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专题 05 三角函数
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2023真题展现
考向一 三角函数的图象与性质
考向二 三角恒等变换
真题考查解读
近年真题对比
考向一 三角函数的图象与性质
考向二 三角恒等变换
考向三 同角三角函数间的基本关系
命题规律解密
名校模拟探源
易错易混速记/二级结论速记
考向一 三角函数的图象与性质
1
1.(2023•新高考Ⅱ•第15题)已知函数f(x)=sin( x+ ),如图,A,B是直线y= 与曲线y=f(x)
2
π ω φ
的两个交点,若|AB|= ,则f( )= .
6
π
√3
【答案】−
2
1 1 π
解:由题意:设A(x, ),B(x, ),则x﹣x = ,
1 2 2 2 2 1 6
由y=Asin( x+ )的图象可知:
5π π 2π 2π
x+ ﹣( ω x+ φ)= − = ,即 (x﹣x)= ,
2 1 6 6 3 2 1 3
ω∴ =φ 4, ω φ ω
ω
学科网(北京)股份有限公司 12π 8π 8π
又f( )=sin( + )=0,∴ + =k ,k Z,
3 3 3
8π φ φ π ∈
即 =− +k ,k Z,
3
φ π ∈ 2π
观察图象,可知当k=2时, =− 满足条件,
3
φ
2π √3
∴f( )=sin(4 − )=− .
3 2
π π
√3
故答案为:− .
2
2.(2023•新高考Ⅰ•第15题)已知函数f(x)=cos x﹣1( >0)在区间[0,2 ]有且仅有3个零点,则
的取值范围是 .
ω ω π
【答案】[2,3)
ω
2π
【解答】解:x [0,2 ],函数的周期为 ( >0),cos x﹣1=0,可得cos x=1,
ω
函数f(x)=co ∈ s x﹣π 1( >0)在区间[0,2 ω ]有且仅有3个ω零点, ω
2π 2π
可得2⋅ ≤2 <ω3⋅ ω, π
ω ω
所以2≤ <3.π
考向二 三角恒等变换
ω
1+√5 α
3.(2023•新高考Ⅱ•第7题)已知 为锐角,cos = ,则sin =( )
4 2
α α
3−√5 −1+√5 3−√5 −1+√5
A. B. C. D.
8 8 4 4
【答案】D
1+√5
解:cos = ,
4
α
α
则cos
=1−2sin2
,
2
α α 3−√5 α 3−√5 (√5) 2+12−2√5 (√5−1) 2
故2sin2 = 1﹣cos = ,即sin2 = = = ,
2 4 2 8 16 16
α
∵ 为锐角,
α
∴ αsin >0,
2
α −1+√5
∴sin = .
2 4
1 1
4.(2023•新高考Ⅰ•第8题)已知sin( ﹣ )= ,cos sin = ,则cos(2 +2 )=( )
3 6
α β α β α β
学科网(北京)股份有限公司 27 1 1 7
A. B. C.− D.−
9 9 9 9
【答案】B
1 1
解:因为sin( ﹣ )=sin cos ﹣sin cos = ,cos sin = ,
3 6
α1 β α β β α α β
所以sin cos = ,
2
α β 1 1 2
所以sin( + )=sin cos +sin cos = + = ,
2 6 3
α β α β β α 4 1
则cos(2 +2 )=1﹣2sin2( + )=1﹣2× = .
9 9
α β α β
【命题意图】
考查同角三角函数的基本关系式、诱导公式、和角差角公式、三角函数的图象与性质、y=Asin(wx+
)的图象与性质.应用三角公式进行化简、求值和恒等变形及恒等证明.
【考查要点】
三角函数高考必考.常考查和角差角公式、恒等变形化简求值、诱导公式、同角三角函数公式,辅助
角公式等.常考查y=Asin(wx+ )的图象与性质,涉及到增减性、周期性、对称性、图象平移、零点等.
【得分要点】
1.同角三角函数的基本关系
(1)平方关系:sin2 +cos2 =1.
sinα
(2)商数关系: α =t α an .
cosα
2.诱导公式 α
公式一:sin( +2k )=sin ,cos( +2k )=cos_ ,其中k Z.
公式二:sin( + )=﹣sin_ ,cos( + )=﹣cos_ ,tan( + )=tan .
α π α α π α ∈
公式三:sin(﹣ )=﹣sin_ ,cos(﹣ )=cos_ .
πα α πα α πα α
公式四:sin( ﹣ )=sin ,cos( ﹣ )=﹣cos_ .
α α α α
π π
公式五:sin(πα− )=co α s ,cos(πα− )=sin .α
2 2
π α α π α α
公式六:sin( + )=cos ,cos( + )=﹣sin .
2 2
3.两角和与差的正弦α、余弦α、正切公式 α α
(1)C :cos ( ﹣ )=cos cos +sin sin .
( ﹣ )
(2)C α β :cos( + )=cos cos ﹣sin sin .
( + ) α β α β α β
(3)S α β :sin( + )=sin cos +cos sin .
( + ) α β α β α β
(4)S α β :sin( ﹣ )=sin cos ﹣cos sin .
( ﹣ ) α β α β α β
α β
α β α β α β
学科网(北京)股份有限公司 3tanα+tanβ
(5)T :tan( + )= .
( + ) 1−tanαtanβ
α β
α β tanα−tanβ
(6)T :tan( ﹣ )= .
( ﹣ ) 1+tanαtanβ
α β
4.二倍角的正弦、余弦α、β正切公式
(1)S :sin 2 =2sin cos .
2
(2)Cα :cos 2 =cos2 ﹣sin2 =2cos2 ﹣1=1﹣2sin2 .
