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突破1.4
三角函数的图像与性质
一、考情分析
二、经验分享
【知识点1
正弦曲线、余弦曲线】
1.定义:正弦函数和余弦函数的图象分别叫做正弦曲线和余弦曲线。
2.图象
【知识点2
正弦函数、余弦函数的图象和性质】
函数
正弦函数y=sinx
余弦函数y=cosx
定义域
R
R
值域
[-1,1]
[-1,1]
奇偶性
奇函数
偶函数
周期性
最小正周期
最小正周期
单调区间k∈Z
增区间减区间
增区间减区间
最值点k∈Z
最大值点最小值点
最大值点最小值点
对称中心k∈Z
对称轴k∈Z
【知识点3
正弦型函数和余弦型复合函数的性质】
函数与函数可看作是由正弦函数,余弦函数复合而成的复合函数,因此它们的性质可由正弦函数,余弦函数类似地得到:
定义域:;
(2)值域:;
(3)单调区间
求形如与函数的函数的单调区间可以通过解不等式的方法去解答,即把视为一个“整体”,分别与正弦函数,余弦函数的单调递增(减)区间对应解出,即为所求的单调递增(减)区间.
比如:由解出的范围所得区间即为增区间,
由
解出的范围,所得区间即为减区间.
奇偶性
正弦型函数和余弦型函数不一定具备奇偶性.
①对于函数,当时为奇函数,当时为偶函数;
②对于函数,当时为偶函数,当时为奇函数.
周期
函数及函数的周期与解析式中自变量的系数有关,其周期为.
(6)对称轴和对称中心
与正弦函数比较可知,当时,函数取得最大值(或最小值),因此函数的对称轴由解出,其对称中心的横坐标,即对称中心为.
同理,的对称轴由解出,对称中心的横坐标由解出.
【知识点4
正切函数的图象】
正切函数,且的图象,称“正切曲线”
1.定义域:,
2.值域:R
由正切函数的图象可知,当且无限接近于时,无限增大,记作(趋向于正无穷大);当,无限减小,记作(趋向于负无穷大).也可以从单位圆上的正切线来考虑.因此可以取任何实数值,但没有最大值和最小值.称直线为正切函数的渐进线.
3.周期性:正切函数是周期函数,最小正周期是
4.奇偶性:正切函数是奇函数,即.
【知识点5
正切型复合函数的性质】
1.定义域:将“”视为一个“整体”.令解得.
2.
值域:
3.单调区间:(1)把“”视为一个“整体”;(2)时,函数单调性与的相同(反);(3)解不等式,得出范围.
特别注意:若,一般先用诱导公式化为,使的系数为正值,然后求单调区间.
4.奇偶性:当时为奇函数,否则,不具备奇偶性.
5.周期:最小正周期为.
三、题型分析
(一)
求正弦函数
余弦函数以及正切函数的定义域
例1.(2019·浙江高一期中)函数的定义域是( )
A.
B.
C.
D.
例2.(2019秋?安福县校级期中)函数的定义域为
.
【变式训练1】.(2019·山西省长治市第二中学校高一期中)函数的定义域为___________________
【变式训练2】.(2018·福建高一月考)函数的定义域为(
)
A.B.
C.D.
(二)
求正弦函数
余弦函数以及正切函数的值域
例3.(2019·黑龙江鹤岗一中高一期末(文))在上,满足的的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
例4.设为常数,且,则函数的最大值为(
)
A.
B.
C.
D.
【变式训练1】.(2019·宁夏高一期末)函数的最大值为,最小值为,则的最小正周期为______.
【变式训练2】.(2018·北京高一期末)已知函数
若点在角的终边上,求:和的值;
若,求的值域.
【变式训练3】.(2019·济南市历城第二中学高一期中)已知函数.
(1)求函数得单调增区间;
(2)求函数在区间的最值.
(三)
求正弦函数
余弦函数以及正切函数的单调性
例5.函数的单调递增区间是______.
例6.(2019·浙江高一期末)函数的最小正周期为_____;单调递增区间为_______.
【变式训练1】.(2018·浙江高一期中)函数的定义域为_______,值域为_______.
【变式训练2】.(2019·宁夏高一期末)函数的单调减区间为(
)
A.B.
C.D.
【变式训练3】.若函数的最大值为,最小值为.
(1)求,的值;
(2)求函数取得最大值时的的值;
(3)请写出函数的图象的对称轴.
