(通用版)2019版高考數(shù)學二輪復習 第一部分 第二層級 重點增分 專題四 三角函數(shù)的圖象與性質講義 理(普通生含解析).doc
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重點增分專題四 三角函數(shù)的圖象與性質 [全國卷3年考情分析] 年份 全國卷Ⅰ 全國卷Ⅱ 全國卷Ⅲ 2018 三角函數(shù)的最值及導數(shù)T16 三角函數(shù)單調性的應用T10 三角函數(shù)的零點問題T15 2017 三角函數(shù)的圖象變換T9 三角函數(shù)的最值T14 余弦函數(shù)的圖象與性質T6 2016 三角函數(shù)的圖象變換與對稱性T7 三角函數(shù)的圖象變換T14 (1)高考命題的熱點主要集中于三角函數(shù)的定義、圖象與性質,主要考查圖象的變換,函數(shù)的單調性、奇偶性、周期性、對稱性及最值,并常與三角恒等變換交匯命題. (2)高考對此部分內容主要以選擇題、填空題的形式考查,難度為中等偏下,大多出現(xiàn)在第6~12或14~16題位置上. 三角函數(shù)的定義、誘導公式及基本關系 [大穩(wěn)定] 1.在平面直角坐標系中,以x軸的非負半軸為角的始邊,角α,β的終邊分別與單位圓交于點和,則sin(α+β)=( ) A.- B. C.- D. 解析:選D 因為角α,β的終邊分別與單位圓交于點和,所以sin α=,cos α=,sin β=,cos β=-,所以sin(α+β)=sin αcos β+cos αsin β=+=. 2.若tan α=,則sin4α-cos4α的值為( ) A.- B.- C. D. 解析:選B ∵tan α=, ∴sin4α-cos4α=(sin2α+cos2α)(sin2α-cos2α) =sin2α-cos2α= ==-. 3.設函數(shù)f(x)(x∈R)滿足f(x+π)=f(x)+sin x.當0≤x<π時,f(x)=0,則f=( ) A. B. C.0 D.- 解析:選A 由已知,得f=f+sin =f+sin +sin =f+sin +sin +sin =f+sin +sin+sin =0+++=. [解題方略] 1.同角三角函數(shù)基本關系式的應用技巧 知弦求弦 利用誘導公式及平方關系sin2α+cos2α=1求解 知弦求切 常通過平方關系、對稱式sin α+cos α,sin α-cos α,sin αcos α建立聯(lián)系,注意tan α=的靈活應用 知切求弦 通常先利用商數(shù)關系轉化為sin α=tan αcos α的形式,然后用平方關系求解 和積轉換法 如利用(sin θcos θ)2=12sin θcos θ的關系進行變形、轉化 巧用“1” 的變換 1=sin2θ+cos2θ=cos2θ(1+tan2θ)=sin2θ 2.利用誘導公式進行化簡求值的步驟 利用公式化任意角的三角函數(shù)為銳角三角函數(shù),其步驟:去負-脫周-化銳.特別注意函數(shù)名稱和符號的確定.(注意“奇變偶不變,符號看象限”) [小創(chuàng)新] 1.設an=sin,Sn=a1+a2+…+an,在S1,S2,…,S100中,正數(shù)的個數(shù)是( ) A.25 B.50 C.75 D.100 解析:選D 當1≤n≤24時,an>0,當26≤n≤49時,an<0,但其絕對值要小于1≤n≤24時相應的值;當51≤n≤74時,an>0;當76≤n≤99時,an<0,但其絕對值要小于51≤n≤74時相應的值.故當1≤n≤100時,均有Sn>0. 2.某一算法程序框圖如圖所示,則輸出的S的值為( ) A. B.- C. D.0 解析:選A 由已知程序框圖可知,該程序的功能是計算S=sin +sin +sin +…+sin的值. 因為sin =,sin =sin=sin =,sin =sin π=0, sin =sin=-sin =-, sin =sin=-sin =-, sin =sin 2π=0,而sin =sin=sin , sin =sin=sin ,sin =sin(2π+π)=sin π,所以函數(shù)值呈周期性變化,周期為6,且sin +sin +sin +sin +sin +sin =0. 