三角函数及三角恒等变换(教师)(2)

2019-03-28 14:48

3.已知sin(?+k?)=-2cos(?+k?) (k∈Z). 求:(1)

4sin??2cos?5cos??3sin?;(2)

14sin?+

2

25cos?.

2

解 由已知得cos(?+k?)≠0,

∴tan(?+k?)=-2(k∈Z),即tan?=-2.

1(1)

4sin??2cos?5cos??3sin??4tan??25?3tan??10.(2)

14sin?+

2

252

cos?=4sinsin22??25cos?221=4tan??tan??12225?725.

??cos?

一、填空题

1.?是第四象限角,tan?=?512,则sin?=.答案?513

2.(20082浙江理)若cos?+2sin?=-5,则tan?=.答案 2

3.(20082四川理)设0≤?<2?,若sin?>3cos?,则?的取值范围是.答案?4.?是第四象限角,cos?=

1213???3,4???3?

,则sin?=.

5.sin2(?+?)-cos(?+?)cos(-?)+1的值为.答案 2 6.若sin?+cos?=tan??0????????,则?2?的取值范围是.答案??????4,???3?

7.如果cos?=

215,且?是第四象限的角,那么cos??????2?=.答案

265

8.化简:

sin(???)?cos(???)?cos(???2?)tan(???)?sin(3?2=.答案 1

??)?sin(???2?)二、解答题 9.已知cos(?+?)=-解 ∵cos(?+?)=-1212,且?是第四象限角,计算:(1)sin(2?-?);(2),∴-cos?=-12sin???(2n?1)???sin???(2n?1)??sin(??2n?)?cos(??2n?)32 (n∈Z).

,cos?=

12,又∵?是第四象限角,∴sin?=-1?cos2???32.

(1)sin(2?-?)=sin[2?+(-?)]=sin(-?)=-sin?=(2)=

sin???(2n?1)???sin???(2n?1)??sin(??2n?)?cos(??2n?)?2sin?sin??cos?46.

=

sin(???)?sin(????)sin??cos?=

sin(2n?????)?sin(?2n?????)sin(2n???)?cos(?2n???)

?sin??sin(???)sin??cos?46==?2cos?=-4.

10.化简:

1?cos??sin1?cos??sin22??.

22解方法一 原式=

(cos(cos??sin??sin?)?cos?)?cos3246??sin???sin?64=

3cos2cos22??sin22?2?sin2?23?(cos??sin?).

1. ①在(0,

?2)上递减;②以2?为周期;③是奇函数.写出一个同时满足上述条件的函数(写出一个你认为正确的即可).

答案y=-sinx

2.(20092东海高级中学高三调研)将函数y=sin?2x??????3?的图象先向左平移

?3,然后将所得图象上所有的点的横坐标变为

原来的2倍(纵坐标不变),则所得到的图象对应的函数解析式为.答案y=sin?x????3??? 2?????3?

3.设函数y=acosx+b(a、b为常数)的最大值是1,最小值是-7,那么acosx+bsinx的最大值是.答案 5 4.函数y=|sinx|的一个单调增区间是(写出一个即可).答案??,5.(2008)若动直线x=a与函数f(x)=sinx和g(x)=cosx的图象分别交于M、N两点,则|MN|的最大值为答案2

例1 求下列函数的定义域:

(1)y=lgsin(cosx);(2)y=sinx?cosx.

解 (1)要使函数有意义,必须使sin(cosx)>0.∵-1≤cosx≤1,∴0<cosx≤1. 方法一 利用余弦函数的简图得知定义域为{x|-?2+2k?<x<

?2+2k?,k∈Z}.

方法二 利用单位圆中的余弦线OM,依题意知0<OM≤1, ∴OM只能在x轴的正半轴上, ∴其定义域为

?????2k??x??2k?,k????x|?22??.

(2)要使函数有意义,必须使sinx-cosx≥0. 方法一 利用图象.在同一坐标系中画出[0,2?] 上y=sinx和y=cosx的图象,如图所示. 在[0,2?]内,满足sinx=cosx的x为所以定义域为?x|???4,

5?4,再结合正弦、余弦函数的周期是2?,

?4?2k??x?5???2k?,k???4?.

