(新教材)高中数学人教B版必修第三册 微专题1 三角函数中的最值问题(课件:16张PPT+学案)

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名称 (新教材)高中数学人教B版必修第三册 微专题1 三角函数中的最值问题(课件:16张PPT+学案)
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资源类型 教案
版本资源 人教B版(2019)
科目 数学
更新时间 2020-03-28 21:25:45

文档简介

再练一课(范围:7.1~7.2)
1.若角α的终边上一点的坐标为(1,-1),则cos α为(  )
A.1 B.-1 C. D.-
答案 C
解析 ∵角α的终边上一点的坐标为(1,-1),它与原点的距离r==,
∴cos α===.
2.若角α,β的终边相同,则α-β的终边在(  )
A.x轴的正半轴上 B.y轴的正半轴上
C.x轴的负半轴上 D.y轴的负半轴上
答案 A
解析 由于角α,β的终边相同,所以α=k·360°+β,k∈Z,所以α-β=k·360°,k∈Z,
则α-β的终边在x轴的正半轴上,故选A.
3.把-表示成θ+2kπ(k∈Z)的形式,使|θ|最小的θ值是(  )
A.- B.-2π C.π D.-π
答案 A
解析 ∵-=-2π+
=2×(-1)π+,
∴θ=-.
4.sin π等于(  )
A. B. C.- D.-
答案 A
解析 sin =sin=sin =.
5.函数y=+的定义域是(  )
A.(2kπ,2kπ+π),k∈Z
B.,k∈Z
C.,k∈Z
D.[2kπ,2kπ+π],k∈Z
答案 B
解析 由sin x≥0,-cos x≥0,
得x为第二象限角或终边在y轴正半轴上的角或终边在x轴负半轴上的角,
所以2kπ+≤x≤2kπ+π,k∈Z.
6.若α是第三象限角且cos α=-,则sin α=________,tan α=________.
答案  - 
解析 ∵α是第三象限角且cos α=-,
∴sin α=-=-;
∴tan α==.
7.若420°角的终边所在直线上有一点(-4,a),则a的值为________.
答案 -4
解析 由三角函数定义知,tan 420°=-,
又tan 420°=tan(360°+60°)=tan 60°=,
∴-=,∴a=-4.
8.化简:cos2+cos2=________.
答案 1
解析 原式=sin2+cos2
=sin2+cos2=1.
9.已知f?(x)=.
(1)化简f?(x);
(2)当x=时,求f?(x)的值;
(3)若f?(x)=1,求的值.
解 (1)f?(x)==tan x.
(2)当x=时,f?(x)=tan =.
(3)若f?(x)=1,则tan x=1,
所以==-=-1.
10.如图,已知扇形AOB的圆心角为120°,半径长为6,求:
(1)的长;
(2)弓形(阴影部分)的面积.
解 (1)∵120°==,∴=6×=4π,
∴的长为4π.
(2)过点O作OD⊥AB于点D,则D为AB的中点,
AB=2BD=2·OB·cos 30°=2×6×=6.
OD=OB·sin 30°=6×=3.
∵S扇形AOB=·OB=×4π×6=12π,
S△OAB=·AB·OD=×6×3=9.
∴S弓形=S扇形AOB-S△OAB=12π-9.
∴弓形的面积为12π-9.
11.下列说法中错误的是(  )
A.若0<α<,则sin αB.若α为第二象限角,则为第一象限角或第三象限角
C.若角α的终边过点P(3k,4k)(k≠0),则sin α=
D.若扇形的周长为6,半径为2,则其圆心角的大小为1弧度
答案 C
解析 若0<α<,则sin α若α为第二象限角,则2kπ+<α<2kπ+π,k∈Z.所以kπ+<若角α的终边过点P(3k,4k)(k≠0),则sin α==,不一定等于,故C中说法错误;
若扇形的周长为6,半径为2,则弧长为6-2×2=2,故其圆心角的大小为=1(弧度),故D中说法正确,故选C.
12.《九章算术》是我国古代数学成就的杰出代表作,其中《方田》章给出计算弧田面积所用的经验公式为:弧田面积=(弦×矢+矢2),弧田(如图)由圆弧和其所对弦所围成,公式中“弦”指圆弧所对弦长,“矢”等于半径长与圆心到弦的距离之差,现有圆心角为,半径等于4米的弧田,按照上述经验公式计算所得弧田面积约是(≈1.73)(  )
A.6平方米 B.9平方米
C.12平方米 D.15平方米
答案 B
解析 由题意可得,∠AOB=,OA=4米,在Rt△AOD中,可得∠AOD=,∠DAO=,OD=AO=×4=2(米),可得,矢=4-2=2(米),由AD=AO·sin =4×=2(米),可得,弦=2AD=2×2=4(米),所以,弧田面积=(弦×矢+矢2)=(4×2+22)=4+2≈9(平方米).
