2019年高一高二数学同步教学案:人教A版必修4 第一章 章末小结与测评

文档属性

名称 2019年高一高二数学同步教学案:人教A版必修4 第一章 章末小结与测评
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文件大小 1.2MB
资源类型 教案
版本资源 人教新课标A版
科目 数学
更新时间 2019-05-02 15:12:47

文档简介


考点一
三角函数的概念
1.在直角坐标系中,设任意角α终边上任意一点P(x,y),它与原点的距离为r=,则sin α=;cos α=;tan α=.
2.任意角的三角函数值只与这个角的终边位置有关,而与点P在终边上的位置无关;角与三角函数值的对应关系是多值对应关系,给定一个角,它的三角函数值是唯一确定的;反过来,给定一个三角函数值,有无穷多个角和它对应.
3.三角函数值在各象限的符号有如下记忆口诀:一全正、二正弦、三正切、四余弦.依据相应三角函数值的符号可以确定角终边所在的象限.
[典例1] 已知角α的终边经过点P(12m,-5m)(m≠0),求sin α,cos α,tan α的值.
解:r==13|m|,
若m>0,则r=13m,α为第四象限角,
sin α===-,cos α===,tan α===-.
若m<0,则r=-13m,α为第二象限角,
sin α===,cos α===-,tan α===-.
[对点训练]
1.(1)α是第四象限角,P(,x)为其终边上一点,且sin α=x,则cos α的值为(  )
A. B. C. D.-
(2)若-<α<0,则点P(tan α,cos α)位于(  )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
解析:(1)由定义可得sin α==x,x<0,可得x=-,∴cos α==.
(2)∵-<α<0,∴tan α<0,cos α>0,∴点P(tan α,cos α)位于第二象限.
答案:(1)A (2)B
考点二
同角三角函数基本关系式和诱导公式
三角函数式的化简、求值与证明问题的依据主要是同角三角函数的关系式及诱导公式.化简的顺序是:
(1)先用诱导公式化为同角三角函数.
(2)再用同角三角函数关系化简.
用同角三角函数关系化简时,有两种思路:①化弦法:当切函数的项比较少时,常常化弦达到化简的目的;②化切法:当弦函数的项比较少或者正、余弦的表达式是齐次式时,常常化切,便于化简.
[典例2] 已知=-4,求(sin θ-3cos θ)·(cos θ-sin θ)的值.
解:==-4,解得tan θ=2.
(sin θ-3cos θ)·(cos θ-sin θ)
=sin θcos θ-sin2 θ-3cos2 θ+3sin θcos θ
=
=
==.
[对点训练]
2.化简下列各式:
(1)+
;
(2)+-tan 36°·tan 54°.
解:(1)原式=+
=-+
=-cos2α+sin2α=2sin2α-1.
(2)原式=+-tan 36°·tan 54°
=-+1-tan 36°tan 54°
=-
=
==-.
考点三
三角函数图象及变换
(1)“五点法”作图中的五点分别为图象的最高点、最低点及与x轴的交点,描点作图并向左或向右平移即得正弦曲线和余弦曲线.
(2) ]函数y=sin x的图象变换到函数y=Asin(ωx+φ)的图象时,法则是针对自变量x和因变量y,左加右减,上加下减.途径是相位变换φ(φ≠0)→周期变换ω(ω>0)→振幅变换A(A>0)和周期变换ω(ω>0)→相位变换φ(φ≠0)→振幅变换A(A>0).注意二者平移量的不同.
(3)由已知条件确定函数y=Asin(ωx+φ)的解析式,需要确定A,ω,φ,其中A,ω易求,下面介绍求φ的几种方法.
①平衡点法
由y=Asin(ωx+φ)=Asin知它的平衡点的横坐标为-,所以我们可以找与原点相邻的且处于递增部分的平衡点,令其横坐标为x1=-,则可求φ.
②确定最值法
这种方法避开了“伸缩变换”且不必牢记许多结论,只需解一个特殊的三角方程.
③利用单调性
将函数y=Asin(ωx+φ)的图象与y=sin x的图象比较,选取它们的某一个单调区间得到一个等式,解答即可求出φ.
[典例3] 已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)
的图象上的一个最低点为M,周期为π.
(1)求f(x)的解析式;
(2)将y=f(x)的图象上的所有点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),然后再将所得的图象沿x轴向右平移个单位,得到函数y=g(x)的图象,写出函数y=g(x)的解析式;
(3)当x∈时,求函数f(x)的最大值和最小值.
解:(1)由题可知T==π,∴ω=2.又f(x)min=-2,
∴A=2.由f(x)的最低点为M,得sin=-1.
∵0<φ<,∴<+φ<.
∴+φ=.∴φ=.∴f(x)=2sin.
