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專題4.4三角函數(shù)的圖象與性質(zhì)【九大題型】
【新高考專用】
?熱點(diǎn)題型歸納
【題型1三角函數(shù)圖象的識(shí)別及應(yīng)用】.................................................................3
【題型2三角函數(shù)的定義域、值域與最值】............................................................5
【題型3三角函數(shù)的奇偶性與對(duì)稱性問題】............................................................7
【題型4三角函數(shù)的周期性問題】......................................................................9
【題型5求三角函數(shù)的單調(diào)區(qū)間、比較大小】.........................................................11
【題型6根據(jù)三角函數(shù)的單調(diào)性求參數(shù)】..............................................................13
【題型7三角函數(shù)的周期性、對(duì)稱性與奇偶性的靈活運(yùn)用】...........................................16
【題型8三角函數(shù)的零點(diǎn)問題】.......................................................................19
【題型9三角函數(shù)的圖象與性質(zhì)的綜合應(yīng)用】.........................................................21
?考情分析
1、三角函數(shù)的圖象與性質(zhì)
考點(diǎn)要求真題統(tǒng)計(jì)考情分析
(1)能畫出三角函數(shù)的圖
象2023年新課標(biāo)I卷:第15題,
⑵了解三角函數(shù)的周期5分三角函數(shù)的圖象與性質(zhì)是高考的熱
性、奇偶性、最大(小)2023年天津卷:第6題,5分點(diǎn)內(nèi)容,其中三角函數(shù)的周期性、對(duì)稱
值2024年新課標(biāo)I卷:第7題,性、奇偶性與單調(diào)性之間的關(guān)系則是高
⑶借助圖象理解正弦函5分考考察的重心.從近幾年的高考情況來
2024年新課標(biāo)II卷:第9題,看,比較注重對(duì)三角函數(shù)的幾大性質(zhì)之
數(shù)、余弦函數(shù)在[0,2旬上
6分間的邏輯關(guān)系的考查,試題多以選擇題、
的性質(zhì)及正切函數(shù)在2024年全國(guó)甲卷(文數(shù)):第填空題的形式呈現(xiàn),難度中等或偏下.
(-上的性質(zhì)13題,5分
?知識(shí)梳理
【知識(shí)點(diǎn)1三角函數(shù)的定義域與值域的求解策略】
1.三角函數(shù)的定義域的求解思路
求三角函數(shù)的定義域通常要解三角不等式(組),解三角不等式(組)常借助三角函數(shù)的圖象.
2.求解三角函數(shù)的值域(最值)常見的幾種類型:
⑴形如y=asinx+6cosx+c的三角函數(shù)化為y=/sin(0x+0)+c的形式,再求值域(最值);
(2)形如尸asi/x+bsinx+c的三角函數(shù),可先設(shè)sinr=/,化為關(guān)于t的二次函數(shù)求值域(最值);
(3)形如y=asinxcosx+6(sinx±cosx)+c的三角函數(shù),可先設(shè)?=sirtr±cosx,化為關(guān)于t的二次函數(shù)求值域(最
值).
【知識(shí)點(diǎn)2三角函數(shù)的周期性、對(duì)稱性、奇偶性的求解思路】
1.三角函數(shù)周期的一般求法
(1)公式法;
(2)不能用公式求函數(shù)的周期時(shí),可考慮用圖象法或定義法求周期.
2.三角函數(shù)的對(duì)稱軸、對(duì)稱中心的求解策略
(1)對(duì)于可化為兀r)=/sin(0x+°)(或加尸/cos(0x+p))形式的函數(shù),如果求人x)的對(duì)稱軸,只需令
TT
①x+9=5+左兀(左£Z)(或令€OX+(p=kR*G?),求X即可;如果求外)的對(duì)稱中心的橫坐標(biāo),只需令
0X+9=MT(左GZ)(或令0x+°=5+析(后GZ)),求x即可.
(2)對(duì)于可化為/(x)=/tan(0x+0)形式的函數(shù),如果求人x)的對(duì)稱中心的橫坐標(biāo),只需令(ox+e=今伏GZ)),
求x即可.
3.三角函數(shù)的奇偶性的判斷方法
三角函數(shù)型奇偶性的判斷除可以借助定義外,還可以借助其圖象與性質(zhì),在尸4sin(ox+9)中代入尸0,
若》=0則為奇函數(shù),若y為最大或最小值則為偶函數(shù).
■7T
若了=/$也(<2>+9)為奇函數(shù),則夕=E(左ez);若尸isin(Ox+9)為偶函數(shù),貝跖=7+版(左GZ).
【知識(shí)點(diǎn)3三角函數(shù)的單調(diào)性問題的解題策略】
1.三角函數(shù)的單調(diào)區(qū)間的求解方法
求較為復(fù)雜的三角函數(shù)的單調(diào)區(qū)間時(shí),首先化簡(jiǎn)成y=/sin(cux+p)形式,再求y=Asm(<a>x+(p)的單調(diào)區(qū)間,
只需把。x+p看作一個(gè)整體代入尸siwc的相應(yīng)單調(diào)區(qū)間內(nèi)即可,注意要先把o化為正數(shù).