13.若θ是△ABC的一个内角,且sin θcos θ=-,则sin θ-cos θ的值为(  )
A.- B. C.- D.
答案 D
解析 由题意知θ∈,所以sin θ-cos θ>0,
sin θ-cos θ=
==,故选D.
14.计算:cos +cos +cos +cos +cos +cos =________.
答案 0
解析 原式=cos +cos +cos +cos+cos+cos
=cos +cos +cos -cos -cos -cos =0.
15.若sin α+cos α=1,则sinnα+cosnα(n∈N+)的值为________.
答案 1
解析 ∵sin α+cos α=1,∴(sin α+cos α)2=1,
又sin2α+cos2α=1,
∴sin αcos α=0,∴sin α=0或cos α=0.
当sin α=0时,cos α=1,
此时有sinnα+cosnα=1;
当cos α=0时,sin α=1,也有sinnα+cosnα=1,
∴sinnα+cosnα=1.
16.证明:sin α(1+tan α)+cos α=+.
证明 左边=sin α+cos α
=sin α++cos α+
=+=+=右边.
即原等式成立.
再练一课(范围:7.3.2~7.3.3)
1.若y=sin x是减函数,y=cos x是增函数,那么角x在(  )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
答案 C
2.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=sin D.y=cos
答案 A
解析 因为函数周期为π,所以排除C,D.又因为y=cos=-sin 2x在上为增函数,故B不符合.故选A.
3.下列函数中,图像的一部分如图所示的是(  )
A.y=sin B.y=sin
C.y=cos D.y=cos
答案 D
解析 由题图知T=4×=π,
∴ω==2.
又x=时,y=1,
经验证,只有D项解析式符合题目要求.
4.把函数y=sin x(x∈R)的图像上所有的点向左平移个单位,再把所得图像上所有点的横坐标缩短到原来的(纵坐标不变),得到的图像所表示的函数是(  )
A.y=sin,x∈R B.y=sin,x∈R
C.y=sin,x∈R D.y=sin,x∈R
答案 C
解析 把函数y=sin x的图像上所有的点向左平移个单位后得到函数y=sin的图像,再把所得图像上所有的点的横坐标缩短到原来的(纵坐标不变),得到函数y=sin的图像.
5.若函数y=sin(x+φ)的一个对称中心为,则函数y=cos(x+φ)的一条对称轴为(  )
A.x=- B.x= C.x= D.x=
答案 B
解析 ∵函数y=sin(x+φ)的对称中心和y=cos(x+φ)的对称轴在一条直线上,
∴若y=sin(x+φ)的对称中心为,
则函数y=cos(x+φ)的一条对称轴为x=.
6.若函数f?(x)=2sin的最小正周期为T,且T∈(1,4),则正整数ω的最大值为________.
答案 6
解析 ∵T=,1<<4,则<ω<2π.ω为正整数,
∴ω的最大值是6.
7.已知函数f?(x)=cos,则f?(x)的最小正周期是________;f?(x)的对称中心是________.
答案 4π ,k∈Z
解析 由f?(x)=cos,得T==4π;令+=kπ+,k∈Z,求得x=2kπ+,k∈Z,可得f?(x)的对称中心是,k∈Z.
8.函数y=sin x的定义域为[a,b],值域为,则b-a的最大值与最小值之和为________.
答案 2π
解析 由图可知,
b-a的最大值为-=,
b-a的最小值为-=.
所以最大值与最小值之和为+=2π.
9.已知函数f?(x)=Asin(ωx+φ),x∈R的图像与x轴的交点中,相邻两个交点的距离为,且图像上一个最低点为M.
(1)求f?(x)的解析式;
(2)若x∈,求f?(x)的取值范围.
解 (1)由最低点M,得A=2.
∵在x轴上两相邻交点之间的距离为,
故=,即T=π,ω===2.
由点M在图像上得
2sin=-2,即sin=-1,
故+φ=2kπ-(k∈Z),
∴φ=2kπ-(k∈Z).
又φ∈,∴φ=.故f?(x)=2sin.
(2)∵x∈,∴2x+∈,
当2x+=-,即x=-时,
f?(x)min=2sin=-,
当2x+=,即x=时,f?(x)max=2sin =2.
∴f?(x)的取值范围是[-,2].
10.已知函数f?(x)=sin(2x+φ),φ∈(0,π),且f?(x)的图像关于x=对称.