(2)y=2sin
y=2sin=2sin
y=2sin=2sin x,∴g(x)=2sin x.
(3)∵0≤x≤,∴≤2x+≤.
∴当2x+=,即x=0时,f(x)min=2sin =1,
当2x+=,即x=时,f(x)max=2sin =.
[对点训练]
3.(1)把函数y=sin图象上各点的横坐标缩短到原来的(纵坐标不变),再将图象向右平移个单位长度,那么所得图象的一条对称轴的方程为(  )
A.x=- B.x=- C.x= D.x=
(2)设函数f(x)=cos ωx(ω>0),将y=f(x)的图象向右平移个单位长度后,所得的图象与原图象重合,则ω的最小值等于(  )
A. B.3 C.6 D.9
解析:(1)将y=sin图象上各点的横坐标缩短到原来的(纵坐标不变),得到函数y=sin的图象;再将图象向右平移个单位长度,得到函数y=sin2x-+=sin=-cos 2x的图象,故x=-是其图象的一条对称轴的方程.
(2)由题意可知,nT=(n∈N*),∴n·=(n∈N*),∴ω=6n(n∈N*),∴当n=1时,ω取得最小值6.
答案:(1)A (2)C
4.如图,是函数y=Asin(ωx+φ)+k(A>0,ω>0)的一段图象.
(1)求此函数解析式;
(2)分析一下该函数是如何通过y=sin x变换得来的?
解:(1)由图象知A==,k==-1,T=2×=π,
∴ω==2.∴y=sin(2x+φ)-1.
当x=时,2×+φ=,∴φ=.
∴所求函数解析式为y=sin-1.
(2)把y=sin x向左平移个单位,得到y=sin,然后纵坐标保持不变、横坐标缩短为原来的,得到y=sin,再横坐标保持不变,纵坐标变为原来的,得到y=sin,最后把函数y=sin的图象向下平移1个单位,得到y=sin-1的图象.
考点四
三角函数的性质
(1)函数y=sin x和y=cos x的周期是2π,y=tan x的周期是π;函数y=Asin(ωx+φ)和y=Acos(ωx+φ)的周期是,y=Atan(ωx+φ)的周期是.
(2)函数y=sin x和y=cos x的有界性为:-1≤sin x,cos x≤1,函数y=tan x没有最值.有界性可用来解决三角函数的最值问题.
(3)函数y=sin x在上递增,在上递减;函数y=cos x在[-π+2kπ,2kπ]上递增,在[2kπ,2kπ+π]上递减;函数y=tan x在上递增,以上k∈Z.
(4)利用函数的单调性比较同名三角函数值的大小时,注意利用诱导公式将角化到同一单调区间内;求形如f(ωx+φ)的单调区间时,采用整体代换的方法将ωx+φ视为整体求解相应x的范围即可,注意ω的符号及f对单调性的影响.
[典例4] 函数f(x)=3sin2x+的部分图象如图所示.
(1)写出f(x)的最小正周期及图中x0,y0的值;
(2)求f(x)在区间上的最大值和最小值.
解:(1)f(x)的最小正周期为π,x0=,y0=3.
(2)因为x∈,所以2x+∈,于是,当2x+=0,即x=-时,f(x)取得最大值0;当2x+=-,即x=-时,f(x)取得最小值-3.
[对点训练]
5.函数f(x)=3sin的图象为C.
①图象C关于直线x=对称;
②函数f(x)在区间内是增函数;
③由y=3sin 2x的图象向右平移个单位长度可以得到图象C.
以上三个论断中,正确论断的个数是(  )
A.0 B.1 C.2 D.3
解析:选C ①f=3sin=3sin =-3,
∴直线x=为对称轴,①对;②由-课件31张PPT。谢谢!阶段质量检测(一)
一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.若角α的终边经过点P(-1,3),则tan α的值为(  )
A.- B.-3 C.- D.
解析:选B 由定义,若角α的终边经过点P(-1,3),∴tan α=-3.故选B.
2.若sin α=,<α<π,则sin=(  )
A.- B.- C. D.
解析:选A ∵sin=cos α,
又<α<π,sin α=,∴cos α=-.
3.已知扇形的半径为r,周长为3r,则扇形的圆心角等于(  )
A. B.1 C. D.3
解析:选B 弧长l=3r-2r=r,则圆心角α==1.
4.函数f(x)=sin的图象的一条对称轴是(  )
A.x= B.x= C.x=- D.x=-
解析:选C f(x)=sin的图象的对称轴为x-=kπ+,k∈Z,得x=kπ+,
当k=-1时,则其中一条对称轴为x=-.
5.下列函数中,周期为π,且在上为减函数的是(  )
A.y=sin B.y=cos
C.y=cos D.y=sin
解析:选D 周期为π,排除A,B;y=cos=-sin 2x在上为增函数,y=sin=cos 2x在上为减函数,所以选D.
6.函数f(x)=tan的单调增区间为(  )
A.,k∈Z
B.(kπ,(k+1)π),k∈Z
C.,k∈Z
D.,k∈Z
解析:选C 令kπ-7.已知sin=,则sin的值为(  )
A. B.- C. D.-
