18版高中数学第一章三角函数章末复习课导学案新人教A版必修4文档格式.docx
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[-1,1]
对称性
对称轴:
x=kπ+
(k∈Z);
对称中心:
(kπ,0)(k∈Z)
x=kπ(k∈Z);
(k∈Z)
(k∈Z),无对称轴
奇偶性
奇函数
偶函数
周期性
最小正周期:
2π
π
单调性
在
(k∈Z)上单调递增;
(k∈Z)上单调递减
在[-π+2kπ,2kπ](k∈Z)上单调递增;
在[2kπ,π+2kπ](k∈Z)上单调递减
在开区间(kπ-
,kπ+
)(k∈Z)上递增
最值
在x=
+2kπ(k∈Z)时,ymax=1;
在x=-
+2kπ(k∈Z)时,ymin=-1
在x=2kπ(k∈Z)时,ymax=1;
在x=π+2kπ(k∈Z)时,ymin=-1
无最值
类型一 三角函数的概念
例1 已知角θ的顶点为坐标原点,始边为x轴的正半轴.若P(4,y)是角θ终边上一点,且sinθ=-
,则y=.
答案 -8
解析 r=
=
,且sinθ=-
,
所以sinθ=
=-
,所以θ为第四象限角,解得y=-8.
反思与感悟
(1)已知角α的终边在直线上时,常用的解题方法有以下两种:
①先利用直线与单位圆相交,求出交点坐标,然后再利用正弦、余弦函数的定义求出相应三角函数值.
②在α的终边上任选一点P(x,y),P到原点的距离为r(r>0).则sinα=
,cosα=
.已知α的终边求α的三角函数值时,用这几个公式更方便.
(2)当角α的终边上点的坐标以参数形式给出时,要根据问题的实际情况对参数进行分类讨论.
跟踪训练1 已知角α的终边在直线3x+4y=0上,求sinα,cosα,tanα的值.
解 ∵角α的终边在直线3x+4y=0上,
∴在角α的终边上任取一点P(4t,-3t)(t≠0),
则x=4t,y=-3t.
r=
=5|t|.
当t>0时,r=5t,sinα=
cosα=
,tanα=
;
当t<0时,r=-5t,sinα=
综上可知,sinα=-
,tanα=-
或sinα=
,cosα=-
类型二 同角三角函数的基本关系式及诱导公式的应用
例2 已知关于x的方程2x2-(
+1)x+m=0的两根为sinθ,cosθ,θ∈(0,2π).求:
(1)
+
(2)m的值;
(3)方程的两根及此时θ的值.
解 由根与系数的关系,得
sinθ+cosθ=
sinθcosθ=
(1)原式=
-
=sinθ+cosθ=
(2)由sinθ+cosθ=
两边平方可得
1+2sinθcosθ=
1+2×
=1+
m=
(3)由m=
可解方程2x2-(
+1)x+
=0,
得两根
和
∴
或
∵θ∈(0,2π),
∴θ=
反思与感悟
(1)牢记两个基本关系式sin2α+cos2α=1及
=tanα,并能应用两个关系式进行三角函数的求值、化简、证明.在应用中,要注意掌握解题的技巧.比如:
已知sinα±
cosα的值,可求cosαsinα.注意应用(cosα±
sinα)2=1±
2sinαcosα.
(2)诱导公式可概括为k·
α(k∈Z)的各三角函数值的化简公式.记忆规律是:
奇变偶不变,符号看象限.
跟踪训练2 已知f(α)=
(1)化简f(α);
(2)若f(α)=
,且
<
α<
,求cosα-sinα的值;
(3)若α=-
,求f(α)的值.
解
(1)f(α)=
=sinα·
cosα.
(2)由f(α)=sinα·
可知,
(cosα-sinα)2=cos2α-2sinα·
cosα+sin2α
=1-2sinα·
cosα=1-2×
又∵
,∴cosα<
sinα,即cosα-sinα<
0,
∴cosα-sinα=-
(3)∵α=-
=-6×
2π+
∴f
=cos
·
sin
×
类型三 三角函数的图象与性质
例3 将函数y=f(x)的图象向左平移1个单位长度,纵坐标不变,横坐标缩短到原来的
倍,然后向上平移1个单位长度,得到函数y=
sinx的图象.
(1)求f(x)的最小正周期和单调递增区间;
(2)若函数y=g(x)与y=f(x)的图象关于直线x=2对称,求当x∈[0,1]时,函数y=g(x)的最小值和最大值.
