【步步高】2015届高三数学人教B版【配套文档】 第四章 三角函数、解三角形 第4课

§ 4.4

三角函数的图象和性质

1. 用五点法作正弦函数和余弦函数的简图 π 3π 正弦函数 y=sin x,x∈[0,2π]的图象中,五个关键点是:(0,0),( ,1),(π,0),( ,- 2 2 1),(2π,0). π 3π 余弦函数 y=cos x,x∈[0,2π]的图象中,五个关键点是:(0,1),( ,0),(π,-1),( , 2 2 0),(2π,1). 2. 正弦函数、余弦函数、正切函数的图象和性质 函数性质 定义域 y=sin x R y=cos x R y=tan x π {x|x≠kπ+ ,k∈Z} 2

图象

值域

[-1,1] π 对称轴:x=kπ+ 2

[-1,1] 对称轴: x=kπ(k∈Z); π 对称中心:(kπ+ , 2 0) (k∈Z) 2π

R kπ ? 对称中心:? ? 2 ,0? (k∈Z) π

对称性

(k∈Z);对称中心: (kπ,0)(k∈Z)

周期

2π π 单调增区间[2kπ- , 2 π 2kπ+ ](k∈Z);单调 2 π 减区间[2kπ+ ,2kπ 2 3π + ] (k∈Z) 2

单调增区间[2kπ-π, 2kπ] (k∈Z);单调减 区间[2kπ,2kπ+ π](k∈Z)

单调性

π 单调增区间(kπ- , 2 π kπ+ )(k∈Z) 2

奇偶性

奇函数

偶函数

奇函数

1. 判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)常数函数 f(x)=a 是周期函数,它没有最小正周期. π (2)y=sin x 在 x∈[0, ]上是增函数. 2 (3)y=cos x 在第一、二象限上是减函数. (4)y=tan x 在整个定义域上是增函数. (5)y=ksin x+1(x∈R),则 ymax=k+1. (6)若 sin x> 2 π ,则 x> . 2 4 ( √ ( √ ( × ( × ( × ( × ( ) ) ) ) ) ) )

π? 2. (2012· 福建)函数 f(x)=sin? ?x-4?的图象的一条对称轴是 π π π π A.x= B.x= C.x=- D.x=- 4 2 4 2 答案 C

解析 方法一 ∵正弦函数图象的对称轴过图象的最高点或最低点, π π 3π 故令 x- =kπ+ ,k∈Z,∴x=kπ+ ,k∈Z. 4 2 4 π 取 k=-1,则 x=- . 4 方法二 用验证法. π π? π x= 时,y=sin? ?4-4?=0,不合题意,排除 A; 4 π π? π 2 x= 时,y=sin? ?2-4?= 2 ,不合题意,排除 B; 2 π π? π x=- 时,y=sin? ?-4-4?=-1,符合题意,C 项正确; 4 π π? π 2 x=- 时,y=sin? ?-2-4?=- 2 ,不合题意,故 D 项也不正确. 2 π? ?π π? 3. 若函数 f(x)=sin ωx (ω>0)在区间? ?0,3?上单调递增,在区间?3,2?上单调递减,则 ω 等 于 2 A. 3 3 B. C.2 D.3 2 ( )

答案 B 解析 ∵f(x)=sin ωx(ω>0)过原点, π π ∴当 0≤ωx≤ ,即 0≤x≤ 时,y=sin ωx 是增函数; 2 2ω

π 3π π 3π 当 ≤ωx≤ ,即 ≤x≤ 时,y=sin ωx 是减函数. 2 2 2ω 2ω π? 由 f(x)=sin ωx (ω>0)在? ?0,3?上单调递增, π π? π π 3 在? ?3,2?上单调递减知,2ω=3,∴ω=2. 4. (2013· 湖北)将函数 y= 3cos x+sin x(x∈R) 的图象向左平移 m(m>0)个单位长度后,所 得到的图象关于 y 轴对称,则 m 的最小值是 π A. 12 π π 5π B. C. D. 6 3 6 ( )

