高考沖刺 三角函數(shù)的概念圖像與性質(zhì)(提高)
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1、高考沖刺 三角函數(shù)的概念圖象和性質(zhì) 編稿:孫永釗 審稿:張林娟 【高考展望】 近幾年高考降低了對(duì)三角變換的考查要求,而加強(qiáng)了對(duì)三角函數(shù)的圖象與性質(zhì)的考查,因?yàn)楹瘮?shù)的 性質(zhì)是研究函數(shù)的一個(gè)重要內(nèi)容,是學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)和應(yīng)用技術(shù)學(xué)科的基礎(chǔ),又是解決生產(chǎn)實(shí)際問題的工具, 因此三角函數(shù)的性質(zhì)是本章復(fù)習(xí)的重點(diǎn)。在復(fù)習(xí)時(shí)要充分運(yùn)用數(shù)形結(jié)合的思想,把圖象與性質(zhì)結(jié)合起來, 即利用圖象的直觀性得出函數(shù)的性質(zhì),或由單位圓上線段表示的三角函數(shù)值來獲得函數(shù)的性質(zhì),同時(shí)也要 能利用函數(shù)的性質(zhì)來描繪函數(shù)的圖象,這樣既有利于掌握函數(shù)的圖象與性質(zhì),又能熟練地運(yùn)用數(shù)形結(jié)合的 思想方
2、法 三角函數(shù)是傳統(tǒng)知識(shí)內(nèi)容中變化最大的一部分,新教材處理這一部分內(nèi)容時(shí)有明顯的降調(diào)傾向,突出 正、余弦函數(shù)的主體地位,加強(qiáng)了對(duì)三角函數(shù)的圖象與性質(zhì)的考查,因此三角函數(shù)的性質(zhì)是本章復(fù)習(xí)的重 點(diǎn)。第一輪復(fù)習(xí)的重點(diǎn)應(yīng)放在課本知識(shí)的重現(xiàn)上,要注重抓基本知識(shí)點(diǎn)的落實(shí)、基本方法的再認(rèn)識(shí)和基本 技能的掌握,力求系統(tǒng)化、條理化和網(wǎng)絡(luò)化,使之形成比較完整的知識(shí)體系;第二、三輪復(fù)習(xí)以基本綜合 檢測題為載體,綜合試題在形式上要貼近高考試題,但不能上難度。當(dāng)然,這一部分知識(shí)最可能出現(xiàn)的是 “結(jié)合實(shí)際,利用少許的三角變換(尤其是余弦的倍角公式和特殊情形下公式的應(yīng)用)來考查三角函數(shù)性
3、 質(zhì)”的命題,因此,建議三角函數(shù)的復(fù)習(xí)應(yīng)控制在課本知識(shí)的范圍和難度上,這樣就能夠適應(yīng)未來高考命 題趨勢(shì)。 從近幾年高考試題來看,對(duì)三角函數(shù)的考查:一是以選擇填空的形式考查三角函數(shù)的性質(zhì)及公式的應(yīng) 用,一般占兩個(gè)小題;二是以解答題的形式綜合考查三角恒等變換、y =A sin(wx +j) 與向量等其他知識(shí)綜合及三角函數(shù)為背景的實(shí)際問題等. 的性質(zhì)、三角函數(shù) 預(yù)測今年,考查形式不變,選擇、填空題以考查三角函數(shù)性質(zhì)及公式應(yīng)用為主,解答題將會(huì)以向量為 載體,考查三角函數(shù)的圖象與性質(zhì)或者與函數(shù)奇偶性、周期性、最值等相結(jié)合,以小型綜合題形式出現(xiàn). 【知識(shí)升華】
4、 方法技巧: 1.八大基本關(guān)系依據(jù)它們的結(jié)構(gòu)分為倒數(shù)關(guān)系、商數(shù)關(guān)系、平方關(guān)系,用三角函數(shù)的定義反復(fù)證明強(qiáng)化記 憶,這是最有效的記憶方法。誘導(dǎo)公式用角度制和弧度制表示都成立,記憶方法可概括為“奇變偶不變, 符號(hào)看象限”,變與不變是相對(duì)于對(duì)偶關(guān)系的函數(shù)而言的 2.三角函數(shù)值的符號(hào)在求角的三角函數(shù)值和三角恒等變換中,顯得十分重要,根據(jù)三角函數(shù)的,可簡記為 “一全正,二正弦,三兩切,四余弦”,其含義是:在第一象限各三角函數(shù)值皆為正;在第二象限正弦值 為正;在第三象限正余切值為正;在第四象限余弦值為正 第 1 頁 共 21 頁 . ............
