a\vs4\al\c1(x≠kπ+\f(π,2),k∈Z))))
值域
[-1,1]
[-1,1]
R
单调性
递增区间:
eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(2kπ-\f(π,2),2kπ+\f(π,2)))
k∈Z,
递减区间:
eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(2kπ+\f(π,2),2kπ+\f(3π,2)))
k∈Z
递增区间:
[2kπ-π,2kπ]
k∈Z,
递减区间:
[2kπ,2kπ+π]
k∈Z
递增区间
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(kπ-\f(π,2),kπ+\f(π,2)))
(k∈Z)
奇偶性
奇函数
偶函数
奇函数
对称性
对称中心
(kπ,0)k∈Z
对称中心
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(kπ+\f(π,2),0))k∈Z
对称中心
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(kπ,2),0))k∈Z
对称轴
x=kπ+eq \f(π,2)(k∈Z)
对称轴
x=kπ(k∈Z)
周期性
2π
2π
π
三角函数的定义域与值域
三角函数的单调性
三角函数的奇偶性、周期性、对称性
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