而2 017=6336+1,所以輸出的S=3360+sin =.故選A. 3.《九章算術》是我國古代數(shù)學成就的杰出代表作,其中《方田》章給出計算弧田面積所用的經驗公式為:弧田面積=(弦矢+矢2),弧田(如圖)由圓弧和其所對弦所圍成,公式中“弦”指圓弧所對弦長,“矢”等于半徑長與圓心到弦的距離之差.現(xiàn)有圓心角為,半徑等于4 m的弧田,按照上述經驗公式計算所得弧田面積約是( ) A.6 m2 B.9 m2 C.12 m2 D.15 m2 解析:選B 如圖,由題意可得∠AOB=,OA=4, 在Rt△AOD中,可得∠AOD=,∠DAO=,OD=AO=4=2, 于是矢=4-2=2. 由AD=AOsin =4=2, 可得弦長AB=2AD=22=4. 所以弧田面積=(弦矢+矢2)=(42+22)=4+2≈9(m2).故選B. 題型一 由“圖”定“式” [例1] (1)已知函數(shù)f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,0<φ<π),其部分圖象如圖所示,則函數(shù)f(x)的解析式為( ) A.f(x)=2sin B.f(x)=2sin C.f(x)=2sin D.f(x)=2sin (2)已知函數(shù)f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,0<φ<π)的圖象與x軸的一個交點到其相鄰的一條對稱軸的距離為,若f=,則函數(shù)f(x)在上的最小值為( ) A. B.- C.- D.- [解析] (1)由題圖可知,函數(shù)圖象上兩個相鄰的最值點分別為最高點,最低點, 所以函數(shù)的最大值為2,即A=2. 由圖象可得,x=-,x=為相鄰的兩條對稱軸, 所以函數(shù)的周期T=2=4π, 故=4π,解得ω=. 所以f(x)=2sin. 把點代入可得2sin=2, 即sin=1, 所以φ-=2kπ+(k∈Z), 解得φ=2kπ+(k∈Z). 又0<φ<π,所以φ=. 所以f(x)=2sin,故選B. (2)由題意得,函數(shù)f(x)的最小正周期T=4=π=,解得ω=2. 因為點在函數(shù)f(x)的圖象上, 所以Asin=0, 解得φ=kπ+,k∈Z,由0<φ<π,可得φ=. 因為f=,所以Asin=, 解得A=,所以f(x)=sin. 當x∈時,2x+∈, ∴sin∈, ∴f(x)的最小值為-. [答案] (1)B (2)C [解題方略] 由“圖”定“式”找“對應”的方法 由三角函數(shù)的圖象求解析式y(tǒng)=Asin(ωx+φ)+B(A>0,ω>0)中參數(shù)的值,關鍵是把握函數(shù)圖象的特征與參數(shù)之間的對應關系,其基本依據(jù)就是“五點法”作圖. (1)最值定A,B:根據(jù)給定的函數(shù)圖象確定最值,設最大值為M,最小值為m,則M=A+B,m=-A+B,解得B=,A=. (2)T定ω:由周期的求解公式T=,可得ω=. (3)點坐標定φ:一般運用代入法求解φ值,注意在確定φ值時,往往以尋找“五點法”中的某一個點為突破口,即“峰點”“谷點”與三個“中心點”. 題型二 三角函數(shù)的圖象變換 [例2] (1)(2019屆高三湘東五校聯(lián)考)將函數(shù)f(x)=sin的圖象上各點的橫坐標伸長到原來的2倍,縱坐標不變,所得圖象的一條對稱軸的方程可能是( ) A.x=- B.x= C.x= D.x= (2)(2018鄭州第一次質量測試)若將函數(shù)f(x)=3sin(2x+φ)(0<φ<π)圖象上的每一個點都向左平移個單位長度,得到g(x)的圖象,若函數(shù)g(x)是奇函數(shù),則函數(shù)g(x)的單調遞增區(qū)間為( ) A.(k∈Z) B.(k∈Z) C.(k∈Z) D.(k∈Z) [解析] (1)依題意知,將函數(shù)f(x)=sin的圖象上各點的橫坐標伸長到原來的2倍,縱坐標不變,得函數(shù)g(x)=sin的圖象.