(四)
五点法画函数图像
例7.(2018·内蒙古一机一中高一月考(理))已知函数
(1)用五点法作出函数的简图;
(2)写出函数的值域与单调区间.
【变式训练1】.已知函数.
(1)求函数的最小正周期及其单调递减区间;
(2)用“五点法”画出函数在上的图象(列表并作图),由图象研究并写出的图象在区间上的对称轴和对称中心.
(五)求正弦函数
余弦函数以及正切函数的周期
例8.(2019·北京高考模拟)已知函数在上有最大值,没有最小值,则的取值范围为____.
例9.(2019·浙江高二期中)设函数,则函数的最小正周期为______;单调递增区间为______.
例10.(2019·永昌县第四中学高一期末)函数的最小正周期是(
)
A.
B.
C.
D.
【变式训练1】.(2019·湖南武冈市第一中学高一期中)下列函数中,最小正周期为的是(
)
A.
B.
C.
D.
【变式训练2】.(2019·广东高一期末)下列函数中,最小正周期为的是(
)
A.
B.
C.
D.
(六)奇偶性
对称轴与对称中心
例11.(2019·江西省奉新县第一中学高三月考(理))函数在其定义域上是(
)
A.奇函数
B.偶函数
C.既非奇函数也非偶函数
D.不能确定
例12.(2019·天水市第一中学高一期末(文))函数图像的一条对称轴方程为()
A.
B.
C.
D.
【变式训练1】.(2019·云南高一期末)已知函数,则下列结论不正确的是(
)
A.是的一个周期
B.
C.的值域为R
D.的图象关于点对称
【变式训练2】.(2019·湖南高一期末)函数图像的一个对称中心是(
)
A.
B.
C.
D.
【变式训练3】.(2019·辽宁高一期中)函数的图象的一个对称中心是(
)
A.
B.
C.
D.
(七)求正弦函数
余弦函数以及正切函数的综合应用
例13.(2019·山西高一期中)函数是(
)
A.最小正周期为的偶函数
B.最小正周期为的偶函数
C.最小正周期为的奇函数
D.最小正周期为的奇函数
例14.已知函数.
(1)求函数的最大值以及相应的x的取值集合;
(2)若直线是函数的图像的对称轴,求实数m的值.
【变式训练1】.(2016·天津高一期末)给出下列五个命题:
①函数的一条对称轴是;
②函数的图象关于点(,0)对称;
③正弦函数在第一象限为增函数;
④若,则,其中;
⑤函数的图像与直线有且仅有两个不同的交点,则的取值范围为.
以上五个命题中正确的有
(填写所有正确命题的序号)
【变式训练2】.已知函数的最小正周期是,则______,若,则______
.
四、迁移应用
1.(2019春?南湖区校级月考)已知函数的定义域为
.
2.(2019秋?黄冈期末)函数的定义域是
.
3.(2019秋?射阳县校级期中)函数,,的值域
.
4(2019春?淄博校级月考)函数的值域为
.
5.(2019?上城区校级模拟)设函数,且以为最小正周期.
(1)求的解析式;
(2)求的对称轴方程及单调递增区间.
6.(2018秋?嘉兴期末)已知函数的最小值为1.
(Ⅰ)求的值及取此最小值时的值;
(Ⅱ)求函数的最小正周期和单调递增区间.
7.(2019春?郑州期末)已知函数,的最小正周期为.
(Ⅰ)求;
(Ⅱ)在给定的平面直角坐标系中,画出函数在区间,上的图象.
8.判断下列函数的奇偶性:
(1);
(2);
(3).
9.判断下列函数的奇偶性.
(1);
(2).
10.求单调性对称轴对称中心.
11.变式训练1:求函数的对称轴,对称中心
(1);
(2).
12.(2018秋?嘉兴期末)已知函数的最小值为1.
(Ⅰ)求的值及取此最小值时的值;
(Ⅱ)求函数的最小正周期和单调递增区间.
13.(2019春?靖远县期末)已知函数.
(1)求的单调递增区间;
(2)求不等式的解集.
14.(2019秋?福建月考)已知函数,
(1)求函数的单调区间.
(2)求函数在区间上的最小值和最大值,并求出取得最值时的值.
15.已知函数的定义域为,,值域为,.
(1)求实数,的值;
(2)求函数的最小值并求出对应的集合.
16.已知函数,.