(1)求f?(x);
(2)将f?(x)的图像上所有点向左平移m(m>0)个单位,得到y=g(x)的图像,若y=g(x)的图像关于点对称,求当m取最小值时,函数y=g(x)的单调递增区间.
解 (1)依题意有2x+φ=+kπ,k∈Z.
代入x=有+φ=+kπ,k∈Z,
∴φ=+kπ,k∈Z,
又φ∈(0,π),
∴φ=,
∴f?(x)=sin.
(2)将y=f?(x)向左平移m(m>0)个单位,
得到y=g(x)=sin.
∵y=g(x)的图像关于点对称,
∴sin=0,
∴+2m=kπ,k∈Z,
∴m=-,k∈Z,
∵m>0,
∴当k=1时,m有最小值.
∴g(x)=sin.
由-+2kπ≤2x+≤+2kπ,k∈Z,得,k∈Z.
∴函数的单调递增区间是,k∈Z.
11.函数f?(x)=2sin(ω>0)的图像在[0,1]上恰有两个最大值点,则ω的取值范围为(  )
A.[2π,4π] B.
C. D.
答案 C
解析 由题意得ω+≥,ω+<,
∴≤ω<,故选C.
12.已知函数f?(x)=cos(x∈R,ω>0)的最小正周期为,要得到函数g(x)=sin ωx的图像只需将y=f?(x)的图像(  )
A.向左平移个单位 B.向右平移个单位
C.向左平移个单位 D.向右平移个单位
答案 D
解析 由题意得,ω==4,
f?(x)=cos=sin=sin=sin.
g(x)=sin 4x,
∴将y=f?(x)向右平移个单位即可得到
y=g(x)的图像,故选D.
13.在(0,2π)内使sin x>|cos x|的x的取值范围是(  )
A. B.∪
C. D.
答案 A
解析 ∵sin x>|cos x|,
∴sin x>0,
∴x∈(0,π),在同一坐标系中画出y=sin x,x∈(0,π)与y=|cos x|,x∈(0,π)的图像,
观察图像易得x∈.
14.函数y=cos(2x+φ)(-π≤φ<π)的图像向右平移个单位后,与函数y=sin的图像重合,则φ=________.
答案 
解析 将y=sin的图像向左平移个单位,得到y=sin=sin=cos.由题意知y=cos(2x+φ)(-π≤φ<π)与y=cos重合,故φ=.
15.已知奇函数f?(x)在[-1,0]上单调递减,α,β为锐角三角形两内角,则(  )
A.f?(cos α)>f?(cos β) B.f?(sin α)>f?(sin β)
C.f?(sin α)>f?(cos β) D.f?(sin α)答案 D
解析 由题意,得α+β>,
∴>α>-β>0,
∴sin α>sin,
即1>sin α>cos β>0,
∴-1<-sin α<-cos β<0.
∵奇函数f?(x)在[-1,0]上单调递减,
∴f?(-sin α)>f?(-cos β),
∴-f?(sin α)>-f?(cos β),
∴f?(sin α)16.已知函数f?(x)=2sin,求f?(0)+f?(1)+f?(2)+f?(3)+…+f?(2 021)的值.
解 根据题意f?(x)=2sin为周期函数且T==4,
又f?(0)=2sin =,
f?(1)=2sin=1,
f?(2)=2sin=-,
f?(3)=2sin=-1.
所以f?(0)+f?(1)+f?(2)+f?(3)=0,
又2 022=505×4+2,
∴f?(0)+f?(1)+f?(2)+f?(3)+…+f?(2 021)
=505[f?(0)+f?(1)+f?(2)+f?(3)]+f?(0)+f?(1)
=+1.
微专题1 三角函数中的最值问题
三角函数的最值问题是三角函数的基本内容,它对三角函数的恒等变形及综合应用要求较高,解决该类问题的基本途径一方面是自身的特殊性(如有界性等),另一方面可转化为所熟知的函数最值问题.
一、y=Asin(ωx+φ)+B型的最值问题
例1 y=3sin在区间上的值域是________.
答案 
解析 ∵x∈,∴2x-∈,
∴sin∈,
∴y∈.
故该函数的值域为.
反思感悟 化为y=Asin(ωx+φ)+B的形式求最值时,特别注意自变量的取值范围对最大值、最小值的影响,可通过比较闭区间端点的取值与最高点、最低点的取值来确定函数的最值.也可以利用y=sin x的图像找最值.
二、可化为y=f?(sin x)型的最值问题
例2 函数y=2cos2x+2sin x-1的最大值为(  )
A. B.1 C. D.2
答案 C
解析 y=2cos2x+2sin x-1=2(1-sin2x)+2sin x-1=-2sin2x+2sin x+1,
设t=sin x,则-1≤t≤1,
所以原函数可以化为
y=-2t2+2t+1=-22+,
所以当t=时,函数y取得最大值为.故选C.
