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1.能画出y=sin x,y=cos x,y=tan x的图象,了解三角函数的周期性;
2.理解正弦函数、余弦函数在区间上的性质(如单调性、最大值和最小值以及与x轴的交点等),理解正切函数在区间内的单调性.
1.用五点法作正弦函数和余弦函数的简图
(1)正弦函数y=sin x,x∈的图象中,五个关键点是:(0,0),,(π,0),,(2π,0).
(2)余弦函数y=cos x,x∈的图象中,五个关键点是:(0,1),,(π,-1),,(2π,1).
2.正弦、余弦、正切函数的图象与性质(下表中k∈Z)
函数
y=sin x
y=cos x
y=tan x
图象
定义域
R
R
值域
R
周期性
2π
2π
π
奇偶性
奇函数
偶函数
奇函数
递增
区间
递减
区间
无
对称
中心
(kπ,0)
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对称轴
方程
x=kπ+
x=kπ
无
高频考点一 三角函数的定义域和值域
例1、(1)函数y=的定义域为( )
A.
B.(k∈Z)
C.(k∈Z)
D.(k∈Z)
(2)函数f(x)=3sin在区间上的值域为( )
A. B.
C. D.
(3)函数y=cos2x+sinx(|x|≤)的最小值为____________________________________.
答案 (1)B (2)B (3)
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∴t∈.
∴y=-t2+t+1=-2+,
∴t=-时,ymin=.
【感悟提升】(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)三角函数值域的不同求法
①利用sin x和cos x的值域直接求;
②把所给的三角函数式变换成y=Asin(ωx+φ)的形式求值域;
③通过换元,转换成二次函数求值域.
【变式探究】(1)函数y=lg(sinx)+的定义域为__________________________.
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(2)函数y=sinx-cosx+sinxcosx的值域为__________________________________________.
答案 (1)
(2)
∴函数的值域为.
感悟提升二 三角函数的单调性
例2、(1)函数f(x)=tan的单调递增区间是( )
A.(k∈Z)
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B.(k∈Z)
C.(k∈Z)
D.(k∈Z)
(2)已知ω>0,函数f(x)=sin在上单调递减,则ω的取值范围是________.
答案 (1)B (2)
【变式探究】(1)已知三角函数解析式求单调区间:①求函数的单调区间应遵循简单化原则,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)或y=Acos(ωx+φ)(其中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.但如果ω<0,那么一定先借助诱导公式将ω化为正数,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.
【感悟提升】(1)函数f(x)=sin的单调减区间为________.
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(2)已知ω>0,函数f(x)=cos在上单调递增,则ω的取值范围是( )
A. B.
C. D.
答案 (1),k∈Z (2)D
高频考点三 三角函数的周期性、对称性
例3、在函数①y=cos|2x|,②y=|cosx|,③y=cos,④y=tan中,最小正周期为π的所有函数为( )
A.①②③ B.①③④
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C.②④ D.①③
答案 A
解析 ①y=cos|2x|=cos2x,最小正周期为π;
②由图象知y=|cosx|的最小正周期为π;
③y=cos的最小正周期T==π;
④y=tan的最小正周期T=,因此选A.
【变式探究】(1)已知函数f(x)=sin(ωx+φ)的最小正周期是π,若将f(x)的图象向右平移个单位后得到的图象关于原点对称,则函数f(x)的图象( )
A.关于直线x=对称 B.关于直线x=对称
C.关于点对称 D.关于点对称
(2)已知函数y=2sin的图象关于点P(x0,0)对称,若x0∈,则x0=________.
答案 (1)B (2)-
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∴k=0时,x0=-.
高频考点四、由对称性求参数
例4、若函数y=cos(ω∈N*)图象的一个对称中心是,则ω的最小值为( )
A.1 B. 2
C.4 D.8
答案 B
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解析 由题意知+=kπ+(k∈Z)⇒ω=6k+2(k∈Z),又ω∈N*,∴ωmin=2,故选B.
【感悟提升】(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=Acos(ωx+φ)的最小正周期为,y=tan(ωx+φ)的最小正周期为.
【变式探究】(1)已知函数f(x)=2sin(ωx+φ),对于任意x都有f=f,则f的值为________.
(2)已知函数f(x)=sinx+acosx的图象关于直线x=对称,则实数a的值为( )
A.- B.-
C. D.
答案 (1)2或-2 (2)B
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【2016高考新课标1文数】若将函数y=2sin (2x+)的图像向右平移个周期后,所得图像对应的函数为( )
(A)y=2sin(2x+) (B)y=2sin(2x+) (C)y=2sin(2x–) (D)y=2sin(2x–)
【答案】D
【2016高考四川文科】为了得到函数的图象,只需把函数y=sinx的图象上所有的点( )
(A)向左平行移动个单位长度 (B) 向右平行移动个单位长度
(C) 向上平行移动个单位长度 (D) 向下平行移动个单位长度
【答案】A
【解析】由题意,为得到函数,只需把函数的图像上所有点向左移个单位,故选A.