5、左 ( >0)或向右(
橫 坐標(biāo)伸長(0
6、換元法求三角函數(shù)的值域,要注意前后的等價(jià)性,不能只注意換元,不注意等價(jià)性 5. 三角函數(shù)的圖象與性質(zhì) (一)列表綜合三個(gè)三角函數(shù) ⑴最值的情況; y =sin x , y =cos x , y =tan x 的圖象與性質(zhì),并挖掘: ⑵了解周期函數(shù)和最小正周期的意義.會(huì)求 y =A sin(wx +j) 的周期,或者經(jīng)過簡單的恒等變形可化為上 述函數(shù)的三角函數(shù)的周期,了解加了絕對(duì)值后的周期情況; ⑶會(huì)從圖象歸納對(duì)稱軸和對(duì)稱中心; y =sin x 的對(duì)稱軸是 x =kp+ p 2 ( k ?Z
7、) ,對(duì)稱中心是 ( kp ,0) ( k ?Z ) ; y =cos x 的對(duì)稱軸是 x =kp ( k ?Z ) ,對(duì)稱中心是 ( kp+ p 2 ,0) ( k ?Z ) y =tan x 的對(duì)稱中心是 ( kp 2 ,0)( k ?Z ) 注意加了絕對(duì)值后的情況變化. ⑷寫單調(diào)區(qū)間注意 w >0 . (二)了解正弦、余弦、正切函數(shù)的圖象的畫法,會(huì)用“五點(diǎn)法”畫正弦、余弦函數(shù)和函數(shù) 的簡圖,并能由圖象寫出解析式.
8、⑴“五點(diǎn)法”作圖的列表方式; y =A sin(wx +j) ⑵求解析式 y =A sin(wx +j) 時(shí)處相 j 的確定方法:代(最高、低)點(diǎn)法、公式 x =- 1 j w . (三)正弦型函數(shù) 先平移后伸縮 y =A sin(wx +j) 的圖象變換方法如下: y =sin x 的圖象 ?向??j???j?<0)? 平移 j個(gè)單位長度 得 y =sin( x +j)的圖象 ????????? ? 1 到原來的 ( 縱坐標(biāo)不變) w 第 2
9、 頁 共 21 頁
向
( k
( k
0)
標(biāo)
長
或
短
向 左 (
得 y =sin(wx +j)的圖象
?縱?坐?標(biāo)伸?長(?A>1)?或縮?短(?00)?或?下?? 平移 k 個(gè)單位長度
得 y =A sin( x +j)+k 的圖象. 先伸縮后平移
y =sin x 的圖象
?縱?坐?伸?(?A>1)?縮?(?0
10、 x 的圖象
???橫坐標(biāo)伸?長(0????? 11、么點(diǎn) B 的坐標(biāo)為 ________;若直線 OB 的傾斜角為 α,則 sin 2α 的值為________.
【思路點(diǎn)撥】根據(jù)三角函數(shù)的定義求出點(diǎn) B 的坐標(biāo),進(jìn)而求出角α,可求 sin 2α.
【答案】( 3 ,-1) -
【解析】如圖所示,
3
2
∵點(diǎn) A 的坐標(biāo)為( 3 ,1),
∴∠AOx=60°,又∠AOB=90°,∴∠BOx=30°, 過 B 作 BC⊥x 軸于 C,
∵OB=2,
∴OC= 3 ,BC=1,
∴點(diǎn) B 的坐標(biāo)為(
3
,-1),
則直線 OB 的傾斜角為
5 12、
6
p
,即 α=
5
6
p
,
∴sin 2α=sin
5
3
p
2 3 =-sin p=-
3 2
.
【總結(jié)升華】三角函數(shù)的定義與誘導(dǎo)公式的應(yīng)用
(1)三角函數(shù)的定義是推導(dǎo)誘導(dǎo)公式及同角三角函數(shù)基本關(guān)系式的理論基礎(chǔ),應(yīng)用三角函數(shù)的定義求三角 函數(shù)值有時(shí)反而更簡單.
第 3 頁 共 21 頁
(2)應(yīng)用誘導(dǎo)公式化簡三角函數(shù)式,要注意正確地選擇公式,注意公式的應(yīng)用條件. 舉一反三:
【變式】在(0,2π)內(nèi),使sin x>cos x 成立的 x 的取值范圍為
13、
A.
(
p p 5p p p 5p p 5p 3p , ) è (p, ) B. ( , p) C. ( , ) D. ( , p) è ( , )
4 2 4 4 4 4 4 4 2
答案 C
【解析】在單位圓中畫三角函數(shù)線,如圖所示,要使在(0,2π)內(nèi),sin x>cos x,則 x∈
(
p 5p
, )
4 4
.
【例 2】已知角α的終邊落在直線 3x+4y=0 上,求 sinα,cosα,tanα的值。
【思路點(diǎn)撥】本題求α的三角函數(shù)值,依據(jù)三角函數(shù)的定義,可在角α的終邊上任意一點(diǎn) P(4t,- 14、3t)(t ≠0),求出 r,由定義得出結(jié)論。
【解析】∵角α的終邊在直線 3x+4y=0 上,∴在角α的終邊上任取一點(diǎn) P(4t,-3t)(t≠0),則 x=4t,y=-3t.,
r=
x
2 +y 2 = (4t ) 2 +( -3t ) 2
=5|t|,
當(dāng) t>0 時(shí),r=5t,sinα=
y -3t
=
r 5t
3 x 4t 4 y -3t 3 =- , cos a = = = , tan a = = =-
5 r 5t 5 x 4t 4
;
y -3t 3
當(dāng) t<0 時(shí),r=-5t,sinα 15、= = = , cos
r -5t 5
x 4t 4
a = = =- , tan r -5t 5
y -3t 3 a = = =-
x 4t 4
。
綜上可知,sinα=
-
3 4 3 3 4 3 , cos a = , tan a =- ;或 sinα= , cos a =- , tan a =-
5 5 4 5 5 4
.