答案 B π π 解析 y= 3cos x+sin x=2sin(x+ )向左平移 m 个单位长度后得到 y=2sin(x+ +m), 3 3 它关于 y 轴对称可得 π sin( +m)=± 1, 3 π π π ∴ +m=kπ+ ,k∈Z,∴m=kπ+ ,k∈Z, 3 2 6 π ∵m>0,∴m 的最小值为 . 6 5. 函数 y=lg sin 2x+ 9-x2的定义域为________________. 答案 π π {x|-3≤x<- 或 0<x< } 2 2

? ?sin 2x>0 解析 由? , 2 ?9-x ≥0 ? ? ?2kπ<2x<2kπ+π,k∈Z, 得? ?-3≤x≤3. ?

π π ∴-3≤x<- 或 0<x< . 2 2 ∴函数 y=lg sin 2x+ 9-x2的定义域为 π π {x|-3≤x<- 或 0<x< }. 2 2

题型一 求三角函数的定义域和最值 例1 πx π? (1)(2012· 山东)函数 y=2sin? ? 6 -3?(0≤x≤9)的最大值与最小值之和为( A.2- 3 B.0 C.-1 D.-1- 3 )

1 (2)函数 y= 的定义域为__________. tan x-1 思维启迪 求函数的定义域可利用三角函数的图象或数轴;求函数最值或值域时要利用 图象、三角变换、二次函数等知识. 答案 解析 π π (1)A (2){x|x≠ +kπ 且 x≠ +kπ,k∈Z} 4 2 (1)利用三角函数的性质先求出函数的最值.

π π π 7π ∵0≤x≤9,∴- ≤ x- ≤ , 3 6 3 6 π π? ? 3 ? ∴sin? ?6x-3?∈?- 2 ,1?. ∴y∈[- 3,2],∴ymax+ymin=2- 3. tan x-1≠0 ? ? (2)要使函数有意义,必须有? π , ? ?x≠2+kπ,k∈Z

?x≠4+kπ,k∈Z 即? π ?x≠2+kπ,k∈Z.
π π 故函数的定义域为{x|x≠ +kπ 且 x≠ +kπ,k∈Z}. 4 2 思维升华 (1)求三角函数的定义域实际上是解简单的三角不等式,常借助三角函数线或

π

三角函数图象来求解. (2)求解三角函数的值域(最值)常见到以下几种类型的题目: ①形如 y=asin x+bcos x+c 的三角函数化为 y=Asin(ωx+φ)+k 的形式, 再求最值(值域); ②形如 y=asin2x+bsin x+c 的三角函数,可先设 sin x=t,化为关于 t 的二次函数求值域 (最值); ③形如 y=asin xcos x+b(sin x± cos x)+c 的三角函数,可先设 t=sin x± cos x,化为关于 t 的二次函数求值域(最值). (1)函数 y=lg(sin x)+ (2)函数 y=sin2x+sin x-1 的值域为 A.[-1,1] 5 C.[- ,1] 4 答案 5 B.[- ,-1] 4 5 D.[-1, ] 4 1 cos x- 的定义域为________. 2 ( )

π (1){x|2kπ<x≤ +2kπ,k∈Z} (2)C 3

sin x>0, ? ? 解析 (1)要使函数有意义必须有? 1 ? ?cos x-2≥0, sin x>0, 2kπ<x<π+2kπ, ? ? ? ? 即? 解得? π (k∈Z), 1 π cos x≥ , - +2kπ≤x≤ +2kπ ? ? 2 3 ? ? 3 π ∴2kπ<x≤ +2kπ,k∈Z, 3 π ∴函数的定义域为{x|2kπ<x≤ +2kπ,k∈Z}. 3 (2)y=sin2x+sin x-1,令 t=sin x,则有 y=t2+t-1,t∈[-1,1],