2.已知三角函數(shù)的單調(diào)性求參數(shù)的解題思路
對(duì)于已知函數(shù)的單調(diào)區(qū)間的某一部分確定參數(shù)。的范圍的問題,首先,明確已知的單調(diào)區(qū)間應(yīng)為函數(shù)的
單調(diào)區(qū)間的子集,其次,要確定已知函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,從而利用它們之間的關(guān)系可求解,另外,若是選擇
題,利用特值驗(yàn)證排除法求解更為簡(jiǎn)捷.
【方法技巧與總結(jié)】
1.對(duì)稱性與周期性
(1)正弦曲線、余弦曲線相鄰兩對(duì)稱中心、相鄰兩對(duì)稱軸之間的距離是T個(gè)周期,相鄰的對(duì)稱中心與對(duì)
稱軸之間的距離是:個(gè)周期.
(2)正切曲線相鄰兩對(duì)稱中心之間的距離是3個(gè)周期.
2.與三角函數(shù)的奇偶性相關(guān)的結(jié)論
TT
(1)若產(chǎn)/sin(Gx+9)為偶函數(shù),貝師二左乃十2(攵£Z);若為奇函數(shù),貝1]夕=左兀(左£Z).
7T
(2)若尸4cos(GX+夕)為偶函數(shù),則夕=左兀(左£Z);若為奇函數(shù),則片左7十了(左£Z).
(3)若y=4tan(①x+夕)為奇函數(shù),則夕=左兀(左£Z).
?舉一反三
【題型1三角函數(shù)圖象的識(shí)別及應(yīng)用】
【例1】(2024?全國(guó)?模擬預(yù)測(cè))函數(shù)/(%)=cos%?ln(2%+2-%)在區(qū)間[-3n,3n]上的圖象可能是()
【解題思路】判斷函數(shù)的奇偶性,再根據(jù)/(0)>0判斷即可.
【解答過程】因?yàn)?(第)的定義域?yàn)镽,且
/(—%)=cos(—%)-ln(2-x+2X)=cosx?ln(2-x+2X)=/(%),
所以/(%)為偶函數(shù),其函數(shù)圖象關(guān)于y軸對(duì)稱,故排除A,C.
因?yàn)?(0)=ln2>0,故排除B.
故選:D.
【變式(2024?江蘇鹽城?模擬預(yù)測(cè))函數(shù)y=cos%與y=lg|%]的圖象的交點(diǎn)個(gè)數(shù)是()
A.2B.3C.4D.6
【解題思路】在同一坐標(biāo)系中,作出兩個(gè)函數(shù)的圖象,根據(jù)圖象得到交點(diǎn)個(gè)數(shù).
【解答過程】函數(shù)y=cosx與y=lg|%|都是偶函數(shù),其中cos2n=cos4n=1,lg4n>IglO=1>lg2n,
在同一坐標(biāo)系中,作出函數(shù)y=cos%與y=lg|%]的圖象,如下圖,
由圖可知,兩函數(shù)的交點(diǎn)個(gè)數(shù)為6.
故選:D.
【變式1-2](2024?山東?一模)函數(shù)/(久)=勺詈,則y=f(x)的部分圖象大致形狀是()
【解題思路】根據(jù)函數(shù)奇偶性以及%e(o,3時(shí)函數(shù)值的正負(fù),通過排除法得答案.
【解答過程】函數(shù)y=f(x)的定義域?yàn)镽,
(e-x—l)sin(—%)_(ex—l)sinx
/"(-x)==/⑺,
e~x+lex+l
即函數(shù)y=/(%)為偶函數(shù),排除BD;
當(dāng)xe(0,§時(shí),/(久)=%詈竺>0,排除C.
故選:A.
【變式1-3】(2023?河南鄭州?一模)已知函數(shù)/(久)=江+e-3g(x)=sin%,下圖可能是下列哪個(gè)函數(shù)的
圖像()
A./(x)+g(%)—2B./(%)—g(x)+2
c./(%)-gMD.聯(lián)
J【町
【解題思路】利用奇偶性和特殊點(diǎn)函數(shù)值的正負(fù)進(jìn)行判斷.
【解答過程】對(duì)于/(%)=e%+e-,但定義域?yàn)镽,滿足/(—%)=e-%+e%=/(%),為偶函數(shù).
同理可得:g(x)=sin%為奇函數(shù).
記九(%)=/(%)+g(x)-2,貝!J/i(一%)=/(-%)+g(-%)-2=/(%)-g(%)-2
所以九(一式)H/i(%)且九(一%)。一h(x),所以/(%)+g(%)-2為非奇非偶函數(shù);
同理可證:/(均-g(x)+2為非奇非偶函數(shù);f(%)?g(x)和菖為奇函數(shù).
由圖可知,圖像對(duì)應(yīng)函數(shù)為奇函數(shù),且0</(l)Vl.
顯然選項(xiàng)A,B對(duì)應(yīng)的函數(shù)都不是奇函數(shù),故排除;
對(duì)C:y=/(%)?g(%)=(ex+e-x)sinx,為奇函數(shù).
