三角函数求参数问题解析 讲义——2023届高三数学一轮复习(含答案)

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三角函数求参数问题解析 讲义——2023届高三数学一轮复习(含答案)

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三角函数求参数问题解析
三角函数中的参数范围问题是三角函数中中等偏难的问题,很多同学由于思维方式不对,导致问题难解。此类问题主要分为五类,它们共同的方法是将相位看成整体,结合正弦函数或余弦函数的图像与性质进行求解。
类型一 的取值范围与单调性相关
方法提示:含参数的正弦型函数,若已知其在某区间上的单调性,求参数的取值范围时,一般先求出单调区间的一般形式,再根据包含关系可求参数的取值范围.
例1将函数的图象向左平移个单位长度后,得到的图象,若函数在上单调递减,则正数的最大值为( )
A. B.1 C. D.
例2 若在上是减函数,则的最大值是( )
A. B. C. D.
自主练习
1.若函数在上单调递增,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.若函数在上单调递增,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
类型二 的取值范围与三角函数的最值
方法提示:不等式恒成立问题常见方法:
①分离参数恒成立(即可)或恒成立(即可);
②数形结合( 图像在 上方即可);
③讨论最值或恒成立.
例1.已知同时满足下列三个条件:①;②是奇函数;③.若在上没有最小值,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
例2.图象向右平移个单位所得到的函数为偶函数.若对任意,不等式恒成立,则实数m的取值范围是( )
A. B.
C. D.
自主练习
1.已知函数,,且在区间上有最小值,无最大值,则的值为( )
A. B. C. D.
2.设函数在区间上单调,且,当时,取到最大值2,若将函数的图像上各点的横坐标伸长为原来的2倍得到函数的图像,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
类型三 三角函数的零点与的取值范围
方法提示:已知函数有零点(方程有根)求参数值(取值范围)常用的方法:
(1)直接法:直接求解方程得到方程的根,再通过解不等式确定参数范围;
(2)分离参数法:先将参数分离,转化成求函数的值域问题加以解决;
(3)数形结合法:先对解析式变形,进而构造两个函数,然后在同一平面直角坐标系中画出函数的图象,利用数形结合的方法求解
例1.设函数,若函数恰有5个零点,,,,,,,则的值为( )
A. B. C. D.
例2(多选)设函数,已知在有且仅有5个零点,则下列结论成立的有( )
A.在有且仅有2个零点
B.在单调递增
C.的取值范围是
D.将的图象先右移个单位,再纵坐标不变,横坐标扩大为原来的2倍,得到函数
自主练习
1.已知函数,若方程在上有且只有四个实根数,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
2.已知函数的图象经过点和.若函数在区间上有唯一零点,则实数取值范围是( )
A. B.
C. D.
类型4 三角函数的极点与的范围
方法提示:极点=最值点=对称轴
例1(多选)设函数,已知在有且仅有2个极小值点,下述选项错误的是( )
A. B.在上单调递增
C.在上单调递减 D.在上至多有2个极大值点
例2已知函数在区间上至少有个不同的极小值点,则的取值范围是____.
自主练习
1.若函数在区间内恰有两个极值点,且,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
2.已知函数在区间上是增函数,且在区间上恰好取得一次最大值,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
五.三角函数的性质综合与w的范围
方法提示:函数的性质:
(1)奇偶性:时,函数为奇函数;时,函数为偶函数;
(2)周期性:存在周期性,其最小正周期为;
(3)单调性:根据和的单调性来研究,由得单调增区间;由得单调减区间;
(2)对称性:对称中心:利用的对称中心为求解,令,求得;对称轴:利用的对称轴为求解,令得其对称轴.
例1.(多选)已知函数为偶函数,点、是图象上的两点,若的最小值为,则下列说法正确的有( )
A. B.
C. D.在区间上单调递增
例2.(多选)在区间上至少存在两个不同的满足,且在区间上具有单调性,点和直线分别为图象的一个对称中心和一条对称轴,则下列命题中正确的是( )
A.在区间上的单调性无法判断
B.图象的一个对称中心为
C.在区间上的最大值与最小值的和为
D.将图象上所有点的横坐标伸长为原来的2倍(纵坐标不变),再向左平移个单位得到的图象,则
自主练习
1.已知函数,且的图像平移个单位后所得的图象关于坐标原点对称,则的最小值为( )
A. B. C. D.
2.已知函数(,,),满足且对于任意的都有,若在上单调,则的最大值为( )
A.5 B.7 C.9 D.11
综合练习
1.已知函数,是的零点,直线是图象的对称轴,且在上单调,则的最大值为( )
