1.若集合M={x|x=45°+k·90°,k∈Z)},N={x|x=90°+k·45°,k∈Z)},则( )
A.M=N B.M?N C.M?N D.M∩N=?
解析:选C.M={x|x=45°+k·90°,k∈Z)}={x|x=(2k+1)·45°,k∈Z)},N={x|x=90°+k·45°,k∈Z)}={x|x=(k+2)·45°,k∈Z)}.因为k∈Z,所以k+2∈Z),且2k+1为奇数,所以M?N,故选C.
2.函数y=2sin的图像( )
A.关于原点对称 B.关于点对称
C.关于y轴对称 D.关于直线x=对称
解析:选B.因为当x=0时,y=2sin=,
当x=时,y=2sin=,
当x=-时,y=2sin 0=0.
所以A、C、D错误,B正确.
3.若函数f(x)=sin(ωx+φ)的图像(部分)如图所示,则ω和φ的取值是( )
A.ω=1,φ= B.ω=1,φ=-
C.ω=,φ= D.ω=,φ=-
解析:选C.由图像知,T=4=4π=,
所以ω=.又当x=时,y=1,
所以sin=1,
+φ=2kπ+,k∈Z),当k=0时,φ=.
4.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.
5.已知函数f(x)=sin+(x∈R).
(1)求函数f(x)的最小正周期和单调增区间;
(2)函数f(x)的图像可以由函数y=sin 2x(x∈R))的图像经过怎样的变换得到?
解:(1)T==π,由2kπ-≤2x+≤2kπ+(k∈Z),知kπ-≤x≤kπ+(k∈Z).
所以所求函数的最小正周期为π,所求函数的单调递增区间为(k∈Z).
(2)变换情况如下:
y=sin 2x
y=sin
y=sin+.
6.已知函数f(x)=cos(x∈R).
(1)求函数f(x)的最小正周期和单调递增区间;
(2)求函数f(x)在区间上的最小值和最大值,并求出取得最值时x的值.
解:(1)因为f(x)=cos,
所以函数f(x)的最小正周期为T==π.
由-π+2kπ≤2x-≤2kπ(k∈Z),
得-+kπ≤x≤+kπ(k∈Z),
故函数f(x)的单调递增区间为(k∈Z).
(2)因为f(x)=cos在区间上为增函数,在区间上为减函数,
又f=0,f=,f=cos=-cos=-1,
所以函数f(x)在区间上的最大值为,此时x=;最小值为-1,此时x=.
章末复习提升课
三角函数的定义
函数y=lg(2sin x-1)+的定义域为________.
【解析】 要使函数有意义,必须有
即解得(k∈Z)
所以+2kπ≤x<+2kπ(k∈Z).
故所求函数的定义域为
.
【答案】
(1)利用三角函数线解三角不等式的方法
利用三角函数线求解不等式,通常采用数形结合的方法,求解关键是恰当地寻求点.一般来说,对于sin x≥b,
cos x≥a(或sin x≤b,cos x≤a),只需作直线y=b,x=a与单位圆相交,连接原点和交点即得角的终边所在的位置,此时再根据方向即可确定相应的x的范围;对于tan x≥c(或tan x≤c),则取点(1,c),连接该点和原点即得角的终边所在的位置,并反向延长,结合图像可得.
(2)利用三角函数图像解sin x>a(或cos x>a)的三个步骤
①作出直线y=a,y=sin x(或y=cos x)的图像.
②确定sin x=a(或cos x=a)的x值.
③确定sin x>a(或cos x>a)的解集.
[注意] 解三角不等式sin x>a,如果不限定范围时,一般先利用图像求出x∈[0,2π]范围内x的取值范围,然后根据终边相同角的同名三角函数值相等,写出原不等式的解集.
已知角α的终边经过点P(-3cos θ,4cos θ),其中θ∈,则sin α=________,tan α=________.
解析:因为θ∈,所以cos θ<0,
所以r===-5cos θ.
故sin α==-,tan α==-.
答案:- -
同角三角函数基本关系式和诱导公式
已知cos(π+α)=-,且角α在第四象限,计算:
(1)sin(2π-α);
(2)(n∈Z).
【解】 因为cos(π+α)=-,
所以-cos α=-,cos α=.
又角α在第四象限,
所以sin α=-=-.