2 α α α
α 2tanα
(3)T :tan α 2 = α α . α α
2 1−tan2α
α
α
5.正弦函数、余弦函数、正切函数的图象和性质
函数 y=sin x y=cos x y=tan x
图象
定义域 R R k Z
值域 [﹣1,1] [﹣1,1] ∈R
单调性 递增区间: 递增区间: 递增区间:
π π (2k ﹣ ,2k ) π π
(2k − ,2k + ) (k − ,k + )
2 2 2 2
(k Z);
π π π
π(k Z);π π (k Z)π
递减区间:
∈
递减 ∈ 区间: (2k ,2k + ) ∈
π 3π
(2k + ,2k + ) ( π k Z π ) π
2 2
∈
π (k Z)π
最 值 π ∈ x=2k (k Z)时,y = 无最值
x=2k + (k Z)时,y max
2 max
1;
π ∈
π =1 ∈;
x=2k + (k Z) 时,
π
x=2k − (k Z)时, π y πmin = ∈ ﹣1
2
π
y
=﹣∈
1
min
奇偶性 奇函数 偶函数 奇函数
对称性 对称中心:(k ,0) π kπ
对称中心:(k + ,0) 对称中心:( ,0)
2 2
(k Z)
π
(k Z π) (k Z)
∈
∈ ∈
学科网(北京)股份有限公司 4π 对称轴:x=k ,k Z 无对称轴
对称轴:x=k + ,k Z
2
π ∈
π ∈
周期 2 2
6.函数y=Asin( x+ )的 π 图象变换 π π
y=sin x的图象变换得到y=Asin( x+ )(A>0, >0)的图象的步骤
ω φ
ω φ ω
7.由y=Asin( x+ )的部分图象确定其解析式
M−m M+m
在由图象求三角函 ω 数 φ 解析式时,若最大值为M,最小值为m,则A= ,k= , 由周期T确定,
2 2
2π ω
即由 =T求出, 由特殊点确定.
ω
φ
考向一 三角函数的图象与性质
1.(2022•新高考Ⅰ)记函数f(x)=sin( x+ )+b( >0)的最小正周期为T.若 <T< ,且y
ω ω π
=f(x)的图像关于点( ,2)中心对称,则f( )=( )
A.1 B. C. D.3
【解答】解:函数f(x)=sin( x+ )+b( >0)的最小正周期为T,
ω ω
则T= ,由 <T< ,得 < < ,∴2< <3,
π π ω
∵y=f(x)的图像关于点( ,2)中心对称,∴b=2,
且sin( + )=0,则 + =k ,k Z.
π ∈
∴ ,k Z,取k=4,可得 .
∈
学科网(北京)股份有限公司 5∴f(x)=sin( x+ )+2,则f( )=sin( × + )+2=﹣1+2=1.
故选:A.
2.(多选)(2022•新高考Ⅱ)已知函数f(x)=sin(2x+ )(0< < )的图像关于点( ,0)中心
对称,则( )
φ φ π
A.f(x)在区间(0, )单调递减
B.f(x)在区间(﹣ , )有两个极值点
C.直线x= 是曲线y=f(x)的对称轴
D.直线y= ﹣x是曲线y=f(x)的切线
【解答】解:因为f(x)=sin(2x+ )(0< < )的图象关于点( ,0)对称,
φ φ π
所以 + =k ,k Z,
φ π ∈
所以 =k ﹣ ,
因为0< < ,
φ π
φ π
所以 = ,
φ
故f(x)=sin(2x+ ),
令 2x+ ,解得﹣ <x< ,
故f(x)在(0, )单调递减,A正确;
x (﹣ , ),2x+ ( , ),
∈ ∈
根据函数的单调性,故函数f(x)在区间(﹣ , )只有一个极值点,故B错误;
令2x+ =k + ,k Z,得x= ﹣ ,k Z,C显然错误;
π ∈ ∈
f(x)=sin(2x+ ),
求导可得,f'(x)= ,
学科网(北京)股份有限公司 6令f'(x)=﹣1,即 ,解得x=k 或 (k Z),
π ∈
故函数y=f(x)在点(0, )处的切线斜率为k= ,
故切线方程为y﹣ ,即y= ,故D正确.
故选:AD.
3.(2021•新高考Ⅰ)下列区间中,函数f(x)=7sin(x﹣ )单调递增的区间是( )
A.(0, ) B.( , ) C.( , ) D.( ,2 )
π π π
【解答】解:令 ,k Z.
∈
则 ,k Z.
∈
当k=0时,x [ , ],
∈
(0, ) [ , ],
故选:A.
⊆
考向二 三角恒等变换
4.(2022•新高考Ⅱ)若sin( + )+cos( + )=2 cos( + )sin ,则( )
A.tan( ﹣ )=1 B.tan( + )=1
α β α β α β
C.tan( ﹣ )=﹣1 D.tan( + )=﹣1
α β α β
α β α β
【解答】解:解法一:因为sin( + )+cos( + )=2 cos( + )sin ,
α β α β α β
所以 sin( )=2 cos( + )sin ,
α β
即sin( )=2cos( + )sin ,
α β
所以sin( )cos +sin cos( )=2cos( + )sin ,
β β α β
所以sin( )cos ﹣sin cos( )=0,
β β
所以sin( )=0,
所以 =k ,k Z,
π ∈
学科网(北京)股份有限公司 7所以 ﹣ =k ,
所以tan( ﹣ )=﹣1.
α β
解法二:由题意可得,sin cos +cos sin +cos cos ﹣sin sin =2(cos ﹣sin )sin ,
α β
即sin cos ﹣cos sin +cos cos +sin sin =0,
α β α β α β α β α α β
所以sin( ﹣ )+cos( ﹣ )=0,
α β α β α β α β
故tan( ﹣ )=﹣1.
α β α β
故选:C.
α β
考向三 同角三角函数间的基本关系
5.(2021•新高考Ⅰ)若tan =﹣2,则 =( )
θ
A.﹣ B.﹣ C. D.
【解答】解:由题意可得:
=
=
= .
故选:C.
结合近三年命题规律,命制三角函数恒等变换题目,诸如“给值求角”“给值求值”“给角求值”,给定
函数部分图象,求解函数解析式。以选择题、填空题为主,分值为5~10分。
一.三角函数的周期性(共3小题)
1.(2023•江西模拟)已知函数 ,则( )
A.f(x)的最小正周期是
π
B.f(x)在 上单调递增
C.f(x)的图象关于点 对称
D.f(x)在 上的值域是
学科网(北京)股份有限公司 8【解答】解:
= ,
对于A,f(x)的最小正周期 ,A错误;
对于B,当 时, ,此时y=sin(4x+ )单调递减,
∴f(x)在 上单调递增,B正确;
对于C,令 ,解得 ,此时f(x)=0,
∴f(x)的图象关于点 对称,C错误;
对于D,当 时, ,则 ,
∴f(x)在 上的值域为 ,D错误.
