高一使用3031年4月
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■张文伟
三角函数是高中数学的重要内容,也是高考的常考点。同学们要掌握三角函数的有关概念和性质(单调性、对称性、奇偶性、周期性、最值),要理解和掌握三角函数的图像与性质,掌握三角函数模型的简单应用。
题型1:角的概念
象限角的两种判断方法:(1)图像法,在平面直角坐标系中,作出已知角并根据象限角的定义直接判断已知角是第几象限角;
(2)转化法,先将已知角化为k X360°+a (0°C a V360°k e Z)的形式,即出与已知角终边相同的角a,再由角a终边所在的象限判断已知角是第几象限角。利用终边相同的角的集合S=,,=2k n+a,e Z}判断一个角,所在的象限时,只需把这个角写成[0,2n)范围内的一个角a与2n的整数倍的和,然后判断角a所在的象限。
例1在一720°〜0°范围内所有与45°终边相同的角为。
解:所有与45°终边相同的角可表示为,=45°+k X360°(k e Z)。令一720°C45°+ k X360°V0°(k e Z),可得一765°C k X360°V
7(^5°A50—45°(-e z),解得一76n oC-v—4°(-e
360360
Z),即一2.125C k V0.125(k e z),可知k=—2或k=—1,代入可得,=一675°或,=—315°。答案为一675°或一315°。
跟踪训练1若a=k X360°+3,=m X 360°—3-m e Z),则角a与角,的终边的位置关系是))O
A.重合
B.关于原点对称
C.关于x轴对称
D.关于y轴对称
提示:由题意知角a与角3的终边相同,角,与角一3的终边相同。因为角3与角一3的终边关于x轴对称,
所以角a与角,的终边关于x轴对称。应选C。
题型2:弧度制及应用
弧度制下有关弧长、扇形面积问题的解题策略:1)明确弧度制下弧长及扇形面积公式,要注意角的单位必须是弧度;(2)灵活地运用弧长公式、扇形面积公式直接求解,或利用圆心角所在的三角形列方程求解。
例2一扇形是从一个圆中剪下的一部
2
分,半径等于圆半径的3,面积等于圆面积的
5
历,则扇形的弧长与圆周长之比为_____。
解:设圆的半径为r,则扇形的半径为
1(2r\2 2厂2a X(3)
牙。记扇形的圆心角为a,则-------= 3n r2
55穴
历,所以a=T,所以扇形的弧长与圆周长之5n X2
跟踪训练2:分别以边长为1的正方形ABCD的顶点B,C为圆心,为半径作圆弧ACBD,两弧交于点E,则曲边三角形ABE 的周长为。
提示:因为两圆弧所在圆的半径都是1,正方形边长也是1,所以“BCE为正三角形,所以X EBC=X ECB=n,X EBA
3=6O由此可得弧be的长为1F X1=3,弧ae的长为6X1=6,所以曲边三角形
abe的周长是1+n+n=1+n。
362
题型3:判断三角函数值的符号
三角函数值(sin a,cos a,tan a)在各象限的符号规律概括为:一全正、二正弦、三正切、四余弦。
例3若sin at.an a VO,且c
°s a V0,则角
tan a
a是))
A.第一象限角
C.第三象限角
B.第二象限角
ID第四象限角
高一使用 2021年4月
解:由 sin  a  t.an  a  V0 ,可知 sin  a , an  a  异 号,则a 为第二象限角或第三象限角。由
一 V0 ,可知cos  a  , an a 异号,则a 为第三 an  a
象限角或第四象限角。综上可知a  为第三
象限角。应选C 。
跟踪训练 3:设 a  = sin  33° b  — cos  55°c  = t.an  3 5° 则(
)。
A.c  >b  >a
B.b  > c  >a
C.a  >b  >c
D.c >a  >b
提示:由 b  = cos  55° = sin  35°>sin  33° =
a  ?c  = t.an  35°>sin  35° =
b ,可得
c >b >a 。应
选A 。
题型4:三角函数的定义陈建州身高
三角函数定义的解题策略:1)已知角a
终边上一点P 的坐标,可先求出点P 到原点
的距离r ,然后利用三角函数的定义求解;
(2)已知角a 的终边所在的直线方程,可先设
出终边上一点的坐标,求出此点到原点的距 离,然后利用三角函数的定义求解;(3)已知
角a 的某三角函数值,求角a 终边上一点P  的坐标中的参数值,可根据定义中的两个量
列方程求参数的值;4)已知角a 的终边所在 的直线方程,根据三角函数的定义可求角a孙燕资
终边上某特定点的坐标。
例4 已知角a 的顶点为坐标原点,始
边为x 轴的正半轴。若角a 的终边经过点
以cos p
(3,-A. -
4 \
