规律方法 1.已知三角函数解析式求单调区间:(1)求函数的单调区间应遵循简单化原则,将解析式先化简,并注意复合函数单调性规律“同增异减”;(2)求形如y=Asin(ωx+φ)或y=Acos(ωx+φ)(其中ω>0)的单调区间时,要视“ωx+φ”为一个整体,通过解不等式求解.但如果ω<0,那么一定先借助诱导公式将ω化为正数,防止把单调性弄错.2.对于已知函数的单调区间的某一部分确定参数ω的范围的问题,首先,明确已知的单调区间应为函数的单调区间的子集,其次,要确定已知函数的单调区间,从而利用它们之间的关系可求解,另外,若是选择题利用特值验证排除法求解更为简捷. 考点四 三角函数的周期性、奇偶性、对称性 角度1 三角函数奇偶性、周期性
【例4-1】 (1)已知函数f(x)=2cos2x-sin2x+2,则( ) A.f(x)的最小正周期为π,最大值为3 B.f(x)的最小正周期为π,最大值为4 C.f(x)的最小正周期为2π,最大值为3 D.f(x)的最小正周期为2π,最大值为4
11π(2)设函数f(x)=sin2x+θ-3cos2x+θ|θ|<2的图象关于y轴对称,则θ=( )
ππππA.-6 B.6 C.-3 D.3 cos 2x+135222
【解析】 (1)易知f(x)=2cosx-sinx+2=3cosx+1=3+1=cos 2x+
222,则f(x)的最小正周期为π,当2x=2kπ,即x=kπ(k∈Z)时,f(x)取得最大值,最大值为4. 11
(2)f(x)=sin2x+θ-3cos2x+θ
π1x+θ-=2sin2, 3
ππππ
由题意可得f(0)=2sinθ-3=±2,即sinθ-3=±1,∴θ-3=2+kπ(k∈Z),
5π
∴θ=6+kπ(k∈Z).
ππ∵|θ|<2,∴k=-1时,θ=-6.
规律方法 1.若f(x)=Asin(ωx+φ)(A,ω≠0),则 π
(1)f(x)为偶函数的充要条件是φ=2+kπ(k∈Z); (2)f(x)为奇函数的充要条件是φ=kπ(k∈Z).
2π
2.函数y=Asin(ωx+φ)与y=Acos(ωx+φ)的最小正周期T=,y=Atan(ωx+φ)的最小正周期T
|ω|
π=|ω|. 角度2 三角函数图象的对称性
π
【例4-2】 (1)已知函数f(x)=asin x+cos x(a为常数,x∈R)的图象关于直线x=6对称,则函数g(x)=sin x+acos x的图象( ) π
A.关于点3,0对称
π
C.关于直线x=3对称
2π
B.关于点3,0对称
π
D.关于直线x=6对称 πππ
(2)已知函数f(x)=sin(ωx+φ)ω>0,|φ|≤2,x=-4为f(x)的零点,x=4为y=f(x)图象的对称轴,
π5π
且f(x)在18,36上单调,则ω的最大值为( )
A.11 B.9 C.7 D.5
π
【解析】 (1)因为函数f(x)=asin x+cos x(a为常数,x∈R)的图象关于直线x=6对称, 313π
所以f(0)=f3,所以1=2a+2,a=3,
323π
所以g(x)=sin x+3cos x=3sinx+6,
πππ
函数g(x)的对称轴方程为x+6=kπ+2(k∈Z),即x=kπ+3(k∈Z),当k=0时,对称轴为直线xππ
=3,所以g(x)=sin x+acos x的图象关于直线x=3对称.
ππππTkTπ2k+1
(2)因为x=-4为f(x)的零点,x=4为f(x)的图象的对称轴,所以4--4=4+2,即2=4T
2k+12π=4·ω(k∈Z),所以ω=2k+1(k∈Z).
5πππT2ππ5π
又因为f(x)在18,36上单调,所以36-18=12≤2=2ω,即ω≤12,ω=11验证不成立(此时求
ππ3π3π5π得f(x)=sin11x-4在18,44上单调递增,在44,36上单调递减),ω=9满足条件,由此得ω
的最大值为9.