(1)当时,求函数的最大值;
(2)对于区间,上的任意,都有成立,求实数的取值范围.
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三角函数的图像与性质
一、考情分析
二、经验分享
【知识点1
正弦曲线、余弦曲线】
1.定义:正弦函数和余弦函数的图象分别叫做正弦曲线和余弦曲线。
2.图象
【知识点2
正弦函数、余弦函数的图象和性质】
函数
正弦函数y=sinx
余弦函数y=cosx
定义域
R
R
值域
[-1,1]
[-1,1]
奇偶性
奇函数
偶函数
周期性
最小正周期
最小正周期
单调区间k∈Z
增区间减区间
增区间减区间
最值点k∈Z
最大值点最小值点
最大值点最小值点
对称中心k∈Z
对称轴k∈Z
【知识点3
正弦型函数和余弦型复合函数的性质】
函数与函数可看作是由正弦函数,余弦函数复合而成的复合函数,因此它们的性质可由正弦函数,余弦函数类似地得到:
定义域:;
(2)值域:;
(3)单调区间
求形如与函数的函数的单调区间可以通过解不等式的方法去解答,即把视为一个“整体”,分别与正弦函数,余弦函数的单调递增(减)区间对应解出,即为所求的单调递增(减)区间.
比如:由解出的范围所得区间即为增区间,
由
解出的范围,所得区间即为减区间.
奇偶性
正弦型函数和余弦型函数不一定具备奇偶性.
①对于函数,当时为奇函数,当时为偶函数;
②对于函数,当时为偶函数,当时为奇函数.
周期
函数及函数的周期与解析式中自变量的系数有关,其周期为.
(6)对称轴和对称中心
与正弦函数比较可知,当时,函数取得最大值(或最小值),因此函数的对称轴由解出,其对称中心的横坐标,即对称中心为.
同理,的对称轴由解出,对称中心的横坐标由解出.
【知识点4
正切函数的图象】
正切函数,且的图象,称“正切曲线”
1.定义域:,
2.值域:R
由正切函数的图象可知,当且无限接近于时,无限增大,记作(趋向于正无穷大);当,无限减小,记作(趋向于负无穷大).也可以从单位圆上的正切线来考虑.因此可以取任何实数值,但没有最大值和最小值.称直线为正切函数的渐进线.
3.周期性:正切函数是周期函数,最小正周期是
4.奇偶性:正切函数是奇函数,即.
【知识点5
正切型复合函数的性质】
1.定义域:将“”视为一个“整体”.令解得.
2.
值域:
3.单调区间:(1)把“”视为一个“整体”;(2)时,函数单调性与的相同(反);(3)解不等式,得出范围.
特别注意:若,一般先用诱导公式化为,使的系数为正值,然后求单调区间.
4.奇偶性:当时为奇函数,否则,不具备奇偶性.
5.周期:最小正周期为.
三、题型分析
(一)
求正弦函数
余弦函数以及正切函数的定义域
例1.(2019·浙江高一期中)函数的定义域是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】
令x+(k∈Z),
解得:x(k∈Z),
故函数的定义域为{x|x,k∈Z}
例2.(2019秋?安福县校级期中)函数的定义域为
.
【分析】由题意可得
,化简可得
,由此求出x的范围,即得函数的定义域.
【答案】解:∵函数,∴,即
.
化简可得
,解得﹣<x<.
故函数的定义域为(﹣,),故答案为(﹣,).
【点睛】本题主要考查求余弦函数的定义域和值域,求对数函数的定义域,属于基础题.
【变式训练1】.(2019·山西省长治市第二中学校高一期中)函数的定义域为___________________
【答案】.
【解析】
由于正切函数为,
解不等式,得,
因此,函数的定义域为,
故答案为:.
【变式训练2】.(2018·福建高一月考)函数的定义域为(
)
A.B.
C.D.
【答案】D
【解析】要使函数有意义,则2sin(π﹣2x)﹣1≥0,即sin2x≥,
则2kπ+≤2x≤2kπ+,k∈Z,则kπ+≤x≤kπ+,k∈Z,
即函数的定义域为.故选:D.
(二)
求正弦函数
余弦函数以及正切函数的值域
例3.(2019·黑龙江鹤岗一中高一期末(文))在上,满足的的取值范围是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】∵[0,2π]上,满足sinx,结合正弦函数图象可知x的取值范围:x.故选:D.
例4.设为常数,且,则函数的最大值为(
)
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】,
,又,所以最大值在是时取到,
综上所述,故选.
