2020版高考数学大一轮复习 第四章 三角函数、解三角形 第5讲 三角函数的图象与性质课件 理 新人

第5讲三角函数的图象与性质第四章三角函数、解三角形1．正弦、余弦、正切函数的图象与性质函数y＝sinxy＝cosxy＝tanx图象定义域RR{x|x≠kπ＋π2，k∈Z}值域[－1，1][－1，1]R函数的最值最大值1，当且仅当_____________________最小值－1，当且仅当_____________________最大值1，当且仅当_______________最小值－1，当且仅当___________________无最大值和最小值x＝2kπ＋π2，k∈Zx＝2kπ－π2，k∈Zx＝2kπ，k∈Zx＝2kπ－π，k∈Z单调性增区间___________________________减区间___________________________增区间______________________减区间______________________增区间_________________________________[k·2π－π2，k·2π＋π2(k∈Z)][k·2π＋π2，k·2π＋3π2](k∈Z)[k·2π－π，k·2π](k∈Z)[k·2π，k·2π＋π](k∈Z)(k·π－π2，k·π＋π2)(k∈Z)奇偶性奇函数偶函数奇函数周期性周期为2kπ，k≠0，k∈Z，最小正周期为____周期为2kπ，k≠0，k∈Z，最小正周期为____周期为kπ，k≠0，k∈Z，最小正周期为__2ππ2π对称性对称中心_____________________________________________对称轴_______________________________无对称轴零点kπ，k∈Zkπ＋π2，k∈Zkπ，k∈Z(kπ，0)，k∈Zkπ＋π2，0，k∈Zkπ2，0，k∈Zx＝kπ＋π2，k∈Zx＝kπ，k∈Z2.周期函数的定义对于函数f(x)，如果存在一个____________，使得当x取定义域内的每一个值时，都有____________，那么函数f(x)就叫做周期函数，非零常数____叫做这个函数的周期；函数y＝Asin(ωx＋φ)和y＝Acos(ωx＋φ)的周期均为T＝2π|ω|；函数y＝Atan(ωx＋φ)的周期为T＝π|ω|.非零常数Tf(x＋T)＝f(x)T3．对称与周期正弦曲线、余弦曲线相邻的两个对称中心、相邻的两条对称轴之间的距离是半个周期，相邻的对称中心与对称轴之间的距离是四分之一个周期；正切曲线相邻的两个对称中心之间的距离是半个周期．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)y＝cosx在第一、二象限内是减函数．()(2)若y＝ksinx＋1，x∈R，则y的最大值是k＋1.()(3)若非零实数T是函数f(x)的周期，则kT(k是非零整数)也是函数f(x)的周期．()(4)函数y＝sinx图象的对称轴方程为x＝2kπ＋π2(k∈Z)．()(5)函数y＝tanx在整个定义域上是增函数．()答案：(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×函数y＝tan3x的定义域为()A.xx≠3π2＋3kπ，k∈ZB.xx≠π6＋kπ，k∈ZC.xx≠－π6＋kπ，k∈ZD.xx≠π6＋kπ3，k∈Z解析：选D.由3x≠π2＋kπ(k∈Z)，得x≠π6＋kπ3，k∈Z.故选D.(2017·高考全国卷Ⅲ)设函数f(x)＝cos(x＋π3)，则下列结论错误的是()A．f(x)的一个周期为－2πB．y＝f(x)的图象关于直线x＝8π3对称C．f(x＋π)的一个零点为x＝π6D．f(x)在(π2，π)单调递减解析：选D.根据函数解析式可知函数f(x)的最小正周期为2π，所以函数的一个周期为－2π，A正确；当x＝8π3时，x＋π3＝3π，所以cosx＋π3＝－1，所以B正确；f(x＋π)＝cosx＋π＋π3＝cosx＋4π3，当x＝π6时，x＋4π3＝3π2，所以f(x＋π)＝0，所以C正确；函数f(x)＝cosx＋π3在π2，23π上单调递减，在23π，π上单调递增，故D不正确．所以选D.函数y＝3－2cosx＋π4的最大值为__________，此时x＝________．解析：函数y＝3－2cosx＋π4的最大值为3＋2＝5，此时x＋π4＝π＋2kπ(k∈Z)，即x＝3π4＋2kπ(k∈Z)．答案：53π4＋2kπ(k∈Z)函数f(x)＝2sinx＋π4，x∈[0，π]的减区间为________．解析：当2kπ＋π2≤x＋π4≤2kπ＋3π2，k∈Z，即2kπ＋π4≤x≤2kπ＋5π4，k∈Z时，函数f(x)是减函数．又x∈[0，π]，所以f(x)的单调递减区间为π4，π.答案：π4，π[典例引领](1)(2017·高考全国卷Ⅱ)函数f(x)＝sin2x＋3cosx－34x∈0，π2的最大值是________．(2)函数y＝lg(2sinx－1)＋1－2cosx的定义域是________．三角函数的定义域和值域【解析】(1)依题意，f(x)＝sin2x＋3cosx－34＝－cos2x＋3cosx＋14＝－cosx－322＋1，因为x∈0，π2，所以cosx∈[0，1]，因此当cosx＝32时，f(x)max＝1.(2)要使函数y＝lg(2sinx－1)＋1－2cosx有意义，则2sinx－10，1－2cosx≥0，即sinx12，cosx≤12.