—),则cos  a  an  a 的值是()。
4
5
4B5
3
3c .-
D.—
55
解:
因为角a  的终边经过点
p (
3,--4 )
,所以 cos  a  = — , an  a  =—5 5
- 3,所a  t.an  a
4
4
郭敬明多高啊3 丿
=—5
应选A
3x
跟踪训练4:在平面直角坐标系j^Oy 中,
60°角的终边上一点P 的坐标为(1 ,m ),则实
数m 的值为 。
提示:由60°角的终边上一点P 的坐标 为(1 , m  ),可得 an  60° =]。又 an  60° = 3 ,
所以m = 3。
题型5:三角函数的求值
解决三角函数求值问题的关键是熟练掌
握三角函数基本关系式的正用、逆用和变形
应用。含有sin  a , cos  a 的二次齐次式(如 a  sin 2a  + b sin  a cos  a  + ccos 2a  )的问题常采用
"切”弋换法求解。这类问题要注意判断角所
在的象限,不要忽视三角函数的取值符号。
例 5 设函数 f (x ) —a sin ( n x  + a  ) +
b cos (n x +仔),其中aba ,都是非零实数。
若 f  (2 019) = —1 ,则 f (2 020)=_____。
解:由 f (2 019)=a sin (2 019n  + a ) +
b cos (2 0 1 9n  + ,) = 一 a  sin  a  一 b cos  , = 一 1 ,
可得 a sin  a  + b cos  ,= 1,所以 f (2 020 )=
a  sin  (2 020n  + a  ) +
b cos  ( 2 020n  + ,) = a  sin  a  +b  cos  , = 1。
跟踪训练5 :已知sin  a cos  a  =:,且:V
8
4
a  V  ,则 cos  a  — sin  a  的值为(
)。
提示:因为sin  a cos  a  = 3,所以(cos  a  —
8
sin  a  )2 = cos 2a  一 2 sin  a  cos  a  + sin 2 a  = 1 一
2sin  a cos  a  = 1 一2 X  3 = — o  因为牟V a V
8 4 4cos  a  V  sin  a  ,
艮卩cos a  一 sin  a  V  0 ,所
2,所以以 cos  a  — sin  a  =——。应选 D 。
题型6:三角函数的定义域、值域(最值)
求三角函数的定义域就是构造简单的三
角不等式,借助三角函数线或三角函数的图
像来求解的。三角函数的值域(最值)的四种
求法:(1)形如y =a sin x +b cos x  + k 的三角 函数,先化为y  = A  sin  (ox  + p  ) + k 的形式,
再确定ox +p 的范围,最后根据正弦函数的
单调性求值域(最值);(2)形如y  = a  sin 2x  +
b sin x +k 的三角函数,先设sin  x =t  ,再化为
关于t 的二次函数求值域(最值)(3)形如 y  = a  sin  x  cos x  + b (sin  x  士 cos  x ) + c  的三
高一使用 3032年4月
角函数,先设£ = sin  x  士 cos  x  ,再化为关于t
的二次函数求值域(最值)。
whitelies
例 6 若 x  e  [0,2n ],则 y  =詔an  x  +
—cos  x 的定义域为)
A
[o,; )
B  ( ;'n
c . D  . (22n,n
an  x  Ao ,
解:方法1)由题意可得< —cos  x  AO  ,由
—e  QO ,2n ],
此解得函数的定义域为[^2)
。应选c 。
(方法2)当x  = n 时,此函数有意义,排
5 7T
除A,D 。当x  = 5时,此函数有意义,排除
应选C 。
跟踪训练6:函数f(x ) = sin x  — cos  x  +
sin  x  cos  x 的值域为 。
提示:设 t  = sin  x  一 cos  x  ,贝U  t 2 = sin 2 x  +> 1 ——t
2
cos 2
x  一 2 sin  x  cos  x  ,艮卩 sin  x  cos  x  =—-—,且
t 2
1
—2 C  t  C  2,所以 y  = — 2 + t  + 1
一 [C — 1)2+1。当 t  = 1 时,y  max  = 1 ;当 £
—2 时,y  min  = — 2— 1
at  + 1
故所求函数的值域为[—2— 2,1
-2
(,+4) +8+1,e  (2,)
题型7:利用三角函数的单调性求参数
因为f (x )在(才,2)