令x+=+kπ,k∈Z,得x=2kπ+, k∈Z,當k=0時,所得函數(shù)圖象的一條對稱軸的方程為x=,故選D. (2)由題意知g(x)=3sin=3sin,因為g(x)是奇函數(shù),所以+φ=kπ(k∈Z),即φ=-+kπ(k∈Z),又0<φ<π,所以φ=,所以g(x)=3sin(2x+π)= -3sin 2x,由+2kπ≤2x≤+2kπ(k∈Z),解得kπ+≤x≤kπ+(k∈Z),所以函數(shù)g(x)的單調遞增區(qū)間為(k∈Z).故選A. [答案] (1)D (2)A [解題方略] 關于三角函數(shù)的圖象變換的方法 沿x軸 沿y軸 平移變換 由y=f(x)變?yōu)閥=f(x+φ)時,“左加右減”,即φ>0,左移;φ<0,右移 由y=f(x)變?yōu)閥=f(x)+k時,“上加下減”,即k>0,上移;k<0,下移 伸縮變換 由y=f(x)變?yōu)閥=f(ωx)時,點的縱坐標不變,橫坐標變?yōu)樵瓉淼谋? 由y=f(x)變?yōu)閥=Af(x)時,點的橫坐標不變,縱坐標變?yōu)樵瓉淼膢A|倍 增分考點講練沖關 [典例] (1)(2018全國卷Ⅰ)已知函數(shù)f(x)=2cos2x-sin2x+2,則( ) A.f(x)的最小正周期為π,最大值為3 B.f(x)的最小正周期為π,最大值為4 C.f(x)的最小正周期為2π,最大值為3 D.f(x)的最小正周期為2π,最大值為4 (2)設函數(shù)f(x)=cos(x+φ)(-π<φ<0).若f(x)+f′(x)是偶函數(shù),則φ等于( ) A. B.- C. D.- (3)(2018昆明調研)已知函數(shù)f(x)=sin ωx的圖象關于點對稱,且f(x)在上為增函數(shù),則ω=( ) A. B.3 C. D.6 (4)(2018全國卷Ⅱ)若f(x)=cos x-sin x在[0,a]是減函數(shù),則a的最大值是( ) A. B. C. D.π [解析] (1)∵f(x)=2cos2x-sin2x+2=1+cos 2x-+2=cos 2x+,∴f(x)的最小正周期為π,最大值為4.故選B. (2)f(x)+f′(x)=cos(x+φ)-sin(x+φ)=2cos.根據(jù)誘導公式,要使f(x)+f′(x)為偶函數(shù),則φ+=kπ(k∈Z), 所以k=0時,φ=-,故選B. (3)因為函數(shù)f(x)=sin ωx的圖象關于對稱, 所以π=kπ(k∈Z),即ω=k(k∈Z).① 又函數(shù)f(x)=sin ωx在區(qū)間上是增函數(shù), 所以≤且ω>0,所以0<ω≤2.② 由①②得ω=,故選A. (4)法一:∵f(x)=cos x-sin x=-sin x-, ∴當x-∈,即x∈時, y=sin單調遞增, f(x)=-sin單調遞減, ∴是f(x)在原點附近的單調減區(qū)間, 結合條件得[0,a]?, ∴a≤,即amax=.故選C. 法二:f′(x)=-sin x-cos x=-sin. 于是,由題設得f′(x)≤0,即sin≥0在區(qū)間[0,a]上恒成立. 當x∈[0,a]時,x+∈, 所以a+≤π,即a≤, 故所求a的最大值是.故選C. [答案] (1)B (2)B (3)A (4)C [解題方略] 1.求三角函數(shù)單調區(qū)間的方法 (1)代換法:求形如y=Asin(ωx+φ)(或y=Acos(ωx+φ))(A,ω,φ為常數(shù),A≠0,ω>0)的單調區(qū)間時,令ωx+φ=z,得y=Asin z(或y=Acos z),然后由復合函數(shù)的單調性求得. (2)圖象法:畫出三角函數(shù)的圖象,結合圖象求其單調區(qū)間. 2.判斷對稱中心與對稱軸的方法 利用函數(shù)y=Asin(ωx+φ)的對稱軸一定經過圖象的最高點或最低點,對稱中心一定是函數(shù)的零點這一性質,通過檢驗f(x0)的值進行判斷. 3.