【總結(jié)升華】已知角α的終邊所在的直線方程,則可先設(shè)出終邊上一點(diǎn)的坐標(biāo),求出此點(diǎn)到原點(diǎn)的距離,
然后用三角函數(shù)的定義來求相關(guān)問題,若直線的傾斜角為特殊角,也可直接寫出角的α值。若角α的終邊 落在某條直線 16、上,一般要分類討論。
舉一反三:
【變式】
已知角q的終邊上的一點(diǎn)p(- 3,m)
且 sin q=
2
4
m, 求 cos q+tan q的值。
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ì
?
?
?
?
?
?
?
?
【解析】由三角函數(shù)的定義得sin
q=
m
3+m
2
=
2 m
4
,
所以 m =0,或m = ± 5 . 當(dāng)m =0時(shí),cosq+tanq= -1 ;
當(dāng)m = 5時(shí),cos q+tanq=-
6 15
- ;
4 3 17、
當(dāng)m =- 5時(shí),cos
q+tanq=-
6 15
+
4 3
.
類型二、同角三角函數(shù)基本關(guān)系
【例 3】已知 α 是三角形的內(nèi)角,且 sinα+cosα=
1
5
.(1)求 tanα的值;(2)把
cos
2
1
a-sin
2
a
用 tan
α表示出來,并求其值。
【思路點(diǎn)撥】(1)由 sinα+cosα= 1 及 sin2α+cos2α=1,可求 sinα, cosα的值;
5
(2)sin2α+cos2α=1,分子、分母同除以 cos2α即 18、可。
?sin
【解析】(1)方法一:聯(lián)立方程 í
a+cos
a =
1
5
sin
2
a+cos 2
a =1
整理得
25sin 2 a-5sin a-12 =0
∵α是三角形內(nèi)角,
ì 4
sin a =
? 5
∴ í
3
cos a =-
?? 5
∴tanα=
-
4
3
方法二:∵sinα+cosα=
1
5
,∴(sinα+cosα)2=( 1 )2
5
即
1 +2sin acos a =
19、1 24 ,∴ 2sin acos a =-
25 25
∴(sinα-cosα)2=
49
25
∵
sin
acos
a =-
12
25
<0且0 0,cosα<0,∴sinα- cosα>0,
∴sinα- cosα=
7
5
,
ì 1 ì 4
sin a+cos a = sin a =
? 5 ? 5
由 í 得 í
7 3
sin a-cos a = cos a =- ?? 5 ?? 5
第 5 頁 共 21 頁
弓 扇 20、D
扇
∴tanα=
-
4
3
sin
2
a+cos
2
a
(2)
cos
2
1 sin 2
= a-sin 2 a cos 2
a+cos 2
a-sin 2
a
=
a cos
2
cos 2 a
a-sin
2
tan 2 a+1 =
a 1 -tan 2 a
cos
2
a
∵tanα=
-
4
3
∴
cos
2
1 tan 2 a+1
=
a-sin 2 a 21、 1 -tan 2 a
=
4
( - ) 2 +1 3
4 1 -( - ) 2
3
25
=- .
7
【總結(jié)升華】(1)對(duì)于 sinα+cosα,sinαcosα,sinα-cosα這三個(gè)式子,已知其中一個(gè)式子的值,其
余二式的值可求。轉(zhuǎn)化的公式為(sinα±cosα)2=1±2 sinαcosα;(2)關(guān)于 sinα,cosα的齊次式, 往往化為關(guān)于 tanx 的式子。
【例 4】已知一扇形的圓心角是α,所在圓半徑是 R。
(1) 若α=600,R=10cm,求扇形的弧長及該弧所在的弓形面積。
(2) 若扇形的周長是一定值 22、 C(C>0),當(dāng)α是多少弧度時(shí),該扇形有最大面積?
【思路點(diǎn)撥】(1)利用弧長、面積公式求解;(2)把扇形面積用α表示出來,或用弧長表示出來,然后求 出函數(shù)的最值。
【解析】(1)設(shè)弧長為 l ,弓形面積為 S ,
弓
a =60
0
=
p
3
, R =10,
10
p(cm),
\ l =
3
1 10 1
S =S -S = ′ p′10 - ′10
2 3 2
p 3
)( cm2 ).