(1)sin(2π-α)=sin[2π+(-α)]=sin(-α)
=-sin α=.
(2)
=
==
=-=-4.
(1)同角三角函数基本关系的应用
①已知一个三角函数求另外两个:利用平方关系、商式关系直接求解或解方程(组)求解.
②已知正切,求含正弦、余弦的齐次式;
(i)齐次式为分式时,分子分母同除以cos α或cos2α,化成正切后代入.
(ii)齐次式为整式时,分母看成1,利用1=sin2α+cos2α代入,再通过分子分母同除以cos α或cos2α化切.
(2)用诱导公式化简求值的方法
①对于三角函数式的化简求值,关键在于根据给出角的特点,将角化成2kπ±α,π±α,±α,π±α(或k·±α,k∈Z)的形式,再用“奇变偶不变,符号看象限”来化简.
②解决“已知某个三角函数值,求其他三角函数值”的问题,关键在于观察分析条件角与结论角,理清条件与结论之间的差异,将已知和未知联系起来,还应注意整体思想的应用.
1.已知sin(π+θ)=-cos(2π-θ),|θ|<,则θ等于( )
A.- B.-
C. D.
解析:选D.因为sin(π+θ)=-cos(2π-θ),所以-sin θ=-cos θ,所以tan θ=.因为|θ|<,所以θ=.
2.已知=2,则tan α=________.
解析:由已知得原式==2,则5sin α=cos α,所以tan α=.
答案:
3.已知-解析:由sin x+cos x=,
平方得sin2x+2sin xcos x+cos2x=,
即2sin xcos x=-,
所以(sin x-cos x)2=1-2sin xcos x=.
又因为-所以sin x<0,cos x>0,sin x-cos x<0,
故sin x-cos x=-.
答案:-
三角函数的图像及变换
如图是函数y=Asin(ωx+φ)+k,A>0,ω>0,
|φ|<的一段图像.
(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)由图像知A==,
k==-1,T=2×=π,
所以ω==2,所以y=sin(2x+φ)-1.
当x=时,2×+φ=,所以φ=,
所以所求函数的解析式为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的图像向下平移1个单位,得到y=sin-1的图像.
(1)由图像或部分图像确定解析式y=Asin(ωx+φ)中的参数
①A:由最大值、最小值来确定A.
②ω:通过求周期T来确定ω.
③φ:利用已知点列方程求出.
(2)函数y=sin x的图像变换到y=Asin(ωx+φ),(A>0,ω>0)x∈R,图像的两种方法
已知函数f(x)=Asin(ωx+φ),x∈R,其中A>0,ω>0,0<φ<的周期为π,且图像上一个最高点为M.
(1)求f(x)的解析式;
(2)当x∈时,求f(x)的最值,并写出相应的x值.
解:(1)因为T=π,所以=π,所以ω=2.
又因为图像上一个最高点为M,
所以A=2.
且2×+φ=,φ=,
所以f(x)=2sin.
(2)因为0≤x≤,
所以≤2x+≤,
所以≤sin≤1.
1≤f(x)≤2.
当2x+=即x=0时,f(x)min=1;
当2x+=即x=时,f(x)max=2.
三角函数的性质
已知函数f(x)=2sin+a+1(其中a为常数).
(1)求f(x)的单调区间;
(2)若x∈时,f(x)的最大值为4,求a的值;
(3)求f(x)取最大值时x的取值集合.
【解】 (1)由-+2kπ≤2x+≤+2kπ(k∈Z),解得-+kπ≤x≤+kπ(k∈Z),
所以函数f(x)的单调递增区间为
(k∈Z),
由+2kπ≤2x+≤+2kπ(k∈Z),
解得+kπ≤x≤+kπ(k∈Z),
所以函数f(x)的单调递减区间为(k∈Z).
(2)因为0≤x≤,所以≤2x+≤,
所以-≤sin≤1,
所以f(x)的最大值为2+a+1=4,所以a=1.
(3)当f(x)取最大值时,2x+=+2kπ,
所以2x=+2kπ,所以x=+kπ(k∈Z),
所以当f(x)取最大值时,x的取值集合是 .
(1)三角函数的两条性质
①周期性:函数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.