當(dāng)%=1時(shí),(e+:)sinl>(e+Jsin:>^e+1^Xy>eXy>-^>l,故錯(cuò)誤;
對(duì)D,y=^-=^,為奇函數(shù).
f[x)e"+e*
當(dāng)%=1時(shí),泮<1.故正確.
(e+2
故選:D.
【題型2三角函數(shù)的定義域、值域與最值】
【例2】(2024?廣東湛江?二模)函數(shù)/(久)=4sin(5x—J在[。,3上的值域?yàn)椋ǎ?/p>
A.[-2,2]B.[-2,4]C.[-2V3,4]D.[-2V3,2]
【解題思路】先求得5X-2的范圍,結(jié)合正弦函數(shù)的性質(zhì),即可容易求得結(jié)果.
【解答過程】因?yàn)閤e[。,,,所以-,引,所以sin(5x—e1卜
故f(x)=4sin(5x-習(xí)在[o*]上的值域?yàn)閇―2,4].
故選:B.
【變式2-1](2024?河南鄭州一模)已知函數(shù)“久)=2sin(3%—習(xí)(3>0)在上的值域?yàn)閇―1,2],貝必
的取值范圍為()
a[Q]B,[|,1]C,[|,|]D,[|,1]
【解題思路】根據(jù)題意可得3乂一?6[--*再利用值域可限定-+2解得3的取值范
oLoZ6J2266
圍為居?
【解答過程】由久e[o圖及3>0可得3久—V[-2十一引
根據(jù)其值域?yàn)閇—1,2],且2sin(—習(xí)=—1,
由正弦函數(shù)圖象性質(zhì)可得mwir+g
ZZoo
即可得gw葭w/解得gw3w*
故選:B.
【變式2-2](2024?安徽安慶?二模)已知函數(shù)/(%)=2COS2O)X+sin2cox-13>0)的圖象關(guān)于點(diǎn)0)對(duì)
稱,且/(%)在(05)上沒有最小值,則3的值為()
1357
A.-B.-C.-D.-
2222
【解題思路】先化簡(jiǎn)解析式,根據(jù)對(duì)稱性可得3=2k-gkez,再結(jié)合最小值點(diǎn)即可求解.
【解答過程】/(x)=2cos+sin2wx-1=cos2tox+sin2wx=V2sin(23比+:),
因?yàn)閒(x)的圖象關(guān)于點(diǎn)g,0)對(duì)稱,
所以/(?=岳in管+習(xí)=0,
故kEZ,即3=2k—;,k£Z,
當(dāng)23%+:=—]+2MI,即%=—"kEZ時(shí),函數(shù)f(汽)取得最小值,
因?yàn)?(%)在(05)上沒有最小值,
所以篙*,即e
8a38
由3=2々一解得k<3故k=1,得3=j.
ZO1OL
故選:B.
【變式2-3](2024?內(nèi)蒙古包頭一模)已知函數(shù)/(%)=Asin(ajx+力(4>0,3>0,[如<的最大值為2,
其圖象上相鄰的兩條對(duì)稱軸之間的距離為全且/⑸的圖象關(guān)于點(diǎn)(-2。)對(duì)稱,則f(x)在區(qū)間[o圖上的最
小值為()
A.-V3B.-1C.-2D.0
【解題思路】利用題目條件求出f(x)的解析式,然后討論f(x)在[上的單調(diào)性即可.
【解答過程】由條件知4=2,2=3,sin(―53+9)=0,
從而/=3=2,sin(0-])=0,
所以夕——=ku,kCZ,即0=fcii+—,kGZ,
66
又因?yàn)閕/ivm,故A:=o,w=g
LO
這說明f(x)=2sin(2x+J,該函數(shù)在[O局上遞增,在[黑]上遞減.
又八0)=1,/g)=-1,所以f(x)在區(qū)間[(J,"上的最小值為一L
故選:B.
【題型3三角函數(shù)的奇偶性與對(duì)稱性問題】
【例3】(2024?全國(guó)?模擬預(yù)測(cè))已知函數(shù)/O)=3sin(3x+J+l,則下列結(jié)論不正確的是()
A.f(x)的圖象關(guān)于點(diǎn)借,1)對(duì)稱
B.若f(x+t)是偶函數(shù),貝=g+
C.f(x)在區(qū)間[0,4上的值域?yàn)椋郇D9,|]
D./(尤)的圖象關(guān)于直線x對(duì)稱
【解題思路】代入驗(yàn)證法判斷函數(shù)n>)的圖象的對(duì)稱中心和對(duì)稱軸,進(jìn)而判斷選項(xiàng)AD;求得/的值判斷選
項(xiàng)B;求得/O)在區(qū)間僅,9上的值域判斷選項(xiàng)C.
【解答過程】對(duì)于A:/g)=3sin(3xg+g+l=l,
則f(x)的圖象關(guān)于點(diǎn)偌,1)對(duì)稱,故A正確.