故选:B.
2.(2023•河东区一模)已知函数 ,下列说法错误的为( )
A.最小正周期为 B.f(x)为偶函数
C.在 单调递减 D.
【解答】解:因为函数 为奇函数,故B错误;
最小正周期为 ,故A正确;
令 ,k Z,解得 ,k Z,
∈ ∈
即函数f(x)的单调减区间为 ,k Z,
∈
当k=0时,即为 ,k Z,故C正确;
∈
且 ,故D正确.
故选:B.
学科网(北京)股份有限公司 93.(2023•商洛三模)记函数 的最小正周期为T,且f
(T)=﹣1,若f(x)在[0, ]上恰有3个零点,则 的取值范围为( )
π ω
A. B. C. D.
【解答】解:因为函数 的最小正周期为T= ,
且f(T)=2sin( × + )=﹣1,所以sin =﹣ ,所以 =﹣ .
ω φ φ φ
x [0, ],则 x﹣ [﹣ , ﹣ ],
若f(x)在[0, ]上恰有3个零点,
∈ π ω ∈ ωπ
π
则2 ≤ ﹣ <3 ,所以 ≤ < ,
π ωπ π ω
所以 的取值范围为 .
故选:A.
ω
二.运用诱导公式化简求值(共4小题)
4.(2023•南关区校级模拟)已知 , ,则角 所在的象限是
( )
θ
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【解答】解:因为 =﹣sin ,可得sin =﹣ ,
=cos ,
则sin =2sin cos =﹣ <0,cos =2cos2 ﹣1=﹣ <0,
所以角 所在的象限是第三象限.
θ θ
故选:C.
θ
5.(2023•抚松县校级模拟)已知tan =2,则 =( )
θ
A. B. C. D.
【解答】解: = .
故选:D.
6.(2023•南宁模拟)已知sin2 =cos ﹣1,则 =( )
α α
学科网(北京)股份有限公司 10A.1 B.﹣1 C.2 D.
【解答】解:∵sin2 =cos ﹣1,
∴1﹣cos2 =cos ﹣ α1,可得 α cos2 +cos ﹣2=0,解得cos =1(cos =﹣2舍);
α α α α α α
∴ =﹣cos =﹣1,
故选:B.
α
7.(2023•通州区模拟)已知 , 是第一象限角,且角 , 的终边关于y轴对称,则tan =(
)
α α β β
A. B. C. D.
【解答】解:∵ 是第一象限角,且角 , 的终边关于y轴对称,
∴ = ﹣ +2k ,k Z,
α α β
β π α π ∈
∴ = .
故选:D.
三.正弦函数的图象(共4小题)
8.(2023•湖南模拟)已知函数f(x)=2sin( x+ )( >0, R)在区间 上单调,
ω φ ω φ∈
且满足 .若函数f(x)在区间 上恰有5个零点,则 的取值范围
为( )
ω
A. B. C. D.
【 解 答 】 解 : ∵ f ( x ) 在 区 间 上 单 调 ,
,
∴f(x)的对称中心为 ,且 ,
∴ ,即 ,即 ,
∴ .
又∵f(x)的对称中心为 ,
学科网(北京)股份有限公司 11∴ ,
∵f(x)在区间 上恰有5个零点,相邻两个零点之间的距离为 ,五个零点之间即
2T,六个零点之间即 ,
只需 即可,即 ,
又∵ ,
∴ .
故选:B.
9.(2023•惠州模拟)记函数f(x)=sin( x+ )+b( >0)的最小正周期为T,若 <T< ,且y
ω ω π
=f(x)的图象关于点( ,2)中心对称,则f( )=( )
A.1 B. C. D.3
【解答】解:函数f(x)=sin( x+ )+b( >0)的最小正周期为T,
ω ω
则T= ,由 <T< ,得 < < ,∴2< <3,
π π ω
∵y=f(x)的图象关于点( ,2)中心对称,∴b=2,
且sin( + )=0,则 + =k ,k Z.
ω ω π ∈
∴ = (k﹣ ),k Z,取k=4,可得 = .
ω ∈ ω
∴f(x)=sin( x+ )+2,
则f( )=sin( × + )+2=﹣1+2=1.
故选:A.
10.(2023•如皋市校级模拟)已知直线y=kx+t与函数y=Asin( x+ )(A>0, >0)的图象恰有两个
切点,设满足条件的k所有可能取值中最大的两个值分别为k 和k ,且k >k ,则( )
1 ω 2φ 1 2 ω
A. B.
学科网(北京)股份有限公司 12C. D.
【解答】解:∵直线y=kx+t与函数y=Asin( x+ )(A>0, >0)的图象恰有两个切点,
设k 对应的切点为(x ,sinx ),(x ′,sinx ′),x <x ′,
1 1 1 1 ω1 φ 1 1 ω
设k 对应的切点为(x ,sinx ),(x ′,sinx '),x <x ′,
2 2 2 2 2 2 2
只考虑x +x ′=2 ,x +x ′=4 ,
1 1 2 2
π π
则k =﹣ ,k =﹣ ,其中﹣ <x <x <0,
1 2 2 1
所以 = • ,其中sinx =(x ﹣ )cosx ,sinx =(x ﹣2 )cosx ,
1 1 1 2 2 2
π π
易得x <﹣ ,
1
则 > > ,
则 < < < .
故选:B.
11.(2023•濮阳模拟)已知f(x)=sin(3x+ )(| |< )为奇函数,若对任意 [﹣ , ],存
φ φ α∈
在 [﹣ , ],满足f( )+f( )=0,则实数 的取值范围是 [ 0 , ] ∪ { } .
β∈ α α β α
【解答】解:∵f(x)=sin(3x+ )(| |< )为奇函数,
∴ =0,f(x)=sin3x.
φ φ
由f( )+f( )=0,
φ
可得sin3 +sin3 =0,即sin3 =﹣sin3 ,
α β
所以3 =3 + +2k ,或3 =﹣3 +2k ,k Z,
α β α β
β α π π β α π ∈
所以 = + + ,或 =﹣ + ,k Z.