②奇偶性:三角函数中奇函数一般可化为y=Asin ωx或y=Atan ωx,而偶函数一般可化为y=Acos ωx+B的形式.
(2)求三角函数值域(最值)的方法
①利用sin x,cos x的有界性.
②从y=Asin(ωx+φ)+k的形式逐步分析ωx+φ的范围,根据正弦函数单调性写出函数的值域.
③换元法:把sin x或cos x看作一个整体,可化为求函数在区间上的值域(最值)问题.
在下列给出的函数中,以π为周期且在内是增函数的是( )
A.y=sin B.y=cos 2x
C.y=sin D.y=tan
解析:选D.由函数周期为π可排除选项A.x∈时,2x∈(0,π),2x+∈,此时B,C项中函数均不是增函数.故选D.
1.若集合M={x|x=45°+k·90°,k∈Z)},N={x|x=90°+k·45°,k∈Z)},则( )
A.M=N B.M?N C.M?N D.M∩N=?
解析:选C.M={x|x=45°+k·90°,k∈Z)}={x|x=(2k+1)·45°,k∈Z)},N={x|x=90°+k·45°,k∈Z)}={x|x=(k+2)·45°,k∈Z)}.因为k∈Z,所以k+2∈Z),且2k+1为奇数,所以M?N,故选C.
2.函数y=2sin的图像( )
A.关于原点对称 B.关于点对称
C.关于y轴对称 D.关于直线x=对称
解析:选B.因为当x=0时,y=2sin=,
当x=时,y=2sin=,
当x=-时,y=2sin 0=0.
所以A、C、D错误,B正确.
3.若函数f(x)=sin(ωx+φ)的图像(部分)如图所示,则ω和φ的取值是( )
A.ω=1,φ= B.ω=1,φ=-
C.ω=,φ= D.ω=,φ=-
解析:选C.由图像知,T=4=4π=,
所以ω=.又当x=时,y=1,
所以sin=1,
+φ=2kπ+,k∈Z),当k=0时,φ=.
4.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.
5.已知函数f(x)=sin+(x∈R).
(1)求函数f(x)的最小正周期和单调增区间;
(2)函数f(x)的图像可以由函数y=sin 2x(x∈R))的图像经过怎样的变换得到?
解:(1)T==π,由2kπ-≤2x+≤2kπ+(k∈Z),知kπ-≤x≤kπ+(k∈Z).
所以所求函数的最小正周期为π,所求函数的单调递增区间为(k∈Z).
(2)变换情况如下:
y=sin 2x
y=sin
y=sin+.
6.已知函数f(x)=cos(x∈R).
(1)求函数f(x)的最小正周期和单调递增区间;
(2)求函数f(x)在区间上的最小值和最大值,并求出取得最值时x的值.
解:(1)因为f(x)=cos,
所以函数f(x)的最小正周期为T==π.
由-π+2kπ≤2x-≤2kπ(k∈Z),
得-+kπ≤x≤+kπ(k∈Z),
故函数f(x)的单调递增区间为(k∈Z).
(2)因为f(x)=cos在区间上为增函数,在区间上为减函数,
又f=0,f=,f=cos=-cos=-1,
所以函数f(x)在区间上的最大值为,此时x=;最小值为-1,此时x=.
课件32张PPT。第七章 三角函数本部分内容讲解结束按ESC键退出全屏播放章末综合检测(七)
(时间:120分钟,满分:150分)
一、选择题:本题共12小题,每小题5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α的终边过点(2sin 30°,-2cos 30°),则sin α的值为( )
A. B.-
C.- D.-
解析:选C.2sin 30°=1,-2cos 30°=-,
所以x=1,y=-,r==2,
所以sin α==-.故选C.
2.已知sin α=,则sin4α-cos4α的值为( )
A.- B.-
C. D.
解析:选B.因为sin α=,所以sin2α=,cos2 α=1-sin2 α=,所以sin4 α-cos4 α=(sin2α+cos2α)(sin2α-cos2α)=-=-.故选B.
3.已知函数y=f(x)=2sin 2x,则函数的图像的一条对称轴方程是( )
A.x=π B.x=-π
C.x= D.x=-
解析:选D.由2x=+kπ(k∈Z)可得,x=+(k∈Z),当k=-1时,x=-.故选D.