【变式训练1】.(2019·宁夏高一期末)函数的最大值为,最小值为,则的最小正周期为______.
【答案】
【解析】
令,所以,由于,所以在上单调递减,即有,解得,
,故最小正周期为.
【变式训练2】.(2018·北京高一期末)已知函数
若点在角的终边上,求:和的值;
若,求的值域.
【答案】(1)
,
-
(2)
[-1,2]
【解析】
(1)因为点P(1,-)在角的终边上,所以sin=,cos=.
所以f(-)=2
sin(-+)=2
sin=2×(-)=-.
(2)令t=x+,则原函数化为g(t)=2
sint.
因为x[,],所以≤t≤,
注意到y=sin
t在[,]单增,在[,]单减,
且ymax=g()=2
sin=2,
而g()=2
sin()=-1,g()=2
sin()=2×=>-1,
即f(x)的值域为[-1,2].
【变式训练3】.(2019·济南市历城第二中学高一期中)已知函数.
(1)求函数得单调增区间;
(2)求函数在区间的最值.
【答案】(1)
.
(2)
,.
【解析】
(1)由,得
∴的单调区间是.
(2)∵,则,,
∴,.
(三)
求正弦函数
余弦函数以及正切函数的单调性
例5.函数的单调递增区间是______.
【答案】
【解析】
令,解得
.
例6.(2019·浙江高一期末)函数的最小正周期为_____;单调递增区间为_______.
【答案】
【解析】
因为,所以,
因为,
所以增区间为
【变式训练1】.(2018·浙江高一期中)函数的定义域为_______,值域为_______.
【答案】
【解析】
由题意,可知,根据正弦函数图象,得,即函数的定义域为,此时,则函数的值域为,从而问题可得解.
【变式训练2】.(2019·宁夏高一期末)函数的单调减区间为(
)
A.B.
C.D.
【答案】A
【解析】的单调减区间为,
,解得
函数的单调减区间为.故选A.
【变式训练3】.若函数的最大值为,最小值为.
(1)求,的值;
(2)求函数取得最大值时的的值;
(3)请写出函数的图象的对称轴.
【答案】(1)当时,,当时,
;(2);(3).
【解析】
(1)因为,
所以当时,有解得
当时,有解得
(2)由(1)知,所以函数,所以当时,函数取得最大值.
(3)函数,所以其图象的对称轴方程为.
(四)
五点法画函数图像
例7.(2018·内蒙古一机一中高一月考(理))已知函数
(1)用五点法作出函数的简图;
(2)写出函数的值域与单调区间.
【答案】(1)
(2)值域为,函数的单调增区间为:(),减区间为:()
【解析】
(1)列表如下:
0
3
5
3
1
3
简图如下:
(2)由上图可知函数的值域,
当,即当时为增函数.
当,即当时为减函数.
函数的单调增区间为:(),减区间为:()
【变式训练1】.已知函数.
(1)求函数的最小正周期及其单调递减区间;
(2)用“五点法”画出函数在上的图象(列表并作图),由图象研究并写出的图象在区间上的对称轴和对称中心.
【答案】(1)
最小正周期;单调递减区间为.
(2)列表及图象见解析;对称中心,无对称轴.
【解析】
(1)最小正周期.由,
得,
∴函数的单调递减区间为.
(2)列表如下,
0
0
0
2
0
从图象上可以直观看出,函数的图象在区间上有—个对称中心,无对称轴.
(五)求正弦函数
余弦函数以及正切函数的周期
例8.(2019·北京高考模拟)已知函数在上有最大值,没有最小值,则的取值范围为____.
【答案】
【解析】
因为函数在上有最大值,没有最小值,
所以,只需,
解得.
故答案为
例9.(2019·浙江高二期中)设函数,则函数的最小正周期为______;单调递增区间为______.
【答案】
【解析】
,,
由,,
得,,
故答案为:(1).
(2).
例10.(2019·永昌县第四中学高一期末)函数的最小正周期是(
)
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】
由题意可知,函数的最小正周期,故选:D.
【变式训练1】.(2019·湖南武冈市第一中学高一期中)下列函数中,最小正周期为的是(
)
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
A选项,函数的最小正周期为,所以该选项错误;
B选项,根据函数的图像得函数的最小正周期为,所以该选项正确;
C选项,函数的最小正周期为,所以该选项错误;
D选项,函数的最小正周期为,所以该选项错误.