画出函数图象如图所示,从图象可以看出, 1 当 t=- 及 t=1 时,函数取最值,代入 y=t2+t-1, 2 5 可得 y∈[- ,1]. 4 题型二 三角函数的单调性、周期性 例2 写出下列函数的单调区间及周期: π? (1)y=sin? ?-2x+3?;(2)y=|tan x|. 思维启迪 π? (1)化为 y=-sin? ?2x-3?,再求单调区间及周期.(2)由 y=tan x 的图象→y=

|tan x|的图象→求单调性及周期. 解 π? (1)y=-sin? ?2x-3?,

π? 它的增区间是 y=sin? ?2x-3?的减区间, π? 它的减区间是 y=sin? ?2x-3?的增区间. π π π 由 2kπ- ≤2x- ≤2kπ+ ,k∈Z, 2 3 2 π 5π 得 kπ- ≤x≤kπ+ ,k∈Z. 12 12 π π 3π 由 2kπ+ ≤2x- ≤2kπ+ ,k∈Z, 2 3 2

5π 11π 得 kπ+ ≤x≤kπ+ ,k∈Z. 12 12 π 5π? 故所给函数的减区间为? ?kπ-12,kπ+12?,k∈Z; 5π 11π? 增区间为? ?kπ+12,kπ+ 12 ?,k∈Z. 2π 最小正周期 T= =π. 2 π? π ? k∈Z. (2)观察图象可知, y=|tan x|的增区间是? k∈Z, 减区间是? ?kπ,kπ+2?, ?kπ-2,kπ?, 最小正周期 T=π. 思维升华 (1)求形如 y=Asin(ωx+φ)或 y=Acos(ωx+φ)(其中, ω>0)的单调区间时, 要视

“ωx+φ”为一个整体,通过解不等式求解.但如果 ω<0,那么一定先借助诱导公式将 ω 化为正数,防止把单调性弄错. (2)求函数的单调区间应遵循简单化原则,将解析式先化简,并注意复合函数单调性规律 “同增异减”. (3)求含有绝对值的三角函数的单调性及周期时,通常要画出图象,结合图象判定. π π +4x?+cos?4x- ?的周期、单调区间及最 (2013· 阜新模拟)求函数 y=sin? 6? ?3 ? ? 大、最小值. 解 π ? ?π ? π ∵? ?3+4x?+?6-4x?=2,

π? ?π ? ∴cos? ?4x-6?=cos?6-4x? π π ?? ?π ? =cos?2-? ?3+4x? =sin?3+4x?.

?

?

π? 2π π ∴y=2sin? ?4x+3?,周期 T= 4 =2. π π π 当- +2kπ≤4x+ ≤ +2kπ (k∈Z)时,函数单调递增, 2 3 2 5π kπ π kπ? ∴函数的递增区间为? ?-24+ 2 ,24+ 2 ? (k∈Z). π π 3π 当 +2kπ≤4x+ ≤ +2kπ (k∈Z)时,函数单调递减, 2 3 2 π kπ 7π kπ? ∴函数的递减区间为? ?24+ 2 ,24+ 2 ?(k∈Z). π kπ 当 x= + (k∈Z)时,ymax=2; 24 2 5π kπ 当 x=- + (k∈Z)时,ymin=-2. 24 2 题型三 三角函数的奇偶性和对称性

例3

π? (1)已知 f(x)=sin x+ 3cos x(x∈R),函数 y=f(x+φ) ? ?|φ|≤2?的图象关于直线 x=0 对 称,则 φ 的值为________. 4π ? (2)如果函数 y=3cos(2x+φ)的图象关于点? ? 3 ,0?中心对称,那么|φ|的最小值为( π π π π A. B. C. D. 6 4 3 2 答案 解析 π (1) (2)A 6 π? (1)f(x)=2sin? ?x+3?, )