4.已知函数y=2cos x的定义域为[,],值域为[a,b],则b-a的值是( )
A.2 B.3
C.+2 D.2
解析:选B.根据函数y=2cos x的定义域为[,],故它的值域为[-2,1],再根据它的值域为[a,b],可得b-a=1-(-2)=3.故选B.
5.对于函数y=sin,下面说法中正确的是( )
A.函数是最小正周期为π的奇函数
B.函数是最小正周期为π的偶函数
C.函数是最小正周期为2π的奇函数
D.函数是最小正周期为2π的偶函数
解析:选D.y=sin=sin=sin=cos x.所以T=2π且为偶函数.
6.已知f(sin x)=x,且x∈,则f的值等于( )
A.sin B.
C.- D.
解析:选D.因为f(sin x)=x,且x∈,所以求f,即解sin x=,且x∈,所以x=,故选D.
7.已知sin=,α∈,则tan α等于( )
A.-2 B.2
C.- D.
解析:选A.sin=cos α=.因为α∈,所以sin α=-=-,所以tan α==-2.
8.将函数y=sin x的图像上所有的点向右平行移动个单位长度,再把所得各点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),所得图像的函数解析式是( )
A.y=sin
B.y=sin
C.y=sin
D.y=sin
解析:选C.由题意可得,y=sin xy=siny=sin.
9.同时具有性质“(1)最小正周期是π;(2)图像关于直线x=对称;(3)在上单调递增”的一个函数是( )
A.y=sin
B.y=cos
C.y=sin
D.y=cos
解析:选C.由(1)知T=π=,ω=2,排除A.由(2)(3)知x=时,f(x)取最大值,验证知只有C符合要求.
10.已知α∈(0,),且4tan(2π+α)+3sin(6π+β)-10=0,-2tan(-α)-12sin(-β)+2=0,则tan α的值为( )
A.-3 B.3
C.±3 D.不确定
解析:选B.将条件化为
由①×4-②得14tan α-42=0,
所以tan α=3.故选B.
11.如图为函数f(x)=Msin(ωx+φ)(M>0,ω>0,≤φ≤π)的部分图像,若点A,B分别为函数f(x)的最高点与最低点,且|AB|=5,那么f(-1)=( )
A.2 B.
C.- D.-2
解析:选A.由题图,可知M=2,f(0)=1,
即2sin φ=1,解得sin φ=,
又因为≤φ≤π,所以φ=.
又A,B两点是函数图像上的最高点和最低点,设A(x1,2),B(x2,-2),
由题意知|AB|=5,即=5,
解得|x2-x1|=3.
由题图,可知A,B两点横坐标之差的绝对值为最小正周期的一半,即|x2-x1|=,而T=,
故=3,解得ω=,
所以f(x)=2sin,
故f(-1)=2sin=2sin=2,故选A.
12.已知函数f(x)=2sin(ωx+φ)(x∈R),其中ω>0,-π<φ≤π.若f(x)的最小正周期为6π,且当x=时,f(x)取得最大值,则( )
A.f(x)在区间[-2π,0]上是增函数
B.f(x)在区间[-3π,-π]上是增函数
C.f(x)在区间[3π,5π]上是减函数
D.f(x)在区间[4π,6π]上是减函数
解析:选A.由函数的周期可得ω=,
故f(x)=2sin,又f=2sin=2,解得π+φ=2kπ+?φ=2kπ+(k∈Z),
又-π<φ≤π,故φ=,因此f(x)=2sin.
即当x∈[-2π,0],x+∈,
函数在区间[-2π,0]上为增函数,故选A.
二、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.把答案填在题中横线上.
13.函数y=+log3sin(π-x)的定义域为________.
解析:因为y=+log3sin(π-x)=+log3sin x,
所以要使函数有意义,则所以所以-5≤x<-π或0答案:[-5,-π)∪(0,π)
14.将cos 0,cos,cos 1,cos 30°按从小到大的顺序排列为________.
解析:因为0<<<1,cos x在(0,π)上是减函数.
所以cos 0>cos>cos 30°>cos 1.
答案:cos 1<cos 30°<cos<cos 0
15.已知tan θ=2,则=________.
解析:原式==.
答案:
16.函数f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0,φ∈[0,2π)的部分图像如图所示,则f(2 016)=________.