求三角函數(shù)周期的常用結論 (1)y=Asin(ωx+φ)和y=Acos(ωx+φ)的最小正周期為,y=tan(ωx+φ)的最小 正周期為. (2)正弦曲線、余弦曲線相鄰兩對稱中心、相鄰兩對稱軸之間的距離是個周期,相鄰的對稱中心與對稱軸之間的距離是個周期;正切曲線相鄰兩對稱中心之間的距離是個周期. [多練強化] 1.若函數(shù)f(x)=sin(2x+θ)+cos(2x+θ)(0<θ<π)的圖象關于中心對稱,則函數(shù)f(x)在上的最小值是( ) A.-1 B.- C.- D.- 解析:選B f(x)=2sin,又圖象關于中心對稱, 所以2+θ+=kπ(k∈Z), 所以θ=kπ-(k∈Z),又0<θ<π,所以θ=, 所以f(x)=-2sin 2x,因為x∈, 所以2x∈,f(x)∈[-,2], 所以f(x)的最小值是-. 2.(2018濟南模擬)已知函數(shù)f(x)=sin(ωx+φ)+cos(ωx+φ)的最小正周期為π,且f=f(x),則( ) A.f(x)在上單調遞減 B.f(x)在上單調遞增 C.f(x)在上單調遞增 D.f(x)在上單調遞減 解析:選D 因為f(x)=sin(ωx+φ)+cos(ωx+φ)=2sin的最小正周期為π,所以=π,所以ω=2.因為f=f(x),所以直線x=是f(x)圖象的一條對稱軸,所以2+φ+=+kπ,k∈Z,所以φ=-+kπ,k∈Z,因為|φ|<,所以φ=-,所以f(x)=2sin.當x∈時,2x+∈,f(x)先增后減,當x∈時,2x+∈,f(x)單調遞減.故選D. 3.(2018北京高考)已知函數(shù)f(x)=sin2x+sin xcos x. (1)求f(x)的最小正周期; (2)若f(x)在區(qū)間上的最大值為,求m的最小值. 解:(1)f(x)=sin2x+sin xcos x =-cos 2x+sin 2x =sin+, 所以f(x)的最小正周期為T==π. (2)由(1)知f(x)=sin+. 由題意知-≤x≤m, 所以-≤2x-≤2m-. 要使f(x)在區(qū)間上的最大值為, 即sin在區(qū)間上的最大值為1. 所以2m-≥,即m≥. 所以m的最小值為. 三角函數(shù)圖象與性質的綜合應用 [典例] 已知函數(shù)f(x)=2sin ωxcos ωx+2sin2ωx-(ω>0)的最小正周期為π. (1)求函數(shù)f(x)的單調遞增區(qū)間; (2)將函數(shù)f(x)的圖象向左平移個單位長度,再向上平移1個單位長度,得到函數(shù)y=g(x)的圖象,若y=g(x)在[0,b](b>0)上至少含有10個零點,求b的最小值. [解] (1)f(x)=2sin ωxcos ωx+(2sin2ωx-1) =sin 2ωx-cos 2ωx=2sin. 由最小正周期為π,得ω=1, 所以f(x)=2sin, 由2kπ-≤2x-≤2kπ+,k∈Z, 得kπ-≤x≤kπ+,k∈Z, 所以函數(shù)f(x)的單調遞增區(qū)間是,k∈Z. (2)將函數(shù)f(x)的圖象向左平移個單位,再向上平移1個單位,得到y(tǒng)=2sin 2x+1的圖象, 所以g(x)=2sin 2x+1. 令g(x)=0,得x=kπ+或x=kπ+(k∈Z), 所以在[0,π]上恰好有兩個零點,若y=g(x)在[0,b]上有10個零點,則b不小于第10個零點的橫坐標即可. 所以b的最小值為4π+=. [解題方略] 解決三角函數(shù)圖象與性質綜合問題的思路 (1)先借助三角恒等變換及相應三角函數(shù)公式把待求函數(shù)化成y=Asin(ωx+φ)+B(一角一函數(shù))的形式; (2)把“ωx+φ”視為一個整體,借助復合函數(shù)性質求y=Asin(ωx+φ)+B的單調性、奇偶性、最值、對稱性等問題. [多練強化] (2017山東高考)設函數(shù)f(x)=sin+sin,其中0<ω<3.已知f=0. (1)求ω; (2)將函數(shù)y=f(x)的圖象上各點的橫坐標伸長為原來的2倍(縱坐標不變),再將得到的圖象向左平移個單位,得到函數(shù)y=g(x)的圖象,求g(x)在上的最小值. 