=50(
-
3 2
2
′sin 60
0
,
(2)方法一:∵扇 23、形周長 C=2R+
1 1 C
2
S = a×R2 = a( )
2 2 2 +a
l
=2R+φR,∴R=
C
2 +a
=
C 2 1 C 2 a× = ×
2 4 +4a+a2 2
1 4 +4a+
C 2
£
4 16
a
.
∴當(dāng)且僅當(dāng)
a =
4
a
,即α=2(α=-2 舍去)時(shí),扇形面積有最大值
C 2
16
。
第 6 頁 共 21 頁
max
方法二:由已知 2R+ l =C, C -l
\ R = (l 24、
S =
1 1 C -l 1
Rl = × ×l = (Cl -l 2 2 2 4
2
)
1 C C 2 =- (l - ) 2 +
4 2 16
∴當(dāng)
l -
C C 2 時(shí), S = ,
2 16
C
此時(shí)
l
a = =
R
2
C -
C
2
=2.
2
C 2
∴當(dāng)α=2 弧度時(shí),扇形面積有最大值 。
16
【總結(jié)升華】合理選擇變量,把扇形面積表示出來,體現(xiàn)了函數(shù)的思想,針對(duì)不同的函數(shù)類型,采用不同 的方法求最值,這是解決問題的關(guān)鍵。
25、
舉一反三:
【變式】若
cos
a+2sin
a =- 5,
則
tan
a
=( )
(A)
1 1 (B)2 (C) -
2 2
(D)
-2
【解析】由
cos a+2sin a =- 5
可得:由
cos a =- 5 -2sin a
,
又由
sin
2
a+cos
2
a =1 ,可得: sin 2 a +( - 5 -2sin
a
)2=1
2 5 5
a
26、sin
, cos a =- 5 -2sin a=-
可得
=-
,
5 5
sin a
a
tan
所以,
=
=2。
cos a
【總結(jié)升華】 對(duì)于給出正弦與余弦的關(guān)系式的試題,要能想到隱含條件:
sin
2
a+cos
2
a =1
,與它聯(lián)系
成方程組,解方程組來求解。
第 7 頁 共 21 頁
2
類型三、誘導(dǎo)公式
【例 5】化簡:
sin( k p-a)cos[( k -1)p-a] sin[( k +1)p+a]cos( k p+a)
( 27、k ?Z )
【思路點(diǎn)撥】化簡時(shí)注意觀察題設(shè)中的角出現(xiàn)了 k p ,需討論 k 是奇數(shù)還是偶數(shù)。
【解析】當(dāng)
k =2 n ( n ?Z )
時(shí),
原式 =
sin(2 np-a)cos[(2 n -1)p-a] sin( -a)cos( -p-a)
=
sin[(2 n +1)p+a]cos(2 np-a) sin(p+a)cos a
=
-sin a( -cos a) -sin a cos a
=-1
當(dāng)
k =2 n +1(n ?Z )
時(shí)
原式 =
sin[(2 28、n +1)p-a]cos[(2 n +1 -1)p-a] sin(p-a)cos a
=
sin[(2 n +1 +1)p+a]cos[(2 n +1)p+a] sin a cos(p+a)
=
sin a cos a sin a ( -cos a)
=-1
綜上,原式=-1
【總結(jié)升華】誘導(dǎo)公式用角度和弧度制表示都成立,記憶方法可以概括為“奇變偶不變,符號(hào)看象限”,
“變”與“不變”是相對(duì)于對(duì)偶關(guān)系的函數(shù)而言的,sinα與 cosα對(duì)偶,“奇”、“偶”是對(duì)誘導(dǎo)公式中
k ?
p
2
+
α的整數(shù) k 來講的, 29、象限指
k ?
p p +α中,將α看作銳角時(shí), k ?
2 2
+α所在象限,如將 cos(
3p
2
+α)寫成
p 3p 3p cos( 3 ? +α),因?yàn)?3 是奇數(shù),則“cos”變?yōu)閷?duì)偶函數(shù)符號(hào)“sin”,又 +α看作第四象限角,cos( +
2 2 2
3p
α)為“+”,所以有 cos( +α)=sinα。
2
例 6.(2015 宜賓縣模擬) ABC 中,角 A 為銳角,且
+cos A.
(1)求 f(A)的最大值;
(2)若 ,求△ABC 的三個(gè)內(nèi)角和 AC 邊的長.
【思路點(diǎn)撥】(1)先利用誘導(dǎo) 30、公式化簡 f(A),根據(jù) A 為銳角,確定 f(A)的最大值.
(2)利用 f(A)=1 求出 A、B、C 三個(gè)角,再用正弦定理求出 AC 邊的長.
【解析】(I) 由已知得 f(A)
=
∴
取值最大值,其最大值為
第 8 頁 共 21 頁
?
(II)由 f(A)=1 得 sin(2A+
)=
在△ABC 中,由正弦定理得:
【總結(jié)升華】三角恒等變換與解三角形的綜合問題,是近幾年高考的熱點(diǎn)問題.此類型題目要先化簡,再求 值。另外要特別注意角的取值范圍問題.
