■何成寶
三角函數(shù)是高中數(shù)學(xué)的重要內(nèi)容,主要包括三角函數(shù)的概念、圖像、性質(zhì),以及三角函數(shù)的應(yīng)用等。??伎键c(diǎn)主要有函數(shù)的圖像、函數(shù)的性質(zhì)、函數(shù)的化簡(jiǎn)與求值等,一般以選擇題、填空題的形式出現(xiàn),難度較低,有時(shí)也以解答題的形式考查,但難度也不大。本文就三角函數(shù)的考查點(diǎn)加以分類(lèi)例析,以幫助同學(xué)們更好地掌握相關(guān)知識(shí)。
主要考查同學(xué)們掌握三角函數(shù)概念的情況,并能否利用同角公式、誘導(dǎo)公式求三角函數(shù)值,這是高考中最基本的題型。
例1 若角α的始邊為x軸的非負(fù)半軸,頂點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),點(diǎn)P(-4,3)為其終邊上一點(diǎn),則cosα的值為( )。
解:由余弦函數(shù)的定義可知應(yīng)選C。
解決本題的關(guān)鍵是理解已知角的終邊上一點(diǎn)的坐標(biāo),結(jié)合三角函數(shù)的定義,求解三角函數(shù)值。
跟蹤練習(xí)1:若角α的終邊經(jīng)過(guò)點(diǎn)(1,-5),則tanα的值為( )。
提示:因?yàn)榻铅恋慕K邊經(jīng)過(guò)點(diǎn)(1,-5),所以x=1,y=-5,則-5。應(yīng)選A。
主要考查同學(xué)們對(duì)三角函數(shù)圖像的理解及應(yīng)用情況,常見(jiàn)的題目為給出解析式要求畫(huà)出圖像,給出圖像讓求解析式,以及進(jìn)行圖像變換等。
例2函數(shù)在區(qū)間上的簡(jiǎn)圖是( )。
解:通過(guò)特例可排除B、D項(xiàng)。通過(guò)特例可排除C項(xiàng)。應(yīng)選A。
解答此類(lèi)型題的關(guān)鍵是熟練掌握正弦、余弦函數(shù)的圖像和性質(zhì),而解決本題的關(guān)鍵是巧用特殊點(diǎn)。
跟蹤練習(xí)2:函數(shù)y=tanx+sinx-|tanx-sinx|在區(qū)間上的圖像是( )。
提示:函數(shù)y=tanx+sinx-|tanx-因?yàn)樵趨^(qū)間上tanx<sinx,在區(qū)間上tanx≥sinx,所以函數(shù)y在區(qū)間上的圖像為D。應(yīng)選D。
例3已知函數(shù)f(x)=Asin(ωx+φ)在一個(gè)周期內(nèi)的簡(jiǎn)圖如圖1所示,則此函數(shù)的解析式為_(kāi)__________。
圖1
解:由圖像可知A=2。由圖像過(guò)點(diǎn)(0,1),可得f(0)=1,即sin因?yàn)樗杂忠驗(yàn)槭菆D像上的一點(diǎn),所以即0。由圖像可知是圖像在y軸右側(cè)部分與x軸的第二個(gè)交點(diǎn),所以2π,解得ω=2。故此函數(shù)的解析式為f(x)=
掌握A,ω,φ 的物理意義,根據(jù)圖像中的特殊點(diǎn),可以快速解題。
跟蹤練習(xí)3:已知函數(shù)y=Asin(ωx+φ)的部分圖像如圖2所示,則此函數(shù)的解析式為( )。
圖2
例4把函數(shù)y=sinx(x∈R)的圖像上所有的點(diǎn)向左平移個(gè)單位長(zhǎng)度,再把所得圖像上各點(diǎn)的橫坐標(biāo)縮短到原來(lái)的縱坐標(biāo)不變,則得到的圖像所表示的函數(shù)是( )。
解:將函數(shù)y=sinx(x∈R)的圖像上所有的點(diǎn)向左平移個(gè)單位長(zhǎng)度,得到函數(shù)y=的圖像。再把所得圖像上各點(diǎn)的橫坐標(biāo)縮短到原來(lái)的縱坐標(biāo)不變,即函數(shù)周期變?yōu)樵瓉?lái)的一半,因此得到的圖像所表示的函數(shù)為R)。應(yīng)選C。