解:(1)因為f(x)=sin+sin, 所以f(x)=sin ωx-cos ωx-cos ωx =sin ωx-cos ωx = =sin. 因為f=0, 所以-=kπ,k∈Z. 故ω=6k+2,k∈Z. 又0<ω<3,所以ω=2. (2)由(1)得f(x)=sin, 所以g(x)=sin=sin. 因為x∈,所以x-∈, 當x-=-,即x=-時,g(x)取得最小值-. 直觀想象——數(shù)形結合法在三角函數(shù)圖象問題中的應用 [典例] 函數(shù)f(x)=sin(ωx+φ)ω>0,|φ|<的圖象如圖所示,為了得到g(x)=cos的圖象,則只需將f(x)的圖象( ) A.向左平移個單位長度 B.向右平移個單位長度 C.向左平移個單位長度 D.向右平移個單位長度 [解析] 根據(jù)函數(shù)f(x)=sin(ωx+φ)的部分圖象知,=-=,∴T=π,即=π,解得ω=2.根據(jù)“五點作圖法”并結合|φ|<,可知2+φ=π,解得φ=,∴f(x)=sin.∴g(x)=cos=sin+=sin.故為了得到g(x)的圖象,只需將f(x)的圖象向左平移個單位長度即可. [答案] A [素養(yǎng)通路] 本題利用圖形描述數(shù)學問題,通過對圖形的理解,由圖象建立形與數(shù)的聯(lián)系,確定函數(shù)的周期,根據(jù)“五點作圖法”代入數(shù)據(jù)求參數(shù).考查了直觀想象這一核心素養(yǎng). A組——“6+3+3”考點落實練 一、選擇題 1.(2018全國卷Ⅲ)函數(shù)f(x)=的最小正周期為( ) A. B. C.π D.2π 解析:選C 由已知得f(x)====sin xcos x=sin 2x,所以f(x)的最小正周期為T==π. 2.(2018貴陽第一學期檢測)已知函數(shù)f(x)=Asin(ωx+φ)ω>0,-<φ<的部分圖象如圖所示,則φ的值為( ) A.- B. C.- D. 解析:選B 由題意,得=+=,所以T=π,由T=,得ω=2,由圖可知A=1,所以f(x)=sin(2x+φ).又f=sin=0,-<φ<,所以φ=. 3.(2019屆高三西安八校聯(lián)考)已知函數(shù)f(x)=cos(x+θ)(0<θ<π)在x=時取得最小值,則f(x)在[0,π]上的單調遞增區(qū)間是( ) A. B. C. D. 解析:選A 因為0<θ<π,所以<+θ<, 又f(x)=cos(x+θ)在x=時取得最小值, 所以+θ=π,θ=,所以f(x)=cos. 由0≤x≤π,得≤x+≤. 由π≤x+≤,得≤x≤π, 所以f(x)在[0,π]上的單調遞增區(qū)間是,故選A. 4.函數(shù)f(x)=sin的圖象與函數(shù)g(x)的圖象關于x=對稱,則g(x)具有的性質是( ) A.最大值為1,圖象關于直線x=對稱 B.在上單調遞減,為奇函數(shù) C.在上單調遞增,為偶函數(shù) D.周期為π,圖象關于點對稱 解析:選B 由題意得,g(x)=sin=sin(-2x)=-sin 2x,最大值為1,而g=0,圖象不關于直線x=對稱,故A錯誤;當x∈時,2x∈,滿足單調遞減,顯然g(x)也是奇函數(shù),故B正確,C錯誤;周期T==π,g=-,故圖象不關于點對稱,故D錯誤. 5.(2019屆高三安徽知名示范高中聯(lián)考)先將函數(shù)y=2sin+1的圖象向左平移個最小正周期的單位長度,再向下平移1個單位長度后,所得圖象對應的函數(shù)是( ) A.奇函數(shù) B.偶函數(shù) C.非奇非偶函數(shù) D.不能確定 解析:選B 因為函數(shù)y=2sin+1,所以其最小正周期T=π,所以將函數(shù)圖象向左平移個單位長度,所得的圖象對應的函數(shù)解析式為y=2sin+1=2sin+1=2sin+1=2cos 2x+1,再將圖象向下平移1個單位長度后所得的圖象對應的函數(shù)解析式為y=2cos 2x,該函數(shù)為偶函數(shù),故選B. 6.(2018廣州高中綜合測試)已知函數(shù)f(x)=sinωx+(ω>0)在區(qū)間上單調遞增,則ω的取值范圍為( ) A. B. C. D. 