π ? y=f(x+φ)=2sin? ?x+3+φ?图象关于 x=0 对称, 即 f(x+φ)为偶函数. π π π ∴ +φ= +kπ,k∈Z,φ=kπ+ ,k∈Z, 3 2 6 π π 又∵|φ|≤ ,∴φ= . 2 6 4π ? ?2π ? (2)由题意得 3cos? ?2× 3 +φ?=3cos? 3 +φ+2π? 2π ? =3cos? ? 3 +φ?=0, ∴ 2π π +φ=kπ+ ,k∈Z, 3 2

π π ∴φ=kπ- ,k∈Z,取 k=0,得|φ|的最小值为 . 6 6 思维升华 若 f(x)=Asin(ωx+φ)为偶函数,则当 x=0 时,f(x)取得最大值或最小值. 若 f(x)=Asin(ωx+φ)为奇函数,则当 x=0 时,f(x)=0. π 如果求 f(x)的对称轴,只需令 ωx+φ= +kπ (k∈Z),求 x. 2 如果求 f(x)的对称中心的横坐标,只需令 ωx+φ=kπ (k∈Z)即可. (1)若函数 f(x)=sin ax+cos ax(a>0)的最小正周期为 1, 则它的图象的一个对 称中心为 π A.(- ,0) 8 1 C.(- ,0) 8 B.(0,0) 1 D.( ,0) 8 ( )

π π π (2)设函数 y=sin(ωx+φ)(ω>0,φ∈(- , ))的最小正周期为 π,且其图象关于直线 x= 2 2 12 π π 对称,则在下面四个结论:①图象关于点( ,0)对称;②图象关于点( ,0)对称;③在[0, 4 3

π π ]上是增函数;④在[- ,0]上是增函数中,所有正确结论的编号为________. 6 6 答案 解析 (1)C (2)②④ π (1)由条件得 f(x)= 2sin(ax+ ), 4

2π 又函数的最小正周期为 1,故 =1,∴a=2π, a π 故 f(x)= 2sin(2πx+ ). 4 1 将 x=- 代入得函数值为 0. 8 (2)∵T=π,∴ω=2. π π π 又 2× +φ=kπ+ (k∈Z),∴φ=kπ+ (k∈Z). 12 2 3 π π π π ∵φ∈(- , ),∴φ= ,∴y=sin(2x+ ), 2 2 3 3 由图象及性质可知②④正确.

三角函数的单调性、对称性 π π 典例: (20 分)(1)已知 ω>0, 函数 f(x)=sin(ωx+ )在( , π)上单调递减, 则 ω 的取值范围是( 4 2 1 5 A.[ , ] 2 4 1 C.(0, ] 2 1 3 B.[ , ] 2 4 D.(0,2]

)

π π (2)已知函数 f(x)=2cos(ωx+φ)+b 对任意实数 x 有 f(x+ )=f(-x)成立, 且 f( )=1, 则实 4 8 数 b 的值为 A.-1 C.-1 或 3 B.3 D.-3 ( )

π 5π (3)(2012· 课标全国)已知 ω>0,0<φ<π,直线 x= 和 x= 是函数 f(x)=sin(ωx+φ)图象的两 4 4 条相邻的对称轴,则 φ 等于 π A. 4 π C. 2 π B. 3 3π D. 4 ( )

π π 2π (4)函数 y=sin(ωx+φ)(ω>0 且|φ|< )在区间[ , ]上单调递减,且函数值从 1 减小到-1, 2 6 3

那么此函数图象与 y 轴交点的纵坐标为 1 A. 2 C. 3 2 B. D. 2 2 6+ 2 4

(

)