舉一反三:
【變式】(2015 春 湛江期末) 31、若 cosα= ,α 是第四象限角,求
的值.
【解析】∵α 是第四象限角,cosα= ,
∴sinα=﹣
=﹣
=﹣ ,
∴tanα=﹣
則原式=
=
=﹣tanα =
,
.
類型四、三角函數(shù)的圖象和性質(zhì) 【例 7】求下列函數(shù)的定義域:
(1)求 y=lg(sinx-cosx)的定義域;
(2)求函數(shù)
y =lg(2sin x -1) + 1 -2cos x
的定義域。
【思路點(diǎn)撥】(1)第(1)小題實(shí)際就是求使 sinx>cosx 的 x 的集合,可用圖象或 32、三角函數(shù)線解決;(2)
ì2sin x -1 >0
第(2)小題實(shí)際就是求使 í
1 -2cos x 30
成立的 x 的值,可用圖象或三角函數(shù)線解決。
【解析】(1)要使函數(shù)有意義,必須使 sinx-cosx>0
方法一:利用圖象。在同一坐標(biāo)系中畫出 [0 ,2 π] 上 y=sinx 和 y=cosx 的圖象,如圖所示:
第 9 頁 共 21 頁
?
?
?
?
?
?
÷
1
1
?
?
?
?
在[0,2π]內(nèi),滿足 sinx=cosx 的 x 為
p 5p
, ,再 33、結(jié)合正弦、余弦函數(shù)的周期是 2π,所以定義域 4 4
為
{x |
p
4
+2 k
5p
p 34、,將 x- 視為一個(gè)整體,由正弦函數(shù) 4 4
y=sinx 的圖象和性質(zhì)可知 2k π < x-
p p 5p
< π +2k π , 解得 2k π + 35、
p 36、反三
【變式 1】求函數(shù)的定義域:
(1) y =
2 +log x + tan x ; (2) y = 2
p
tan( x - ) sin x
4
lg(2 cos x -1)
.
【答案】
ì2+log x 30 ì0 37、
) [p, 4] .
第 10 頁 共 21 頁
?
?
sin x 30
?
÷
ì p p x - 1k p+
4 2
?
(2)要使得函數(shù)有意義,需滿足 í
?
?
??
2cos x -1 >0 2cos x -1 11
解得
2k
p 38、
-2 x ), x ?[ -p,
p]
的單調(diào)遞減區(qū)間;
(2)求
y =3tan(
p x
- )
6 4
的周期及單調(diào)區(qū)間。
【思路點(diǎn)撥】題目所給解析式中 x 的系數(shù)都為負(fù),把 x 的系數(shù)變?yōu)檎龜?shù),解相應(yīng)不等式求單調(diào)區(qū)間。
【解析】(1)由
y =sin(
p p -2 x ), 得 y =-sin(2 x - )
3 3
,
由
-
p
2
+2 k p£2 x -
p p
£ +2 k p 3 2
得
-
p 5p +k p£x £
39、
12 12
+k
p, k ?Z ,
又 x∈[-π,π],∴-π≤x≤
-
7 p 5p 11
p, - £x £ , - p£x £p 12 12 12 12
.
∴函數(shù)
y =sin(
p
3
-2 x ),
x∈[-π,π]的單調(diào)遞減區(qū)間為
[-π,
-
7 p 5 11
p],[ - , p],[ p ,π]。 12 12 12 12
(2)函數(shù)
y =3tan(
p x
- )
6 4
的周期 T=
p
1
-
4
40、
=4p
。
由
y =3tan(
p x x p - ) 得 y =-3tan( - ),
6 4 4 6
由
-
p x p p 4 8
+kp< - < +k p得 - p+4kp 41、確記憶三角函數(shù)的單調(diào)區(qū)間是求復(fù)合三角函數(shù)單調(diào)區(qū)間的基礎(chǔ);
(2 )形如 y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,基本思路是把ω x+φ看作一個(gè)整體,由
-
p
2
+2 k
p£wx+f£
p
2
+2 k
p(k ?Z )
求得函數(shù)的增區(qū)間,由
p
2
+2 k
p£wx+f£
3p
2
+2 k
p(k ?Z )
求得
函數(shù)的減區(qū)間。
第 11 頁 共 21 頁
(3 )形如 y=Asin(-ωx+ φ)(A>0, ω>0) 42、的函數(shù),可先利用誘導(dǎo)公式把 x 的系數(shù)變?yōu)檎龜?shù),得到
y=-Asin( ω x- φ ) , 由 -
p
2
+2 k
p£wx-f£
p
2
+2 k
p(k ?Z )
得 到 函 數(shù) 的 減 區(qū) 間 , 由
p
2
+2 k
p£wx-f£
3p
2
+2 k
p(k ?Z )
得到函數(shù)的增區(qū)間。
【例 9】已知函數(shù)
y =sin 2 x + 3 cos 2 x
(1)用五點(diǎn)法作出它的圖象;
(2)指出這個(gè)函數(shù)的振幅、周期、頻率、初相 43、和單調(diào)區(qū)間;
(3)說明該函數(shù)的圖象可由 【解析】
y =sin x
的圖象經(jīng)過怎樣的變換而得到?
