资源简介 专题一 三角函数的图象与性质【题型分析】考情分析:1.高考对本专题的命题主要集中在三角函数的定义、同角三角函数的基本关系、三角函数的图象和性质,主要考查三角函数的图象变换和三角函数的奇偶性、单调性、对称性以及周期性.2.本专题内容在高考中多以选择题或填空题的形式出现.题型1 三角函数的运算例1 已知tan α=3,则sin2α+sin 2α=( ).A.- B. C. D.-方法总结:1.应用公式时注意方程思想的应用:对于sin α+cos α,sin α-cos α,sin αcos α这三个式子,利用(sin α±cos α)2=1±2sin αcos α,可以知一求二.2.注意公式逆用及变形应用:1=sin2α+cos2α,sin2α=1-cos2α,cos2α=1-sin2α.若sin α-cos α=,则tan α=( ).A.1 B.-1 C.2 D.-2题型2 三角函数的图象例2 (1)(2023年全国甲卷)函数y=f(x)的图象由函数y=cos2x+的图象向左平移个单位长度得到,则 y=f(x)的图象与直线y=x-的交点个数为( ).A.1 B.2 C.3 D.4(2)(2023年新高考全国Ⅱ卷)已知函数f(x)=sin(ωx+φ),如图,A,B是直线y=与曲线y=f(x)的两个交点,若|AB|=,则f(π)= .方法总结:1.三角函数图象的主要特征之一就是对称,即轴对称与中心对称.三角函数图象与水平线相交时,解题多以对称轴为突破点;与其他函数图象相交时,一般情况下,要看看其他函数图象是否具有对称中心.2.在图象变换中务必分清是先平移,还是先伸缩,变换只是相对其中的自变量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长度和方向.3.求解析式y=Asin(ωx+φ)+B(A>0,ω>0)中参数的值:(1)最值定A,B,根据给定的函数图象确定最值,设最大值为M,最小值为m,则M=A+B,m=-A+B,即A=,B=;(2)T定ω,即ω=;(3)特殊点定φ,代入特殊点坐标求φ,一般选取最高点或最低点,代入中心点坐标时应注意图象是上升趋势还是下降趋势.1.已知函数f(x)=cosωx-(ω>0)的图象在区间[0,2π]内恰有3条对称轴,则ω的取值范围是( ).A., B.,C., D.,2.(原创)已知函数f(x)=sin 2x+2cos2x--1,函数g(x)满足g-+x+g--x=-2,若函数f(x)的图象与g(x)的图象有2 023个交点,则这2 023个交点的横坐标之和为 .题型3 三角函数的性质例3 (1)(2024年天津卷)已知函数f(x)=sin 3ωx+(ω>0)的最小正周期为π,则f(x)在-,上的最小值是( ).A.- B.- C.0 D.(2)(2022年新高考全国Ⅱ卷)已知函数f(x)=sin(2x+φ)(0<φ<π)的图象关于点,0中心对称,则( ).A.f(x)在区间0,上单调递减B.f(x)在区间-,上有两个极值点C.直线x=是曲线y=f(x)的对称轴D.直线y=-x是曲线y=f(x)的切线(3)(2024年全国甲卷)函数f(x)=sin x-cos x在[0,π]上的最大值是 .方法总结:1.研究三角函数的性质,首先化函数为f(x)=Asin(ωx+φ)+h(或f(x)=Acos(ωx+φ)+h或f(x)=Atan(ωx+φ)+h)的形式,然后结合正(余)弦、正切函数的性质求解.2.关于三角函数奇偶性的常用结论:(1)y=Asin(ωx+φ),当φ=kπ(k∈Z)时为奇函数,当φ=kπ+(k∈Z)时为偶函数,对称轴方程可由ωx+φ=kπ+(k∈Z)求得;(2)y=Acos(ωx+φ),当φ=kπ+(k∈Z)时为奇函数,当φ=kπ(k∈Z)时为偶函数,对称轴方程可由ωx+φ=kπ(k∈Z)求得;(3)y=Atan(ωx+φ),当φ=kπ(k∈Z)时为奇函数.1.已知函数f(x)=sin 3x+cos 3x+,则下列结论正确的有( ).A.f(x)的最小正周期为B.