β α β α ∈
若对任意 [﹣ , ],存在 [﹣ , ],满足f( )+f( )=0,
α∈ β∈ α α β
故﹣ ≤ + + ≤ ,k Z,则 + ≤0, ≥﹣ ﹣ ,k取负整数,
α α ∈ α
则k只能取﹣1,此时, = .
α
学科网(北京)股份有限公司 13或﹣ ≤﹣ + ≤ ,k Z,则 ≤ ≤ + ,k Z,
α α ∈ α ∈
则k只能取0,故0≤ ≤ ,
α
综上可得,实数 的取值范围是[0, ]∪{ },
α
故答案为:[0, ]∪{ }.
四.正弦函数的单调性(共9小题)
12.(2023•湖南三模)已知f(x)=sin( x+ )( >0)满足 , 且f(x)在
ω φ ω
上单调,则 的最大值为( )
ω
A. B. C. D.
【解答】解:∵f(x)=sin( x+ )( >0)满足 , ,
ω Φ ω
∴ ,即 ,
∴ ,
∵f(x)在 上单调,
∴ ,即 ,
∴当n=1时 最大,最大值为 ,
故选:B.
ω
13.(2023•广州二模)已知函数 的图象关于点 对称,且f
(x)在 上单调,则 的取值集合为( )
A.{2} B.{8} C.{2,8} D.{2,8,14}
ω
【解答】解:f(x)关于点 对称,所以 ,
所以 ①; ,而 f
(x)在 上单调,
学科网(北京)股份有限公司 14所以 ,0< ≤8②;
由①②得 的取值集合为{2,8}.
ω
故选:C.
ω
14.(2023•泸县校级模拟)已知函数 ,且在 上单调
递增,则满足条件的 的最大值为 .
ω
【解答】解:
由 ,
得 ,
∴f(x)的单调递增区间为 ,
由题知, ,
∴ ∴ ,
∵ >0,∴当k=0时, ,∴ ,
ω
当k=1时, ;当k≥2,k Z时, .∴ .
∈ ω∈∅
故答案为: .
15.(2023•大理州模拟)已知函数f(x)=sin( x+ )( >0,| |≤ ),x=﹣ 是函数f(x)的
ω φ ω φ
一个零点,x= 是函数f(x)的一条对称轴,若f(x)在区间( , )上单调,则 的最大值是
( )
ω
A.14 B.16 C.18 D.20
【解答】解:设函数f(x)的最小正周期为T,
∵函数f(x)=sin( x+ )( >0,| |≤ ),x=﹣ 是函数f(x)的一个零点,
ω φ ω φ
x= 是函数f(x)的一条对称轴,
∴ ,其中n N,
∈
学科网(北京)股份有限公司 15∴T= = ,∴ =4n+2,
ω
∵f(x)在区间( , )上单调,
∴ ≤ = ,∴ ≤20,
∴ 的可能取值为2,6,10,14,18,
ω
ω
(i)当 =18时,f(x)=sin(18x+ ),f(﹣ )=sin(﹣ )=0,
ω φ
∴ ﹣ =k (k Z),则 (k Z),
φ π ∈ ∈
∵﹣ ,∴ = ,∴f(x)=sin(18x+ ),
φ
当 时, ,
∴函数f(x)在( )上不单调,不合题意;
(ii)当 =14时,f(x)=sin(14x+ ),f(﹣ )=sin(﹣ + )=0,
ω φ φ
∴ =k (k Z),则 =k + (k Z),
π ∈ φ π ∈
∵﹣ ,∴ =﹣ ,∴f(x)=sin(14x﹣ ),
φ
当 时, ,
∴函数f(x)在( )单调递减,符合题意,
∴ 的最大值为14.
故选:A.
ω
16.(2023•雁塔区校级三模)已知函数 f(x)=sin x+cos x,其中 >0.若 f(x)在区间
ω ω ω
上单调递增,则 的取值范围是( )
ω
A.(0,4] B. C. D.
【解答】解: ,
∵函数f(x)在区间 内单调递增,
∴ ,
学科网(北京)股份有限公司 16∴ ≤4,
ω
∵ ,
∴ ,
若f(x)在区间 上单调递增,
则 ,
解得 ,
当k=0时, ,
当k=1时, ,
当k取其它值时不满足0< ≤4,
ω
∴ 的取值范围为 ,
故选:D.
ω
17.(2023•广西一模)函数 恒有f(x)≤f( ),且f(x)在 上单
调递增,则 的值为( )
π
ω
A. B. C. D. 或
【解答】解:函数 恒有f(x)≤f( ),
π
则 ,解得 ,
∵f(x)在 ,上单调递增,
∴ >0,且 ,
故0< ≤3,
ω
ω
结合 ,可得 的值为 或 ,
ω
当 的值为 时,
ω
学科网(北京)股份有限公司 17f(x)=sin( ),
令 ,解得﹣2 +6k ≤x≤ +6k ,k Z,
π π π π ∈
当k=0时,f(x)在[﹣2 , ]上单调递增,满足f(x)在 上单调递增,
π π
当 的值为 时,
ω
f(x)=sin( ),
令 ,解得 ,
所以f(x)在 上单调递增,不满足f(x)在 上单调递增.
故选:A.
18.(多选)(2023•福建模拟)已知函数f(x)=sin ( >0)满足:f( )=2,f(
ω
)=0,则( )
A.曲线y=f(x)关于直线 对称
B.函数y=f( )是奇函数
C.函数y=f(x)在( , )单调递减
D.函数y=f(x)的值域为[﹣2,2]
【解答】解: ,所以函数y=f(x)的值域为[﹣2,2],故D正确;
因为 ,所以 ,所以 ,
因为 ,所以 ,所以 =12k +1,k Z,
2 2
ω ∈
所以 ,即k =8k +1,
1 2
所以 {1,13,25,37,•••},
ω∈
因为 ,
所以曲线y=f(x)关于直线 对称,故A正确;
学科网(北京)股份有限公司 18因为 =2sin((12k +1)x﹣4k )=2sin((12k +1)
2 2 2
x),
π
即 ,
所以函数 是奇函数,故B正确;
取 =13,则最小正周期 ,故C错误.