故选:B
【变式训练2】.(2019·广东高一期末)下列函数中,最小正周期为的是(
)
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】
对于选项A,
的最小正周期为,
对于选项B,
的最小正周期为,
对于选项C,
的最小正周期为,
对于选项D,
的最小正周期为,
故选D.
(六)奇偶性
对称轴与对称中心
例11.(2019·江西省奉新县第一中学高三月考(理))函数在其定义域上是(
)
A.奇函数
B.偶函数
C.既非奇函数也非偶函数
D.不能确定
【答案】B
【解析】
函数,此时函数为偶函数,故选:B.
例12.(2019·天水市第一中学高一期末(文))函数图像的一条对称轴方程为()
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
依题意有
解得
故选B
【变式训练1】.(2019·云南高一期末)已知函数,则下列结论不正确的是(
)
A.是的一个周期
B.
C.的值域为R
D.的图象关于点对称
【答案】B
【解析】
A.的最小正周期为,所以是的一个周期,所以该选项正确;
B.
所以该选项是错误的;
C.
的值域为R,所以该选项是正确的;
D.
的图象关于点对称,所以该选项是正确的.
故选:B
【变式训练2】.(2019·湖南高一期末)函数图像的一个对称中心是(
)
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
由题得,
所以,
所以图像的对称中心是.
当k=1时,函数的对称中心为.
故选:B
【变式训练3】.(2019·辽宁高一期中)函数的图象的一个对称中心是(
)
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】
由正切函数的对称中心可以推出对称中心的横坐标满足
,带入四个选项中可知,当时,.
故是图像的一个对称中心,选A.
(七)求正弦函数
余弦函数以及正切函数的综合应用
例13.(2019·山西高一期中)函数是(
)
A.最小正周期为的偶函数
B.最小正周期为的偶函数
C.最小正周期为的奇函数
D.最小正周期为的奇函数
【答案】A
【解析】
,,所以函数最小正周期为,是偶函数,因此本题选A.
例14.已知函数.
(1)求函数的最大值以及相应的x的取值集合;
(2)若直线是函数的图像的对称轴,求实数m的值.
【答案】(1)的最大值为2,x的取值集合为(2)
【解析】
(1)∵,
∴的最大值为2,此时,
∴所求x的取值集合为.
(2)令,则.
∵直线是函数的图像的对称轴,
∴.
【变式训练1】.(2016·天津高一期末)给出下列五个命题:
①函数的一条对称轴是;
②函数的图象关于点(,0)对称;
③正弦函数在第一象限为增函数;
④若,则,其中;
⑤函数的图像与直线有且仅有两个不同的交点,则的取值范围为.
以上五个命题中正确的有
(填写所有正确命题的序号)
【答案】①②⑤
【解析】
①将代入可得函数最大值,为函数对称轴;②函数的图象关于点对称,包括点;③,③错误;④利用诱导公式,可得不同于的表达式;⑤对进行讨论,利用正弦函数图象,得出函数与直线仅有有两个不同的交点,则.故本题答案应填①②⑤.
【变式训练2】.已知函数的最小正周期是,则______,若,则______
.
【答案】
【解析】
根据周期的公式,所以,
则:,
四、迁移应用
1.(2019春?南湖区校级月考)已知函数的定义域为
.
【分析】根据根式满足的条件,解三角不等式即可.
【答案】解:∵2sin(2x﹣)﹣1≥0?sin(2x﹣)≥,
∴2kπ+≤2x﹣≤2kπ+,k∈Z,
∴kπ+≤x≤kπ+,k∈Z.
故答案是{x|kπ+≤x≤kπ+,k∈Z}
【点睛】本题考查函数的定义域及其求法,解三角不等式.
2.(2019秋?黄冈期末)函数的定义域是
.
【分析】由题意可得
sinx≥0,cosx≥0,故2kπ+0≤x≤2kπ+,k∈z,解出x的范围,即得所求.
【答案】解:由题意可得
sinx≥0,cosx≥0,∴2kπ+0≤x≤2kπ+,k∈z,
故函数的定义域为(2kπ,2kπ+
),k∈z,
故答案为:(2kπ,2kπ+
),k∈z.
【点睛】本题考查求函数的定义域,以及三角函数在各个象限中的符号,得到2kπ+0≤x≤2kπ+,k∈z,是解题的关键,属于基础题.