曲线y=f(x)关于点-,0对称C.曲线y=f(x)关于直线x=对称D.f(x)在区间,上单调递减2.(原创)已知函数f(x)=,将函数f(x)的图象向左平移个单位长度,得到函数g(x)的图象,则下列说法正确的是( ).A.函数g(x)的值域为[-1,1]B.若f(x)=,则sin x=1-C.3π是函数g(x)的一个周期D.点(π,0)是函数f(x)图象的一个对称中心3.已知函数f(x)=sinπx+在[-1,m]内恰有3个零点,则实数m的取值范围是 .【真题改编】1.(2024年全国甲卷,理科T8改编)已知tanα+=3,则=( ).A.2 B.-2 C. D.2.(2024年新高考全国Ⅰ卷,T4改编)已知sin(α+β)=m,tan α+tan β=2,则cos αcos β=( ).A.-2m B.- C. D.2m3.(2024年新高考全国Ⅰ卷,T7改编)已知函数u(x)=min{sin x,cos x}x∈0,,其中min{p,q}表示p,q中的最小值,且ux+=u(x),则曲线y=lg x与y=u(x)的交点个数为( ).A.7 B.9 C.11 D.134.(2024年新高考全国Ⅱ卷,T9改编)对于函数f(x)=cos2x+和g(x)=sin2x+,下列说法正确的有( ).A.f(x)与g(x)有相同的最小正周期B.f(x)与g(x)有相同的最小值C.f(x)与g(x)有相同的单调递增区间D.f(x)与g(x)的图象有相同的对称中心5.(2024年全国甲卷,文科T13改编)若函数f(x)=sin x-cos x+m在[0,π]上的最大值为1,则m= .6.(2024年新高考全国Ⅱ卷,T13改编)已知α,β∈(0,π),sin(α+β)=,tan α+tan β=4,则tan αtan β= .【最新模拟】(总分:84分 单选题每题5分,多选题每题6分,填空题每题5分)1.已知角α的终边与单位圆的交点为P,-,则sinα-=( ).A.- B.- C. D.2.已知=,则tanα+=( ).A.2+1 B.2-1C. D.1-3.如图,这是函数y=Asin(ωx+φ),A>0的部分图象,则该函数的解析式可以是( ).A.y=2sinx+B.y=2sinx-C.y=2sin2x+D.y=2sin2x-4.已知函数f(x)=(sin x+cos x)cos x-,若f(x)在区间-,m上的值域为-,1,则实数m的取值范围是( ).A., B.,C., D.,5.若函数y=cos(ωx+φ)(ω>0,-π<φ<π)的部分图象如图所示,M(-3,),N(1,-)为图象上的两个顶点.设∠MON=θ,其中O为坐标原点,0≤θ≤π,则sin(θ+φ)的值为( ).A.- B.C.- D.6.已知函数f(x)=sin 2ωxcos φ+cos 2ωxsin φω>0,0<φ<的部分图象如图所示,则( ).A.φ=B.ω=2C.fx+为偶函数D.f(x)在区间0,上的最小值为-7.(2024年北京卷,T12改编)在平面直角坐标系xOy中,角α与角β均以Ox为始边,它们的终边关于原点对称.若α∈,,则cos β的最小值为 .8.已知角α,β的终边关于直线y=x对称,且sin(α-β)=,则α,β的一组取值可以是α= ,β= .9.已知函数f(x)=sinωx+,ω>0,则下列说法正确的是( ).A.f(x)的最大值为2B.函数f(x)的图象关于直线x=kπ+,k∈Z对称C.不等式f(x)>的解集为,,k∈ZD.若f(x)在区间-,上单调递增,则ω的取值范围是0,10.已知函数f(x)=sinx-+cosx-,将函数f(x)的图象上所有点的横坐标缩短为原来的(纵坐标不变),再向左平移个单位长度,得到函数g(x)的图象,则下列结论正确的是( ).A.fx-为偶函数B.不等式g(x)≥1的解集为x+kπ≤x≤+kπ,k∈ZC.g(x)在π,上单调递增D.若函数g(x)在-,上的零点为x1,x2,x3且x111.