三角函数的图像和性质

发布 2022-09-23 06:25:28 阅读 5314

第1讲三角函数的图象与性质。

高考考情解读】

1.对三角函数的图象和性质的考查中,以图象的变换,函数的单调性、奇偶性、周期性、对称性、最值等作为热点内容,并且往往与三角变换公式相互联系,有时也与平面向量,解三角形或不等式内容相互交汇。

2.题型多以客观题来呈现,如果设置解答题一般与三角变换、解三角形、平面向量等知识进行综合考查,题目难度为中、低档.

主干知识梳理】

1. 三角函数定义、同角关系与诱导公式。

1)定义:设α是一个任意角,它的终边与单位圆交于点p(x,y),则sin α=y,cos α=x,tan α=各象限角的三角函数值的符号:一全正,二正弦,三正切,四余弦.

2)同角关系:sin2α+cos2α=1,=tan α.

3)诱导公式:在+α,k∈z的诱导公式中“奇变偶不变,符号看象限”.

2. 三角函数的图象及常用性质。

3. 三角函数的两种常见变换。

考点**】考点一三角函数的概念、诱导公式及同角三角函数的基本关系问题。

例1 (1)如图,为研究钟表与三角函数的关系,建立如图所示坐标系,设秒针针尖位置p(x,y).若初始位置为p0,当秒针从p0(此时t=0)正常开始走时,点p的纵坐标y与时间t的函数关系为___

2)(2012·山东)如图,在平面直角坐标系xoy中,一单位圆的圆心的初始位置在(0,1),此时圆上一点p的位置在(0,0),圆在x轴上沿正向滚动.当圆滚动到圆心位于(2,1)时,的坐标为___

答案 (1)y=sin (2)(2-sin 2,1-cos 2)

解析 (1)由三角函数的定义可知,初始位置点p0的弧度为,由于秒针每秒转过的弧度为-,针尖位置p到坐标原点的距离为1,故点p的纵坐标y与时间t的函数关系可能为y=sin.

2)利用平面向量的坐标定义、解三角形知识以及数形结合思想求解.

设a(2,0),b(2,1),由题意知劣弧长为2,∠abp==2.

设p(x,y),则x=2-1×cos=2-sin 2,y=1+1×sin=1-cos 2, ∴的坐标为(2-sin 2,1-cos 2).

(1)涉及与圆及角有关的函数建模问题(如钟表、摩天轮、水车等),常常借助三角函数的定义求解.应用定义时,注意三角函数值仅与终边位置有关,与终边上点的位置无关.

2)应用诱导公式时要弄清三角函数在各个象限内的符号;利用同角三角函数的关系化简过程要遵循一定的原则,如化切为弦、化异为同、化高为低、化繁为简等.

(1)若sin=a,则cos

解析 cos=cos=-cos=-sin=-sin=-a.

2)如图,以ox为始边作角α(0<α<终边与单位圆相交于点p,已知点p的坐标为。

求的值.解由三角函数定义,得cos α=sin α=原式===2cos2α=2×2=.

考点二三角函数y=asin(ωx+φ)的图象及解析式。

例2 如图,它是函数y=asin(ωx+φ)a>0,ω>0,|φ的部分图象,由图中条件,写出该函数的解析式.

本题考查已知图象上的点,求三角函数的解析式,解题的。

关键是正确理解参数a,ω,的含义,以及它们对函数图象的作。

用,抓住两者联系解决问题.

解由图知a=5,由=-π得t=3π,∴此时y=5sin. 下面求初相φ.

方法一 (单调性法):∵点(π,0)在递减的那段曲线上,∴+k∈z).

由sin=0得+φ=2kπ+πk∈z),∴2kπ+(k∈z).∵

该函数的解析式为y=5sin.

方法二 (最值点法):将最高点坐标代入y=5sin,得5sin=5,+φ2kπ+(k∈z),∴2kπ+(k∈z).又|φ|该函数的解析式为y=5sin.

(1)已知函数y=asin(ωx+φ)a>0,ω>0)的图象求解析式时,常采用待定系数法,由图中的最高点、最低点或特殊点求a;由函数的周期确定ω;确定φ常根据“五点法”中的五个点求解,其中一般把第一个零点作为突破口,可以从图象的升降找准第一个零点的位置.

2)在图象变换过程中务必分清是先相位变换,还是先周期变换.变换只是相对于其中的自变量x而言的,如果x的系数不是1,就要把这个系数提取后再确定变换的单位长度和方向.

(1)(2013·四川改编)函数f(x)=2sin(ωx+φ)0,-

的部分图象如图所示,则ω,φ的值分别是___

解 ∵t=-,t=π,2,又2×+φ2kπ+,k∈z,∴φ2kπ-,又φ∈,

2)(2013·山东)设△abc的内角a,b,c所对的边分别为a,b,c,且a+c=6,b=2,cos b=.

求a,c的值;②求sin(a-b)的值.

解 ①由余弦定理得:cos b===即a2+c2-4=ac. ∴a+c)2-2ac-4=ac,∴ac=9. 由得a=c=3.

在△abc中,cos b=,∴sin b===

由正弦定理得:=,sin a===

又a=c,∴0∴sin (a-b)=sin acos b-cos asin b=×-

考点三三角函数的性质。

例3 (2012·北京)已知函数f(x)=.

1)求f(x)的定义域及最小正周期;(2)求f(x)的单调递增区间.

先化简函数解析式,再求函数的性质.

解 (1)由sin x≠0得x≠kπ(k∈z), 故f(x)的定义域为.

因为f(x)==2cos x(sin x-cos x)=sin 2x-cos 2x-1=sin-1,所以f(x)的最小正周期t==π

2)函数y=sin x的单调递增区间为(k∈z).

由2kπ-≤2x-≤2kπ+,x≠kπ(k∈z),得kπ-≤x≤kπ+,x≠kπ(k∈z).

所以f(x)的单调递增区间为和(k∈z).

函数y=asin(ωx+φ)的性质及应用的求解思路。

第一步:先借助三角恒等变换及相应三角函数公式把待求函数化成y=asin(ωx+φ)b的形式;

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