π π 思维启迪 (1)( ,π)为函数 f(x)某个单调减区间的子集;(2)由 f(x+ )=f(-x)可得函数的对称 2 4 轴,应用函数在对称轴处的性质求解即可;(3)f(x)=sin(ωx+φ)图象相邻两条对称轴之间 T 的距离是 ;(4)可结合图象分析函数的单调性,周期性确定 ω,φ. 2 解析 π π π π π (1)由 <x<π 得 ω+ <ωx+ <πω+ , 2 2 4 4 4

π π π π 3π 由题意知( ω+ ,πω+ )?[ , ], 2 4 4 2 2

?2ω+4≥2, ∴? π 3π ?πω+4≤ 2

π

π π

1 5 ,∴ ≤ω≤ ,故选 A. 2 4

π π (2)由 f(x+ )=f(-x)可知函数 f(x)=2cos(ωx+φ)+b 关于直线 x= 对称,又函数 f(x)在对 4 8 称轴处取得最值,故± 2+b=1,∴b=-1 或 b=3. (3)利用三角函数的对称轴求得周期. 5π π? 由题意得周期 T=2? ? 4 -4?=2π, 2π ∴2π= ,即 ω=1,∴f(x)=sin(x+φ), ω π? ? π ? 1, ∴f? ?4?=sin?4+φ?=± π π 5π π π π ∵0<φ<π,∴ <φ+ < ,∴φ+ = ,∴φ= . 4 4 4 4 2 4 π 2π (4)函数 y=sin(ωx+φ)的最大值为 1,最小值为-1,由该函数在区间[ , ]上单调递减, 6 3 2π π π 2π 2π 且函数值从 1 减小到-1,可知 - = 为半周期,则周期为 π,ω= = =2,此时原 3 6 2 T π π π 函数式为 y=sin(2x+φ),又由函数 y=sin(ωx+φ)的图象过点( ,1),代入可得 φ= ,因 6 6 π 1 此函数为 y=sin(2x+ ),令 x=0,可得 y= . 6 2 答案 (1)A (2)C (3)A (4)A

温馨提醒 (1)对于已知函数的单调区间的某一部分确定参数 ω 的范围的问题,首先,明确已 知的单调区间应为函数的单调区间的子集;其次,要确定已知函数的单调区间,从而利

用它们之间的关系可求解. (2)函数 y=Asin(ωx+φ)+b 的图象与其对称轴的交点是最值点.

方法与技巧 1.讨论三角函数性质,应先把函数式化成 y=Asin(ωx+φ)(ω>0)的形式. 2π 2. 函数 y=Asin(ωx+φ)和 y=Acos(ωx+φ)的最小正周期为 , y=tan(ωx+φ)的最小正周期为 |ω| π . |ω| 3.对于函数的性质(定义域、值域、单调性、对称性、最值等)可以通过换元的方法令 t=ωx +φ,将其转化为研究 y=sin t 的性质. 失误与防范 1.闭区间上最值或值域问题,首先要在定义域基础上分析单调性,含参数的最值问题,要讨 论参数对最值的影响. 2.要注意求函数 y=Asin(ωx+φ)的单调区间时 ω 的符号,尽量化成 ω>0 时的情况.

A 组 专项基础训练 (时间:40 分钟) 一、选择题 π 1. 下列函数中,周期为 π 且在[0, ]上是减函数的是 2 π A.y=sin(x+ ) 4 C.y=sin 2x 答案 D 解析 对于函数 y=cos 2x,T=π, π 当 x∈[0, ]时,2x∈[0,π],y=cos 2x 是减函数. 2 π? 2. (2012· 湖南)函数 f(x)=sin x-cos? ?x+6?的值域为 A.[-2,2] C.[-1,1] B.[- 3, 3] D.?- ( ) π B.y=cos(x+ ) 4 D.y=cos 2x ( )

?

3 3? , 2 2?

答案 B 解析 将函数化为 y=Asin(ωx+φ)的形式后求解. π? ∵f(x)=sin x-cos? ?x+6? π π =sin x-cos xcos +sin xsin 6 6 =sin x- = 3? 3 1 cos x+ sin x 2 2

3 1 ? ? 2 sin x-2cos x?