若点M将一条线段AB分为AM和MB两段,且==,则称点M为线段AB的黄金分割点.已知直线y=a(-1A.当a=0时,存在ω使点B为线段AC的黄金分割点B.对于给定的常数ω,不存在a使点B为线段AC的黄金分割点C.对任意的a,存在ω使点B为线段AC的黄金分割点D.对任意的ω,存在a使点B为线段AC的黄金分割点12.已知函数f(x)=2sin(ωx+φ)ω>0,|φ|<的部分图象如图所示.将函数f(x)的图象向右平移t(t>0)个单位长度,得到函数g(x)的图象,若函数g(x)为奇函数,则t的最小值是 .13.(人教A版必修第一册P256T26改编)十八世纪早期,英国数学家泰勒发现如下公式:sin x=x-+-+…+(-1)n-1·+…,其中x∈R,n∈N*,n!=1×2×3×…×n,0!=1.现用上述公式求1-+-+…+(-1)n-1·+…的值,下列选项与该值最接近的是( ).A.sin 75° B.sin 25°C.-sin 25° D.-sin 30°14.(原创)已知函数f(x)=-9|sin x|-m|cos x|+msin xcos x+m,是函数f(x)的一个零点,则下列说法正确的有( ).A.m=8B.π是函数f(x)的一个周期C.若x∈0,,则f(x)∈[0,13-9]D.若x∈[0,2 024π],则方程f(x)=0有8 097个实数解15.(原创)把f(x)=cos 2x的图象向右平移个单位长度得到函数g(x)的图象,则函数g(x)在[0,π]上的单调递减区间为 .16.(原创)函数f(x)=+1-在区间(0,1 012π)上有 个零点.参考答案专题一 三角函数的图象与性质题型1 三角函数的运算例1 B【解析】因为tan α=3,所以sin2α+sin 2α=sin2α+2sin αcos α====.跟踪训练 B【解析】因为sin α-cos α=,所以(sin α-cos α)2=sin2α+cos2α-2sin αcos α===2,所以tan α=-1.题型2 三角函数的图象例2 (1)C (2)-【解析】(1)把函数y=cos2x+的图象向左平移个单位长度后得到函数f(x)=cos2x++=cos2x+=-sin 2x的图象.作出函数f(x)的部分图象和直线y=x-,如图所示.观察图象知,共有3个交点,故选C.(2)不妨设ω>0,|φ|<π,对比正弦函数y=sin x的图象易知,T=<,所以ω>3,所以ω>2π,又|φ|<π,所以ω+φ=2π. ①由题知|AB|=xB-xA=,由两式相减,得ω(xB-xA)=,即ω=,解得ω=4.将ω=4代入①,得φ=-,所以函数f(x)=sin4x-,所以f(π)=sin4π-=-sin =-.跟踪训练1.D【解析】因为0≤x≤2π,所以-≤ωx-≤2ωπ-,又函数f(x)=cosωx-(ω>0)的图象在区间[0,2π]内恰有3条对称轴,所以2π≤2ωπ-<3π,解得≤ω<.2.-【解析】因为f(x)=sin 2x+2cos2x--1=sin 2x+cos 2x-1=2sin2x+-1,所以f(x)的图象关于点-,-1中心对称,且f-=-1,又g-+x+g--x=-2,所以g(x)的图象也关于点-,-1中心对称,且g-=-1,所以-,-1为这2 023个交点中的一个,且其余2 022个交点关于点-,-1中心对称,所以这2 023个交点的横坐标之和为1 011×-×2+-=-.题型3 三角函数的性质例3 (1)A (2)AD (3)2【解析】(1)f(x)=sin 3ωx+=sin(3ωx+π)=-sin 3ωx,由T==π,得ω=,即f(x)=-sin 2x.易知f(x)=-sin 2x在-,上单调递减,所以当x=时,f(x)取得最小值,f(x)min=-sin =-,故选A.(2)由题意得f=sin+φ=0,所以+φ=kπ,k∈Z,即φ=-+kπ,k∈Z,又0<φ<π,所以k=2,φ=,故f(x)=sin2x+.