解得2kπ＋π3≤x2kπ＋5π6，k∈Z.即函数的定义域为2kπ＋π3，2kπ＋5π6，k∈Z.【答案】(1)1(2)2kπ＋π3，2kπ＋5π6，k∈Z(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sinx和cosx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(换元法)把sinx或cosx看作一个整体，转换成二次函数求值域．④(换元法)利用sinx±cosx和sinxcosx的关系转换成二次函数求值域．[通关练习]1．函数f(x)＝3sin2x－π6在区间0，π2上的值域为()A.－32，32B.－32，3C.－332，332D.－332，3解析：选B.当x∈0，π2时，2x－π6∈－π6，5π6，sin2x－π6∈－12，1，故3sin2x－π6∈－32，3，即此时函数f(x)的值域是－32，3.2．函数y＝lgsinx＋cosx－12的定义域为________．解析：要使函数有意义，则有sinx0，cosx－12≥0，即sinx0，cosx≥12，解得2kπxπ＋2kπ，－π3＋2kπ≤x≤π3＋2kπ(k∈Z)，所以2kπx≤π3＋2kπ，k∈Z.所以函数的定义域为x2kπx≤π3＋2kπ，k∈Z.答案：x2kπx≤π3＋2kπ，k∈Z3．函数y＝(4－3sinx)(4－3cosx)的最小值为________．解析：y＝16－12(sinx＋cosx)＋9sinxcosx，令t＝sinx＋cosx，则t∈[－2，2]，且sinxcosx＝t2－12，所以y＝16－12t＋9×t2－12＝12(9t2－24t＋23)．故当t＝43时，ymin＝72.答案：72三角函数的单调性是每年高考命题的热点，题型既有选择题也有填空题，或解答题某一问出现，难度为中档题．高考对三角函数单调性的考查有以下四个命题角度：(1)求已知三角函数的单调区间；(2)已知三角函数的单调区间求参数；(3)利用三角函数的单调性比较大小；(4)利用三角函数的单调性求值域(或最值)．(见本节例1(1)及通关练习T1)三角函数的单调性(高频考点)[典例引领]角度一求已知三角函数的单调区间(2019·沈阳市教学质量检测(一))已知f(x)＝2sin2x＋2sinxcosx，则f(x)的最小正周期和一个单调递减区间分别为()A．2π，3π8，7π8B．π，3π8，7π8C．2π，－π8，3π8D．π，－π8，3π8【解析】f(x)＝2sin2x＋2sinxcosx＝1－cos2x＋sin2x＝2sin2x－π4＋1，所以T＝2π2＝π，由π2＋2kπ≤2x－π4≤3π2＋2kπ(k∈Z)得3π8＋kπ≤x≤7π8＋kπ(k∈Z)，令k＝0得f(x)在3π8，7π8上单调递减．【答案】B角度二已知三角函数的单调区间求参数函数f(x)＝sinωx(其中ω0)在区间－π2，2π3上单调递增，则ω的取值范围是________．【解析】因为ω0，由2kπ－π2≤ωx≤2kπ＋π2，k∈Z，得f(x)的增区间是2kπω－π2ω，2kπω＋π2ω，k∈Z.因为f(x)在－π2，2π3上单调递增，所以－π2，2π3⊆2kπω－π2ω，2kπ2＋π2ω.所以－π2≥2kπω－π2ω且2π3≤π2ω＋2kπω，所以ω∈0，34.【答案】0，34角度三利用三角函数的单调性比较大小已知函数f(x)＝2sinx＋π3，设a＝fπ7，b＝fπ6，c＝fπ3，则a，b，c的大小关系是()A．acbB．cabC．bacD．bca【解析】a＝fπ7＝2sin1021π，b＝fπ6＝2sinπ2＝2，c＝fπ3＝2sin2π3＝2sinπ3，因为y＝sinx在0，π2上递增，所以cab.【答案】B(1)求三角函数单调区间的两种方法①代换法：就是将比较复杂的三角函数含自变量的代数式整体当作一个角u(或t)，利用复合函数的单调性列不等式求解，如例2­1.②图象法：画出三角函数的正、余弦曲线，结合图象求它的单调区间．[提醒]要注意求函数y＝Asin(ωx＋φ)的单调区间时ω的符号，若ω0，那么一定先借助诱导公式将ω化为正数．同时切莫漏掉考虑函数自身的定义域．(2)利用单调性确定ω的范围的方法对于已知函数的单调区间的某一部分确定参数ω的范围的问题，首先，明确已知的单调区间应为函数的单调区间的子集，其次，要确定已知函数的单调区间，从而利用它们之间的关系可求解，另外，若是选择题利用特值验证排除法求解更为简捷．(3)利用单调性比较大小的方法首先利用诱导公式把已知角转化为同一区间内的角且函数名称相同，再利用其单调性比较大小．[通关练习]1．函数f(x)＝tan2x－π3的单调递增区间是()A.kπ2－π12，kπ2＋5π12(k∈Z)B.kπ2－π12，kπ2＋5π12(k∈Z)C.kπ－π12，kπ＋5π12(k∈Z)D.kπ＋π6，kπ＋2π3(k∈Z)解析：选B.由kπ－π22x－π3kπ＋π2(k∈Z)得，kπ2－π12xkπ2＋5π12(k∈Z)，所以函数f(x)＝tan(2x－π3)的单调递增区间为kπ2－π12，kπ2＋5π12(k∈Z)．2．(2018·高考全国卷Ⅱ)若f(x)＝cosx－sinx在[－a，a]是减函数，则a的最大值是()A.π4B.π2C.3π4D.π解析：选A.法一：f(x)＝cosx－sinx＝2cosx＋π4，且函数y＝cosx在区间[0，π]上单调