π
规律方法 1.对于可化为f(x)=Asin(ωx+φ)形式的函数,如果求f(x)的对称轴,只需令ωx+φ=2+kπ(k∈Z),求x即可;如果求f(x)的对称中心的横坐标,只需令ωx+φ=kπ(k∈Z),求x即可. 2.对于可化为f(x)=Acos(ωx+φ)形式的函数,如果求f(x)的对称轴,只需令ωx+φ=kπ(k∈Z),π
求x;如果求f(x)的对称中心的横坐标,只需令ωx+φ=2+kπ(k∈Z),求x即可. [方法技巧]
1.讨论三角函数性质,应先把函数式化成y=Asin(ωx+φ)(ω>0)的形式.
2.对于函数的性质(定义域、值域、单调性、对称性、最值等)可以通过换元的方法令t=ωx+φ,将其转化为研究y=sin t(或y=cos t)的性质. 3.数形结合是本节的重要数学思想.
4.闭区间上最值或值域问题,首先要在定义域基础上分析单调性;含参数的最值问题,要讨论参数对最值的影响.
5.要注意求函数y=Asin(ωx+φ)的单调区间时A和ω的符号,尽量化成ω>0时情况,避免出现增减区间的混淆.
6.求三角函数的单调区间时,当单调区间有无穷多个时,别忘了注明k∈Z.
四、 课时作业
1.(2021·宝鸡中学高一期中)函数f(x)tan2xπ的单调递增区间为( ) 3A.kππkπ2π,(kZ)
3262π5π,kπ(kZ) 1212B.kππkπ5π,(kZ) 212212π2π,kπ(kZ) 63C.kπD.kπ【答案】C 【解析】k22xππkk5kkZ得:x,所以函数f(x)tan2x的
332212212单调递增区间为kππ5π,kπ(kZ). 12122.(2021·陕西省西安中学高一期中)设函数y12sinx,则函数的最大值及取到最大值时的x取值集合分别为( ) A.3,x|x2k2,kZ B.1,x|x2k32,kZ C.3,x|x2k32,kZ D.1,x|x2k2,kZ 【答案】C
【解析】由于22sinx2,22sinx2,112sinx3, 所以当x2k32,kZ时,函数y12sinx有最大值为3. 3.(2021·吉林省高三其他(文))下列函数中,是奇函数且在其定义域上是增函数的是( ) A.y1x B.ytanx
C.yexex
D.yx2,x0x2,x0
【答案】C
【解析】对于A选项,反比例函数y1x,它有两个减区间, 对于B选项,由正切函数ytanx的图像可知不符合题意; 对于C选项,令f(x)exex知f(x)exex, 所以f(x)f(x)0所以f(x)exex为奇函数, 又yex在定义内单调递增,所以yex单调递增, 所以函数yexex在定义域内单调递增;
对于D,令g(x)x2,x0x2,x0x2,x0,则g(x)x2,x0,
所以g(x)g(x)0,所以函数yx2,x0不是奇函数. x2,x04.(2021·武功县普集高级中学高一月考)函数y2cosx1的定义域是( )
A.2k,2kkZ 66,2kkZ 33B.2k3,3k2kZ 3C.2k【答案】C
D.2k3,2k3kZ
【解析】由2cosx10得:2k22x2k,kZ. 33所以函数y2cosx1的定义域是2k,2kkZ.
335.(2021·武功县普集高级中学高一月考)函数yxsinx的部分图像是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】:因为yxsinx,所以fx为偶函数,其图象关于y轴对称,故可以排除B,D.又因为函数fx在0,上函数值为正,故排除C.
6.(2019·呼玛县高级中学高一月考)若函数f(x)Asin(x)(A0,0,示,则函数f(x)的解析式为( )
2)的部分图像如图所
A.f(x)sin(2xC.f(x)cos(2x【答案】D
6) )
B.f(x)cos(2xD.f(x)sin(2x6) )
33【解析】由函数的部分图像可知A1,
T2,故T,所以即2.