對(duì)于B:因?yàn)?'(%+t)=3sin[3(x+t)+弓+1=3sin(3x+3t+§+1是偶函數(shù),
所以3t+F=kn+三,keZ,即t="+g,keZ,故B正確.
6239
對(duì)于C:當(dāng)[o,l時(shí),3x+。低,胃sin(3x+§e昌,1|,
所以/(%)=3sin(3x+J+1e
即f(x)在區(qū)間[0圖上的值域?yàn)椴贰保?故C錯(cuò)誤.
對(duì)于D:當(dāng)x=E時(shí),3%+E=3XE+E='
96962
則f(x)的圖象關(guān)于直線》=]對(duì)稱,故D正確.
故選:C.
【變式3-1](2024?貴州黔南?二模)若函數(shù)f(x)=cos為偶函數(shù),貝切的值可以是()
A.—B.—C.TTD.-
632
【解題思路】由題意可知:x=0為函數(shù)f(x)的對(duì)稱軸,結(jié)合余弦函數(shù)對(duì)稱性分析求解.
【解答過程】由題意可知:*=0為函數(shù)f(x)的對(duì)稱軸,
則-g+0=/CTC^/CG,則0=ku+]GZ?
對(duì)于選項(xiàng)A:令0=加+合乎解得/c=.Z,不合題意;
對(duì)于選項(xiàng)B:令3=所1+]二手解得/c=l€Z,符合題意;
對(duì)于選項(xiàng)C:令3=出1+]=71,解得k=|《Z,不合題意;
對(duì)于選項(xiàng)D:令0=而+2=?解得/c=j£Z,不合題意;
32.6
故選:B.
【變式3-2](2021甘肅隴南?一模)下列函數(shù)圖象的對(duì)稱軸方程為刀=三+k11水€2的是()
A./(x)=sin§B./(x)=cos(x+g)
C./(%)=sin(2x—D.f(x)=cos(2%§
【解題思路】
根據(jù)正弦函數(shù)的對(duì)稱軸,利用整體代入的方法可求出A、C中函數(shù)的對(duì)稱軸方程,利用余弦函數(shù)的對(duì)稱軸,
利用整體代入的方法可求出B、D中函數(shù)的對(duì)稱軸方程,即得答案.
【解答過程】對(duì)于A,7'(x)=sin(x-§,令x—]=]+kir,keZ,即久=聾+/rrr,keZ,
即f(%)的對(duì)稱軸方程為x="+kn,keZ,A錯(cuò)誤;
對(duì)于B,/(%)=cos(%+詈),令%+g=n+/rn,k€Z,即%=]+/m,kEZ,
即/(%)的對(duì)稱軸方程為%=]+/nr,kEZ,B正確;
對(duì)于C,f(%)=sin(2%—:),令2%—£=]+/m,k€Z,即%=]+g/rn:,kEZ,
即n>)的對(duì)稱軸方程為%=c錯(cuò)誤;
對(duì)于D,/(%)=cos(2%+勺,令2x+三=kgkE,Z,即%=—已+k€Z,
即/(%)的對(duì)稱軸方程為久=->ifc^/cGZ,D錯(cuò)誤;
oZ
故選:B.
【變式3-3](2024?廣東佛山?二模)已知函數(shù)f(x)=sin(s+5?〉0)在糖,當(dāng)有且僅有兩個(gè)零點(diǎn),且
34L
"?)=/(半),則"久)圖象的一條對(duì)稱軸是()
OO
.7ncIlir_13ir八15TI
A.x=——B.x=——C.x=——D.x=——
121288
【解題思路】由函數(shù)的零點(diǎn)情況,求出3的取值范圍,再利用給定等式分析判斷函數(shù)圖象的對(duì)稱軸即可得解.
【解答過程】由函數(shù)f(x)=sin(3x+])在匕號(hào)]有且僅有兩個(gè)零點(diǎn),
得w與*〈齊,解得re?,由,則金,
又/■?)=/(牛),而?!~當(dāng)T=TT時(shí),3=2,f(x)=sin(2x+》
oooo3
由3w[%當(dāng),得2%+md年],當(dāng)2%+;n,2n,3n時(shí),/(%)=0,
423033
即函數(shù)/(x)在K,手]有3個(gè)零點(diǎn),不符合題意,
因此久==是函數(shù)/(X)圖象的一條對(duì)稱軸,即g3+9=9+kTt,keN,解得3="臀,
o83221
當(dāng)々N2時(shí),60>y,當(dāng)k=o時(shí),O)=-^-<p均不符合題意;
當(dāng)憶=1時(shí),3=1,得7=手,則/(%)圖象的對(duì)稱軸為X=』+!=等.
3ZoZo
故選:C.
【題型4三角函數(shù)的周期性問題】
【例4】(2024?天津?一模)下列函數(shù)中,以]為周期,且在區(qū)間(%§上單調(diào)遞增的是()
A./(%)=sin|x|B./(%)=|sin2x|
C./(%)=cos|x|D./(x)=|cos2%|
【解題思路】結(jié)合函數(shù)周期性的定義與正弦函數(shù)及余弦函數(shù)的單調(diào)性逐項(xiàng)判斷即可得.