3.(2019秋?射阳县校级期中)函数,,的值域
.
【分析】根据同角公式化简函数解析式,得到关于sinx的二次函数,根据二次函数的图象和性质,可得函数的值域.
【答案】解:y=2cos2x+3sinx+2=2(1﹣sin2x)+3sinx+2=﹣2(sinx﹣)2+,
x∈[,],
∴sinx∈[,1],
∴当sinx=时,函数f(x)取最大值,
当sinx=或sinx=1时,函数f(x)取最小值5,
故函数f(x)=2cos2x+3sinx+2,x∈[,]的值域为[5,],
故答案为:[5,]
【点睛】此题考查学生灵活运用同角公式化简求值,会利用二次函数的图象及增减性求出函数的值域.做题时注意余弦函数的值域.
4(2019春?淄博校级月考)函数的值域为
.
【分析】先换元t=sinx,t∈[﹣1,1],,利用凑分母分离常数,然后逐一求式子的范围,即可求函数的值域.
【答案】解:令t=sinx,t∈[﹣1,1],
所以:,
∵﹣1≤t≤1,
∴2≤t+3≤4,
∴,
∴,
∴,
函数的值域为.
故答案为:.
【点睛】本题重点考查分式函数求值域问题,用到换元,利用凑分母分离常数.
5.(2019?上城区校级模拟)设函数,且以为最小正周期.
(1)求的解析式;
(2)求的对称轴方程及单调递增区间.
【分析】(1)由题意利用正弦函数的周期性,求得ω的值,可得函数的解析式.
(2)由题意利用正弦函数的图象的对称性,求得它的对称轴方程;再利用正弦函数单调性求得它的单调递增区间.
【答案】解:(1)由于函数,且以为最小正周期,∴=,∴ω=3,
f(x)=3sin(3x+).
(2)令3x+=kπ+,求得x=+,故函数的图象的对称轴方程为
x=+,k∈Z.
令
2kπ﹣≤3x+≤2kπ+,求得﹣≤x≤+,可得函数的增区间为[﹣,+],k∈Z.
【点睛】本题主要考查正弦函数的周期性,正弦函数单调性以及它的图象的对称性,属于基础题.
6.(2018秋?嘉兴期末)已知函数的最小值为1.
(Ⅰ)求的值及取此最小值时的值;
(Ⅱ)求函数的最小正周期和单调递增区间.
【分析】(Ⅰ)由题意利用正弦函数的最值,求出m的值及取此最小值时的x值.
(Ⅱ)利用正弦函数的周期性以及单调性,求得函数f(x)的最小正周期和单调递增区间.
【答案】解:(Ⅰ)函数
f(x)=2sin(2x﹣)+m(m∈R)的最小值为﹣2+m=1,∴m=3.
取取此最小值时,2sin(2x﹣)=﹣1,2x﹣=2kπ﹣,求得x=kπ﹣,k∈Z.
(Ⅱ)由(Ⅰ)可得
f(x)=2sin(2x﹣)+3,它的最小正周期为=π,
令2kπ﹣≤2x﹣≤2kπ+,求得kπ﹣≤x≤kπ+,可得函数的增区间为[kπ﹣,kπ+],k∈Z.
【点睛】本题主要考查正弦函数的最值,周期性以及单调性,属于中档档题.
7.(2019春?郑州期末)已知函数,的最小正周期为.
(Ⅰ)求;
(Ⅱ)在给定的平面直角坐标系中,画出函数在区间,上的图象.
【分析】(1)根据T=,求出周期,得到函数的解析式,代入值计算即可;
(2)利用五点作图法作图即可.
【答案】解:(1)依题意得,T==π,解得ω=2,所以f(x)=sin(2x﹣),
所以
f(π)=sin(2×﹣)=sin(π+)=﹣sin=﹣,
(2)画出函数在区间上的图象如图所示:
【点睛】本题考查了三角函数的周期性质,以及三角函数值的求法和函数图象的做法,属于基础题.
8.判断下列函数的奇偶性:
(1);
(2);
(3).
【分析】求出定义域,判断是否关于原点对称,注意运用诱导公式,定义域化简函数式,再计算f(﹣x),与f(x)比较即可判断其偶性.