22由函数图像的对称轴为x因2k,kZ, ,所以2122122,故3,所以fxsin2x,故选D. 37.(2019·呼玛县高级中学高一月考)设acosA.acb C.cab 【答案】A 【解析】bsin12,bsin417,ccos,则( ) 64B.cba D.bca
415sin66657sinsincosccoscos , 66344因为
34,,)且ycosx在(0,是单调递减函数,所以acb,故选A
1228.(2019·延安市第一中学高三月考(理))已知函数f(x)sin(x)(0,之间的距离为
2)图象相邻两条对称轴
,将函数yf(x)的图象向左平移个单位后,得到的图象关于y轴对称,那么函数
32yf(x)的图象( )
A.关于点,0对称 12B.关于点,0对称 12C.关于直线x【答案】B
12对称
D.关于直线x对称 12【解析】因为相邻两条对称轴的距离为设将fx的图像向左平移则gxsin2xT,故,T,从而2. 222单位后,所得图像对应的解析式为gx, 323,因gx的图像关于y轴对称,故g01, 2sin所以3因2k,kZ,所以k,kZ, 1,3262,所以6.
又fxsin2x故对称轴为直线x令2x确.
6,令2x6k2,kZ,
k,kZ,所以C,D错误; 23kk,0,kZ,所以A错误,D正k,kZ,故x,kZ,所以对称中心为62122129.(2021·河北省故城县高级中学高一期中)关于函数ysin(xA.[2),在以下说法中正确的是( )
,]上是增函数 22B.[0,]上是减函数 D.[,]上是减函数
C.[,0]上是减函数 【答案】B
【解析】ysin(x2)cosx,它在[0,]上是减函数.
10.(2021·上海高一课时练习)下列命题中正确的是( ) A.ycosx在第一象限和第四象限内是减函数 B.ysinx在第一象限和第三象限内是增函数
C.ycosx在D.ysinx在【答案】D
,上是减函数 22,上是增函数 22【解析】对于ycosx,该函数的单调递减区间为:2k,2k,kZ,故A错,C错. 对于ysinx,该函数的单调递增区间为:2k,2k,kZ,故B错,D对.
22xxsinx有下述四个结论: 22211.(2021·陕西省西安中学高三其他(理))关于函数f(x)2sin①函数f(x)的图象把圆x2y21的面积两等分 ②f(x)是周期为的函数
③函数f(x)在区间(,)上有3个零点
④函数f(x)在区间(,)上单调递减 其中所有正确结论的编号是( ) A.①③④ 【答案】C
【解析】f(x)=2sin
B.②④
C.①④
D.①③
xxxxsin(+)﹣x=2sincos﹣x=sinx﹣x, 22222对于①,因为f(﹣x)=sin(﹣x)﹣(﹣x)=﹣sinx+x=﹣f(x),所以函数f(x)为奇函数,关于原点对称,且过圆心,而圆x2+y2=1也是关于原点对称,所以①正确;
对于②,因为f(x+π)=sin(x+π)﹣(x+π)=﹣sinx﹣x﹣π≠f(x),所以f(x)的周期不是π,即②错误;
对于③,因为f零点, 即③错误; 对于④,f''x=cosx﹣1≤0,所以f(x)单调递减,所以f(x)在区间(﹣∞,+∞)上至多有1个
x=cosx﹣1≤0,所以f(x)单调递减,即④正确.
12.(2021·山西省高三其他(文))已知fxcosx0,2的图象关于直线x5对称,24把fx的图象向左平移A.2 【答案】C
个单位后所得的图象关于点,0对称,则的最小值为( ) 412C.4
D.6
B.3
【解析】因为fx的图象向左平移
个单位后所得的图象关于点,0对称, 412所以fx关于点,0对称, 35对称, 24又fx的图象既关于直线x设fx的最小正周期为T,则
352k1TkN, 244即
2k12kN, 84所以8k4kN,取k0,得4,
13.(2021·上海高二课时练习)设直线的斜率k(,1][1,),则该直线的倾斜角满足( ). A.44 B.