解析:選B 法一:因為x∈,所以ωx+∈, 因為函數(shù)f(x)=sin(ω>0)在區(qū)間上單調遞增, 所以 即 又ω>0,所以0<ω≤,選B. 法二:取ω=1,f=sin=-sin <0,f=sin=sin =1,f=sin=sin =,不滿足題意,排除A、C、D,選B. 二、填空題 7.(2018惠州調研)已知tan α=,且α∈,則cos=____________. 解析:法一:cos=sin α,由α∈知α為第三象限角, 聯(lián)立得5sin2α=1,故sin α=-. 法二:cos=sin α,由α∈知α為第三象限角,由tan α=,可知點(-2,-1)為α終邊上一點,由任意角的三角函數(shù)公式可得sin α=-. 答案:- 8.已知函數(shù)f(x)=sin(ωx+φ)的圖象在y軸右側的第一個最高點為P,在原點右側與x軸的第一個交點為Q,則f的值為______. 解析:由題意得=-=,所以T=π,所以ω=2, 將點P代入f(x)=sin(2x+φ), 得sin=1,所以φ=+2kπ(k∈Z). 又|φ|<,所以φ=,即f(x)=sin(x∈R),所以f=sin=-. 答案:- 9.已知函數(shù)f(x)=cos,其中x∈,m,若f(x)的值域是,則m的最大值是________. 解析:由x∈,可知≤3x+≤3m+, ∵f=cos =-,且f=cos π=-1, ∴要使f(x)的值域是, 需要π≤3m+≤,即≤m≤, 即m的最大值是. 答案: 三、解答題 10.(2018石家莊模擬)函數(shù)f(x)=Asinωx-+1(A>0,ω>0)的最小值為-1,其圖象相鄰兩個最高點之間的距離為π. (1)求函數(shù)f(x)的解析式; (2)設α∈,f=2,求α的值. 解:(1)∵函數(shù)f(x)的最小值為-1, ∴-A+1=-1,即A=2. ∵函數(shù)f(x)的圖象的相鄰兩個最高點之間的距離為π, ∴函數(shù)f(x)的最小正周期T=π, ∴ω=2,故函數(shù)f(x)的解析式為 f(x)=2sin+1. (2)∵f=2sin+1=2, ∴sin=. ∵0<α<,∴-<α-<, ∴α-=,得α=. 11.已知m=,n=(cos x,1). (1)若m∥n,求tan x的值; (2)若函數(shù)f(x)=mn,x∈[0,π],求f(x)的單調遞增區(qū)間. 解:(1)由m∥n得,sin-cos x=0,展開變形可得,sin x=cos x,即tan x=. (2)f(x)=mn=sincos x+1 =sin xcos x-cos2x+1 =sin 2x-+1 =+ =sin+, 由-+2kπ≤2x-≤+2kπ,k∈Z, 得-+kπ≤x≤+kπ,k∈Z. 又x∈[0,π],所以當x∈[0,π]時,f(x)的單調遞增區(qū)間為和. 12.已知函數(shù)f(x)=cos x(2sin x+cos x)-sin2x. (1)求函數(shù)f(x)的最小正周期; (2)若當x∈時,不等式f(x)≥m有解,求實數(shù)m的取值范圍. 解:(1)f(x)=2sin xcos x+cos2x-sin2x =sin 2x+cos 2x =2 =2sin, 所以函數(shù)f(x)的最小正周期T=π. (2)由題意可知,不等式f(x)≥m有解, 即m≤f(x)max, 因為x∈,所以2x+∈, 故當2x+=,即x=時,f(x)取得最大值, 且最大值為f=2.從而可得m≤2. 所以實數(shù)m的取值范圍為(-∞,2]. B組——大題專攻補短練 1.已知向量m=(2sin ωx,sin ωx),n=(cos ωx,-2sin ωx)(ω>0),函數(shù)f(x)=mn+,直線x=x1,x=x2是函數(shù)y=f(x)的圖象的任意兩條對稱軸,且|x1-x2|的最小值為. (1)求ω的值; (2)求函數(shù)f(x)的單調遞增區(qū)間. 