反思感悟 可化为y=f?(sin x)型三角函数的最值或值域,也可通过换元法转为其他函数的最值或值域.
三、函数图像平移距离的最小值问题
例3 将函数f?(x)=sin 4x图像上所有点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),再将它的图像向左平移φ(φ>0)个单位,得到了一个偶函数的图像,则φ的最小值为(  )
A. B. C. D.
答案 D
解析 伸长后得y=sin 2x,平移后得y=sin[2(x+φ)]=sin(2x+2φ),该函数为偶函数,则只要2φ=kπ+(k∈Z),即φ=+(k∈Z),取k=0,得φ的最小值为.故选D.
反思感悟 函数图像平移后函数解析式发生了变化,解题时首先确定函数图像平移后的解析式,再根据新函数具备的性质求出平移距离的通解,再从通解中确定其最小值.
四、由三角函数的值域,求定义域中参数的最值
例4 已知函数f?(x)=sin,其中x∈,若f?(x)的值域是,则实数a的取值范围是________.
答案 
解析 令t=x+,∵x∈,
∴t∈.
∴函数y=sin t,t∈的值域为,作出y=sin t的图像.
图中点A的坐标为,
所以≤a+≤,即≤a≤π.
反思感悟 由值域求定义域,充分利用正余弦函数的图像,要用整体代换、换元思想,转换成最简单的正弦、余弦曲线.
五、求ω的最值问题
例5 (1)已知函数f?(x)=2cos-1(ω>0)的图像向左平移个单位后与原图像重合,则ω的最小值是(  )
A.3 B. C. D.
答案 B
解析 依题意知,=k·T,k∈N+,
∴=k·,k∈N+,
∴ω=k,k∈N+,
∴ω的最小值为.
(2)先将函数f?(x)=sin x的图像上的各点向左平移个单位,再将各点的横坐标变为原来的(其中ω∈N+且纵坐标不变),得到函数g(x)的图像,若g(x)在区间上单调递增,则ω的最大值为________.
答案 9
解析 由题意易知g(x)=sin在区间上单调递增,
所以有k∈Z,即12k-4≤ω≤8k+,k∈Z.
由12k-4≤8k+可得k≤,当k=1时,ω∈,
所以正整数ω的最大值为9.
反思感悟 已知三角函数在某区间递增(减)求ω的范围,一般先求函数的递增(减)区间,再利用已知区间是递增(减)区间的子集,列关于ω的不等式求范围或最值.
课件16张PPT。微专题1 三角函数中的最值问题第七章 三角函数三角函数的最值问题是三角函数的基本内容,它对三角函数的恒等变形及综合应用要求较高,解决该类问题的基本途径一方面是自身的特殊性(如有界性等),另一方面可转化为所熟知的函数最值问题.一、y=Asin(ωx+φ)+B型的最值问题化为y=Asin(ωx+φ)+B的形式求最值时,特别注意自变量的取值范围对最大值、最小值的影响,可通过比较闭区间端点的取值与最高点、最低点的取值来确定函数的最值.也可以利用y=sin x的图像找最值.二、可化为y=f?(sin x)型的最值问题例2 函数y=2cos2x+2sin x-1的最大值为√解析 y=2cos2x+2sin x-1=2(1-sin2x)+2sin x-1=-2sin2x+2sin x+1,
设t=sin x,则-1≤t≤1,
所以原函数可以化为可化为y=f?(sin x)型三角函数的最值或值域,也可通过换元法转为其他函数的最值或值域.三、函数图像平移距离的最小值问题例3 将函数f?(x)=sin 4x图像上所有点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),再将它的图像向左平移φ(φ>0)个单位,得到了一个偶函数的图像,则φ的最小值为√解析 伸长后得y=sin 2x,平移后得y=sin[2(x+φ)]=sin(2x+2φ),函数图像平移后函数解析式发生了变化,解题时首先确定函数图像平移后的解析式,再根据新函数具备的性质求出平移距离的通解,再从通解中确定其最小值.四、由三角函数的值域,求定义域中参数的最值由值域求定义域,充分利用正余弦函数的图像,要用整体代换、换元思想,转换成最简单的正弦、余弦曲线.√五、求ω的最值问题9所以正整数ω的最大值为9.已知三角函数在某区间递增(减)求ω的范围,一般先求函数的递增(减)区间,再利用已知区间是递增(减)区间的子集,列关于ω的不等式求范围或最值.本课结束