解
(1)函数y=
sinx的图象向下平移1个单位长度得y=
sinx-1,再将得到的图象上的点的横坐标伸长为原来的
倍,得到y=
x-1的图象,然后向右平移1个单位长度,得到y=
sin(
x-
)-1的图象,∴函数y=f(x)的最小正周期为T=
=6.由2kπ-
≤
≤2kπ+
,k∈Z,得6k-
≤x≤6k+
,k∈Z,∴函数y=f(x)的单调递增区间是[6k-
,6k+
],k∈Z.
(2)∵函数y=g(x)与y=f(x)的图象关于直线x=2对称,
∴当x∈[0,1]时,y=g(x)的最值即为x∈[3,4]时,y=f(x)的最值.
∵当x∈[3,4]时,
x-
∈[
,π],
∴sin(
)∈[0,
],∴f(x)∈[-1,
].
∴当x∈[0,1]时,y=g(x)的最小值是-1,最大值为
反思与感悟 研究y=Asin(ωx+φ)的单调性、最值问题,把ωx+φ看作一个整体来解决.
跟踪训练3 函数f(x)=3sin
的部分图象如图所示.
(1)写出f(x)的最小正周期及图中x0,y0的值;
(2)求f(x)在区间
上的最大值和最小值.
解
(1)f(x)的最小正周期为π,x0=
,y0=3.
(2)因为x∈
,所以2x+
∈
,于是,当2x+
=0,即x=-
时,f(x)取得最大值0;
当2x+
,即x=-
时,f(x)取得最小值-3.
类型四 三角函数的最值和值域
命题角度1 可化为y=Asinωx+φ+k型
例4 求函数y=-2sin(x+
)+3,x∈[0,π]的最大值和最小值.
解 ∵x∈[0,π],∴x+
],
∴-
≤sin(x+
)≤1.
当sin(x+
)=1,即x=
时,y取得最小值1.
)=-
,即x=π时,y取得最大值4.
∴函数y=-2sin(x+
)+3,x∈[0,π]的最大值为4,最小值为1.
反思与感悟 利用y=Asin(ωx+φ)+k求值域时要注意角的取值范围对函数式取值的影响.
跟踪训练4 已知函数y=asin(2x+
)+b在x∈[0,
]上的值域为[-5,1],求a,b的值.
解 ∵x∈[0,
∴2x+
π],sin(2x+
)∈[-
,1].
∴当a>0时,
解得
当a<0时,
∴a,b的取值分别是4,-3或-4,-1.
命题角度2 可化为sinx或cosx的二次函数型
例5 已知|x|≤
,求函数f(x)=cos2x+sinx的最小值.
解 y=f(x)=cos2x+sinx=-sin2x+sinx+1.
令t=sinx,∵|x|≤
,∴-
≤sinx≤
则y=-t2+t+1=-(t-
)2+
(-
≤t≤
),
∴当t=-
时,f(x)有最小值,且最小值为-(-
反思与感悟 在换元时要立刻写出新元的范围,否则极易出错.
跟踪训练5 已知函数f(x)=-sin2x-asinx+b+1的最大值为0,最小值为-4,若实数a>
0,求a,b的值.
解 令t=sinx,则
g(t)=-t2-at+b+1=-
2+
+b+1,
且t∈[-1,1].根据对称轴t0=-
与区间[-1,1]的位置关系进行分类讨论.
①当-
≤-1,即a≥2时,
②当-1<
0,即0<
a<
2时,
(舍)或
(舍),
综上所述,a=2,b=-2.
类型五 数形结合思想在三角函数中的应用
例6 已知方程sin(x+
)=
在[0,π]上有两个解,求实数m的取值范围.
解 函数y=sin(x+
),x∈[0,π]的图象如图所示,方程sin(x+
在[0,π]上有两个解等价于函数y1=sin(x+
),y2=
在同一平面直角坐标系中的图象在[0,π]上有两个不同的交点,所以
<1,即
≤m<2.
反思与感悟 数形结合思想贯穿了三角函数的始终,对于与方程解有关的问题以及在研究y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的性质和由性质研究图象时,常利用数形结合思想.
跟踪训练6 设函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A,ω,φ是常数,A>0,ω>0).若f(x)在区间[
]上具有单调性,且f(
)=f(
)=-f(
),则f(x)的最小正周期为.
答案 π
解析 记f(x)的最小正周期为T.由题意知
≥
.又f(
),且
可作出示意图如图所示(一种情况),
∴x1=(
)×
x2=(
=x2-x1=
,∴T=π.
1.若一个α角的终边上有一点P(-4,a),且sinα·
,则a的值为( )
A.4
B.±
4
C.-4
或-
D.
答案 C
解析 由三角函数定义可知,r=
sinα=
sinα·