42或
234 C.03
D.04或
44或
34
【答案】B
【解析】因为ktan, 所以当k1时,324, 当k1时,
42,
即直线的倾斜角满足
42或
234, 14.(2021·调兵山市第一高级中学高一月考)方程x10sinx的根的个数是( ) A.6 B.7
C.8
D.9
【答案】B
【解析】分别作函数yx,y10sinx图象,如图,
由图可得交点个数为7,所以方程x10sinx的根的个数是7
15.(2021·福建省高三其他(文))图数fxx1xcosx,x,00,的图象可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】由题知:fxx11cosxxcosxf(x), xx所以fx为奇函数,故排除B,D. 又因为x0,时,fx0,故排除C.
16.(2021·上海高一期中)函数ysinxcosx的最小正周期和最大值分别为( ) A.,1 【答案】B
【解析】ysinxcosx=B.,
21 2C.2,1 D.2,
1 21sin2x, 22, 2函数ysinxcosx的最小正周期T1sin2x1,111sin2x, 2221. 2函数ysinxcosx的最大值为
17.(2021·山西省高三其他(文))对于函数fx的值城为1,1;②当且仅当x2k11sinxcosxsinxcosx.有下列说法:①fx224kZ时,函数fx取得最大值;③函数fx的最小正周期是
;④当且仅当x2k,2kkZ时,fx0.其中正确结论的个数是( )
2A.1 【答案】B
【解析】因为fx所示:
B.2
C.3
D.4
cosx,sinxcosx11sinxcosxsinxcosx,作出函数fx的图象,如图22sinx,sinxcosx
所以,fx的值城为1,2,①错误; 2函数fx的最小正周期是2,③错误; 当且仅当x2k4kZ时,函数fx取得最大值,②正确;
kZ时,fx0,④正确. 22k当且仅当x2k,18.(多选题)(2021·海南省海南中学高三月考)已知函数fxAsinx(A0,0)在x1处取得最大值,且最小正周期为2,则下列说法正确的有( ). A.函数fx1是奇函数
C.函数fx2在0,1上单调递增 【答案】BCD
【解析】因为fxAsinx在x1处取得最大值, 所以有2kB.函数
fx1是偶函数
D.函数fx3是周期函数
2(kZ),
又因为fxAsinx的最小正周期为2, 所以有22,0,
fxAsinxAsinx2k因此Acosx.
2选项A:设g(x)fx1Acos[(x1)]Acosx, 因为g(x)Acos[(x)]Acosxg(x), 所以g(x)fx1是偶函数,故本选项说法不正确; 选项B:设h(x)fx1Acos[(x1)]Acosx 因为h(x)Acos[(x)]Acosxh(x), 所以h(x)fx1是偶函数,故本选项说法正确;
选项C:设m(x)fx2Acos[(x2)]Acosx,
因为x0,1,所以x0,,又因为A0,所以函数m(x)fx2在0,1上单调递增,故本选项说法正确;
选项D:设n(x)fx3Acos[(x3)]Acosx, 函数n(x)最小正周期为:
22,所以本选项说法正确.
19.(2021·山东省微山县第一中学高一月考)已知函数fxcosx,则( )
6A.2为fx的一个周期 C.fx在【答案】AD
【解析】根据函数fxcosxB.yfx的图象关于直线xD.fx的一个零点为
4对称 3π,π上单调递减 2 3知最小正周期为2,A正确. 6当x44时,f3334coscos0,由余弦函数的对称性知,B错误;函数2365fxcosx在,626 fxcosx5,上单调递增,故C错误; 上单调递减,在637coscos0,故D正确. 23631276,f220.(2021·山东省高一期中)将函数fxsin2x23cosx3图象向左平移个单位,再把各点的
横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),得到函数gx的图象,则下列说法中正确的是( ) A.fx的最大值为3 C.fx的图象关于点【答案】CD
2【解析】函数f(x)sin2x23cosx3sin2x3cos2x2sin(2x),
3B.gx是奇函数 D.gx在,0对称 62,63上单调递减 把函数图象向左平移
12个单位,得到y2sin[2(x)]2sin(2x)2cos2x, 1232再把各点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),得到g(x)2cosx. ①故fx函数的最大值为2,故选项A错误. ②函数g(x)2cosx为偶函数,故选项B错误. ③当x时,f2sin20,所以fx的图象关于点,0对称,故选项C正确.
66663④由于g(x)2cosx,在项D正确.