【答案】解:(1)定义域为R,f(﹣x)=sin(﹣2x)=﹣sin2x=﹣f(x),
则f(x)为奇函数;
(2)f(x)=sin(+)=﹣cos,
定义域为R,f(﹣x)=﹣cos(﹣)=﹣cos=f(x),
则f(x)为偶函数;
(3)由1﹣cosx≥0且cosx﹣1≥0,则cosx=1,
解得,x=2kπ,k∈Z,则定义域关于原点对称,
由于f(x)=0,则f(﹣x)=f(x),且f(﹣x)=﹣f(x),
则f(x)既是奇函数,也是偶函数.
【点睛】本题考查函数的奇偶性的判断,注意运用定义,考查运算能力,属于基础题.
9.判断下列函数的奇偶性.
(1);
(2).
【分析】(1)容易判断f(x)的定义域包含x=,不包含,即定义域不关于原点对称,从而得出f(x)为非奇非偶函数;
(2)容易得出f(﹣x)=f(x),从而得出f(x)为偶函数.
【答案】解:(1)∵;
∴时,f(x)有意义,时,f(x)没意义;
∴f(x)的定义域关于原点不对称;
∴f(x)为非奇非偶函数;
(2)f(﹣x)=sin4(﹣x)﹣cos4(﹣x)+cos(﹣2x)=sin4x﹣cos4x+cos2x=f(x);
即f(﹣x)=f(x);
∴f(x)为偶函数.
【点睛】考查奇函数、偶函数的定义,奇函数、偶函数定义域的特点.
10.求单调性对称轴对称中心.
【分析】对于函数y=2cos(2x﹣),令2kπ﹣π≤2x﹣≤2kπ,求得x的范围,可得函数的增区间;令2kπ≤2x﹣≤2kπ+π,求得x的范围,可得函数的减区间.令2x﹣=kπ,求得x的值,可得函数的图象的对称中心.
【答案】解:对于y=2cos(﹣2x)=2cos(2x﹣),
令2kπ﹣π≤2x﹣≤2kπ,求得kπ﹣≤x≤kπ+,
可得函数的增区间为[kπ﹣,kπ+],k∈z.
令2kπ≤2x﹣≤2kπ+π,求得kπ+≤x≤kπ+,
可得函数的减区间为[kπ+,kπ+],k∈z.
令2x﹣=kπ,求得x=+,
可得函数的图象的对称中心为(+,0).
【点睛】本题主要考查余弦函数的单调性、余弦函数的图象的对称中心,属于基础题.
11.变式训练1:求函数的对称轴,对称中心
(1);
(2).
【分析】直接根据正余弦函数的图象及性质求解即可.
【答案】解:(1)f(x)=sin(2x+π);
令2x+π=,k∈Z
可得:x=,
∴对称轴方程为:x=,k∈Z
令2x+π=kπ,k∈Z
可得:x=,
∴对称中心(,0).k∈Z
(2)f(x)=2cos(x﹣)+1.
令x﹣=,k∈Z
可得:x=2kπ
∴对称中心(2kπ,1).k∈Z
令x=kπ,k∈Z
可得:x=,
∴对称轴方程为:x=,k∈Z
【点睛】本题考查了正余弦函数的图象及性质的应用.属于基础题.
12.(2018秋?嘉兴期末)已知函数的最小值为1.
(Ⅰ)求的值及取此最小值时的值;
(Ⅱ)求函数的最小正周期和单调递增区间.
【分析】(Ⅰ)由题意利用正弦函数的最值,求出m的值及取此最小值时的x值.
(Ⅱ)利用正弦函数的周期性以及单调性,求得函数f(x)的最小正周期和单调递增区间.
【答案】解:(Ⅰ)函数
f(x)=2sin(2x﹣)+m(m∈R)的最小值为﹣2+m=1,∴m=3.
取取此最小值时,2sin(2x﹣)=﹣1,2x﹣=2kπ﹣,求得x=kπ﹣,k∈Z.
(Ⅱ)由(Ⅰ)可得
f(x)=2sin(2x﹣)+3,它的最小正周期为=π,
令2kπ﹣≤2x﹣≤2kπ+,求得kπ﹣≤x≤kπ+,可得函数的增区间为[kπ﹣,kπ+],k∈Z.
【点睛】本题主要考查正弦函数的最值,周期性以及单调性,属于中档档题.
13.(2019春?靖远县期末)已知函数.
(1)求的单调递增区间;
(2)求不等式的解集.
【分析】(1)根据余弦函数的单调增区间可得,然后解出x的范围即可;
(2)由f(x)>1可得,则,k∈Z,解出x的范围即可.