解析:由题图可知,=2,
所以T=8,所以ω=.
由点(1,1)在函数图像上,
可得f(1)=sin=1,
故+φ=2kπ+(k∈Z),
所以φ=2kπ+(k∈Z),
又φ∈[0,2π),所以φ=.
故f(x)=sin,
所以f(2 016)=sin
=sin=sin=.
答案:
三、解答题:本题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
17.(本小题满分10分)已知α是第三象限角,且f(α)=.
(1)化简f(α);
(2)若tan(π-α)=-2,求f(α)的值.
解:(1)f(α)==-cos α.
(2)由已知得tan α=2,=2,sin α=2cos α,sin2α=4cos2α,1-cos2α=4cos2α,cos2α=.
因为α是第三象限角,
所以cos α<0,
所以cos α=-,
所以f(α)=-cos α=.
18.(本小题满分12分)已知函数f(x)=2cos.
(1)若f(x)=1,x∈,求x的值;
(2)求f(x)的单调递增区间.
解:(1)根据题意知cos=,
所以-2x=2kπ±(k∈Z).
又x∈,
所以x=0.
(2)易知2kπ≤-2x≤2kπ+π(k∈Z),
解得-kπ-≤x≤-kπ+(k∈Z),
即kπ-≤x≤kπ+(k∈Z),
从而f(x)的单调递增区间为(k∈Z).
19.(本小题满分12分)设函数f(x)=sin(2x+φ)(-π<φ<0),y=f(x)图像的一个对称中心是.
(1)求φ;
(2)求函数y=f(x)的单调递增区间.
解:(1)因为是函数y=f(x)的图像的对称中心,
所以sin=0,
所以+φ=kπ(k∈Z),
所以φ=kπ-(k∈Z).
因为-π<φ<0,
所以φ=-.
(2)由(1)知φ=-,
因此y=sin,
由题意得,2kπ-≤2x-≤2kπ+(k∈Z),
即kπ-≤x≤kπ+(k∈Z),
所以函数y=sin(2x-)的单调递增区间为(k∈Z).
20.(本小题满分12分)已知x∈.
(1)求函数y=cos x的值域;
(2)求函数y=-3sin2x-4cos x+4的值域.
解:(1)因为y=cos x在上为增函数,在上为减函数,
所以当x=0时,y取最大值1;x=时,y取最小值-.
所以y=cos x的值域为.
(2)原函数化为y=3cos2x-4cos x+1,
即y=3-,
由(1)知,cos x∈,
故y的值域为.
21.(本小题满分12分)设函数f(x)=Asin(ωx+φ)的部分图像如图所示.
(1)求函数y=f(x)的解析式;
(2)当x∈时,求f(x)的取值范围.
解:(1)由图像知,A=2,
又=-=,ω>0,
所以T=2π=,得ω=1.
所以f(x)=2sin(x+φ),
将点代入,
得+φ=2kπ+(k∈Z),
即φ=+2kπ(k∈Z),
又因为-<φ<,所以φ=,
所以f(x)=2sin.
(2)当x∈时,
x+∈,
所以sin∈,
即f(x)∈[-,2].
22.(本小题满分12分)已知函数y=sin(ωx+φ),在同一个周期内,当x=时,y取最大值1,当x=时,y取最小值-1.
(1)求函数的解析式y=f(x),并说明函数y=sin x的图像经过怎样的变换可得到y=f(x)的图像?
(2)若函数f(x)满足方程f(x)=a(0<a<1),求此方程在[0,2π]内的所有实数根之和.
解:(1)因为T=2×=,
所以ω==3.
又sin=1,
所以+φ=2kπ+,k∈Z.
又|φ|<,
所以φ=-,
所以y=f(x)=sin.
y=sin x的图像向右平移个单位长度,
得到y=sin的图像,
再将y=sin的图像上的所有点的横坐标缩短为原来的倍,纵坐标不变,
得到y=sin的图像.
(2)因为f(x)=sin的最小正周期为,
所以f(x)=sin在[0,2π]内恰有3个周期,
所以sin=a(0<a<1)在[0,2π]内有6个实数根,从小到大设为x1,x2,x3,x4,x5,x6,
则x1+x2=×2=,
x3+x4=×2=,
x5+x6=×2=,
故所有实数根之和为++=.