A. B. C. D.
2.已知,函数在区间上单调递减,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.已知函数在区间上是增函数,其在区间上恰好取得一次最大值2,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
4.已知函数,函数有三个零点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
5.已知函数,点,分别为图像在轴右侧的第一个最高点和第一个最低点,为坐标原点,若为锐角三角形,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
6.已知函数,其图象相邻两条对称轴之间的距离为,则下列四个结论中正确的是( )
A.函数的图象关于中心对称
B.函数在区间内有个零点
C.函数的图象关于直线对称
D.函数在区间上单调递增
三角函数求参数问题解析
三角函数中的参数范围问题是三角函数中中等偏难的问题,很多同学由于思维方式不对,导致问题难解。此类问题主要分为五类,它们共同的方法是将相位看成整体,结合正弦函数或余弦函数的图像与性质进行求解。
类型一 的取值范围与单调性相关
方法提示:含参数的正弦型函数,若已知其在某区间上的单调性,求参数的取值范围时,一般先求出单调区间的一般形式,再根据包含关系可求参数的取值范围.
例1将函数的图象向左平移个单位长度后,得到的图象,若函数在上单调递减,则正数的最大值为( )
A. B.1 C. D.
【答案】A
【分析】
先根据图象变换得到的解析式,根据可得此函数单调减区间的一般形式,根据其在上的单调性可求正数的范围,故可得正确的选项.
【详解】
,故,
令,故,故存在,使得,故即,解得,故正数的最大值为.故选:A.
例2 若在上是减函数,则的最大值是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
,由辅助角公式可得:
令,解得:,
则函数的单调减区间为,
又在上是减函数,则,当时,函数的单调减区间为, ,解得:,故答案选D。
自主练习
1.若函数在上单调递增,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用,得,再根据单调性,得,列不等式求解.
【详解】当时,,因为在上单调递增,所以,得,又,则.故选:D
2.若函数在上单调递增,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】函数,
则f′(x)=﹣sin2x﹣2a(cosx﹣sinx)+4a﹣3.
∵函数f(x)在上单调递增,可得f′(x)≥0,
令t=cosx﹣sinx(x)∈[﹣1,1],则sin2x= 1﹣t2
即t2﹣2at+4a﹣4≥0在[﹣1,1]恒成立,
∴a,不等式右边的最大值为,∴a≥.故选:A.
类型二 的取值范围与三角函数的最值
方法提示:不等式恒成立问题常见方法:
①分离参数恒成立(即可)或恒成立(即可);
②数形结合( 图像在 上方即可);
③讨论最值或恒成立.
例1.已知同时满足下列三个条件:①;②是奇函数;③.若在上没有最小值,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由,可得,因为是奇函数,所以是奇函数,即 又因为,即
所以是奇数,取k=1,此时所以函数
因为在上没有最小值,此时
所以此时 ,解得.故选D.
例2.图象向右平移个单位所得到的函数为偶函数.若对任意,不等式恒成立,则实数m的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】
由是对称中心,可得,由平移后的函数为偶函数可得,可求得的关系式及,由代入可知恒成立,转化为恒成立,结合可求得实数m的取值范围.
【详解】
是函数()的一个对称中心,①
的图像向右平移个单位得到的函数为,
为偶函数,②
由①②可知,,解得:

所以对任意,不等式恒成立,即恒成立
即恒成立,又且,
,解得:所以实数m的取值范围是
故选:B
自主练习
1.已知函数,,且在区间上有最小值,无最大值,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
因为,且,
又在区间内只有最小值,没有最大值,所以在处取得最小值,所以,所以,
当时,,此时函数在区间内存在最大值,故,故选C.
2.设函数在区间上单调,且,当时,取到最大值2,若将函数的图像上各点的横坐标伸长为原来的2倍得到函数的图像,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】
首先设函数,由条件确定周期和的范围,再利用对称性求出对称中心和对称轴,求,代入求,利用伸缩变换求,最后解不等式.
【详解】
函数的最大值为2,,在区间上单调,所以,即, ,即,,是函数的对称轴,,是函数的对称中心, 和是函数相邻的对称轴和对称中心,,得,当时,取到最大值2,,,当时,,,根据题意可知,,
,解得:,.
的解集是.
故选:A
类型三 三角函数的零点与的取值范围
方法提示:已知函数有零点(方程有根)求参数值(取值范围)常用的方法:
(1)直接法:直接求解方程得到方程的根,再通过解不等式确定参数范围;
(2)分离参数法:先将参数分离,转化成求函数的值域问题加以解决;
(3)数形结合法:先对解析式变形,进而构造两个函数,然后在同一平面直角坐标系中画出函数的图象,利用数形结合的方法求解
例1.设函数,若函数恰有5个零点,,,,,,,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】
由已知可得有5个根,作出的图像,利用正弦型函数图像的对称性,找出间的关系,即可求得结果.