对于选项A,当x∈0,时,2x+∈,,令u=2x+,由y=sin u的图象知y=f(x)在区间0,上是单调递减的,A正确;对于选项B,当x∈-,时,2x+∈,,令u=2x+,由y=sin u的图象知y=f(x)在区间-,上只有1个极值点,由2x+=可解得极值点,B错误;对于选项C,当x=时,2×+=3π,f=0,直线x=不是曲线y=f(x)的对称轴,C错误;对于选项D,由f'(x)=2cos2x+=-1得cos2x+=-,得2x+=+2kπ或2x+=+2kπ,k∈Z,解得x=kπ或x=+kπ,k∈Z,所以曲线y=f(x)在点0,处的切线斜率k=-1,切线方程为y-=-(x-0),即y=-x,D正确.(3)f(x)=sin x-cos x=2sinx-,当x∈[0,π]时,x-∈-,,故当x-=,即x=时,f(x)取得最大值,f(x)max=2.跟踪训练1.ACD【解析】f(x)=sin 3x+cos 3x+=2sin3x++,f(x)的最小正周期为,A正确;f-=2sin-++=,B错误;f=2sin++=2+为函数的最大值,C正确;因为x∈,,所以3x+∈,,故f(x)在区间,上单调递减,D正确.2.ABD【解析】g(x)==.对于A,令t=sin x+cos x=sinx+,则sin xcos x=,t∈[-,],所以函数g(x)变为y=,t∈[-,].当t=0时,y=0;当t≠0时,=t+,又t+≥2,所以≤-1或≥1,所以-1≤y<0或0对于B,由f(x)==,可得4sin x=2-cos 2x,即2sin2x-4sin x+1=0,故(sin x-1)2=,可得sin x=1±,又因为sin x∈[-1,1],所以sin x=1-,故B正确.对于C,因为g(x+3π)==-=-g(x),所以3π不是g(x)的周期,故C错误.对于D,因为f(π-x)==,f(π+x)==-,所以f(π-x)+f(π+x)=0,故D正确.故选ABD.3.,【解析】当x∈[-1,m]时,πx+∈-,mπ+,又f(x)在[-1,m]上恰有3个零点,所以2π≤mπ+<3π,解得≤m<.故实数m的取值范围是,.1.A【解析】因为tanα+==3,所以tan α=,又因为=,所以=2.2.C【解析】因为tan α+tan β=2,所以=2,所以=2,即sin(α+β)=2cos αcos β,又sin(α+β)=m,所以m=2cos αcos β,故cos αcos β=.3.C【解析】函数y=u(x)满足ux+=u(x),则函数y=u(x)是周期为的周期函数.当x∈0,时,u(x)=则u(x)max =1,作出函数y=lg x与y=u(x)的图象,如图所示:由于10<,当x>10时,lg x>1,函数y=u(x)与函数y=lg x的图象没有公共点,所以由图可知,函数y=u(x)与函数y=lg x的图象共有11个交点.4.AB【解析】对于A,根据周期公式知,f(x),g(x)的最小正周期均为π,故A正确;对于B,显然f(x)min=g(x)min=-1,故B正确;对于C,当2x+∈(-π+2kπ,2kπ),k∈Z时,f(x)单调递增,即f(x)的单调递增区间为-+kπ,-+kπ,k∈Z,当2x+∈-+2kπ,+2kπ,k∈Z时,g(x)单调递增,即g(x)的单调递增区间为-+kπ,+kπ,k∈Z,故两个函数的单调递增区间不同,故C错误;对于D,f(x)图象的对称中心满足2x+=kπ+,k∈Z,即x=+,k∈Z,所以f(x)的图象的对称中心为+,0,k∈Z,g(x)图象的对称中心满足2x+=kπ,k∈Z,即x=-,k∈Z,所以g(x)的图象的对称中心为-,0,k∈Z,显然f(x),g(x)图象的对称中心不同,故D错误.故选AB.5.-1【解析】f(x)=sin x-cos x+m=2sinx-+m,当x∈[0,π]时,x-∈-,,则当x-=,即x=时,f(x)取得最大值,f(x)max =2+m,所以2+m=1,解得m=-1.6.1+【解析】因为tan α+tan β=+==4,sin(α+β)=,所以cos αcos β=>0,故α,β∈0,或α,β∈,π,又sin(α+β)=>0,所以α+β∈(0,π),故可得α,β∈0,,所以cos(α+β)=±=±,即cos αcos β-sin αsin β=±,得sin αsin β= =.