解析:选C ∵+=π,∴-α=π-,
∴sin=sin=sin=.
8.为了得到函数y=sin的图象,可以将函数y=cos 2x的图象(  )
A.向右平移个单位长度
B.向右平移个单位长度
C.向左平移个单位长度
D.向左平移个单位长度
解析:选B 函数y=sin=cos-2x-=cos=cos=cos2x-.故选B.
9.函数y=cos2x+sin x的最大值与最小值之和为(  )
A. B.2 C.0 D.
解析:选A f(x)=1-sin2x+sin x=-2+,
∵-≤x≤,∴-≤sin x≤.
当sin x=-时,f(x)min=;当sin x=时,f(x)max=,
∴f(x)min+f(x)max=+=.
10.同时具有下列性质的函数可以是(  )
①对任意x∈R,f(x+π)=f(x)恒成立;
②图象关于直线x=对称;
③在上是增函数.
A.f(x)=sin B.f(x)=sin
C.f(x)=cos D.f(x)=cos
解析:选B 依题意知,满足条件的函数的周期是π,图象以直线x=为对称轴,且在上是增函数.对于A选项,函数周期为4π,因此A选项不符合;对于C选项,f=-1,但该函数在上不是增函数,因此C选项不符合;对于D选项,f≠±1,即函数图象不以直线x=为对称轴,因此D选项不符合.综上可知,应选B.
11.已知函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<π)的一段图象如图所示,则函数的解析式为(  )
A.y=2sin
B.y=2sin或y=2sin
C.y=2sin
D.y=2sin
解析:选C 由图象可知A=2,因为-=,所以T=π,ω=2.当x=-时,2sin=2,即sin=1,又|φ|<π,解得φ=.故函数的解析式为y=2sin.
12.函数f(x)=Asin ωx(ω>0),对任意x有f=f,且f=-a,那么f等于(  )
A.a B.2a C.3a D.4a
解析:选A 由f=f,得f(x+1)=f=f=f(x),
即1是f(x)的周期.而f(x)为奇函数,则f=f=-f=a.
二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分)
13.已知tan α=-,<α<π,那么cos α-sin α的值是________.
解析:因为<α<π,所以cos α<0,sin α>0,所以cos α=-=-=-=-=-.sin α=,所以cos α-sin α=-.
答案:-
14.函数f(sin x)=cos 2x,那么f的值为________.
解析:令sin x=,得x=2kπ+或x=2kπ+,k∈Z,所以f=cos =.
答案:
15.定义运算a*b为a*b=例如1*2=1,则函数f(x)=sin x*cos x的值域为________.
解析:由题意可知,这实际上是一个取小的自定义函数,结合函数的图象可得其值域为.
答案:
16.给出下列4个命题:①函数y=的最小正周期是;②直线x=是函数y=2sin的一条对称轴;③若sin α+cos α=-,且α为第二象限角,则tan α=-;④函数y=cos(2-3x)在区间上单调递减.其中正确的是________.(写出所有正确命题的序号).
解析:函数y=sin的最小正周期是π,则y=的最小正周期为,故①正确.
对于②,当x=时,2sin=2sin =-2,故②正确.
对于③,由(sin α+cos α)2=得2sin αcos α=-,α为第二象限角,所以sin α-cos α==,所以sin α=,cos α=-,所以tan α=-,故③正确.
对于④,函数y=cos(2-3x)的最小正周期为,而区间长度>,显然④错误.
答案:①②③
三、解答题(本大题共6小题,共70分,解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)
17.(10分)已知tan α+=,求2sin2(3π-α)-3cos+αsin+2的值.
解:tan α+=,即2tan2α-5tan α+2=0,解得tan α=或tan α=2.
2sin2(3π-α)-3cossin+2
=2sin2α-3sin αcos α+2
=+2
=+2.
当tan α=时,原式=+2=-+2=;
当tan α=2时,原式=+2=+2=.
18.(12分)已知函数f(x)=2sin,x∈R.
(1)求f的值;
(2)求函数f(x)的单调递增区间.
解:(1)f=2sin=2sin =
(2)令2kπ-≤x-≤+2kπ,k∈Z,
所以2kπ-≤x≤+2kπ,k∈Z,
解得6kπ-π≤x≤2π+6kπ,k∈Z,
所以函数f(x)=2sin的单调递增区间为[6kπ-π,2π+6kπ],k∈Z.
19.(12分)已知函数f(x)=3sin.
(1)用五点法画出它在一个周期内的闭区间上的图象;
(2)写出f(x)的值域、最小正周期、对称轴,单调区间.
解:(1)列表如下:
x
-