故选:ABD.
ω
19.(多选)(2023•运城三模)已知函数 ,满足
, ,且在 上单调,则 的取值可能为( )
A.1 B.3 C.5 D.7
ω
【解答】解:由 ,知函数f(x)的图象关于直线 对称,
又 ,即 是函数f(x)的零点,
则 ,n Z,
即 =2n+1,n Z.
∈
ω ∈
由f(x)在 上单调,
则 ,即 ≤6,
所以 =1,3,5.
ω
ω
当 =1时,由 ,k Z,得 ,k Z,
ω ∈ ∈
又| |< ,所以 ,此时当 时, ,
φ
所以 在 上单调递增,故 =1符合题意;
ω
当 =3时,由 ,k Z,得 ,k Z,
ω ∈ ∈
又| |< ,所以 ,此时当 时, ,
φ
所以 在 上单调递增,故 =3符合题意;
ω
学科网(北京)股份有限公司 19当 =5时,由 ,k Z,得 ,k Z,
ω ∈ ∈
又| |< ,所以 ,此时当 时, ,
φ
所以 在 上不单调,故 =5不符合题意.
综上所述, =1或3.
ω
故选:AB.
ω
20.(2023•青羊区校级模拟)已知函数 , ,
,且f(x)在 上单调,则 的最大值为 5 .
【解答】解:函数f(x)=2sin( x+ ),
ω
ω φ
∴f(﹣ )=2sin(﹣ + )=0,
ω φ
∴﹣ + =k ,k Z①;
ω φ π ∈
又 ,
∴x= 是f(x)图象的对称轴,
∴ + =k′ + ,k′ Z②;
ω φ π ∈
由①②得, = + ,k Z,
φ π ∈
∴取 = ,且 =﹣4k+1,k Z;
φ ω ∈
∴f(x)=2sin( x+ )的最小正周期为T= ;
ω
又f(x)在 上单调,
∴ ﹣ ≤ ,即 ≤ ,
解得 ≤6;
综上, 的最大值为5.
ω
故答案为:5.
ω
五.正弦函数的奇偶性和对称性(共7小题)
21.(2023•大通县一模)下列坐标所表示的点是函数 图象的对称中心的是
学科网(北京)股份有限公司 20( )
A. B. C. D.
【解答】解:令2x﹣ =k ,k Z,则x= + ,k Z,
π ∈ ∈
当k=0时,x= ,所以该函数的一个对称中心为( ,0).
故选:A.
22.(2023•浉河区校级三模)已知函数f(x)=asin2x+bcos2x(ab≠0)的图象关于直线 对称,则
下列说法正确的是( )
A. 是偶函数
B.f(x)的最小正周期为2
π
C.f(x)在区间 上单调递增
D.方程f(x)=2b在区间[0,2 ]上有2个实根
π
【解答】解:∵函数f(x)=asin2x+bcos2x(ab≠0)的图象关于直线 对称,
∴f(0)=f( ),即b=asin +bcos ,所以a= b,
所以f(x)= bsin2x+bcos2x=2bsin(2x+ ),
此时f( )=2bsin(2× + )=2b,
故函数图象关于x= 对称,
f(x﹣ )=2bsin(2x﹣2× + )=2bsin(2x﹣ ),
令g(x)=f(x﹣ )=2bsin(2x﹣ ),
则g( )=2bsin( ﹣ )=0,而g(﹣ )=2bsin(﹣2× )=﹣ b≠0,
故g(x)=f(x﹣ )=2bsin(2x﹣ )不是偶函数,故A错误;
f(x)的最小正周期为 = ,故B错误;
π
因为b的正负无法确定,故f(x)在区间 上的单调性无法确定,故C错误;
学科网(北京)股份有限公司 21令f(x)=2b,x [0,2 ],因2b≠0,
∈ π
则sin(2x+ )=1,
因为x [0,2 ],所以2x+ [ , ],
∈ π ∈
所以2x+ = 或2x+ = ,
解得x= 或x= ,故D正确.
故选:D.
23.(2023•秦都区校级模拟)已知函数f(x)=sin x+cos x( >0)图象两个相邻的对称中心的间距为
ω ω ω
,则下列函数为偶函数的是( )
A. B. C. D.
【解答】解:函数f(x)=sin x+cos x= sin( ),
ω ω
因为函数f(x)图象两个相邻的对称中心的间距为 ,
所以T= ,所以 ,又 >0,所以 =4,
ω ω
所以 ,
对于A, ,函数 为奇函数,故A错误;
对于B, ,
所以当 时, ,
当 时, ,
所以函数 不为偶函数,故B错误;
对于C, ,所以函数 为偶函数,故C正确;
对于D, ,
所以当 时, ,
学科网(北京)股份有限公司 22当 时, ,
所以函数 不为偶函数,故D错误.
故选:C.
24.(多选)(2023•惠州模拟)关于函数 ,下列说法正确的是( )
A.函数f(x)的图像的一个对称中心是
B.函数f(x)在区间 上单调递减
C.直线 是函数f(x)图像的一条对称轴
D.将函数f(x)的图像沿x轴向左平移 个单位长度,将得到函数 的图像
【解答】解:f(x)的对称中心即为f(x)的零点,则 ,A正确;
,则 ,y=sinx在 单调递增,B不正确;
f(x)在对称轴处取到最值,则 ,C正确;
将函数f(x)的图像沿x轴向左平移 个单位长度,
将得到函数 ,D不正确.
故选:AC.
25.(多选)(2023•东方模拟)已知函数f(x)=|2sin(2x﹣ )|,则下列说法中正确的有( )
A.函数f(x)的图象关于点( ,0)对称
B.函数f(x)图象的一条对称轴是x=
C.若x [ , ],则函数f(x)的最小值为
∈
D.若f(x )f(x )=4,x ≠x ,则|x ﹣x |的最小值为
1 2 1 2 1 2
【解答】解:因为y=|sinx|≥0,该函数不是中心对称图象,A错误;
由于f( )=|2sin( ﹣2x﹣ )|=2|sin(2x﹣ )|=f(x)|,故x= 是该函数的对称轴,
学科网(北京)股份有限公司 23B正确;
由x [ , ]得2x﹣ [ ],
∈ ∈
所以 sin(2x﹣ )≤1,
故f(x)=|sin(2x﹣ )|的最小值 ,C正确;
结合正弦函数的性质可知y=|sinx|的最小正周期T= ,
π
故f(x)=|2sin(2x﹣ )|的最小正周期T= ,最大值为2,最小值为0,
若f(x )f(x )=4,x ≠x ,则|x ﹣x |的最小值为, ,D正确.