方法二 利用三角函数线,

如图MN为正弦线,OM为余弦线,要使sinx≥cosx,即MN≥OM,则∴定义域为?x|???4≤x≤

5?4(在[0,2?]内).

?4?2k??x???5???2k?,k?Ζ?4? x-?4方法三 sinx-cosx=2sin?x?可知2k?≤x-?4???≥0,将4?视为一个整体,由正弦函数y=sinx的图象和性质

5?4≤?+2k?,解得2k?+

?4≤x≤

+2k?,k∈Z.所以定义域为?x|2kx????4?x?5???2k?,k?Ζ?4?.

例2 求下列函数的值域: (1)y=

sin2xsinx1?cosx;(2)y=sinx+cosx+sinxcosx;(3)y=2cos?=

2cosx(1?cos1?cosx2???????3?+2cosx.

2解 (1)y=

2sinxcosxsinx1?cosxx)=2cos

2

1??x+2cosx=2?cos??2??12-

12.

1212于是当且仅当cosx=1时取得ymax=4,但cosx≠1,∴y<4,且ymin=-(2)令t=sinx+cosx,则有t=1+2sinxcosx,即sinxcosx=又t=sinx+cosx=2sin?x???2

,当且仅当cosx=-t2时取得.故函数值域为???(t?1)?12?1?,4?2?.

t2?12.有y=f(t)=t+

?12=.

???,∴-4?2≤t≤2.

12故y=f(t)=

12(t?1)?12(-2≤t≤2),从而知:f(-1)≤y≤f(2),即-1≤y≤2+

cosx-2sin

?3.即函数的值域为??1,2???1??2?.

(3)y=2cos?∵cos?x??????x?+2cosx=2cos

3?3????3???1?sinx+2cosx=3cosx-3sinx=23?cosx?sinx?=23cos?x??.

?2?2???6????6?≤1∴该函数值域为[-23,23].

例3 (14分)求函数y=2sin?解 方法一y=2sin???????x?的单调区间. ?4???x?化成?4?y=-2sin?x????????.

4?

??

?

?

3??

∵y=sinu(u∈R)的递增、递减区间分别为?2k??∴函数y=-2sin?x????2,2k?? (k∈Z), ?(k∈Z),?2k??,2k???2?22?????的递增、递减区间分别由下面的不等式确定

4?2k?+2k?-

?2≤x-≤x-

?4≤2k?+≤2k?+

3?2(k∈Z),即2k?+(k∈Z),即2k?-?3?4≤x≤2k?+

7?4(k∈Z),

??

3?4

7???4? (k∈Z).

?2?4?24≤x≤2k?+

3?4(k∈Z).

∴函数y=2sin?

???3?????x?的单调递减区间、单调递增区间分别为?2k??,2k???44???4?(k∈Z),?2k???4

,2k??

??

?4

?x

又∵u=

?x

方法二y=2sin?∴由2k?-即??2k??????x?可看作是由?4?y=2sinu与u=

?4??复合而成的.

3?4为减函数,

?2≤u≤2k?+

,?2k??3???4??2(k∈Z),-2k?-≤x≤-2k?+ (k∈Z).

?4(k∈Z)为y=2sin? (k∈Z),即2k?+

????x??4?的递减区间. -x≤2k?+

???4?由2k?+-2k?-

?2≤u≤2k?+≤x≤-2k?-??3?2?2≤

5?4?43?2 (k∈Z)得

????x??4???5?4?4 (k∈Z),即??2k??,?2k??(k∈Z)为y=2sin?的递增区间.

?4,?2k??

3???4?

综上可知:y=2sin?

5??????x?的递增区间为??2k??,?2k???44??4??(k∈Z);递减区间为??2k??(k∈Z).

1.求f(x)=1?2cos(?2?x)的定义域和值域.

