《直通名校》专题二 培优点2 带绝对值的三角函数性质(课件)-高考数学大二轮专题复习

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《直通名校》专题二 培优点2 带绝对值的三角函数性质(课件)-高考数学大二轮专题复习

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(共41张PPT)
培优点2 
带绝对值的三角函数性质
PART ONE
  带绝对值的三角函数性质是高考的热点,解决此类问题常用分类讨论和数形结合思想.
1. y=| sin x|的图象
y=| sin x|的图象是将y= sin x图象中x轴下方的图象沿x轴对折上去
得到的(x轴上方图象保持不变),如图1.
2. y= sin |x|的图象
y= sin |x|的图象是将y= sin x图象中y轴左边部分除掉,再将y轴右
边的部分对折到左边得到的(y轴右边图象保持不变),如图2.
3. y=| sin x|+| cos x|的图象与性质
令f(x)=| sin x|+| cos x|,由f(x+ )=| sin (x+ )|
+| cos (x+ )|=| cos x|+|- sin x|=| sin x|+| cos x|
=f(x),知f(x)是周期函数,最小正周期T= .
先作x∈[0, ]部分的函数图象,然后沿x轴向左、向右平移(每次
平移 个单位长度)可得到y=| sin x|+
| cos x|(x∈R)的图象,如图3.
因此从图象可以得到它的性质:①定义域为R;②值域为[1, ];③
图象关于y轴对称,为偶函数;④在[ - , ](k∈Z)上单调
递减,在[ , + ](k∈Z)上单调递增;⑤最小正周期为 .
【例1】 关于函数f(x)= sin |x|,下列说法正确的是
(  )
A. f(x)的最小值为0
B. f(x)为奇函数
C. f(x)的最小正周期为π
sin |x|型的三角函数问题

解析: f(x)= sin |x|=最小值为-
,所以A不正确;又由f(-x)= sin |-x|= sin |x|=f
(x),所以函数f(x)为偶函数,所以B不正确;因为f( )=
sin =1,f(π+ )= sin (π+ )=-1,所以f( )≠f(π+
),π不是f(x)的周期,所以C不正确;当x<0时,f(x)=-
sin x,函数f(x)在[- ,- ]上单调递减,又因为(- ,
- ) [- ,- ],所以函数f(x)在(- ,- )上单
调递减,D正确.
  解决关于 sin |x|的三角函数问题的关键是先判断 sin |x|是偶函
数,其次是研究x≥0时的函数性质,最后根据偶函数的对称性即可得到x
<0的函数性质,从而解决问题.
 (多选)设函数f(x)=2 sin 2x-3 sin |x|+1,则(  )
A. f(x)是偶函数
B. f(x)在[-2π,2π]上有6个零点



解析: 选项A,函数f(x)的定义域为R,由f(-x)=2 sin 2
(-x)-3 sin |-x|+1=2 sin 2x-3 sin |x|+1=f(x),可得f
(x)是偶函数,正确;选项B,当x≥0时,f(x)=2 sin 2x-3 sin x+
1,由2 sin 2x-3 sin x+1=0,可得 sin x= 或 sin x=1,则当x∈[0,2π]
时,x= 或x= 或x= ,又f(x)是偶函数,则当x∈[-2π,0]时,
x=- 或x=- 或x=- ,则f(x)在[-2π,2π]上有6个零点,正确;
选项C,当x≥0时,f(x)=2 sin 2x-3 sin x+1=2( sin x- )2- ,
则当 sin x= 时f(x)取得最小值- ,又f(x)是偶函数,则f(x)的
最小值为- ,正确;选项D,f(- )=2 sin 2(- )-3 sin |- |
+1=(1- )+1<1,f(0)=2 sin 20-3 sin |0|+1=1,则f(-
)<f(0),则f(x)在[- ,0]上不单调递减,错误.故选A、B、C.
| sin x|型的三角函数问题
【例2】 (多选)已知函数f(x)=2( sin x+| sin x|) cos x,则下
列结论中正确的是(  )
A. f(x)的最小正周期为π
D. f(x)的值域为[-2,2]


解析: f(x+π)=2(- sin x+| sin x|)·(- cos x)=2( sin x-| sin x|)· cos x≠f(x),所以A错误;f( )=2( sin +| sin |)· cos =0,f( +x)=2( cos x+| cos x|)(- sin x),f( -x)=2( cos x+| cos x|)· sin x=-f( +x),所以f(x)的图象关于点( ,0)中心对称,B正确;因为f(- )=0,f(0)=0,f(- )=f(0),所以C错误;因为f(x)=即f(x)=k∈Z,所以f(x)的值域为[-2,2],D正确.
  解决有关| sin x|的三角函数问题,其关键点在于根据 sin x的符号构
造分段函数,逐段分析函数的图象与性质即可.
 已知函数f(x)=tan x+|tan x|,则下列结论正确的是(  )
C. f(x)的值域为[0,+∞)