1 2 1 2 1 2
故选:BCD.
26.(2023•昌江县二模)函数f(x)=Asin( x+ )的部分图象如图中实线所示,图中圆C与f(x)的
图象交于M,N两点,且M在y轴上,则下列说法中正确的是( )
ω φ
A.函数f(x)的最小正周期是 2
π
B.函数f(x)的图象关于点 成中心对称
C.函数f(x)在 单调递增
D.函数f(x)的图象向右平移 后关于原点成中心对称
【解答】解:由圆的性质知,C= = ,
则 = ﹣(﹣ )= ,即周期T= ,
π
则 = ,得 =2,故A错误,
π ω
∵函数关于点( ,0),对称,
∴函数的对称中心为( + ,0),则当k=2时,对称中心为( ,0),故B正确,
学科网(北京)股份有限公司 24函数的一条对称轴为x= = ,函数的相邻最小值的对称轴x= + = ,前一条对称
轴为x= ﹣ =﹣ ,
则函数的单调递增区间为[﹣ +k , +k ],k Z,
π π ∈
当k=0时,函数的单调递增区间为[﹣ , ],k Z,此时f (x)在 单调递增错误
故C错误,
∈
∵f(x)的一条对称轴为x=﹣ ,
∴函数f (x)的图象向右平移 ,此时函数关于y轴对称,故D错误,
故选:B.
27.(多选)(2023•平江县校级模拟)设函数 ,若f(x)在[0, ]上
有且仅有3条对称轴,则( )
π
A.f(x)在[0, ]上有且仅有2个最大值点
B.f(x)在[0, ]上有且仅有2个零点
π
π
C. 的取值范围是
ω
D.f(x)在 上单调递增
【解答】解:∵x [0, ], >0,
∈ π ω
∴0≤ x≤ ,∴ ,
ω πω
令 ,∴ ,
画出y=sint图象进行分析:
对于A选项:由图象可知:f(x)在[0, ]上有且仅有x ,x 对应的这2个最大值点,故A选项正确;
1 3
π
对于B选项:当 ,即 时,f(x)在[0, ]有且仅有2个零点;
π
学科网(北京)股份有限公司 25当 ,即 时,f(x)在[0, ]有且仅有3个零点,故B选项不正确;
对于C选项:∵f(x)在[0, ]有且仅有3条对称轴,
π
π
∴ ,∴ ,
∴ 的取值范围是 ,故C选项正确;
ω
对于D选项:∵ , >0,∴ ,∴ ,
ω
由C选项可知, ,∴ ,
即f(x)在 上单调递增,故D选项正确.
故选:ACD.
六.余弦函数的图象(共5小题)
28.(2023•河南模拟)已知函数f(x)=cos( x﹣ )( >0),若f(x)在 上没有
零点,则 的取值范围是( )
ω ω
ω
A. B.
C. D.(0,1]
【解答】解:∵函数f(x)=cos( x﹣ )( >0),若函数f(x)在( , )上没有零点,
ω ω
x﹣ ( , ),
ω ∈
∴ ≥ 2k ﹣ 且 ≤ 2k + , 或 ≥ 2k + 且
π π π
≤2k + ,
π
∴4k+ ≤ ≤ + 或4k+ ≤ ≤ + k Z.
ω ω ∈
令k=0,由4k+ ≤ ≤ + ,k Z,可得 ≤ ≤ .
ω ∈ ω
令k=﹣1时,由4k+ ≤ ≤ + ,k Z,可得﹣ ≤ ≤ .
ω ∈ ω
再根据 >0,可得0< ≤ .
ω ω
学科网(北京)股份有限公司 26则 的取值范围是(0, ]∪[ , ],
故选:A.
ω
29.(2023•安阳模拟)已知函数 在[0, ]上有且仅有2个
零点,则 的取值范围是( )
π
ω
A. B. C. D.
【解答】解:
= ,
当x [0, ]时, ,
∵f(x)在[0, ]内有且仅有2个零点,
∈ π
π
∴ ,∴ ,
∴ 的取值范围是 .
故选:A.
ω
30.(2023•一模拟)已知函数 ,( >0)的图象在区间(0,2 )内至多存
在3条对称轴,则 的取值范围是( )
ω π
ω
A. B. C. D.
【解答】解:∵函数 ( >0)的图象在区间(0,2 )内至多存在3条对
称轴,
ω π
∴ x (﹣ ,2 ﹣ ),∴2 ﹣ ≤3 ,∴ ≤ .
故选:A.
ω ∈ ωπ ωπ π ω
31.(多选)(2023•新乡三模)已知函数f(x)=cos( x+ )(0< <10,0< < )图象的一个对称
ω φ ω φ π
中心是 ,点 在f(x)的图象上,则( )
A.
B.直线 是f(x)图象的一条对称轴
学科网(北京)股份有限公司 27C.f(x)在 上单调递减
D. 是奇函数
【解答】解:因为点 在f(x)的图象上,
所以 .又0< < ,
φ π
所以 ,
因为f(x)图象的一个对称中心是 ,
所以 ,则 =2+8k,k Z,
ω ∈
又0< <10,所以 =2,则 ,A正确;
ω ω
,则直线 不是f(x)图象的一条对称轴,B不正确;
当 时, ,单调递减,C正确;
,是奇函数,D正确.
故选:ACD.
32.(2023•泸州模拟)写出使“函数f(x)=cos(2x+ )为奇函数”的 的一个取值 .
φ φ
【解答】解:因为函数f(x)=cos(2x+ )为奇函数,所以 .
φ
即 的一个取值为 .
φ
故答案为: (答案不唯一).