(1)
1
y =2( sin 2 x + 2
3 p p p cos 2 x) =2(sin 2 x ×cos +cos 2 x ×sin ) =2sin(2 x + )
2 3 3 3
.
列表描點(diǎn)繪圖如下:
3p
2 x +
p
3
0
p
2
p
2
2
p
x
-
p
6
p
12
p
3
7p
44、12
5
6
p
y 0
2
0
-2
0
(2)如圖可知,此函數(shù)的振幅是2,周期為 p ,頻率為
1 p ,初相為 .
p 3
單調(diào)增區(qū)間為
單調(diào)減區(qū)間為
[kp-
[kp+
5p p , kp+ ]
12 12
p 7 , kp+ p]
12 12
k?Z ,
k?Z.
第 12 頁 共 21 頁
π
3
橫 坐標(biāo)擴(kuò)大為原來的2倍
π
3
1
縱 坐標(biāo)擴(kuò)大到原來的3倍
π
6
1
y = sin x
45、
a = -
,0
6
(3)
y =sin x
圖象向左平移 個(gè)單位
???????????? 縱坐標(biāo)不變
p
y =sin( x + )
3
橫坐標(biāo)縮短為原來的0.5倍 ???????????? ??
縱坐標(biāo)不變
p
y =sin(2 x + )
3
縱坐標(biāo)擴(kuò)大到原來的2倍 ??????????? ??
橫坐標(biāo)不變
【總結(jié)升華】
p
y =2sin(2 x + )
3
①五點(diǎn)法作
y =A sin(wx +j)( A >0 ,
w >0
)的簡圖時(shí),五點(diǎn)取法是設(shè)
46、t =wx +j,由 t 取 0、
p
2
、
p
、
3p
2
、
2p
來求相應(yīng)的
x
值及對(duì)應(yīng)的
y
值,再描點(diǎn)作圖;
②由
y =sin x
的圖象變換出
y =A sin(wx +j)
的圖象一般先平移后伸縮,但先伸縮后平移也經(jīng)常出
現(xiàn),無論哪種變形,請(qǐng)切記每一個(gè)變換總是對(duì)字母 “角變化”多少;
x
而言,即圖象變換要看“變量”起多大變化,而不是
③此處的難點(diǎn)是函數(shù)圖象的平移,可以選擇畫出圖象后觀察;也可以直接 47、由函數(shù)式子利用特殊位置點(diǎn) (如:首點(diǎn)、波峰、波谷等)的坐標(biāo)判定,但其前提是兩個(gè)函數(shù)的名稱以及x 的系數(shù)是相同的.
舉一反三:
【變式 1】由
y =sin( x +
p
3
)
的圖象得到
y =cos x
的圖象需要向
平移
個(gè)單位.
【答案】左,
p
6
;
【解析】∵
y =cos x =sin( x +
p
2
)
,
∴由
y =sin( x +
p p p
) 的圖象得到 y =cos x =sin( x + ) 的圖 48、象需要向左平移 個(gè)單位. 3 2 6
【變式 2】試述如何由
y =
1 p
sin(2 x + )
3 3
的圖象得到
y =sin x
的圖象.
【解析】
方法一:
y =
1 p 1 p sin(2 x + ) ??????????? ?? y = sin( x + )
3 3 縱坐標(biāo)不變 3 3
圖象向右平移 個(gè)單位
???????????? 縱坐標(biāo)不變
y = sin x ?????????????y =sin x 3 橫坐標(biāo)不變
.
方法二:
1 p
1
49、
圖象向右平移 個(gè)單位
y = sin(2 x + )
y = sin 2 x
????????????
3 3
3
縱坐標(biāo)不變
橫坐標(biāo)擴(kuò)大為原來的2倍 縱坐標(biāo)擴(kuò)大到原來的3倍 ??????????? ?? ?????????????
縱坐標(biāo)不變 3 橫坐標(biāo)不變
y =sin x
.
【變式 3】將函數(shù)
y =sin
wx (w >0)
的圖象按向量
? p ?
? ÷
è ?
平移,平移后的圖象如圖所示,則平
第 13 頁 共 21 頁
max
移后的圖象所對(duì)應(yīng)函數(shù)的解析式是( )
50、
A.
y =sin( x +
p p p p ) B. y =sin( x - ) C. y =sin(2 x + ) D. y =sin(2 x -
6 6 3 3
)
【答案】C;把點(diǎn)
(
7p
12
, -1)
代入選項(xiàng)即得。
【例 10】求下列函數(shù)的值域.