【解答過程】對(duì)A:f(0)=sin|0|=0,/停)=sin司=1w/(0),故/(%)=sin㈤不以/為周期,故A錯(cuò)誤;
對(duì)B:/(%+])=|sin(2%+n)|=|sin2x|=/(%),故/(%)=|sin2%|以'為周期,
當(dāng)以時(shí),2xG由丫=sin%在&穹上單調(diào)遞減,
且丫=$也%>0,故/(久)=|sin2%|在(H)上單調(diào)遞減,故B錯(cuò)誤;
對(duì)C:/(0)=cos|0|=1,/g)=cos司=0W/(0),故/(%)=cos|%|不以'為周期,故C錯(cuò)誤;
對(duì)D:+^)=|cos(2x+TT)|=|cos2x|=/(x),故/Xx)=|cos2x|以]為周期,
當(dāng)%G(若)時(shí),2久式鴻),由y=cosx在上單調(diào)遞減,
但y=cosx<0,故%G(H)時(shí),/(%)=|cos2x|=—cos2x,
故f(x)=|cos2%|在G,9上單調(diào)遞增,故D正確.
故選:D.
【變式4-1](2023?湖南長(zhǎng)沙?一模)已知函數(shù)/(%)=sin(a)x-(1<o)<2),若存在汽力冷eR,當(dāng)%一%2I=
2冗時(shí),f(血)=(3)=。,則函數(shù)/(%)的最小正周期為()
A.—B.—C.2nD.4互
33
【解題思路】由題意可得出結(jié)合1<a<2,可得3=|,再由三角函數(shù)最小正周期的公式即可
得出答案.
【解答過程】因?yàn)榇嬖冢?,第2ER,當(dāng)|%1—第21=2互時(shí),/(%1)=/(%2)=0,
所以k,—=k,—=2JT,kEZ,即3=—,/CEZ,
20)2
又因?yàn)?V3<2,則k=3,所以3=g,
所以函數(shù)/(%)的最小正周期為:T=^=y,
2
故選:B.
【變式4-2](2024?安徽馬鞍山?三模)記函數(shù)/(%)=sin(3%+£)3>0)的最小正周期為T,若]<TVn,
且/(%)<(*,則3=()
C84
10一--
B.33D.3
【解題思路】由最小正周期]<7<n可得2<3<4,再由/⑴W1⑶即可得於+]=]+k7T,keZ,即
可求得3=1
【解答過程】函數(shù)f(x)的最小正周期]<7<m貝%<§<n,解得2<3<4;
又了⑶<\f⑶,即x=券函數(shù)f(x)的一條對(duì)稱軸,
所以2to+—=—+kn,keZ,解得3=—+8fc,/cGZ.
8623
又2<3V4,當(dāng)k=0時(shí),to=1.
故選:C.
【變式4-3](2023?內(nèi)蒙古赤峰?三模)定義運(yùn)算如果,[=ad—bc,f(x)=廳5山(』+切(3>。,。<
0滿足等式bsin。=cos“,函數(shù)/'(x)在(0,習(xí)單調(diào)遞增,則3取最大值時(shí),函數(shù)/(x)的最小正周期
為()
A.3nB.TTCfD.2n
【解題思路】求出函數(shù)f(X)的解析式,根據(jù)已知條件求出0的值,利用正弦型函數(shù)的單調(diào)性可得出關(guān)于3的
不等式組,解出3的取值范圍,可得出3的最大值,利用正弦型函數(shù)的周期公式可求得結(jié)果.
1oS
【解答過程】/(x)=2sin(3x+(p)=10sin(3%+<p)-10,
因?yàn)閂ising=cos/,所以,tanw=—,
而OVgV/所以0=*即/(%)=lOsin(3%+習(xí)一10,
當(dāng)久C(0,5時(shí),^<a)x+^<^a)+^,
K.ITIT
{yD,解得0<3號(hào),
當(dāng)3取最大值現(xiàn)寸,/O)的最小正周期T=生=3TT,
3
故選:A.
【題型5求三角函數(shù)的單調(diào)區(qū)間、比較大小】
【例5】(2024?青海?模擬預(yù)測(cè))下列區(qū)間中,函數(shù)/(X)=3sin(%+;)單調(diào)遞增的區(qū)間是()
A-M)B.尊書
C管為D.5,2皿)
【解題思路】首先求函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間,再根據(jù)選項(xiàng)判斷.
【解答過程】令2kn—2Wx+工W2/CTT+2,fcGZ,2/cir——<x<2kir+/cGZ,
24244
當(dāng)k=0時(shí),增區(qū)間是卜與用,當(dāng)k=l時(shí),增區(qū)間是降胃
其中只有管蓍)是增區(qū)間的子集.
故選:C.
【變式5-1](2023?陜西?模擬預(yù)測(cè))已知函數(shù)“無)=5皿(2%+卬)在%=?處取得到最大值,則/"(>)的一個(gè)單
調(diào)遞增區(qū)間是()
A-(8瀉)B.(冷)C,信若)D,得穹
【解題思路】根據(jù)函數(shù)的最值結(jié)合正弦函數(shù)性質(zhì)可得9=2皿+標(biāo)eZ,即/O)=sin(2%+J),進(jìn)而求/(x)
的單調(diào)遞增區(qū)間,結(jié)合選項(xiàng)分析判斷.
