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三角函数是高中数学的重要知识,是高考的热点、重点问题,每年必考.其考点主要包括三角的化简求值、三角函数的图像与性质、解三角形这三大块内容.一般填空题1~2两题,解答题1题,分值20分左右,多为中、低档题.而三角函数性质问题又是高考常考题型.下面本文就以2011年高考试题进行分析研究.
一、最小正周期问题
例1 (2011年重庆文18)设函数f(x)=sinxcosx-3cos(x+π)cosx(x∈R),求f(x)的最小正周期.
解析 由f(x)=sin2x+π3+32,所以函数f(x)的最小正周期为π.
点评 利用“降次”“化单一三角函数”思想将函数f(x)化为y=Asin(ωx+φ)型,再应用周期公式T=2π|ω|即可.
二、最值问题
例2 (2011年上海理8)函数y=sinπ2+x•cosπ6-x的最大值为.
解析 由y=12sin2x+π3+34,得最大值12+34.
点评 利用“两角和与差的正余弦”公式,“降次”“化单一三角函数”思想将函数f(x)化为y=Asin(ωx+φ)+b型后,由x∈R,即得最值.若题目研究给定区间上的最值,需求出ωx+φ的范围.
三、单调性问题
例3 (2011年安徽理9改编)已知函数f(x)=sin(2x+φ),其中φ为实数,若f(x)≤fπ6对x∈R恒成立,且fπ2>f(π),则f(x)的单调递增区间是.
解析 若f(x)≤fπ6对x∈R恒成立,则fπ6=sinπ3+φ=1,所以π3+φ=kπ+π2(k∈Z),φ=kπ+π6(k∈Z).由fπ2>f(π)(k∈Z),可知sin(π+φ)>sin(2π+φ),即sinφ<0,所以φ=2kπ+π6(k∈Z).代入f(x)=sin(2x+φ),得f(x)=sin2x+π6.由2kπ-π2≤2x+π6≤2kπ+π2(k∈Z),得kπ-π3≤x≤kπ+π6(k∈Z),所以增区间是kπ-π3,kπ+π6(k∈Z).
点评 首先需将函数f(x)=sin(2x+φ)的φ求出,而研究三角函数的单调区间必须注意“整体思想”,注意三角函数的图像.另外若题目研究给定区间上的单调区间,需讨论k的值.
四、图像变换问题
例4 (2011年天津文8改编)如图是函数y=Asin(ωx+φ)(x∈R,ω>0)在区间-π6,5π6上的图像,为了得到这个函数的图像,只要将y=sinx(x∈R)的图像上的所有的点向左平移个单位长度,再把所得各点的横坐标纵坐标不变.
解析 由周期为T=2πω=π,得ω=2.又如图,平移需满足-φω=-φ2=-π6,解得φ=π3.因此首先将y=sinx(x∈R)的图像上的所有的点向左平移π3个单位长度,再需把所有的点的横坐标缩短到原来的12,纵坐标不变.
点评 对于y=Asin(ωx+φ)图像变换,理解熟记变换尤其重要.
五、图像特征问题
例5 (2011年江苏9)函数f(x)=Asin(ωx+φ),(A,ω,φ是常数,A>0,ω>0)的部分图像如图所示,则f(0)=.
解析 由函数图像,得A=2,T4=7π12-π4,所以T=π,2πω=π,ω=2.再结合三角函数图像及性质知2×π3+φ=π,得φ=π3,所以f(x)=2sin2x+π3,得f(0)=62.
点评 对于给出三角函数的部分图像处理A,ω,φ,关键在于观察图像,得出周期、振幅,另外图像的最高点、最低点、图像与x轴的交点也要善于灵活应用.
总之,对于三角函数性质,常见的题型、常考的知识点、常用的思想方法都需要我们反复练习,这样才能真正地知道高考到底考什么、怎么考,逐步培养自身的读题、解题、反思问题的能力.
一、最小正周期问题
例1 (2011年重庆文18)设函数f(x)=sinxcosx-3cos(x+π)cosx(x∈R),求f(x)的最小正周期.
解析 由f(x)=sin2x+π3+32,所以函数f(x)的最小正周期为π.
点评 利用“降次”“化单一三角函数”思想将函数f(x)化为y=Asin(ωx+φ)型,再应用周期公式T=2π|ω|即可.
二、最值问题
例2 (2011年上海理8)函数y=sinπ2+x•cosπ6-x的最大值为.
解析 由y=12sin2x+π3+34,得最大值12+34.
点评 利用“两角和与差的正余弦”公式,“降次”“化单一三角函数”思想将函数f(x)化为y=Asin(ωx+φ)+b型后,由x∈R,即得最值.若题目研究给定区间上的最值,需求出ωx+φ的范围.
三、单调性问题
例3 (2011年安徽理9改编)已知函数f(x)=sin(2x+φ),其中φ为实数,若f(x)≤fπ6对x∈R恒成立,且fπ2>f(π),则f(x)的单调递增区间是.
解析 若f(x)≤fπ6对x∈R恒成立,则fπ6=sinπ3+φ=1,所以π3+φ=kπ+π2(k∈Z),φ=kπ+π6(k∈Z).由fπ2>f(π)(k∈Z),可知sin(π+φ)>sin(2π+φ),即sinφ<0,所以φ=2kπ+π6(k∈Z).代入f(x)=sin(2x+φ),得f(x)=sin2x+π6.由2kπ-π2≤2x+π6≤2kπ+π2(k∈Z),得kπ-π3≤x≤kπ+π6(k∈Z),所以增区间是kπ-π3,kπ+π6(k∈Z).
点评 首先需将函数f(x)=sin(2x+φ)的φ求出,而研究三角函数的单调区间必须注意“整体思想”,注意三角函数的图像.另外若题目研究给定区间上的单调区间,需讨论k的值.
四、图像变换问题
例4 (2011年天津文8改编)如图是函数y=Asin(ωx+φ)(x∈R,ω>0)在区间-π6,5π6上的图像,为了得到这个函数的图像,只要将y=sinx(x∈R)的图像上的所有的点向左平移个单位长度,再把所得各点的横坐标纵坐标不变.
解析 由周期为T=2πω=π,得ω=2.又如图,平移需满足-φω=-φ2=-π6,解得φ=π3.因此首先将y=sinx(x∈R)的图像上的所有的点向左平移π3个单位长度,再需把所有的点的横坐标缩短到原来的12,纵坐标不变.
点评 对于y=Asin(ωx+φ)图像变换,理解熟记变换尤其重要.
五、图像特征问题
例5 (2011年江苏9)函数f(x)=Asin(ωx+φ),(A,ω,φ是常数,A>0,ω>0)的部分图像如图所示,则f(0)=.
解析 由函数图像,得A=2,T4=7π12-π4,所以T=π,2πω=π,ω=2.再结合三角函数图像及性质知2×π3+φ=π,得φ=π3,所以f(x)=2sin2x+π3,得f(0)=62.
点评 对于给出三角函数的部分图像处理A,ω,φ,关键在于观察图像,得出周期、振幅,另外图像的最高点、最低点、图像与x轴的交点也要善于灵活应用.
总之,对于三角函数性质,常见的题型、常考的知识点、常用的思想方法都需要我们反复练习,这样才能真正地知道高考到底考什么、怎么考,逐步培养自身的读题、解题、反思问题的能力.