七.余弦函数的单调性(共2小题)
33.(2023•全国一模)已知函数 在区间 上单调递减,则
实数 的取值范围为( )
ω
A. B.(1,2] C.(0,1] D.
【解答】解:由题意有T= ≥ ,可得0< ≤2,
π ω
学科网(北京)股份有限公司 28又由 < + ≤ ,
必有 + ≤ ,
π
可得0< ≤ ,即实数 的取值范围为(0, ].
故选:A.
ω ω
34.(2023•白山三模)已知函数 ,则f(x)在[﹣2,0]上( )
A.单调递增 B.单调递减 C.先增后减 D.先减后增
【解答】解:∵x [﹣2,0],
∈
∴2x﹣ [﹣4﹣ ,﹣ ],
∈
∵﹣ <﹣4﹣ <﹣ <﹣ <0,
π
∴函数 在[﹣2,0]上先减后增,
故选:D.
八.由y=Asin( x+ )的部分图象确定其解析式(共1小题)
ω φ
35.(2023•石景山区一模)若函数 的部分图
象如图所示,则 的值是( )
φ
A. B. C. D.
【解答】解:根据函数f(x)=Asin( x+ )(A>0, >0,0< < )的部分图象,
ω φ ω φ
可得f(0)=﹣f( ),即有f(x)的图象关于点( ,0)对称,
由图象可得f(x)的最小正周期T=2( + )= ,即有 = =2,①
π ω
又f(﹣ )=Asin(﹣ + )=0,
φ
学科网(北京)股份有限公司 29由图象可得﹣ + =0,②
φ
由①②解得 = , =2,
故选:A.
φ ω
九.同角三角函数间的基本关系(共4小题)
36.(2023•攀枝花一模)若tan =2,则7cos2 ﹣2sin2 =( )
θ θ θ
A.﹣ B. C.﹣2 D.2
【解答】解:若tan =2,
θ
则7cos2 ﹣2sin2 = = = =﹣ .
故选:A.
θ θ
37.(2023•山西模拟)已知tan =﹣7,则 =( )
α
A. B. C. D.
【解答】解:因为tan =﹣7,
α
所以 ,
,
故 .
故选:A.
38.(2023•阳泉二模)已知 ,0< < ,则sin ﹣cos =( )
α π α α
A. B. C. D.
【解答】解:因为 ,所以 ,
即 ,
所以 .
因为0< < ,所以cos <0<sin ,所以sin ﹣cos >0,
α π α α α α
学科网(北京)股份有限公司 30因为 ,
所以 .
故选:B.
39.(2023•河南模拟)已知tan =﹣3,则sin2 ﹣cos2 =( )
θ θ θ
A. B. C. D.
【解答】解:因为tan =﹣3,
θ
所以
= .
故选:D.
一十.两角和与差的三角函数(共4小题)
40.(2023•射洪市校级模拟)若 为锐角,且 ,则 =( )
α
A. B. C. D.
【解答】解:因为 为锐角,所以 ,所以 ,
α
又因为 ,所以 ,
所 以 =
.
故选:D.
41.(2023•广西模拟)已知 ,则 =( )
A. B. C. D.
【解答】解:因为 ,
所 以 = =
学科网(北京)股份有限公司 31= ,
=
= ,
所 以 = = =
= .
故选:D.
42.(2023•淮安模拟)已知cos(40°﹣ )+cos(40°+ )+cos(80°﹣ )=0,则tan =( )
θ θ θ θ
A. B. C. D.
【解答】解:因为cos(40°﹣ )+cos(40°+ )+cos(80°﹣ )=0,
所以cos40°cos +sin40°sin +cos40°cos ﹣sin40°sin +cos80°cos +sin80°sin =0,
θ θ θ
所以2cos40°cos +cos80°cos +sin80°sin =0,
θ θ θ θ θ θ
所以2cos40°+cos80°+sin80°tan =0,
θ θ θ
θ
所以
=
= .
故选:A.
43.(2023•乌鲁木齐模拟)若 ,则 =( )
A. B. C. D.
【解答】解:
=
.
故选:B.
学科网(北京)股份有限公司 32一十一.二倍角的三角函数(共6小题)
44.(2023•九江模拟)已知sin +2cos2 ,则sin2 =( )
θ θ
A. B. C. D.
【解答】解:因为sin +2cos2 ,
θ
所以sin +cos = ,
θ θ
两边平方得1+2sin cos =
θ θ
则sin2 =﹣ .
故选:A.
θ
45.(2023•乐山模拟)已知 ,则sin =( )
α
A. B. C. D.
【解答】解:∵ ,可得cos2 +1=2sin2 ,
∴2cos2 =4sin cos ,
α α
∴cos =2sin ,
α α α
又cos2 +sin2 =5sin2 =1,
α α
α α α
∴sin = .
故选:C.
α
46.(2023•武汉模拟)已知 ,则 =( )
A. B. C. D.
【解答】解:∵ = ,
∴ = = .
故选:D.
47.(2023•惠州一模)若 ,则 =( )
A. B. C. D.
学科网(北京)股份有限公司 33【解答】解:因为 ,所以 ,即3sin ﹣sin2 =cos2 ,
α α α
所以3sin =sin2 +cos2 =1,即 ,
α α α
所以 .
故选:D.
48.(2023•怀仁市校级二模)已知 ,且 ,则tan =( )
θ
A. B. C. D. 或
【解答】解:∵ ,
∴ 或 ,
∵ ,
∴tan >1,
故 θ .
故选:B.
49.(2023•郑州模拟)已知 ,则 的值为( )
A. B. C. D.
【解答】解:cos2(x﹣ )+cos2(x+ )
=(cosxcos +sinxsin )2+(cosxcos ﹣sinxsin )2
=( cosx+ sinx)2+( cosx﹣ sinx)2
= cos2x+ sinxcosx+ sin2x+ cos2x﹣ sinxcosx+ sin2x
= cos2x+ sin2x
= +cos2x
= +
学科网(北京)股份有限公司 34=1+ ×(﹣ )
= .
故选:B.
一十二.半角的三角函数(共2小题)
50.(2023•江西模拟)若 , 是第三象限的角,则 =( )
α
A.2 B. C.﹣2 D.