上单调递增,所以已知单调区间求参数的三种方法:(1)子
集法,求出原函数的相应单调区间,由已知区 间是 所求某 区间的 子集,列不等 式求解;
(2)反子集法,由所给区间求出整体角的范
围,由该范围是某相应正、余弦函数的某个单 调区间的子集,列不等式求解;(3)周期性法,
由所给区间的两个端点到其相应对称中心的
距离不超过4周期,列不等式求解。
例7 若函数f  (x  ) = sin  9x (9>0)在区
[°'3]上单调递增,在区间[3'2]上单
调递减,则9等于)
再见你好吗)
C.2
D.3
解:方法 1)函数 f (x )=sin  9x (9〉0)
的图像过原点,当0C 9x C  n ,即oC x C :
2 29
时,y  = sin  9x 是增函数;当2C 9x C3n ,即 n  C  x  C 3时,y  = sin  9x 是减函数。由函
29 29
数 f  (x  ) = sin  9x  ( 9 > 0 )在[o,3 ]上单调递
增,在[3,2 ]
上单调递减知— = 3,所以
3
9 = 3 o  应选
(方法2)由题意知函数在x =3处取得
最大值,艮卩§ =2k n  +
?-e Z ,也即9 =
3 3
6k  + 3 o  又 9>0 ,故 9=2。应选 B3。
跟踪训练7 :若函数f  ( x  ) = cos  2x  +
a cos ( 2 + x )在区间(「2 )
上是增函数,则
实数a 的取值范围为 。
提示:由 f  (x  ) = 1 一 2 sin 2 x  一 a  sin  x ,令 sin x  = t ,e  ( 2 ,1)
,可得 g () = — 2t
—彳A1 ,可得a C  — 4,即实数a  e ) — x,—4]
题型8:三角函数的奇偶性
若y  = A sin (9x  + p  )为偶函数,则p  = k  n+ ; (k  e  Z );若 y  = A  sin(9x  + p  )为奇函 数,贝」p  = k n(-e Z )。若 y  = A  cos  ( 9x  + p  ) 为偶函数,贝U  p  = k n(k  e  Z );若y  =
A cos(9x  + p  )为奇函数,则p  = k  n  + 2 (-e
Z );若 y  = A  an(9x  + p  )为奇函数,贝U  p  = k  n  (-e  Z )。
例 8
x -4
)
函数 y  = 1 一2sin 2
是))o
高一使用2021年4月丁于生豕'王
3n\ 2丿A.最小正周期为n的奇函数
B.最小正周期为n的偶函数
C最小正周期为n的奇函数
d.最小正周期为2的偶函数
解:由y=1—2sin2cos I2x一cos—sin2x,可知此函数
是最小正周期为n的奇函数。应选A
跟踪训练8:已知函数f(x)= 3sin(2x—3+p),p G(0,n),满足f(x)= f(x),则p的值为。
提示:因为f(|x|)=f(x),所以函数f(x)一3sin(23+p)是偶函数,所以—+p=k n+n,k GZ,艮卩p=k n+5,k G
Z。又p G(0,n),所以p=§。
题型9:三角函数的对称性
求形女如y=A sin(ox+p)或y= A cos(ox+p)的对称轴或对称中心,可把3x+p"看作一个整体,根据三角函数图像的对称轴或对称中心列方程求解。函数
f(x)=A sin(ox+p),g(x)=A cos(ox+ p),x=x r,是对称轴方程f(x0)=士A, g(x0)=士A;(x0,0)是对称中心O f(x0)= 0,g(x Q=0。正(余)弦函数的对称轴是过函数图像的最高点或最低点且垂直于x轴的直线,对称中心是图像与x轴的交点,即函数的零点;函数y=A sinC ox+p)的对称轴方程为x=—p+,,对称中心为
332o
函数y A cos(ox+p)的对称
轴方程为x=—p,对称中心为
33
p
pp+3,),函数y A an(.ox+p)的
对称中心为(k—p,)
2o3
,其中k G Z
例9函数y sin(x-4丿的图像的一
(4+k n,0
个对称中心是()。
A.(—n,0)B(-4,)
匚(2,)叫2,)
解:令x—.=-k n,k GZ,可得函数图像的对称中心为,k G Z当k —1时y=sin(^—)的图像的一个对称中心为(—4,)。应选B
跟踪训练
sin(2x—6)—cos
的方程可以是(
9:
2x
函数f(x)
的图像的一条对称轴
)
A.x
n
1-2—
11n
一6
B.x=
-12
2n7n
C.x
3
D.x=
-12
提示:f(x)==sin(2x一n)-cos2x
3.3
2sin2x一一cos2x sin(2x——丿。令
n n“、一/口5n k n 2x—3=2+k n(k GZ),可得x^^^+?