【解答過程】因?yàn)榘?)=sin(2x+/在x=]處取得到最大值,則/=sing+<p)=l,
可得U+(p=2fcii+*,kGZf解得0=2/CTTkGZ,
所以/(%)=sin(2x+2fcn+])=sin(^2x+:),々EZ,
令2/CTC——2%+”<2fen+—,fcGZ,解得/CTT—U<%<ku-{■—,kGZ,
26236
所以f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間是(kir-g,kTT+力,k€z,
令k=。3可得(一篇,管1),
故ABC錯(cuò)誤,D正確.
故選:D.
【變式5?2】(2023?貴州,模擬預(yù)測(cè))已知a=sinl,b=sin-,c=sin2,貝(J()
A.a<b<cB.c<b<aC.c<a<bD.a<c<b
【解題思路】根據(jù)誘導(dǎo)公式,得到sin2=sin(n-2),結(jié)合y=sin%在(04)上是增函數(shù),即可求解.
【解答過程】由三角函數(shù)的誘導(dǎo)公式,可得sin2=sin(7i—2),
因?yàn)?V1V冗一2V|V》且丫=sin汽在(0弓)上是增函數(shù)
所以sinl<sin(ir-2)<sin|,即a<cVb.
故選:D.
【變式5-3](2024?全國(guó)?模擬預(yù)測(cè))已知函數(shù)/(%)=sing-%),g(%)=cos('一則使得/(g(%))和g(/(%))
都單調(diào)遞增的一個(gè)區(qū)間是()
A.信)B.(籍)C.(鴻)D.(碧)
【解題思路】利用復(fù)合函數(shù)的單調(diào)性,判斷各選項(xiàng)是否正確.
【解答過程】當(dāng)X從m增加至哈時(shí),f(x)從0遞減到-39(久)從。遞增到1,
63LZ
所以/(0(%))從sing-苧)遞減到sin仁一1}g(f(%))從g遞減到cos(-1一》A錯(cuò)誤;
當(dāng)久從凈加到削寸,/(%)從一捷減到—爭(zhēng)g(%)從1遞減到今
所以/(9(%))從sin償-1)遞增到sing-亨),從cos遞減到cos(-手-1),B錯(cuò)誤;
當(dāng)%從凈加到爭(zhēng)寸,/(%)從一手遞減到-1,g(%)從日遞減到去
所以/(g(%))從sing—斗)遞增到sin(]—1!),g(/(%))從cos(-§遞減到cos(—1—]),C錯(cuò)誤;
當(dāng)%從爭(zhēng)曾加到整時(shí),/(%)從?1遞增到-金g(%)從播減到0,
362Z
所以/'(。⑼從sin(己一3遞增到(,g(f(x))從cos(-1一§遞增到cos(-苧一§,D正確;
故選:D.
【題型6根據(jù)三角函數(shù)的單調(diào)性求參數(shù)】
[例6](2023?天津?二模)若函數(shù)/(%)=2sin(3x+f(3>0)在區(qū)間[-鼠]上具有單調(diào)性,則3的最大值
是()
A.1B.2C.3D.4
【解題思路】由第的范圍確定3%+£的范圍,分別討論/(%)單調(diào)遞增和單調(diào)遞減的情況,根據(jù)正弦型函數(shù)單
調(diào)性的判斷方法可構(gòu)造不等式組求得3的范圍,進(jìn)而確定最大值.
【解答過程】當(dāng)久£卜(用時(shí),3%+£E[―+1;
廣/+合冶+25
若/(久)在卜,3上單調(diào)遞增,則(keZ),
I加+1號(hào)+2kn
解得:窗二;??诨?,又3>。,.??若不等式組有解,
解得:Y<k<3]卜=0,則。<3W2;
63
n?
/1T.1T.—1T.2kn
——6co4-6->-+
若汽x)在卜,3上單調(diào)遞減,2(kGZ),
則1T?IT_3TT.?-?j
-o)+-<——F2/cn
662
解得:^-<8;12k又口>。,?諾不等式組有解,貝總21啜;?!?/p>
解得:—|<上<一,,與kez矛盾,.?"(>)在[—晨]上單調(diào)遞減不成立;
綜上所述:36(0,2],則3的最大值為2.
故選:B.
【變式6-1](2024?全國(guó)?模擬預(yù)測(cè))已知函數(shù)/(久)=5也(3刀+§(3>0)的周期為7,且滿足T>2m若
函數(shù)/Q)在區(qū)間色,力不單調(diào),則3的取值范圍是()
A.口)B.
C.(”)D.&1)
【解題思路】由函數(shù)f(x)在區(qū)間自()不單調(diào),轉(zhuǎn)化為在弓,{)上存在對(duì)稱軸,求出對(duì)稱軸方程,建立不等式
組求解即可.