x+
0

π


sin
0
1
0
-1
0
3sin
0
3
0
-3
0
描点画图如图所示.
(2)由图可知,值域为[-3,3],最小正周期为2π,
对称轴为x=+kπ,k∈Z,
单调递增区间为(k∈Z),单调递减区间为(k∈Z).
20.(12分)如图,函数y=2sin(πx+φ),x∈R的图象与y轴交于点(0,1).
(1)求φ的值;
(2)求函数y=2sin(πx+φ)的单调递增区间;
(3)求使y≥1的x的集合.
解:(1)因为函数图象过点(0,1),
所以2sin φ=1,即sin φ=.
因为0≤φ≤,所以φ=.
(2)由(1)得y=2sin,
所以当-+2kπ≤πx+≤+2kπ,k∈Z,
即-+2k≤x≤+2k,k∈Z时,
y=2sin是增函数,故y=2sin的单调递增区间为,k∈Z.
(3)由y≥1,得sin≥,
所以+2kπ≤πx+≤+2kπ,k∈Z,
即2k≤x≤+2k,k∈Z,
所以y≥1时,x的集合为.
21.(12分)已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<π),在同一周期内,当x=时,f(x)取得最大值3;当x=时,f(x)取得最小值-3.
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)求函数f(x)的单调递减区间;
(3)若x∈时,函数h(x)=2f(x)+1-m的图象与x轴有两个交点,求实数m的取值范围.
解:(1)由题意,A=3,T=2=π,ω==2.
由2×+φ=+2kπ,k∈Z,得φ=+2kπ,k∈Z,
又因为-π<φ<π,所以φ=.所以f(x)=3sin.
(2)由+2kπ≤2x+≤+2kπ,k∈Z,
得+2kπ≤2x≤+2kπ,k∈Z,
则+kπ≤x≤+kπ,k∈Z,
所以函数f(x)的单调递减区间为(k∈Z).
(3)由题意知,方程sin=在上有两个根.
因为x∈,所以2x+∈.
所以∈.所以m∈[3+1,7).
22.(12分)已知函数f(x)=sin(ωx+φ)-b(ω>0,0<φ<π)的图象两相邻对称轴之间的距离是.若将f(x)的图象先向右平移个单位长度,再向上平移个单位长度,所得图象对应的函数g(x)为奇函数.
(1)求f(x)的解析式;
(2)求f(x)的对称轴及单调区间;
(3)若对任意x∈,f2(x)-(2+m)f(x)+2+m≤0恒成立,求实数m的取值范围.
解:(1)因为=2×,所以ω=2,所以f(x)=sin(2x+φ)-b.
又因为函数g(x)=sin-b+为奇函数,且0<φ<π,
所以φ=,b=,故f(x)=sin-.
(2)令2x+=+kπ,k∈Z,得对称轴为直线x=+,k∈Z.
令2x+∈,k∈Z,
得单调递增区间为,k∈Z,
令2x+∈,k∈Z,
得单调递减区间为,k∈Z.
(3)因为x∈,所以-≤f(x)≤1-,
所以-1-≤f(x)-1≤-.
因为f2(x)-(2+m)f(x)+2+m≤0恒成立,
整理可得m≤+f(x)-1.
由-1-≤f(x)-1≤-,得≤+f(x)-1≤-,
故m≤,即实数m的取值范围是.