因为α,β∈0,,所以sin αsin β>0,即sin αsin β=,所以tan αtan β==×=1+.1.B【解析】因为角α的终边与单位圆的交点为P,-,所以cos α=,所以sinα-=-cos α=-.2.B【解析】因为=,所以=,所以tan α=1-,所以tanα+==2-1.故选B.3.C【解析】由题图可得,A=2,T=--=,则T=π=,即ω=±2.观察各选项可知,本题考虑ω=2即可,则y=2sin(2x+φ),把点,2的坐标代入y=2sin(2x+φ)中,可得sin+φ=1,故+φ=+2kπ,k∈Z,即φ=+2kπ,k∈Z,所以y=2sin2x++2kπ=2sin2x+.4.D【解析】依题意得,函数f(x)=sin xcos x+cos2x-=sin 2x+cos 2x=sin2x+.当x∈-,m时,2x+∈-,2m+,显然sin-=sin =-,sin =1,且正弦函数y=sin x在,上单调递减.由f(x)在区间-,m上的值域为-,1,得≤2m+≤,解得≤m≤,所以实数m的取值范围是,.5.A【解析】由题图可知,=4,即T=8=,解得ω=.由题意知cos-3×+φ=,即cos-+φ=1,解得φ=+2kπ,k∈Z,因为-π<φ<π,所以φ=.因为=(-3,),=(1,-),且∠MON=θ,所以cos θ===-,因为0≤θ≤π,所以θ=.所以sin(θ+φ)=sin+=sin cos +cos sin =×-+-×=-.6.ACD【解析】由题意得f(x)=sin(2ωx+φ),由题图可得f(0)=,所以sin φ=,又0<φ<,所以φ=.由“五点法”可得ω×+=,解得ω=1,所以f(x)=sin2x+.由以上可得A正确,B错误.fx+=sin2x++=cos 2x,C正确.当x∈0,,即2x+∈,时,sin2x+∈-,1,所以f(x)在区间0,上的最小值为-,D正确.7.-【解析】由题意知β=α+π+2kπ,k∈Z,从而cos β=cos(α+π+2kπ)=-cos α,因为α∈,,所以cos α的取值范围是,,cos β的取值范围是-,-,当且仅当α=,即β=π+2kπ,k∈Z时,cos β取得最小值,最小值为-.8.(答案不唯一) (答案不唯一)【解析】因为角α,β的终边关于直线y=x对称,所以α+β=+2kπ,k∈Z,则α=-β+2kπ,k∈Z.因为sin(α-β)=,所以sin -β+2kπ-β=sin-2β+2kπ=cos 2β=,所以2β=+2kπ或2β=-+2kπ,k∈Z,解得β=+kπ或β=-+kπ,k∈Z,取k=0,β的一个值可以为,α的一个值可以为.9.BCD【解析】f(x)的最大值为,A错误;令ωx+=kπ+,k∈Z,得x=kπ+,k∈Z,所以函数f(x)的图象关于直线x=kπ+,k∈Z对称,B正确;不等式f(x)>可化为sinωx+>,则2kπ+<ωx+<2kπ+,k∈Z,解得由2kπ-≤ωx+≤2kπ+,k∈Z,解得≤x≤,k∈Z,因为f(x)在区间-,上单调递增,所以-, -,,所以解得0<ω≤,D正确.故选BCD.10.BD【解析】f(x)=sinx-+cosx-=sinx-+cosx--=2sinx-,则fx-=2sin(x-π)=-2sin x为奇函数,A错误;将函数f(x)的图象上所有点的横坐标缩短为原来的(纵坐标不变),得到函数y=2sin2x-的图象,再向左平移个单位长度,得到函数g(x)=2sin2x+-=2sin2x+的图象,g(x)=2sin2x+≥1,即sin2x+≥,则+2kπ≤2x+≤+2kπ,k∈Z,解得-+kπ≤x≤+kπ,k∈Z,B正确;当x∈π,时,2x+∈,,,不是正弦函数的单调递增区间,C错误;当x∈-,时,2x+∈-,2π,设函数g(x)在-,上的零点为x1,x2,x3,则2x1+=0,2x2+=π,2x3+=2π,即x1=-,x2=,x3=,所以x1+2x2+x3=-+2×+=,D正确.