【解答過程】已知/(久)=sin(3%+§(3>0),
.-IT-n-._ku-}--
殳3x+—=ku+—(fc6Z),解倚%=---,(fcGZ)
32o)
則函數(shù)/(X)對(duì)稱軸方程為尤=*,(keZ)
???函數(shù)f(x)在區(qū)間(屁)不單調(diào),
*,?—<-----<—,(kGZ),解得4/cH—VtoV6k+1,/c€Z,
6(x)43
又由T>2n,且3>0,得0V3V1,
故僅當(dāng)k=0時(shí),|<3<1滿足題意.
故選:C.
【變式6-2](2024?浙江?模擬預(yù)測(cè))已知函數(shù)/(%)=4sin(3x+(p)(a)>0,\(p\<]),f(x)<f(x)+
f管—久)=0,f(x)在停工)上單調(diào),則3的最大值為().
A.3B.5C.6D.7
【解題思路】根據(jù)/0)<可知直線X=,為f(x)圖象的對(duì)稱軸,根據(jù)/(X)+/得—x)=0可得/'(X)
的對(duì)稱中心為管,0),結(jié)合三角函數(shù)的周期性可得3=2k+l,kEN,再根據(jù)f(x)在C,居)上單調(diào),可得0<
co<12,逐一驗(yàn)證當(dāng)3取到最大值11,9,7時(shí),求解隼,檢驗(yàn)在上單調(diào)性看是否滿足,即可得答案.
【解答過程】V/(X)<上仁)|,...直線X=]為f(x)圖象的對(duì)稱軸,
+—=0,?,?/(尤)的對(duì)稱中心為管,。),
2TT一
???-l-+--2-kTF=--------IT=-£,k7ETV“,r
4362
???rTr-r=-2-1T=—2TT,k7GNn,?
2fc+l3
,3=2k+1,kEN.
又/(X)在寫鬻上單調(diào),42"V=3
T——之一,,0<3<12,
36
又3=2k+1,kEN,
???當(dāng)3=11時(shí),/(久)=Zsin(ll%+0),因?yàn)橹本€%£為八式)圖象的對(duì)稱軸,
6
所以11x—+(p=—+kn,k£Z,
解得<p=—g+kir,fcGZ,又|如<],所以0=-],則/'(x)=Asin(llx—
當(dāng)久")時(shí),11%冶e(等,等),則((久)在尊為上不單調(diào),舍去;
當(dāng)3=9時(shí),/(x)=Xsin(9x+(p),因?yàn)橹本€x=三為f(x)圖象的對(duì)稱軸,
6
所以9X:+(p=]+fell,fc6Z,
解得cp=-IT+/CR,fcGZ,又101VM所以0=0,M/(x)=i4sin9x,
當(dāng)時(shí),9xe(3n,等),則所)在&用上不單調(diào),舍去;
.?.當(dāng)3=7時(shí),/(x)=Asin(7x+W),因?yàn)橹本€x=三為/(x)圖象的對(duì)稱軸,
所以7x:+年=1+kivfk£Z,
解得叩=-g+E,fc6Z,又|@|v],所以9=泉?jiǎng)t/(%)=4sin(7x+§,
當(dāng)女(瑞)時(shí),7%+頻得芳),則用)在(獴)上單調(diào).
則3的最大值為7.
故選:D.
【變式6-3](2023?浙江?模擬預(yù)測(cè))定義min{a,/?}={,:::設(shè)函數(shù)/(%)=min{sin3%,cos3%}(3>0),
可以使n>)在(工()上單調(diào)遞減的3的值為()
A.B.[2,3]c.加D.[3,4]
【解題思路】分段寫出函數(shù)f(x)解析式,并確定單調(diào)遞減區(qū)間,再借助集合的包含關(guān)系求解作答.
._r3n,2/CTTTI,2k.it、
sintox,xG------1-----,----1-----)
4coo)4a)
【解答過程】依題意,以x)=
_TT,2kn5ir_2Mi、''
COS60X,XGR----1-----,----1-----)
4a)343o)
函數(shù)〃>)的遞減區(qū)間是[―券+碼,一方+也],[:+碼,工+碼],kez,
4a)a)2834a)333
~r曰TI2knTT2kn_p.5nTT_n,2knTV,2/kCTuT—0
于是(五,5)=【一3直+,工,一亮+_工]n或Sz,5)Er^+―<^+—nkeZ,
o)
一1"1------7724k9(0<a)<4k—1]
即4:工*kez,解得/一三34軌一1,由24k9^..1,得乂k<l,無解;
(一五+丁及(55
^-+—<24k3CO<a)<4k+2i7
或《髭2M:,k£Z,解得學(xué)+|<3<軌+2,由24k3」此「,得一3<k〈j則k=?;騥=l,
2L_|_Z"71>E55--r-十/24
<COCJL)2
當(dāng)k=0時(shí),|<(D<2,當(dāng)k=l時(shí),y<(D<6,選項(xiàng)C滿足,ABD不滿足.
故選:C.