解析: f(x)=tan x+|tan x|=作出函数f(x)的图象,如图.观察图象,f(x)的最小正周期为π,A错误;f(x)的图象没有对称中心,B错误;f(x)的值域为[0,+∞),C正确;不等式f(x)>2,即x∈[kπ, +kπ)(k∈Z)时,2tan x>2,得tan x>1,解得 +kπ<x< +kπ,k∈Z,
所以f(x)>2的解集为( +kπ, +kπ)
(k∈Z),故D错误.故选C.
带双绝对值的三角函数问题
【例3】 (多选)(2024·遵义三模)关于函数f(x)=2 sin |x|+|
sin x|,有以下四个结论,其中正确的有(  )
A. f(x)的最小正周期为2π
C. 方程xf(x)-1=0的所有根之和为0


解析: 因为f(-x)=2 sin |-x|+|-
sin x|=2 sin |x|+| sin x|=f(x),所以
函数f(x)为偶函数,当x≥0时,f(x)=2
sin |x|+| sin x|=
k∈Z,如图,作出函数f(x)的图象,由图可知,函数f(x)不是周期函数,故A错误;
函数f(x)在[ , ]上单调递减,故B正确;对于C,显然x=0时方程xf(x)-1≠0,当x≠0时,则方程xf(x)-1=0的根即为函数y=f(x),y= 交点的横坐标,因为函数y=f(x)是偶函数,函数y= 是奇函数,所以两个函数的交点不具有对称性,所以方程xf(x)-1=0的所有根之和显然不为0,故C错误;对于D,当x∈[0,2π]时,ωx∈[0,2ωπ],因为函数f(ωx)(ω>0)在[0,2π]上有且仅有5个零点,所以2ωπ∈[4π,5π),所以ω∈[2, ),故D正确.故选B、D.
  解决此类带双绝对值的三角函数问题,分析函数的奇偶性和周期性是
两个必备的过程.此类问题的解题步骤可以归纳为:①分析奇偶性、周期
性;②去绝对值,写成分段函数;③画出草图,结合图象和对称性的定义
判断,包括代入必要的特殊值.
 (多选)设函数f(x)= cos |2x|+| sin x|,则(  )
A. f(x)是偶函数
B. f(x)的最小正周期为π
C. f(x)的最小值为0
D. f(x)在[0,2π]上有3个零点



解析: 因为函数f(x)定义域为R,而且f(-x)= cos |2x|
+| sin x|=f(x),所以f(x)是偶函数,A正确;因为函数y=
cos |2x|的最小正周期为π,y=| sin x|的最小正周期为π,所以f
(x)的最小正周期为π,B正确;f(x)= cos |2x|+| sin x|= cos
2x+| sin x|=1-2 sin 2x+| sin x|=-2(| sin x|- )2+ ,
而| sin x|∈[0,1],所以当| sin x|=1时,f(x)的最小值为0,C正
确;由上可知f(x)=0可得1-2 sin 2x+| sin x|=0,解得| sin x|=
1或| sin x|=- (舍去),因此在[0,2π]上只有x= 或x= 共2个
零点,所以D不正确.故选A、B、C.
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1. 如图,曲线对应的函数是(  )
A. y=| sin x| B. y= sin |x|
C. y=- sin |x| D. y=-| sin x|
解析: 注意到图象所对应的函数值有正有负,因此排除A、D,又
当x∈(0,π)时, sin |x|>0,而图中显然是小于零,因此排除B.
故选C.
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2. 已知函数f(x)=|tan( x- )|,则下列说法正确的是(  )
B. f(x)的值域是{y|y∈R,且y≠0}

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解析: 函数f(x)的最小正周期为2π,故A错;f(x)的值域为
[0,+∞),故B错;当x= 时, x- = ≠ ,k∈Z,所以x=
不是f(x)的对称轴,故C错;令kπ- < x- <kπ,k∈Z,可
得2kπ- <x<2kπ+ ,k∈Z,所以f(x)的单调递减区间是
(2kπ- ,2kπ+ ),k∈Z,故D正确.
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3. 函数f(x)=2| sin x|+ cos 2x在[- , ]上的单调递减区间为
(  )