(1)
y =
3 sin x +cos x x ?[0,
p]
;(2)
y =
2 -cos x
3 +sin x
;(3)
y =sin x +cos x +2sin x 51、cos x
【思路點(diǎn)撥】 三角式確定的函數(shù)求解值域 .一般可從兩個(gè)途徑入手 .一是將三角式化為一個(gè)三角函數(shù)的形
式,從而利用三角函數(shù)性質(zhì)求解值域,二是將三角式化為相同形,通過換元轉(zhuǎn)化為代數(shù)函數(shù)求解值域. 【解析】
(1)
p
y = 3 sin x +cos x =2sin( x + )
6
,
∵
x ?[0, p]
, ∴
p p 7 x + ?[ , p]
6 6 6
.
由正弦函數(shù)圖象可知:
當(dāng)
x +
p p p p 7 = 即 x = 時(shí), y =2 ;當(dāng) x + = p
52、
6 2 3 6 6
即
x =p
時(shí),
y =-1
min
.
所以函數(shù)值域?yàn)?
[-1,2]
.
(2) 由
y =
2 -cos x
3 +sin x
去分母得:
3 y +y sin x =2 -cos x
,
移項(xiàng)整理
y sin x +cos x =2 -3 y
,
由輔助角公式得:
y 2 +1sin( x +q) =2 -3 y ( cos q=
y
y
2
+1
,sin q=
53、
1
y 2
+1
)
∴
sin( x +q)=
2 -3 y
y 2 +1
,
∵
-1 £sin( x +q)£1
, ∴
|
2 -3 y
y 2 +1
|£1
, 即
| 2 -3 y |£
y 2 +1
.
平方整理得:
8 y
2
-12 y +3 £0
, 解出:
3 - 3 3 + 3
£y £
4 4
,
第 14 頁 共 21 頁
2
2
2 54、
2
max
所以函數(shù)值域?yàn)?
[
3 - 3 3 + 3 , ]
4 4
.
(3)由
(sin x +cos x)
2
=1 +2sin x cos x 得 2sin x cos x =(sin x +cos x )
2
-1
∴
y =sin x +cos x +2sin x cos x =(sin x +cos x) 2 +(sin x +cos x) -1
令
t =sin x +cos x =
p
2 sin( x + ) ,則 t ?[ - 2, 55、2] 4
∴
y =t
2
1 5
+t -1 =(t + ) 2 -
2 4
,
t ?[ - 2, 2]
當(dāng)
t =-
1
2
時(shí),
y =-
min
5
4
, 當(dāng)
t = 2
時(shí),
y = 2 +1 max
.
所以函數(shù)值域?yàn)?
[-
5
4
, 2 +1]
.
舉一反三
的
a
x
【變式 1】設(shè)關(guān)于
的函數(shù)
a
y
的值,并對(duì)此時(shí)的
值求
y =2cos 56、 x -2a cos x -(2 a +1) 的最大值。
的最小值為
f (a )
,試確定滿足
f ( a) =
1
2
【答案】令
則
cos x =t , t ?[ -1,1],
a a 2
y =2t -2 at -(2 a +1) =(2t - ) -( +2 a +1)
2 2
,
開口向上,對(duì)稱軸
t =
a
2
,
當(dāng)
a
2
<-1,即 a <-2時(shí),函數(shù) y 在 t ?[ -1,1]
上遞增,
y =1 1
min
57、1
2
;
當(dāng)
a
2
>1
,即
a >2
時(shí),函數(shù)
y
在
t ?[ -1,1]
上遞減,
y =-4a +1 = min
1 1
,得 a =
2 8
與
a >2
矛盾;
當(dāng)
a -1£ £1
2
,即
-2 £a £2
時(shí),
a 2
y =-( +2 a +1) = min
1
2
,解得
a =-1
或
a =-3
(舍),
∴
a 58、 =-1,此時(shí) y =-4a +1 =5
.
【變式 2】已知函數(shù)
f ( x ) =a cos 2 x +2 3a sin x cos x +2 a +b
的定義域?yàn)?
[0,
p
2
]
,值域?yàn)?
[-1,5]
,
求常數(shù) a 、 b 的值.
【答案】
f ( x) =a cos 2x + 3a sin 2 x +2 a +b =2 a sin(2 x +
p
6
) +2 a +b
∵
x ?[0,
p
2
] , ∴ 2 x +
59、p p 7p
?[ , ]
6 6 6
(1)若
a =0
,不符合題意.
第 15 頁 共 21 頁
p
p
=
2
( )
( )
( )
p p p 7p
(2)若 a >0 ,有 2 x + = 時(shí), 4a +b =5 ; 2 x + =
6 2 6 6
時(shí)
a +b =-1,∴ a =2 , b =-3
.
(3)若
a <0
,有
p p p 7p 2x + = 時(shí), 4a +b =-1; 2 x + =
6 2 6 6
時(shí)
a +b = 60、5
,∴
a =-2
,
b =7
.
故
a =2
,
b =-3
或
a =-2
,
b =7
.