【详解】
由函数恰有5个零点,知有5个根,
由五点法作图,
0 2π
x
0 1 0 0
如图,可知过点,,,

则,,,;
故选:D.
例2(多选)设函数,已知在有且仅有5个零点,则下列结论成立的有( )
A.在有且仅有2个零点
B.在单调递增
C.的取值范围是
D.将的图象先右移个单位,再纵坐标不变,横坐标扩大为原来的2倍,得到函数
【答案】BC
【分析】
首先利用图象直接判断A选项;再利用函数在有且仅有5个零点,求得的范围,并利用整体代入的方法判断B选项;最后利用图象的变换规律,求得变换之后的解析式,判断D.
【详解】
A.如图,上函数仅有5个零点,但有3个最小值点,这3个最小值点就是在上的3个零点;
B.时, 若函数在有且仅有5个零点,则,得,当时,,此时函数单调递增,故BC正确;
D. 函数的图象先右移个单位后得到,再将横坐标扩大为原来的2倍,得到,故D不正确;故选:BC
自主练习
1.已知函数,若方程在上有且只有四个实根数,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
因为,方程在上有且只有四个实数根,即在上有且只有四个实数根,设,因为,所以,所以,解得,故选B.
2.已知函数的图象经过点和.若函数在区间上有唯一零点,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
由题意得,,得,故,因为,,所以.由,得,因为,故,所以,从而当时,,令,则由题意得在上有唯一解,故由正弦函数图象可得或,解得.故选D
类型4 三角函数的极点与的范围
方法提示:极点=最值点=对称轴
例1(多选)设函数,已知在有且仅有2个极小值点,下述选项错误的是( )
A. B.在上单调递增
C.在上单调递减 D.在上至多有2个极大值点
【答案】B
【分析】利用已知条件求出的范围,判断A;利用函数的单调性判断B、C;函数的极大值判断D.
【详解】
由题,因为在有且仅有2个极小值点,所以,即,因为,所以,故A正确;因为,所以,因为在单调递增,只有当时在单调递增才成立,故B错误;因为在单调递减,所以在上单调递减,故C正确;因为,两端点取不到,且,所以在至多有2个极大值点,故D正确.故选:B
例2已知函数在区间上至少有个不同的极小值点,则的取值范围是____.
【答案】
【解析】设,由可得,
作出的图像如下:
结合图像,当函数在区间上有个不同的极小值点时,
且,解得;当有个以上不同的极小值点时,,解得.综上可得的取值范围是.
自主练习
1.若函数在区间内恰有两个极值点,且,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】作出函数图像如图所示,
因为,所以
由图得当是A的横坐标,是B的横坐标时,函数满足,在之间只有一个极值点,但是只要x的范围向左右扩展一点,则有两个极值点,所以.
当是O的横坐标,是C的横坐标时,函数满足,在之间有两个极值点,所以.所以.故选:D
2.已知函数在区间上是增函数,且在区间上恰好取得一次最大值,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】 B
【解析】 在区间上是增函数,
∴ ,∴得不等式组,又∵ω>0,∴;因函数在x= 处取得最大值,可得0≤≤π,∴ω≥,综述可知.
五.三角函数的性质综合与w的范围
方法提示:函数的性质:
(1)奇偶性:时,函数为奇函数;时,函数为偶函数;
(2)周期性:存在周期性,其最小正周期为;
(3)单调性:根据和的单调性来研究,由得单调增区间;由得单调减区间;
(2)对称性:对称中心:利用的对称中心为求解,令,求得;
对称轴:利用的对称轴为求解,令得其对称轴.
例1.(多选)已知函数为偶函数,点、是图象上的两点,若的最小值为,则下列说法正确的有( )
A. B.
C. D.在区间上单调递增
【答案】AC
【分析】
求出函数的最小正周期,可求出的值,可判断A选项的正误;根据函数为偶函数可求出的值,可判断B选项的正误;求出的值,可判断C选项的正误;利用余弦型函数的单调性可判断D选项的正误.
【详解】
对于A选项,点、是图象上的两点,
可得,若的最小值为,则函数的最小正周期为,,A选项正确;对于B选项,,由于该函数为偶函数,则,可得,,,B选项错误;
对于C选项,若,则,则;
若,则,则.C选项正确;
对于D选项,取,则,取,则,当时,,此时,函数在区间上单调递减,D选项错误.故选:AC.