22解 由函数1-2cos?????x??2?≥0,得sinx≤,利用单位圆或三角函数的图象,易得所求函数的定义域是

=

225????.当?x?2k??,k??Z ?x|2k??44??sinx=cos?????x??2?时,ymin=0;当sinx=cos?????x??2?=-1时,ymax=1?2.

所以函数的值域为[0,1?2]. 2.已知函数f(x)=

2cos4x?3coscos2x2x?1,求它的定义域和值域,并判断它的奇偶性.

?2解 由题意知cos2x≠0,得2x≠k?+

??xx??,且x?k?,解得x≠

k?2??4(k∈Z).所以f(x)的定义域为

R 2

2cos4??,k??Z . 4?2?又f(x)=

2

x?3coscos2xx?1=

(2cos2x?1)coscos2x2x?1=cos2x-1=-sin2x.又定义域关于原点对称,∴f(x)是偶函数.

2

显然-sinx∈[-1,0],但∵x≠

??k?212??4,k∈Z.∴-sinx≠-1??y?0?2?12.

所以原函数的值域为?y|?1?y??3.(1)求函数y=sin???或?.

y=3tan????6?x??4???2x?的单调递减区间;(2)求?3?的周期及单调区间.

解 (1)方法一 令u=?2k?-5?6????2x?,y=sinu,利用复合函数单调性,由?3?2k?-

?2≤-2x+

?12?3≤2k?+

5?12?2(k∈Z),得

≤-2x≤2k?+

?6(k∈Z),-k?-???12≤x≤-k?+ (k∈Z).

5?12 (k∈Z),即k?-≤x≤k?+(k∈Z).

∴原函数的单调递减区间为?k??方法二 由已知函数y=-sin?2x????12,k??5???12????3?,欲求函数的单调递减区间,只需求y=sin?2x??????3?的单调递增区间.

由2k?-

?2≤2x-

?3≤2k?+

???2(k∈Z),解得k?-?12,k??5???12??12≤x≤k?+

5?12(k∈Z).

∴原函数的单调递减区间为?k??(2)y=3tan?由k?-y=3tan??2???6x4?(k∈Z). =4?,∴y=3tan?8?3?x??x??? =-3tan???4?6??4,∴T=

4?3?????6?x??4?的周期为4?.

??6<k?+

?2,得4k?-<x<4k?+ (k∈Z),

的单调递减区间是?4k????4?3,4k??8???3??x?4??4?8??x????,4k???(k∈Z)∴y=3tan????的单调增区间是?4k??33?6?4???6

(k∈Z).

一、填空题

1.已知函数y=tan?x在????

?2,???2?内是减函数,则?的范围是.答案 -1≤?<0

??2.(20092徐州模拟)函数f(x)=sinx-3cosx (x∈[-?,0])的单调递增区间是.答案??3.函数f(x)=tan?x (?>0)的图象的相邻的两支截直线y=4.函数y=2sin(

?6??,0?6?

?4所得线段长为

??5??,? ?36??4,则f(

?4)的值是.答案 0

-2x)(x∈[0,?])为增函数的区间是.答案???5.函数f(x)=lg(sin2x+3cos2x-1)的定义域是.答案?x|k??6.给出下列命题: ①函数y=cos??2?3x??12?x?k????,k??? 4???3?是奇函数;②存在实数?,使得sin?+cos?=;

22?③若?、?是第一象限角且?<?,则tan?<tan?;④x=⑤函数y=sin?2x????8是函数y=sin?2x???5???的一条对称轴方程; 4??????,0?成中心对称图形.其中命题正确的是(填序号).答案 ①④ ?的图象关于点?3??12?7.(20082江苏,1)f(x)=cos(?x-

?6)最小正周期为

?5,其中?>0,则?=.答案10

8.(20092东海高级中学高三调研)定义在R上的函数f(x):当sinx≤cosx时,f(x)=cosx;当sinx>cosx时,f(x)=sinx.

给出以下结论:

①f(x)是周期函数②f(x)的最小值为-1③当且仅当x=2k? (k∈Z)时,f(x)取最大值

?④当且仅当2k?-<x<(2k+1)?(k∈Z)时,f(x)>0⑤f(x)的图象上相邻最低点的距离是2?.