類型五、函數(shù) y=Asin(ωx+φ)的圖象與性質(zhì)的綜合應(yīng)用
【例 11】已知函數(shù) f(x)=Asin(ωx+φ),x∈R(其中 A>0,ω>0,0<φ< )的圖象與 x 軸的交點(diǎn)中,相鄰兩個(gè)
2
2p
交點(diǎn)之間的距離為 ,且圖象上一個(gè)最低點(diǎn)為 M( ,-2).
3
2
(1)求 f(x)的解析式;
(2)當(dāng) x∈[
p p
, ]時(shí),求 f(x) 61、的值域. 12 2
p T p
【思路點(diǎn)撥】由與 x 軸的交點(diǎn)中相鄰兩交點(diǎn)的距離為 可得 ,從而得 T=π,即可得ω.由圖象最
2 2
低點(diǎn)得 A 及 的值,從而得函數(shù) f(x)的解析式,進(jìn)而得 f(x)的值域.
2p p
【解析】(1)由最低點(diǎn)為 M( ,-2),得 A=2.由 x 軸上相鄰兩個(gè)交點(diǎn)之間的距離為 ,得
3 2
T p
=
2 2
,即 T=π,
∴ω=
2p 2p
=
T p
2p 2p 4p
=2.由點(diǎn) M( ,-2)在圖象上得 2sin(2× +φ)=-2,即 sin( +φ)=-1,
3 3 3 62、
故
4p p 11p
+j=2kp- k ?Z , \j=2kp- k ?Z . 3 2 6
p p p 又j?(0, ),\j= , 故f x =2sin(2x + ).
2 6 6
(2)
p p p p 7p x ?[ , ],\2x + ?[ , ].
12 2 6 3 6
p p p
當(dāng) 2x+ = ,即 x= 時(shí),f(x)取得最大值 2;
6 2 6
p 7p p
當(dāng) 2x+ = ,即 x= 時(shí),f(x)取得最小值-1,故 f(x)的值域?yàn)椋?1,2]. 6 6 2
【總結(jié)升華】確定
y =A sin(wx 63、+j)
+b 的解析式的步驟:
(1)求 A,b 確定函數(shù)的最大值 M 和最小值 m,則 A=
M -m M +m ,b= 。
2 2
(2)求ω,確定函數(shù)的周期 T,則
w =
2p
T
;
(3)求 j ,常用方法有:
ⅰ、代入法:把圖象上的一個(gè)已知點(diǎn)代入(此時(shí),A、ω、b 已知)或代入圖象與直線 y=b 的交點(diǎn)求解。 (此時(shí)要注意交點(diǎn)在上升區(qū)間上還是在下降區(qū)間上);
第 16 頁 共 21 頁
?
?
÷
?
÷
?
?
÷
?
?
÷
向 左平移 個(gè)單位
64、
橫 坐標(biāo)縮短到原來的 倍
ⅱ、五點(diǎn)法:確定j值時(shí),往往以尋找“五點(diǎn)法”中的第一零點(diǎn)(-
j
w
,0)作為突破口。具體如下:
第一點(diǎn)(即圖象上升時(shí)與 x 軸的交點(diǎn))為
wx +f=0
;第二點(diǎn)(即圖象的“峰點(diǎn)”)為
wx +f=
p
2
;
第三點(diǎn)(即圖象下降時(shí)與 x 軸的交點(diǎn))為
wx +f=p
;第四點(diǎn)(即圖象的“谷點(diǎn)”)為
wx +f=
3
2
p
;第
五點(diǎn)為
wx +f=2p
舉一反三:
【變式 1】把函數(shù)
y =sin 65、x ( x ?R )
p
的圖象上所有的點(diǎn)向左平行移動(dòng) 個(gè)單位長度,再把所得圖象上所有
3
點(diǎn)的橫坐標(biāo)縮短到原來的
1
2
倍(縱坐標(biāo)不變),得到的圖象所表示的函數(shù)是( )
A.
y =sin 2 x - è
p?
3 ?
,x ?R
B.
y =sin
?x p?
+ ,x ?R è2 6 ?
C.
y =sin 2 x + è
p?
3 ?
,x ?R
D.
y =sin 2 x + è
2p?
3 ?
,x ?R
66、
【解析】
y=
sin x
p
????3???
p
y =sin( x + )
3
1
???????2 ?
p
y =sin(2 x + )
3
,故選(C)。
【變式 2】在同一平面直角坐標(biāo)系中,函數(shù)
y =cos(
x 3p 1 + )( x ?[0,2p]) 的圖象和直線 y =
2 2 2
的交點(diǎn)個(gè)數(shù)
是( )
(A)0
(B)1
(C)2
(D)4
【解析】原函數(shù)可化為:
x 3p x
y =cos( + )( x ?[0,2p]) = sin , x ?[0, 2p]. 2 2 2
作出原函數(shù)圖像,
截取
x ?[0,2
p
]
1
部分,其與直線 y = 的交點(diǎn)個(gè)數(shù)是 2 個(gè)
2
【例 12】已知函數(shù)
f ( x) =sin 2 (
p 3
+x ) -
4 2
cos 2 x
(1)求函數(shù) f ( x )
的最
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