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解析: 因为函数f(x)=2| sin x|+ cos 2x在[- , ]上满
足f(-x)=f(x),所以f(x)为偶函数;当0≤x≤ 时,则有f
(x)=2 sin x+ cos 2x=-2 sin 2x+2 sin x+1=-2( sin x- )2+
,所以x∈[ , ]时,由复合函数的单调性可知,正弦函数单调递
增,二次函数单调递减,函数f(x)单调递减;所以0≤x≤ 时,单
调递减区间为[ , ],又因为其为偶函数,所以单调递减区间为
[- ,0]和[ , ].故选B.
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4. 对于函数f(x)= ( sin x+ cos x)- | sin x- cos x|,下列说法
正确的是(  )
A. f(x)的值域为[-1,1]
B. 函数f(x)的最小正周期是π

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解析: f(x)=作出函数f(x)的图象如图所示,f(x)的值域为[-1, ],故A错;f(x)的最小正周期是2π,故B错;当且仅当x= +2kπ(k∈Z)时,f(x)取得最大值,故C错;当且仅当x∈(2kπ, +2kπ)(k∈Z)时,f(x)>0,故D对.
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5. (多选)已知函数f(x)= sin |x|+| cos x|,则下列叙述正确的
有(  )
A. 2π是函数y=f(x)的一个周期
B. 函数y=f(x)是偶函数


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解析: 对于A,f(- )= sin +| cos |=1,f( )= sin
+| cos |=-1≠f(- ),则2π不是函数y=f(x)的一个周
期,故A错误;对于B,f(-x)= sin |-x|+| cos (-x)|=
sin |x|+| cos x|=f(x),则函数f(x)为偶函数,故B正确;
对于C,当x∈[ , ]时,f(x)= sin x- cos x= sin (x-
),x- ∈[ ,π],可知函数f(x)在[ , ]上单调递减,
故C正确;
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对于D,当x>0时,f(x)= sin x+| cos x|,此时f( )= sin
+| cos |= ,f( )= sin +| cos |=-1,即f( )-f
( )= +1> ,故D错误.
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6. 已知函数f(x)= sin (ωx+ )(ω>0),且函数y=|f(x)|
的最小正周期为2π,则函数y=|f(x)|的单调递增区间为
.
解析:函数f(x)= sin (ωx+ )(ω>0),且函数y=|f
(x)|的最小正周期为2π,所以ω= ,令kπ< x+ <kπ+ ,解
得2kπ- <x<2kπ+ ,故函数的单调递增区间为(2kπ- ,2kπ
+ )(k∈Z).
(2kπ
- ,2kπ+ )(k∈Z)
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7. 已知函数f(x)=| sin ωx|+| cos ωx|(ω>0)在区间( ,π)
上单调递增,则ω的取值范围是 .
(0, ]
解析:f(x)= = =
,ω>0.令2kπ≤4ωx≤(2k+1)π,k∈Z,得≤x≤ ,k∈Z,即f(x)的单调递增区间为[ , ], k∈Z,ω>0,
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所以只需k∈Z,解得
2k≤ω≤ ,k∈Z,ω>0,则解得- <k≤ .又
k∈Z,所以k=0,所以0<ω≤ ,即ω的取值范围是(0, ].
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8. 设O为坐标原点,定义非零向量 =(a,b)的“相伴函数”为f
(x)=a sin x+b cos x(x∈R), =(a,b)称为函数f(x)
=a sin x+b cos x的“相伴向量”.
(1)设函数g(x)=2 sin ( -x)- cos ( +x),求函数g
(x)的相伴向量 ;
解:因为g(x)=2 sin ( -x)- cos ( +x)=2(
cos x- sin x)-( cos x- sin x)=- sin x+ cos x,所以
函数g(x)的相伴向量为 =(- , ).
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(2)记 =(0,2)的“相伴函数”为f(x),若方程f(x)=k
+1-2 | sin x|在区间x∈[0,2π]上有且仅有四个不同的实
数解,求实数k的取值范围.
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解:由题意, =(0,2)的“相伴函数”f(x)=
0× sin x+2× cos x=2 cos x,
方程f(x)=k+1-2 | sin x|即2 cos x=k+1-2 | sin
x|,x∈[0,2π],
则方程2 cos x=k+1-2 | sin x|,x∈[0,2π]有四个实数解,
所以k=2 cos x-1+2 | sin x|,x∈[0,2π]有四个实数解,
令h(x)=2 cos x-1+2 | sin x|,x∈[0,2π],
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①当x∈[0,π]时,h(x)=2 cos x-1+2 sin x=4 sin (x
+ )-1,
②当x∈(π,2π]时,h(x)=2 cos x-1-2 sin x=-4 sin
(x- )-1,
作出h(x)的图象,如图,由图可知,
当1≤k<3时,函数h(x)与y=k有
四个交点,即实数k的取值范围为[1,3).
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