【答案】解:(1),
由,
∴,
∴f(x)的单调递增区间为;
(2)∵f(x)>1,∴,∴,
∴,k∈Z,
∴,k∈Z,
∴不等式的解集为,k∈Z.
【点睛】本题考查了余弦函数的单调性和解三角不等式,考查了运算能力,属基础题.
14.(2019秋?福建月考)已知函数,
(1)求函数的单调区间.
(2)求函数在区间上的最小值和最大值,并求出取得最值时的值.
【分析】(1)x∈[﹣,]?2x﹣∈[﹣,],利用余弦函数的单调性即可求得f(x)=cos(2x﹣)的单调区间;
(2)利用(1)f(x)=cos(2x﹣)在区间[﹣,]上为增函数,在区间[,]上为减函数,即可求得其最小值和最大值及取得最值时x的值.
【答案】解:(1)∵f(x)=cos(2x﹣),x∈[﹣,],
∴2x﹣∈[﹣,],
由﹣≤2x﹣≤0得:﹣≤x≤,
∴当x∈[﹣,]时,函数f(x)的单调递增区间为[﹣,];
由0≤2x﹣≤得,≤x≤,
∴当x∈[﹣,]时,函数f(x)的单调减区间为[,];
(2)∵f(x)=cos(2x﹣)在区间[﹣,]上为增函数,在区间[,]上为减函数,
又f=0,
f=,
f=cos=﹣cos=﹣1,
∴函数f(x)在区间[﹣,]上的最大值为,此时x=,最小值为﹣1,此时x=.
【点睛】本题考查余弦函数的单调性,考查余弦函数的定义域和值域,考查运算能力,属于中档题.
15.已知函数的定义域为,,值域为,.
(1)求实数,的值;
(2)求函数的最小值并求出对应的集合.
【分析】(1)由x的取值范围,求出2x+的取值范围,从而求出2sin(2x+)的取值范围;讨论a>0、a<0时,函数f(x)的最值问题,从而求出a和b的值.
(2)根据(1)的结论,分两种情况讨论,根据正弦函数的性质即可求出.
【答案】解:(1)∵0≤x≤,
∴≤2x+≤,
∴≤sin(2x+)≤1,
∴﹣1≤2sin(2x+)≤2,
当a>0时,解得a=2,b=﹣7,
当a<0时,,解得a=﹣2,b=1,
(2)当a=2,b=﹣7时,g(x)=﹣8sin(﹣7x﹣)=8sin(7x+),
其最小值为﹣8,7x+=﹣+2kπ,k∈Z,即x=﹣+,k∈Z,对应x的集合为{x|x=﹣+,k∈Z},
当a=﹣2,b=1时,g(x)=﹣8sin(x﹣)=﹣8sin(x﹣),
其最小值为﹣8,x﹣=+2kπ,k∈Z,即x=π+2kπ,k∈Z,对应x的集合为{x|x=π+2kπ,k∈Z}.
【点睛】本题考查了三角函数的图象与应用问题,解题时应根据三角函数的最值与值域的关系,利用分类讨论的方法,求出a和b的值.
16.已知函数,.
(1)当时,求函数的最大值;
(2)对于区间,上的任意,都有成立,求实数的取值范围.
【分析】(1)把a=1代入函数解析式,利用平方关系化正弦为余弦,平方后求最值;
(2)f(x)=sin2x+acosx﹣=,令t=cosx换元,则原函数化为y=.由f(x)≤1,得≤1在t∈(0,1]上成立,分离参数a,由对勾函数的单调性求得g(t)=t+在t∈(0,1]上的最小值,则答案可求.
【答案】解:(1)当a=1时,f(x)=sin2x+cosx﹣
==.
当cosx=时,f(x)取最大值为;
(2)f(x)=sin2x+acosx﹣=,
令t=cosx,∵x∈[0,),∴t=cosx∈(0,1].
则原函数化为y=.
由f(x)≤1,得≤1在t∈(0,1]上成立,
即,也就是a≤t+在t∈(0,1]上成立,
令g(t)=t+,由对勾函数的单调性可得在t∈(0,1]上g(t)的最小值为g(1)=.
∴a.
即实数a的取值范围是(﹣∞,].
【点睛】本题考查三角函数中的恒等变换应用,训练了利用分离参数法求解恒成立问题,考查利用对勾函数的单调性求最值,是中档题.
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精品试卷·第
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