例2.(多选)在区间上至少存在两个不同的满足,且在区间上具有单调性,点和直线分别为图象的一个对称中心和一条对称轴,则下列命题中正确的是( )
A.在区间上的单调性无法判断
B.图象的一个对称中心为
C.在区间上的最大值与最小值的和为
D.将图象上所有点的横坐标伸长为原来的2倍(纵坐标不变),再向左平移个单位得到的图象,则
【答案】BC
【分析】根据条件求出,然后利用正弦型函数的图象及其性质逐一判断即可.
【详解】由题意得,即,
又在区间上至少存在两个最大值或最小值,且在区间上具有单调性,所以,所以
所以只有时满足,此时,即,
因为,所以,所以在区间上单调递减,故A错误;由,所以为图象的一个对称中心,故B正确;因为,所以
,所以最大值与最小值之和为,故C正确;将图象上所有点的横坐标伸长为原来的2倍,得到的图象,再向左平移个单位,得到的图象,
即,故D错误.综上,BC正确
自主练习
1.已知函数,且的图像平移个单位后所得的图象关于坐标原点对称,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
①将的图像向左平移个单位,得到,因为平移后图像关于对称,带入得,,可得则的最小值为;
②将的图像向右平移个单位,得到,因为平移后图像关于对称,带入得,,可得则的最小值为;综合①②可知,的最小值为
故选C项.
2.已知函数(,,),满足且对于任意的都有,若在上单调,则的最大值为( )
A.5 B.7 C.9 D.11
【答案】C
【分析】
由函数的对称性可得、,两式相减进一步化简可得,根据正弦型函数的单调性得,代入周期计算公式可得,取验证函数的单调性即可.
【详解】
由于,则关于对称,即是函数的一条对称轴,,①
,②
①-②得,
令,,则,,
,,的最小正周期,
在上单调, ,
,解得,
当时,,则②式为,,
又,,此时,
当时,,
在上不单调,不符合题意舍去;
当时,,则②式为,,
又,当时, ,此时,
当时,,单调递增;
当时,,此时,
当时,,单调递减.
的最大值为9.故选:C
综合练习
1.已知函数,是的零点,直线是图象的对称轴,且在上单调,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】
根据已知可得ω为正奇数,且ω≤4,结合x为f(x)的零点,x为y=f(x)图象的对称轴,求出满足条件的解析式,并结合f(x)在上单调,可得ω的最大值.
【详解】
由对称轴和零点可知,得到 ①
由在区间上单调可知,得到 ②
由①②可知可能取3.当时,可得,满足在上单调,所以满足题意,故的最大值为3.故选:C.
2.已知,函数在区间上单调递减,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】
由,得到,根据函数在区间上单调递减,由 和求解.
【详解】
因为,所以,因为函数在区间上单调递减,所以 即,又因为在上递减,所以,所以,,可得,由,解得,且,则.所以,,所以实数的取值范围是
故选:A.
3.已知函数在区间上是增函数,其在区间上恰好取得一次最大值2,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】函数 在区间上是增函数,
故得到
当时,,函数在区间上恰好取得一次最大值,故得到 综上:故答案为:A.
4.已知函数,函数有三个零点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】
根据题意做出函数在定义域内的图像,将函数零点转化成函数与函数图像交点问题,结合图形即可求解.
【详解】
解:根据题意画出函数的图象,如图所示:
函数有三个零点,等价于函数与函数有三个交点,
当直线位于直线与直线之间时,符合题意,由图象可知:,,所以,故选:D.
5.已知函数,点,分别为图像在轴右侧的第一个最高点和第一个最低点,为坐标原点,若为锐角三角形,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由题意得,,,
因为为锐角三角形.所以,,
即,,从而,故选B.
6.已知函数,其图象相邻两条对称轴之间的距离为,则下列四个结论中正确的是( )
A.函数的图象关于中心对称
B.函数在区间内有个零点
C.函数的图象关于直线对称
D.函数在区间上单调递增
【答案】B
【分析】
求出的值,利用正弦型函数的对称性可判断AC选项的正误;在区间上解方程,可判断B选项的正误;利用正弦型函数的单调性可判断D选项的正误.
【详解】
由的图象相邻两条对称轴之间的距离为,则函数的最小正周期为,
可得,所以,.
A中,,A错误;
B中,当时,,当或或或时,
即当或或或时,,B正确;
C中,,C错误;
D中,当时,,
所以,函数在区间上不单调,D错误.故选:B.

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