解:(1)因為向量m=(2sin ωx,sin ωx),n=(cos ωx,-2sin ωx)(ω>0),所以函數(shù)f(x)=mn+=2sin ωxcos ωx+sin ωx(-2sin ωx)+=sin 2ωx-2sin2ωx+= sin 2ωx+cos 2ωx=2sin. 因為直線x=x1,x=x2是函數(shù)y=f(x)的圖象的任意兩條對稱軸,且|x1-x2|的最小值為,所以函數(shù)f(x)的最小正周期為2=π,即=π,得ω=1. (2)由(1)知,f(x)=2sin, 令2kπ-≤2x+≤2kπ+(k∈Z), 解得kπ-≤x≤kπ+(k∈Z), 所以函數(shù)f(x)的單調遞增區(qū)間為(k∈Z). 2.已知函數(shù)f(x)=sin 2ωx+cos4ωx-sin4ωx+1(0<ω<1),若點是函數(shù)f(x)圖象的一個對稱中心. (1)求f(x)的解析式,并求距y軸最近的一條對稱軸的方程; (2)先列表,再作出函數(shù)f(x)在區(qū)間[-π,π]上的圖象. 解:(1)f(x)=sin 2ωx+(cos2ωx-sin2ωx)(cos2ωx+sin2ωx)+1 =sin 2ωx+cos 2ωx+1 =2sin+1. ∵點是函數(shù)f(x)圖象的一個對稱中心, ∴-+=kπ,k∈Z,∴ω=-3k+,k∈Z. ∵0<ω<1,∴k=0,ω=,∴f(x)=2sin+1. 由x+=kπ+,k∈Z,得x=kπ+,k∈Z, 令k=0,得距y軸最近的一條對稱軸方程為x=. (2)由(1)知,f(x)=2sin+1,當x∈[-π,π]時,列表如下: x+ - - 0 π x -π - - π f(x) 0 -1 1 3 1 0 則函數(shù)f(x)在區(qū)間[-π,π]上的圖象如圖所示. 3.(2018山東師大附中模擬)已知函數(shù)f(x)=Asin(ωx+φ)的部分圖象如圖所示. (1)求函數(shù)y=f(x)的解析式; (2)說明函數(shù)y=f(x)的圖象可由函數(shù)y=sin 2x-cos 2x的圖象經過怎樣的平移變換得到; (3)若方程f(x)=m在上有兩個不相等的實數(shù)根,求m的取值范圍. 解:(1)由題圖可知,A=2,T=4=π, ∴=π,ω=2,∴f(x)=2sin(2x+φ),∵f=0, ∴sin=0,∴φ+=kπ,k∈Z, 即φ=-+kπ,k∈Z. ∵|φ|<,∴φ=,∴f(x)=2sin. (2)y=sin 2x-cos 2x=2sin=2sin, 故將函數(shù)y=sin 2x-cos 2x的圖象向左平移個單位長度就得到函數(shù)y=f(x)的圖象. (3)當-≤x≤0時,-≤2x+≤,故-2≤f(x)≤,若方程f(x)=m在上有兩個不相等的實數(shù)根,則曲線y=f(x)與直線y=m在上有2個交點,結合圖形,易知-2<m≤-. 故m的取值范圍為(-2,- 4.已知函數(shù)f(x)=sin(ωx+φ)圖象的相鄰兩對稱軸之間的距離為,且在x=時取得最大值1. (1)求函數(shù)f(x)的解析式; (2)當x∈時,若方程f(x)=a恰好有三個根,分別為x1,x2,x3,求x1+x2+x3的取值范圍. 解:(1)由題意,T=2=π,故ω==2, 所以sin=sin=1, 所以+φ=2kπ+,k∈Z,所以φ=2kπ+,k∈Z. 因為0≤φ≤,所以φ=,所以f(x)=sin. (2)畫出該函數(shù)的圖象如圖,當≤a<1時,方程f(x)=a恰好有三個根,且點(x1,a)和(x2,a)關于直線x=對稱,點(x2,a)和(x3,a)關于直線x=對稱, 所以x1+x2=,π≤x3<, 所以≤x1+x2+x3<, 故x1+x2+x3的取值范圍為.- 配套講稿:
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- 通用版2019版高考數(shù)學二輪復習 第一部分 第二層級 重點增分 專題四 三角函數(shù)的圖象與性質講義 理普通生,含解析 通用版 2019 高考 數(shù)學 二輪 復習 第一 部分 第二 層級 重點 專題
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