主题1 同角三角函数的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)同角三角函数的基本关系的应用
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.(一题两空)已知-x+cos
x=,则sin
xcos
x=________,sin
x-cos
x=________.
解析:由sin
x+cos
x=,
平方得sin2x+2sin
xcos
x+cos2x=,
即2sin
xcos
x=-,所以sin
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:- -
3.(2019·高考浙江卷)设函数f(x)=sin
x,x∈R.
(1)已知θ∈[0,2π),函数f(x+θ)是偶函数,求θ的值;
(2)求函数y=+的值域.
解:(1)因为f(x+θ)=sin(x+θ)是偶函数,
所以对任意实数x都有sin(x+θ)=sin(-x+θ)
即sin
xcos
θ+cos
xsin
θ=-sin
xcos
θ+cos
xsin
θ,
故2sin
xcos
θ=0,所以cos
θ=0.
又θ∈[0,2π),因此θ=或.
(2)y=+
=sin2+sin2
=+
=1-
=1-cos.
因此函数的值域是.
主题2 三角函数的图象及变换
已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,0<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.
【解】 (1)由题可知T==π,
所以ω=2.又f(x)min=-2,
所以A=2.由f(x)的最低点为M,
得sin=-1.
因为0<φ<,所以<+φ<.
所以+φ=.所以φ=.
所以f(x)=2sin.
(2)y=2sin
y=2sin=2sin
y=2sin=2sin
x,
所以g(x)=2sin
x.
(1)由图象或部分图象确定解析式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的图象变换到y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0),x∈R图象的两种方法
1.函数y=sin在区间上的简图是( )
解析:选A.令x=0,得y=sin=-,排除B,D.由f=0,f=0,排除C.
2.要得到函数y=cos的图象,只需将函数y=cos
2x的图象( )
A.向左平移个单位
B.向左平移个单位
C.向右平移个单位
D.向右平移个单位
解析:选B.因为cos=cos,所以只需把函数y=cos
2x的图象向左平移个单位即可得到y=cos的图象,故选B.
3.(2019·高考天津卷)已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<π)是奇函数,且f(x)的最小正周期为π,将y=f(x)的图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),所得图象对应的函数为g(x).若g=,则f=( )
A.-2
B.-
C.
D.2
解析:选C.由f(x)为奇函数,可知f(0)=Asin
φ=0,
由|φ|<π可得φ=0.
由f(x)的最小正周期为π可得T==π,
所以ω=2,则f(x)=Asin
2x.
将f(x)图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍,
得g(x)=Asin
x的图象,结合已知条件可得g=Asin=,
可得A=2,则f(x)=2sin
2x.
所以f=2sin=.故选C.
主题3 三角函数的性质
已知函数f(x)=4tan
xsin·cos-.
(1)求f(x)的定义域与最小正周期;
(2)讨论f(x)在区间上的单调性.
【解】 (1)f(x)的定义域为.
f(x)=4tan
xcos
xcos-
=4sin
xcos-
=4sin
x-
=2sin
xcos
x+2sin2x-
=sin
2x+(1-cos
2x)-
=sin
2x-cos
2x=2sin.
所以f(x)的最小正周期T==π.
(2)令z=2x-,则函数y=2sin
z的单调递增区间是,k∈Z.
由-+2kπ≤2x-≤+2kπ,
得-+kπ≤x≤+kπ,k∈Z.
设A=,
B=,
易知A∩B=.
所以当x∈时,f(x)在区间上单调递增,在区间上单调递减.
(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.
1.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
解析:选A.因为函数的周期为π,
所以排除C,D.
因为函数在上是减函数,
所以排除B,故选A.
2.(多选)已知函数f(x)=sin(x∈R),下列说法正确的是( )
A.函数f(x)的最小正周期是π
B.函数f(x)是偶函数
C.函数f(x)的图象关于点中心对称
D.函数f(x)在上是增函数
解析:选ABC.因为f(x)=sin=-sin=cos
2x,所以函数f(x)是偶函数,且最小正周期T==π,故A,B正确;由2x=kπ+(k∈Z),得x=+(k∈Z),当k=0时,x=,所以函数f(x)
的图象关于点中心对称,故C正确;当x∈时,2x-π∈[-π,-],所以函数f(x)在上是减函数,故D不正确.故选ABC.
主题4 三角恒等变换
已知α,β为锐角,tan
α=,cos(α+β)=-.
(1)求cos
2α的值;
(2)求tan(α-β)的值.
【解】 (1)因为tan
α=,tan
α=,
所以sin
α=cos
α.
因为sin2α+cos2α=1,所以cos2α=,
因此,cos
2α=2cos2
α-1=-.
(2)因为α,β为锐角,所以α+β∈(0,π).
又因为cos(α+β)=-,
所以sin(α+β)==,
因此tan(α+β)=-2.
因为tan
α=,所以tan
2α==-,
因此,tan(α-β)=tan[2α-(α+β)]==-.
三角恒等变换的“4大策略”
(1)常值代换:特别是“1”的代换,1=sin2θ+cos2θ=tan
45°等;
(2)项的分拆与角的配凑:如sin2α+2cos2α=(sin2α+cos2α)+cos2α,α=(α-β)+β等;
(3)降次与升次:正用二倍角公式升次,逆用二倍角公式降次;
(4)弦、切互化:一般是切化弦.
[提醒] 要特别注意二倍角余弦公式升降幂的作用.
1.计算:=( )
A.
B.-
C.
D.-
解析:选D.原式=-·
=-tan
=-×=-.
2.在△ABC中,3sin
A+4cos
B=6,4sin
B+3cos
A=1,则C的大小为________.
解析:两式左右两边分别平方相加,得sin(A+B)=,
则sin
C=sin[π-(A+B)]=,
所以C=或C=.
又3sin
A=6-4cos
B>2,得sin
A>>,
所以A>,所以C<,故C=.
答案:
3.已知α∈,sin
α=,求sin
的值.
解:因为α∈,sin
α=,
所以cos
α=-=-.
故sin=sincos
α+cos
·sin
α=×+×=-.