對(duì)于三角函數(shù)圖像的變換,大家主要掌握三種:相位變換、周期變換和振幅變換。①將函數(shù)y=sinx,x∈R的圖像向左(當(dāng)φ>0時(shí))或向右(當(dāng)φ<0時(shí))平移|φ|個(gè)單位長(zhǎng)度,得到函數(shù)y=sin(x+φ)的圖像,簡(jiǎn)記為“左加”“右減”。②將函數(shù)y=sinx,x∈R的圖像上所有點(diǎn)的橫坐標(biāo)縮短(當(dāng)ω>1時(shí))或伸長(zhǎng)(當(dāng)0<ω<1時(shí))到原來(lái)的縱坐標(biāo)不變,得到函數(shù)y=sinωx,x∈R(ω>0且ω≠1)的圖像。③將函數(shù)y=sinx,x∈R的圖像上所有點(diǎn)的縱坐標(biāo)伸長(zhǎng)(當(dāng)A>1時(shí))或縮短(當(dāng)0<A<1時(shí))到原來(lái)的A倍,橫坐標(biāo)不變,得到函數(shù)y=Asinx,x∈R的圖像。
跟蹤練習(xí)4:要想得到函數(shù)y=的圖像,只需將函數(shù)y=sin2x的圖像( )。
提示:因?yàn)楹瘮?shù)所以只需將函數(shù)y=sin2x的圖像向左平移個(gè)單位長(zhǎng)度,即可得到函數(shù)的圖像。應(yīng)選A。
主要是對(duì)三角函數(shù)的單調(diào)性、奇偶性、周期性、對(duì)稱(chēng)性及最值問(wèn)題的考查,要求大家熟練掌握y=Asin(ωx+φ)(x∈R)與y=Acos(ωx+φ)(x∈R)等類(lèi)型的函數(shù)的相關(guān)性質(zhì)。
例5設(shè)函數(shù)R,則函數(shù)f(x)( )。
C.在[kπ-π,kπ](k∈Z)上單調(diào)遞減
D.在[kπ-π,kπ](k∈Z)上單調(diào)遞增
解:由函數(shù) f(x)=-cos2x,得函數(shù)f(x)在Z)上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減。應(yīng)選B。
熟悉幾種常見(jiàn)的三角函數(shù)的單調(diào)區(qū)間是解答此類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵。
跟蹤 練 習(xí) 5:設(shè) 函 數(shù) f(x)=則以下結(jié)論正確的是( )。
提示:由x∈可知所以函數(shù)f(x)先減后增;由可知所以函數(shù)f(x)先增后減;由可知所以函數(shù)f(x)單調(diào)遞減;由可知所以函數(shù)f(x)先減后增。應(yīng)選C。
例6已知函數(shù)y=sin(x+φ)(0≤φ≤π)是R上的偶函數(shù),則φ的值可能為( )。
解:因?yàn)楹瘮?shù)y=sin(x+φ)(0≤φ≤π)是R上的偶函數(shù),所以sin(-x+φ)=sin(x+φ),即x+φ=π-(-x+φ)+2kπ,k∈Z,解得又因?yàn)?≤φ≤π,所以當(dāng)k=0時(shí)應(yīng)選C。
函數(shù)y=Asin(ωx+φ)(A≠0,ω≠0)為偶函數(shù),則函數(shù)y=Asin(ωx+φ)(A≠0,ω≠0)為奇函數(shù),則φ=kπ,k∈Z。
跟蹤練習(xí)6:函數(shù)y=3sin(2x+φ)(0≤φ≤π)是R上的奇函數(shù),則φ的值可能為( )。
提示:因?yàn)楹瘮?shù)y=3sin(2x+φ)(0≤φ≤π)是R上的奇函數(shù),所以φ=kπ,k∈Z。又因?yàn)?≤φ≤π,所以當(dāng)k=0時(shí),φ=0。應(yīng)選A。
三角函數(shù)化簡(jiǎn)與求值的基本要求:①盡量使函數(shù)的種類(lèi)最少、次數(shù)最低、項(xiàng)數(shù)最少。②盡量使分母不含三角函數(shù)式。③盡量使被開(kāi)方數(shù)不含三角函數(shù)式。④能求值的應(yīng)計(jì)算出來(lái)。
例7化簡(jiǎn)2sinα·cosα。
解:原式2sinα·cosα
三角函數(shù)的化簡(jiǎn)與求值通常與三角函數(shù)的圖像、性質(zhì)及誘導(dǎo)公式綜合在一起進(jìn)行考查,同學(xué)們?cè)诮忸}時(shí)要嚴(yán)格按照三角函數(shù)化簡(jiǎn)與求值的基本要求。
跟蹤練習(xí)7:化簡(jiǎn):sinθ(1+tanθ)+
提示:原式
例8已知(m≠0),求的值。
解:由可得所 以又由且可得所以所以
應(yīng)用整體意識(shí)找到角與角之間的關(guān)系是解答此題的突破口。
跟蹤練習(xí)8:求sin2(42°+θ)-2tan(45°+θ)·tan(45°-θ)+sin2(48°-θ)的值。
提示:原式