π? = 3sin? ?x-6?(x∈R), ∴f(x)的值域为[- 3, 3]. 3. (2013· 浙江)已知函数 f(x)=Acos(ωx+φ)(A>0,ω>0,φ∈R),则“f(x)是奇函数”是“φ= π ”的 2 A.充分不必要条件 C.充分必要条件 答案 B π? π 解析 φ= ?f(x)=Acos? ?ωx+2?=-Asin ωx 为奇函数, 2 π ∴“f(x)是奇函数”是“φ= ”的必要条件. 2 π π 又 f(x)=Acos(ωx+φ)是奇函数?f(0)=0?φ= +kπ(k∈Z)D/?φ= . 2 2 π ∴“f(x)是奇函数”不是“φ= ”的充分条件. 2 4. 函数 y=cos 2x+sin2x,x∈R 的值域是 A.[0,1] C.[-1,2] 答案 A 1-cos 2x 1+cos 2x 解析 y=cos 2x+sin2x=cos 2x+ = . 2 2 ∵cos 2x∈[-1,1],∴y∈[0,1]. π 5. (2012· 天津)将函数 f(x)=sin ωx(其中 ω>0)的图象向右平移 个单位长度,所得图象经过点 4 1 B.[ ,1] 2 D.[0,2] ( ) B.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件 ( )

?3π,0?,则 ω 的最小值是 ?4 ?

(

)

1 A. 3 5 C. 3 答案 D

B.1 D.2

π? 解析 根据题意平移后函数的解析式为 y=sin ω? ?x-4?, 3π ? ωπ 将? ? 4 ,0?代入得 sin 2 =0,则 ω=2k,k∈Z,且 ω>0, 故 ω 的最小值为 2. 二、填空题 π 6. 函数 y=cos( -2x)的单调减区间为________. 4 答案 π 5π [kπ+ ,kπ+ ](k∈Z) 8 8

π π 解析 由 y=cos( -2x)=cos(2x- )得 4 4 π 2kπ≤2x- ≤2kπ+π(k∈Z), 4 π 5π 故 kπ+ ≤x≤kπ+ (k∈Z). 8 8 π 5π 所以函数的单调减区间为[kπ+ ,kπ+ ](k∈Z). 8 8 π π 7. 当- ≤x≤ 时,函数 y=sin x+ 3cos x 的最大值为________,最小值为________. 2 2 答案 2 -1 π π π 5π 解析 y=2sin(x+ ),- ≤x+ ≤ , 3 6 3 6 1 π ∴- ≤sin(x+ )≤1,∴-1≤y≤2, 2 3 故 ymax=2,ymin=-1. π 8. 已知函数 f(x)=Atan(ωx+φ)(ω>0,|φ|< ),y=f(x)的部分图象如 2 π 图,则 f( )=________. 24 答案 3

3π π π π 解析 由题中图象可知,此正切函数的半周期等于 - = ,即最小正周期为 , 8 8 4 2 3π 所以 ω=2.由题意可知,图象过定点( ,0), 8 3π 3π 所以 0=Atan(2× +φ),即 +φ=kπ(k∈Z), 8 4

3π 所以 φ=kπ- (k∈Z), 4 π π 又|φ|< ,所以 φ= . 2 4 又图象过定点(0,1),所以 A=1. π 综上可知,f(x)=tan(2x+ ), 4 π π π π 故有 f( )=tan(2× + )=tan = 3. 24 24 4 3 三、解答题 π 9. 设函数 f(x)=sin(2x+φ) (-π<φ<0),y=f(x)图象的一条对称轴是直线 x= . 8 (1)求 φ; (2)求函数 y=f(x)的单调增区间. 解 π π (1)令 2× +φ=kπ+ ,k∈Z, 8 2