【2016高考新课标2文数】函数的部分图像如图所示,则( )
(A) (B)
(C) (D)
【答案】A
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【解析】由图知,,周期,所以,所以,
因为图象过点,所以,所以,所以,
令得,,所以,故选A.
【2016高考新课标Ⅲ文数】函数的图像可由函数的图像至少向右平移_____________个单位长度得到.
【答案】
【2015高考浙江,文11】函数的最小正周期是 ,最小值是 .
【答案】
【解析】
,所以;.
【2015高考陕西,文14】如图,某港口一天6时到18时的谁深变化曲线近似满足函数y=3sin(x+Φ)+k,据此函数可知,这段时间水深(单位:m)的最大值为____________.
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【答案】8
【解析】由图像得,当时,求得,
当时,,故答案为8.
【2015高考湖南,文15】已知>0,在函数y=2sinx与y=2cosx的图像的交点中,距离最短的两个交点的距离为2,则 =_____.
【答案】
【解析】由题根据三角函数图像与性质可得交点坐标为
, 距离最短的两个交点一定在同一个周期内, .
【2015高考天津,文14】已知函数,,若函数在区间内单调递增,且函数的图像关于直线对称,则的值为 .
【答案】
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【2015高考福建,文21】已知函数.
(Ⅰ)求函数的最小正周期;
(Ⅱ)将函数的图象向右平移个单位长度,再向下平移()个单位长度后得到函数的图象,且函数的最大值为2.
(ⅰ)求函数的解析式;
(ⅱ)证明:存在无穷多个互不相同的正整数,使得.
【答案】(Ⅰ);(Ⅱ)(ⅰ);(ⅱ)详见解析.
【解析】(I)因为
.
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【2015高考重庆,文18】已知函数f(x)=sin2x-.
(Ⅰ)求f(x)的最小周期和最小值,
(Ⅱ)将函数f(x)的图像上每一点的横坐标伸长到原来的两倍,纵坐标不变,得到函数g(x)的图像.当x时,求g(x)的值域.
【答案】(Ⅰ)的最小正周期为,最小值为,(Ⅱ).
【解析】(1)
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,
因此的最小正周期为,最小值为.
(2)由条件可知:.
当时,有,
从而的值域为,
那么的值域为.
故在区间上的值域是.
(2014·安徽卷) 设△ABC的内角A,B,C所对边的长分别是a,b,c,且b=3,c=1,△ABC的面积为.求cos A与a的值.
(2014·福建卷) 将函数y=sin x的图像向左平移个单位,得到函数y=f(x)的图像,则下列说法正确的是( )
A.y=f(x)是奇函数
B.y=f(x)的周期为π
C.y=f(x)的图像关于直线x=对称
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D.y=f(x)的图像关于点对称
【答案】D 【解析】将函数y=sin x的图像向左平移个单位后,得到函数y=f(x)=sin的图像,即f(x)=cos x.由余弦函数的图像与性质知,f(x)是偶函数,其最小正周期为2π,且图像关于直线x=kπ(k∈Z)对称,关于点(k∈Z)对称,故选D.
图12
(2014·江苏卷) 已知函数y=cos x与y=sin(2x+φ)(0≤φ0,x=π,y=-π0)的图象向右平移个单位长度,所得图象经过点,则ω的最小值是( )
A. B.1
C. D.2
答案 D
解析 根据题意平移后函数的解析式为
y=sinω,
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将代入得sin=0,则ω=2k,k∈Z,且ω>0,
故ω的最小值为2.
4.关于函数y=tan,下列说法正确的是( )
A.是奇函数
B.在区间上单调递减
C.为其图象的一个对称中心
D.最小正周期为π
答案 C
5.函数y=cos2x+sin2x,x∈R的值域是( )
A.B.[,1] C.D.
答案 A
解析 y=cos2x+sin2x=cos2x+
=.
∵cos2x∈,∴y∈.
6.函数f(x)=sin(-2x)的单调增区间是________.
答案 (k∈Z)
解析 由f(x)=sin(-2x)=-sin2x,
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2kπ+≤2x≤2kπ+ (k∈Z)得
kπ+≤x≤kπ+(k∈Z).
7.函数y=tan的图象与x轴交点的坐标是________.
答案 (k∈Z)
解析 由2x+=kπ(k∈Z)得,
x=-(k∈Z).
∴函数y=tan的图象与x轴交点的坐标是(k∈Z).
8.设函数f(x)=3sin(x+),若存在这样的实数x1,x2,对任意的x∈R,都有f(x1)≤f(x)≤f(x2)成立,则|x1-x2|的最小值为________.
答案 2
解析 f(x)=3sin(x+)的周期T=2π×=4,
f(x1),f(x2)应分别为函数f(x)的最小值和最大值,
故|x1-x2|的最小值为=2.
9.已知函数f(x)=cosx(sinx+cosx)-.
(1)若0<α<,且sinα=,求f(α)的值;
(2)求函数f(x)的最小正周期及单调递增区间.
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10.已知函数f(x)=-2sin(2x+φ)(|φ|0,|φ|0,求g(x)的单调区间.
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