【題型7三角函數(shù)的周期性、對(duì)稱性與奇偶性的靈活運(yùn)用】
【例7】(2024?河南新鄉(xiāng),三模)已知函數(shù)/(%)=cos(cox+@)(0<o)<10,0<(p<n)圖象的一個(gè)對(duì)稱中心
是力信0),點(diǎn)B(04)在/㈤的圖象上,下列說法錯(cuò)誤的是()
A./(%)=cos(2x+§B.直線x=稱是/(x)圖象的一條對(duì)稱軸
O
C.”X)在博節(jié)]上單調(diào)遞減D./(%+()是奇函數(shù)
【解題思路】
由『(0)=曰可得W=5由對(duì)稱中心力&0)可求得3=2,從而知函數(shù)f(x)的解析式,再根據(jù)余弦函數(shù)的圖
象與性質(zhì),逐一分析選項(xiàng)即可.
【解答過程】因?yàn)辄c(diǎn)B(O,?)在f(X)的圖象上,所以/0)=COS0=f.又0<a<m所以a=;.
因?yàn)?⑶圖象的一個(gè)對(duì)稱中心是4保0),所以爺+:="—kEZ,
則3=2+8k,卜62.又0<3<10,所以3=2,則/(無)=cos(2久+9,A正確.
,管)=cos多=0,則直線”='^不是/'(x)圖象的一條對(duì)稱軸,B不正確,
當(dāng)為€片,啕時(shí),2x+?e[2U,3可,f(x)單調(diào)遞減,C正確.
/(%+己)=cos(2"+9=—sin2K,是奇函數(shù),D正確,
故選:B.
【變式7-1](2024?天津?模擬預(yù)測(cè))已知f(x)=sin(3%+打9)(3>0,|初<§為偶函數(shù),。(久):sin(3%+
⑼,則下列結(jié)論錯(cuò)誤的個(gè)數(shù)為()
①3=
②若g(x)的最小正周期為3m則3=|;
③若g(x)在區(qū)間(0,元)上有且僅有3個(gè)最值點(diǎn),則”的取值范圍為刻;
④若g(;)=圣則3的最小值為2.
A.1個(gè)B.2個(gè)C.3個(gè)D.4個(gè)
【解題思路】根據(jù)正弦函數(shù)的性質(zhì)一一判斷即可.
【解答過程】對(duì)于①:若/(%)=sin(3x+]+0)(3>0,lw[<])為偶函數(shù),
貝哈+3=,+k",k€Z,即<p=,+kir,kEZ,又|*|<—,所以w=*故①正確;
對(duì)于②:若g(x)的最小正周期為3TT且3>0,則7=空=3冗,所以3=$故②正確;
對(duì)于③:由%E(0,71),60>0,得3%+2E1,371+當(dāng),
6\66/
若9(%)在區(qū)間(0m)上有且僅有3個(gè)最值點(diǎn),
則mV371+解得gV3工學(xué),故③正確;
對(duì)于④:因?yàn)間(%)=sin(3%+J,若gg)=singa+§=今
貝《3+/=]+2/rn或=-y+2/CTT,/CGZ,
解得3=I"+8/c或3=2+8/c,kcZ,
又3>0,所以3的最小值為I,故④錯(cuò)誤.
故選:A.
【變式7-2](2024?河北唐山?一模)已知函數(shù)/(%)=|sina%|+cosa)x(a)>0)的最小正周期為兀則()
A./0)在卜會(huì)[單調(diào)遞增B.(子,0)是f(x)的一個(gè)對(duì)稱中心
C./(久)在[-沅]的值域?yàn)閇1,@D.x是/(%)的一條對(duì)稱軸
【解題思路】由函數(shù)f(x)的最小正周期為兀,求出3=2,再代入化簡(jiǎn)/(X),畫出f(x)的圖象,再對(duì)選項(xiàng)一一
判斷即可得出答案.
【解答過程】因?yàn)楹瘮?shù)/(%)的最小正周期為兀,所以3=2,
sin2x+cos2xfxE[fcn,-+fcn]
所以函數(shù)/(久)=|sin2x|+cos2x=-,2
—sin2x+cos2%,xGQ+kuji+fcnj
fV2sin(2x+^-\,xG\kn,~+fcul
即六x)="A2」1,作出函數(shù)/(x)的圖象,
I—V2sin\2x--j,%e(彳+kn,ir+/cnj
如下圖所示:
對(duì)于A,由圖可知,/⑺在卜精]單調(diào)有增有減,故A錯(cuò)誤;
對(duì)于B,由圖象可知,f(x)無對(duì)稱中心,故B錯(cuò)誤;
對(duì)于C,由圖象可知,(0)為偶函數(shù),當(dāng)xe[o,Q,
2%+旨片胃所以sin(2x+£)6憐1],
所以&sin(2x+£)e[l,回,所以/(久)在卜沅]的值域?yàn)閇1閥,故C正確;
對(duì)于D,由圖象可知,f(x)的對(duì)稱軸為x=孩,keZ,故D錯(cuò)誤.
故選:C.
【變式7-3](2024?陜西西安?模擬預(yù)測(cè))已知函數(shù)f(x)=cosx-工,現(xiàn)給出
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