故选BD.11.D【解析】当a=0时,=1,不存在ω使点B为线段AC的黄金分割点,A,C错误;如图,易知∈(0,+∞),则存在一个a0∈(-1,1),使得=,B错误;若函数y=sin x的图象与直线y=a(-1将y=sin x的图象变换成y=sin(ωx+φ)的图象后,点A,B,C分别对应到点A',B',C',设点A',B',C'的横坐标分别为x1',x2',x3',则x1'=,x2'=,x3'=,故===,即ω,φ对比值无影响,D正确.12.【解析】由函数f(x)的图象知,f(x)的周期T=2-0=,则ω==.由f(0)=2sin φ=1,解得sin φ=,而|φ|<,则φ=,于是f(x)=2sinx+,g(x)=f(x-t)=2sinx+-t.由函数g(x)为奇函数,得-t=kπ,k∈Z,而t>0,则t=+,k∈N,所以当k=0时,t最小,tmin=.13.C【解析】因为sin x=x-+-+…+(-1)n-1·+…,所以(sin x)'=cos x=1-+-+…+(-1)n-1·+…,则cos 2=1-+-+…+(-1)n-1·+…,又cos 2=sin-2≈-sin 0.43=-sin0.43×°≈-sin 24.6°≈-sin 25°,所以1-+-+…+(-1)n-1·+…≈-sin 25°.14.ABD【解析】对于A,由f=-9+m=0,解得m=8,故A正确.对于B,由A选项知f(x)=-9(|sin x|+|cos x|)+4sin 2x+9,因为f(x+π)=-9[|sin(x+π)|+|cos(x+π)|]+4sin(2x+2π)+9=-9(|sin x|+|cos x|)+4sin 2x+9=f(x),所以π是函数f(x)的一个周期,故B正确.对于C,若x∈0,,则f(x)=-9(sin x+cos x)+4sin 2x+9,设sin x+cos x=sinx+=t,则t∈[1,],sin 2x=2sin xcos x=t2-1,设g(t)=4t2-9t+5,t∈[1,],则其值域为-,13-9,故C错误.对于D,当x∈0,时,由选项C知,g(t)=4t2-9t+5,t∈[1,],令4t2-9t+5=0,得t=1或t=,且1,∈[1,],此时x=0或x=或x=x00当x∈,π时,f(x)=-9(sin x-cos x)+4sin 2x+9,设m=sin x-cos x=sinx-,则m∈(1,],sin 2x=2sin xcos x=1-m2,设h(m)=-4m2-9m+13,令-4m2-9m+13=0,解得m=1或m=-,且1,- (1,],故f(x)=0在x∈,π上没有实数解.综上,f(x)=0在[0,π)上有4个实数解,又因为π是函数f(x)的一个周期,所以原方程实数解的个数为4×2 024+1=8 097,故D正确.15.,【解析】由题意知,g(x)=cos2x-=cos2x-,由2kπ≤2x-≤2kπ+π,k∈Z,得kπ+≤x≤kπ+,k∈Z,令k=-1,得-≤x≤-,令k=0,得≤x≤,又x∈[0,π],故函数f(x)在[0,π]上的单调递减区间为,.16.2 023【解析】f(x)=+1-=+1-=sin 2x+1-,因为f(x+π)=sin 2(x+π)+1-=sin 2x+1-=f(x),所以π为f(x)的一个周期.令f(x)=sin 2x+1-=0,则sin22x+2sin 2x=|sin 2x|.当sin 2x≥0时,sin 2x=0或sin 2x=-1(舍去),当sin 2x<0时,sin 2x=0(舍去)或sin 2x=-3(舍去),所以f(x)在(0,π]上的零点为和π.故当x∈(0,1 012π]时,f(x)恰有2×1 012=2 024个零点,且第2 024个零点为1 012π,故当x∈(0,1 012π)时,f(x)恰有2 024-1=2 023个零点. 展开更多...... 收起↑ 资源预览