■劉大鳴(特級(jí)教師)
2018年高考對(duì)三角函數(shù)的考查主要是圍繞“三角函數(shù)的圖像變換,函數(shù)y=Asin(ωx+φ)和y=Acos(ωx+φ)的圖像與性質(zhì),三角函數(shù)在區(qū)間上的零點(diǎn),三角函數(shù)的最值”等展開(kāi)的,彰顯“整體變量觀念、轉(zhuǎn)化與化歸和數(shù)形結(jié)合”素養(yǎng)的具體應(yīng)用。
例1(2018年高考天津卷)將函數(shù)y=的圖像向右平移個(gè)單位長(zhǎng)度所得圖像對(duì)應(yīng)的函數(shù)( )。
解:由題意求出平移后的函數(shù)解析式,然后確定函數(shù)的單調(diào)區(qū)間。將函數(shù)y=的圖像向右平移個(gè)單位長(zhǎng)度所得圖像的解析式為依據(jù)正弦函數(shù)的單調(diào)性,可得所求函數(shù)的單調(diào)增區(qū)間為即令k=1,得到一個(gè)單調(diào)增區(qū)間為同理可得單調(diào)遞減區(qū)間為即令k=1,得到一個(gè)單調(diào)遞減區(qū)間為應(yīng)選A。
品味:三角函數(shù)的圖像變換的兩種途徑:一是先伸縮后平移,二是先平移后伸縮。要注意的是:y=Asin(ωx+φ1)到y(tǒng)=Asin(ωx+φ2)的平移單位是當(dāng)Δx>0時(shí),將y=Asin(ωx+φ1)圖像上所有點(diǎn)向左平移Δx個(gè)單位得到,當(dāng)Δx<0時(shí),將y=Asin(ωx+φ1)圖像上所有點(diǎn)向右平移-Δx個(gè)單位得到。
變 式 1:已知函數(shù)f(x)=(其中ω>0)的最小正周期為π。
(1)求ω 的值。
提示:(1)f(x)=由得ω=1。
聚焦2:函數(shù)y=Acos(ωx+φ)+B圖像的應(yīng)用
例2(2018年高考北京卷)設(shè)函數(shù)(ω>0),若 f(x)≤對(duì)任意的實(shí)數(shù)x都成立,則ω的最小值為_(kāi)________。
解:根據(jù)余弦函數(shù)取最大值的條件解得ω,進(jìn)而確定其最小值。對(duì)任意的實(shí)數(shù)x都有成立,可知當(dāng)時(shí),函數(shù)f(x)有最大值,可得所以=2kπ(k∈Z),即又ω>0,故
品味:理解y=cosx,y=Acos(ωx+φ)+B之間的關(guān)系,借助整體變量觀念,利用余弦函數(shù)的性質(zhì)可研究y=Acos(ωx+φ)+B的性質(zhì)。
變式2:已知函數(shù)y=sin(2x+φ)的圖像關(guān)于直線對(duì)稱,則φ的值是_______。
提示:由 函 數(shù) y=sin(2x+φ)的圖像關(guān)于直線對(duì)稱,可得所以即又故
聚焦3:求函數(shù)y=Asin(ωx+φ)+B 的周期及最值問(wèn)題
(1)求f(x)的最小正周期。
解:(1)利用輔助角公式化為一個(gè)角和一種三角函數(shù)形式,再用周期公式求解。由于所以f(x)的最小正周期
品味:形如y=asinωx+bcosωx的函數(shù),利用輔助角公式可化為形式,其最小正周期為
變式3:已知函數(shù)fx()=sin2ωx+的最小正周期為π。
(1)求ω 的值。
提示:(1)函數(shù)
例4(2018年高考上海卷)設(shè)常數(shù)a∈R,函數(shù)f(x)=asin2x+2cos2x。
(1)若f(x)為偶函數(shù),求a的值。
解:(1)若f(x)為偶函數(shù),則對(duì)任意x∈R,均有f(x)=f(-x),即asin2x+2cos2x=asin2(-x)+2cos2(-x),化簡(jiǎn)可得方程2asin2x=0對(duì)任意x∈R都成立,故a=0。
若該方程在[-π,π]上有解,則k=0或k=1,對(duì)應(yīng)方程的解x的值分別為
品味:三角變換中常用的降冪公式有:
變式4:函數(shù)在上的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為_(kāi)________。
提示:由題意可得所以即∈Z。當(dāng)k=0時(shí)當(dāng)k=1時(shí)當(dāng)k=2時(shí)均滿足題意。故函數(shù)f(x)在[0,π]上的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為3。
例5(2018年高考全國(guó)卷)若f(x)=cosx-sinx在[-a,a]上是減函數(shù),則a的最大值是( )。
解:先確定三角函數(shù)的單調(diào)減區(qū)間,再根據(jù)集合包含關(guān)系確定a的最大值。由函數(shù)f(x)=cosx-sin且y=cosx在區(qū)間[0,π]上單調(diào)遞減,可得0≤x+即
品味:求解三角函數(shù)的單調(diào)性,凸顯整體變量的應(yīng)用。
變式5:若f(x)=cosx-sinx在[0,a]是減函數(shù),則a的最大值是( )。
提示:由 f(x)=cosx-sinx=可得(k∈Z),即Z),所以所以0<a≤即a的最大值為應(yīng)選C。