【解答】解:由 , 是第三象限的角,
α
∴可得 . ,
∴
故选:C.
51.(2023•宝鸡三模)若 (0, ),且sin +2cos =2,则tan 等于( )
α∈ π α α
A.3 B.2 C. D.
【解答】解:∵ (0, ),
α∈ π
∴ (0, ),
∈
设tan =x,x>0,
∵sin = = ,cos = = ,
α α
∴sin +2cos = +2• = =2,
即x+1﹣x2=1+x2,
α α
即x(2x﹣1)=0,
学科网(北京)股份有限公司 35解得x=
故选:C.
一十三.三角函数的恒等变换及化简求值(共5小题)
52.(2023•安阳三模)已知 ,则 =( )
A. B. C. D.
【解答】解:因为 ,
所以 ,
又 ,解得tan =7,
所 以
α
故选:B.
53.(2023•湖南一模)已知 =2,则tan =( )
θ
A. B.﹣ C.﹣ D.
【解答】解:∵ = =tan =2,
∴tan = = =﹣ ,
故选:C.
θ
54.(2023•兴庆区校级模拟)若sin( ﹣ )= ,cos( +2 )=( )
α α
A. B.﹣ C. D.﹣
【解答】解:∵sin( ﹣ )= ,
α
∴cos[ ﹣( ﹣ )]=cos( + )= ,
α α
学科网(北京)股份有限公司 36∴cos( +2 )=2cos2( + )﹣1= ﹣1=﹣ ,
故选:D.
α α
55.(2023•迎江区校级模拟)已知 ,则 = 2 .
【解答】解:已知 ,所以sin =2cos ,tan =2,
θ θ θ
.
故答案为:2.
56.(2023•万州区校级模拟)在△ABC中,若 + =3,则sinA的最大值为 .
【解答】解:在△ABC中, + =3,
∴ .
∴ ,即 ,
∴ .
根据正弦定理得: .
∴a2=3bccosA.
又根据余弦定理得:a2=b2+c2﹣2bccosA,
∴b2+c2﹣2bccosA=3bccosA.
∴ .
当且仅当b=c时等号成立,
∴ .
∴ ,即 ,
∴ .
故答案为:
一十四.三角函数中的恒等变换应用(共4小题)
57.(2023•南江县校级模拟)已知函数 在[0, ]上恰有3
π
学科网(北京)股份有限公司 37个零点,则 的取值范围是( )
ω
A. B. C. D.
【解答】解:由题意可得 ,
因为x [0, ],所以 ,
∈ π
则 ,解得 .
故选:A.
58.(2023•安徽二模)已知函数f(x)=sin2 x+sin xcos x﹣1( >0)在 上恰有4个不同的
零点,则实数 的取值范围是( )
ω ω ω ω
ω
A. B. C. D.
【解答】解:f(x)=sin2 x+sin xcos x﹣1= =
,
ω ω ω
函数f(x)在 上恰有4个不同的零点,
则f(x)=0,即 在 上恰有4个不同的解,
∵ ,
∴ ,
∴由正弦函数图象可知, ,解得3 ,
故实数 的取值范围是(3, ].
故选:D.
ω
59.(2023•山西模拟)已知函数f(x)= ,集合{x (0, )|f(x)=1}
中恰有3个元素,则实数 的取值范围是( )
∈ π
ω
A. B. C. D.
【解答】解:∵f(x)= sin x﹣cos x( >0),
ω ω ω
∴ ,
又集合A={x (0, )|f(x)=1}含有3个元素,
∈ π
学科网(北京)股份有限公司 38∴方程f(x)=1,在(0, )上只有三解,
π
∴ ,在(0, )上只有三解,
π
∴ 或 ,
∴ 或 ,
又 ,在(0, )上只有三解,
π
∴ 、 、 ,其他值均不在(0, )内,
π
∴ ,解得 ,
故选:D.
60.(2023•天津模拟)将函数 的图象向右平移 个单位,得到g(x)的
图象,再将g(x)图象上的所有点的横坐标变成原来的 ,得到h(x)的图象,则下列说法正确的个
数是( )
①函数h(x)的最小正周期为2 ;
π
② 是函数h(x)图象的一个对称中心;
③函数h(x)图象的一个对称轴方程为 ;
④函数h(x)在区间 上单调递增
A.1 B.2 C.3 D.4
【解答】解:函数 =sin2x+ =2sin(2x+ )的图象向右平移
个单位,得到g(x)=2sin(2x﹣ )的图象,
再将函数g(x)的图象上的所有点的横坐标变成原来的 ,得到的函数关系式h(x)=2sin(4x﹣
);
学科网(北京)股份有限公司 39对于①函数h(x)的最小正周期为 ,故①错误;
对于②当x= 时,h( )=2sin( )=0,故 是函数h(x)图象的一个对称中
心,故②正确;
对于③令4x﹣ (k Z),整理得x= (k Z),函数h(x)图象的对称轴方程
∈ ∈
不为 ,故③错误;
对 于 ④ 由 于 , 所 以 , 故 函 数 h ( x ) 在 区 间
上单调递增,故④正确.
故选:B.
1.重要结论-辅助角公式
y=asin x+bcos x=sin(x+θ)(a,b不同时为0),其中cos θ=,sin θ=.
2.两角和与差的正切公式
名称 简记符号 公式 使用条件
两角和的 α,β,α+β≠kπ+(k∈Z) 且tan
T tan(α+β)=
(α+β)
正切 α·tan β≠1
两角差的 α,β,α-β≠kπ+(k∈Z)且tan α·tan
T tan(α-β)=
(α-β)
正切 β≠-1
3.二倍角的正弦、余弦、正切公式
记法 公式
S sin 2α=2sin_ α cos _α
2α
C cos 2α= cos 2 α - sin 2 α
2α
T tan 2α=
2α
4.余弦的二倍角公式的变形
5.正弦的二倍角公式的变形
(1)sin αcos α=sin 2α,cos α=.
(2)1±sin 2α=(sin_ α ±cos _ α ) 2 .
6.半角公式
学科网(北京)股份有限公司 40(1)sin=± ,
(2)cos=± ,
(3)tan=± ,
(4)tan===,
tan===.
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