2g(x)kZ2k,2k在,上单调递减,故函数,63上单调递减.故选21.(2021·上海高一期中)函数f(x)tan【答案】(6k3,6k3),kZ 【解析】由6x的单调递增区间为________
2k6x2k,kZ,
解得6k3x6k3,kZ,
故函数的单调增区间为6k3,6k3,kZ,
22.(2021·河北省故城县高级中学高一期中)已知函数f(x)sin(x),g(x)cos(x),有以下结论:
①函数yf(x)g(x)的最小正周期为π; ②函数yf(x)g(x)的最大值为2;
个单位后得到函数yg(x)的图象; 2④将函数yf(x)的图象向左平移个单位后得到函数yg(x)的图象.
2③将函数yf(x)的图象向右平移其中正确结论的序号是____________. 【答案】①④
【解析】f(x)sin(x)sinx,g(x)cos(x)cosx. 因为yf(x)g(x)(sinx)(cosx)sinxcosx所以yf(x)g(x)因为yf(x)g(x)1sin2x, 221,故结论①正确; sin2x的最小正周期为:2211sin2x的最大值为,所以结论②不正确;
22因为函数yf(x)的图象向右平移
个单位后得到函数的解析式为: 2yf(x)sin(x)cosx,所以结论③不正确;
22因为函数yf(x)的图象向左平移
个单位后得到函数的解析式为: 2yf(x)sin(x)cosxg(x),所以结论④正确.
2223.(2021·宝鸡中学高一期中)函数f(x)Asin(x)B的一部分图象如图所示,其中A0,0,
||π. 2
(1)求函数yfx解析式;
(2)求x[0,π]时,函数yfx的值域; (3)将函数yfx的图象向右平移递减区间.
【解析】(1)根据函数f(x)Asin(x)B的一部分图象,其中A0,0,||π个单位长度,得到函数ygx的图象,求函数ygx的单调4π, 2AB4A2T12π5ππ,∴2, ∵,∴;∵AB0B244126
πππf再根据4,可得22kπ,kZ,
626∴πππ2kπ,kZ,∵||,∴,
266
∴函数yfx的解析式为f(x)2sin2xπ2; 6(2)∵x0,π,∴2xππ13ππ,sin2x,∴[1,1], 6666∴函数yfx的值域为0,4; (3)将函数yfx的图象向右平移得到函数g(x)2sin2xπ个单位长度, 4πππ22sin2x2的图象, 463对于函数g(x)2sin2x令2kππ2, 3ππ3π2x2kπ,kZ, 2325π11πxkπ求得kπ,kZ, 1212故函数gx的单调减区间为kπ5π11π,kπ,kZ. 121224.(2021·山西省平遥中学校高一月考)已知函数fx4sinxcosx(1)求函数fx的最小正周期及单调增区间; (2)求函数fx在区间3. 3,上的值域和取得最大值时相应的x的值. 46fx4sinxcosxcossinxsin【解析】(1)3 332sinxcosx23sin2x3 sin2x31cos2x3 sin2x3cos2x
2sin2x.
3∴T由2. 222k2x322k,kZ
得:5kxk,kZ 1212∴单调增区间为(2)∵∴5k,kkZ.
12126,∴4x62x32. 31sin2x1,即12sin2x2. 233∴函数fx在区间,上的值域为1,2 46且当2x,即x时,fxmax2.
123225.(2021·武功县普集高级中学高一月考)在已知函数f(x)Asin(x),xR(其中
A0,0,02)的图象与x轴的交点中,相邻两个交点之间的距离为
,且图象上一个最低点为22M,2. 3(1)求fx的解析式; (2)当x,时,求fx的值域. 1222,2,得A2,又周期T,∴2. 3【解析】(1)依题意,由最低点为M由点M∴
24,2在图象上,得2sin2, 334112k,kZ,2k,kZ. 326∵0,由2k2,∴6,∴fx2sin2x. 622x62k2,kZ,得k3xk6,kZ.
∴函数fx的单调增区间是k3,kkZ. 6(2)
7x,,∴2x,.
6361226时,fx取得最大值2;
267当2x,即x时,fx取得最小值1,故fx的值域为1,2.
662当2x,即x