2其中正确命题的序号是.(把你认为正确命题的序号都填上)答案①④⑤ 二、解答题 9.已知x∈???????6,?,若方程mcosx-1=cosx+m有解,试求参数m的取值范围. 3?m?1m?1解由mcosx-1=cosx+m得cosx=,作出函数y=cosx的图象(如图所示),

由图象可得

??122≤

m?1m?1≤1,解得m≤-3.

,b=(4sinx,cosx-sinx),f(x)=a2b.

??10.设a=?sin??2x4?,cosx?sinx??(1)求函数f(x)的解析式;(2)已知常数?>0,若y=f(?x)在区间??(3)设集合A=?x???2??上是增函数,求?的取值范围; ?23?,?6?x?23??,B={x||f(x)-m|<2},若A?B,求实数m的取值范围.

????1?cos??x??2?2???2x解(1)f(x)=sin2

424sinx+(cosx+sinx)2(cosx-sinx)=4sinx2+cos2x

=2sinx(1+sinx)+1-2sin2x=2sinx+1,∴f(x)=2sinx+1.

???2k????2k?(2)∵f(?x)=2sin?x+1,?>0.由2k?-≤?x≤2k?+,得f(?x)的增区间是??,??,k∈Z. ?2??2?22??∵f(?x)在??????3??2???2??????2?????0,?. ??上是增函数,∴.∴-≥且≤,∴∈??,?,?4?????32?2?223?232?2???????,(3)由|f(x)-m|<2,得-2<f(x)-m<2,即f(x)-2<m<f(x)+2. ∵A?B,∴当

?6≤x≤

23?时,不等式f(x)-2<m<f(x)+2恒成立.

∴f(x)max-2<m<f(x)min+2,∵f(x)max=f(

?2)=3,f(x)min=f(

?6)=2,∴m∈(1,4).

??11.定义在R上的函数f(x)既是偶函数又是周期函数,若f(x)的最小正周期是?,且当x∈?0,12???时,f(x)=sinx. 2?(1)求当x∈[-?,0]时,f(x)的解析式;(2)画出函数f(x)在[-?,?]上的函数简图; (3)求当f(x)≥

时,x的取值范围.

??解 (1)∵f(x)是偶函数,∴f(-x)=f(x).而当x∈?0,∴当x∈???????时,f(x)=sinx. 2???f(x)=f(-x)=sin(-x)=-sinx.又当x∈,0?时,

2???????x+?∈?0,?, ???,??时,2???2?∵f(x)的周期为?,∴f(x)=f(?+x)=sin(?+x)=-sinx.∴当x∈[-?,0]时,f(x)=-sinx.

(2)如图

(3)由于f(x)的最小正周期为?,因此先在[-?,0]上来研究f(x)≥由周期性知,当x∈?k????5612,即-sinx≥

12,∴sinx≤-

12,∴-

5?6≤x≤-

?6.

?,k???????,k∈Z时,f(x)≥. 6?2112.已知a>0,函数f(x)=-2asin?2x?????????+2a+b,当x∈?0,?时,-5≤f(x)≤1. 6??2?(1)求常数a,b的值;(2)设g(x)=f?x?解 (1)∵x∈?0,?????且lg g(x)>0,求g(x)的单调区间. 2??????????7???1???,∴2x+6∈?,??.∴sin?2x??∈??,1?,∴-2asin?2x??∈[-2a,a]. 2?6?6??66???2??∴f(x)∈[b,3a+b],

又∵-5≤f(x)≤1,因此可得b=-5,3a+b=1,因此a=2,b=-5. (2)由(1)知a=2,b=-5,∴f(x)=-4sin?2x??????-1, 6?g(x)=f?x?????7???????=-4sin?2x??-1=4sin?2x??-1. 2?6?6?????又由lg g(x)>0得g(x)>1,∴4sin?2x?∴2k?+

?6??1???, ?>?-1>1,∴sin?2x?6?6?2?<2x+

?6<2k?+

5?6,k∈Z.


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