(k G Z),当k=1时,可知一条对称轴的方程是x=。应选B
题型10:三角函数的图像变换
三角函数的图像变换,一般都是同名函数之间的变换,无论是先平移后伸缩,还是先伸缩后平移,都是针对自变量而言的。由函数y=sin x的图像通过变换得到y= A sin(ox+p)的图像,有两种主要途径,即"先平移后伸缩"与''先伸缩后平移”。三角函数图像的平移变换规则是''左加右减”,在平移过程中只变换自变量x,如果x的系数不是1,则需把x的系数提取后再确定平移的单位长度和方向。
例10已知函数f(x)—cos(x-6n) (o>0)的最小正周期为n,则函数f(x)的图像()
高一使用 3032年4月
A. 可由函数g(x ) = cos2x 的图像向左 平移3个单位长度得到
B. 可由函数g(x  ) = cos2x 的图像向右
平移3个单位长度得到
C. 可由函数 g(x  ) = cos  2x  的图像向左
平移n 个单位长度得到
6
D. 可由函数g(x ) = cos2x 的图像向右
平移n 个单位长度得到
6
解:由已知可得9 = 2n  = 2,则函数
9>0)的解析式的步骤和方法:(1 )求A  , 的
值,确定函数的最大值M 和最小值m ,则
M  一 m  M  + m  亠 ,,,亠 〜亠A = —一 ,= 一2 求9的值,确定
函数的周期T ,则9 =〒;(3)求p 的值,常用 的方法有代入法和五点法,①代入法,把图像 上的一■"已知点代入(此时A,9,b 已知)或 代入图像与直线y =b 的交点求解(此时要注
意交点是在上升区间还是在下降区间),②五
点法,确定p 值时,可寻“五点法”中的某一
个点为突破口。
例 11 若函数 f  ( x  ) = sin  ( 9x  — p  )
f  (x )=
cos
(2x —t )
的图像可由函数
(p c 2)的部分图像如图1所示,则9和p
g(x )=cos  2x 的图像向右平移:个单位长
6
度得到。应选Do
跟踪训练10:已知函数f  ( x  )=
sin(9x + p ) (3〉o,|p |v2)的最小正周期
的值是)
n
3为6n,将其图像向右平移3个单位长度后得到函数g  ( x  )= sin  9x 的图像,贝U  p 等 于(
)。A  . 9 1 , p
4 n  A* 9
B-?
B.9
1 , p
n
3
n D 3
C -9 = 2 p = 6
提示:由题意得
96n  ,即9 = 1,所以
1
D.9 = 2,p
n
6
解:由图可知,函数f (x )的周期为4 X
1x  + p )
。将其图像向右平移丁
个单位长度后得到的函数图像的解析式为
f  (x  ) = sin
g  (x  ) = sin
sn  (
1 x
/2n  n  2n  1 ,.
(3 + 3 ) = 4n ,所以 9 = 4n  = 2 O  将点/2n
(3,1)代入 f  ( x  ) = sin  ( 2 x  — p  ),并利用
9 + p )
= sin  g x ,所以 p  — — = 2k  n  ( k  e
p  C2,易得 p
n
6
应选D
跟踪训练11:已知函数f  ( x  )=玄彬退役
Z ),解得 p  = 2k n  + 3^(k  e  Z ) O  由 l p  V^,
可得p =9。应选B'。
题型11利用三角函数的图像求函数的
解析式
求函数 y  = A  sin  ( 9x  + p )+ b  ( A  > 0 ,
2)
f  (x  )
A
sin  (g x  + p ) (a  >0,0 V p  V2) , y
的部分图像如图2所示 分别为该图像
的最高点和最低点,作PR 丄x 轴于点R  ,点
R 的坐标为(10)。若Z PRQ  = ?,则
)