π ∴φ=kπ+ ,k∈Z, 4 3π 又-π<φ<0,则 φ=- . 4 3π? (2)由(1)得:f(x)=sin? ?2x- 4 ?, π 3π π 令- +2kπ≤2x- ≤ +2kπ,k∈Z, 2 4 2 π 5π 可解得 +kπ≤x≤ +kπ,k∈Z, 8 8 因此 y=f(x)的单调增区间为

?π+kπ,5π+kπ?,k∈Z. 8 ?8 ?
πx π πx 10.设函数 f(x)=sin( - )-2cos2 +1. 4 6 8 (1)求 f(x)的最小正周期. 4 (2)若函数 y=g(x)与 y=f(x)的图象关于直线 x=1 对称,求当 x∈[0, ]时,y=g(x)的最大值. 3 解 = (1)f(x)=sin πx π πx π πx cos -cos sin -cos 4 6 4 6 4

3 πx 3 πx sin - cos 2 4 2 4

πx π = 3sin( - ), 4 3

2π 故 f(x)的最小正周期为 T= =8. π 4 (2)方法一 在 y=g(x)的图象上任取一点(x,g(x)), 它关于 x=1 的对称点(2-x,g(x)). 由题设条件,知点(2-x,g(x))在 y=f(x)的图象上, π π 从而 g(x)=f(2-x)= 3sin[ (2-x)- ] 4 3 π πx π = 3sin[ - - ] 2 4 3 πx π = 3cos( + ). 4 3 4 π πx π 2π 当 0≤x≤ 时, ≤ + ≤ , 3 3 4 3 3 4 因此 y=g(x)在区间[0, ]上的最大值为 3 π 3 g(x)max= 3cos = . 3 2 4 2 方法二 区间[0, ]关于 x=1 的对称区间为[ ,2], 3 3 且 y=g(x)与 y=f(x)的图象关于直线 x=1 对称, 4 故 y=g(x)在[0, ]上的最大值是 3 2 y=f(x)在[ ,2]上的最大值. 3 πx π 由(1)知 f(x)= 3sin( - ), 4 3 2 π πx π π 当 ≤x≤2 时,- ≤ - ≤ . 3 6 4 3 6 4 因此 y=g(x)在[0, ]上的最大值为 3 g(x)max= 3sin π 3 = . 6 2 B 组 专项能力提升 (时间:30 分钟) 1. 函数 y= |sin x+cos x|-1的定义域是 π A.[kπ,kπ+ ](k∈Z) 2 π C.[- +kπ,kπ](k∈Z) 2 答案 A π B.[2kπ,2kπ+ ](k∈Z) 2 π D.[- +2kπ,2kπ](k∈Z) 2 ( )

解析

|sin x+cos x|-1≥0?(sin x+cos x)2≥

1?sin 2x≥0, ∴2kπ≤2x≤2kπ+π,k∈Z, π 故原函数的定义域是[kπ,kπ+ ](k∈Z). 2 π π 2. 设函数 f(x)=3sin( x+ ), 若存在这样的实数 x1, x2, 对任意的 x∈R, 都有 f(x1)≤f(x)≤f(x2) 2 4 成立,则|x1-x2|的最小值为________. 答案 2 解析 π π 2 f(x)=3sin( x+ )的周期 T=2π× =4, 2 4 π

f(x1),f(x2)应分别为函数 f(x)的最小值和最大值, T 故|x1-x2|的最小值为 =2. 2 3. 已知函数 f(x)=cos xsin x(x∈R),给出下列四个命题: ①若 f(x1)=-f(x2),则 x1=-x2; ②f(x)的最小正周期是 2π; π π ③f(x)在区间[- , ]上是增函数; 4 4 3π ④f(x)的图象关于直线 x= 对称. 4 其中真命题是________. 答案 ③④ 解析 1 π f(x)= sin 2x,当 x1=0,x2= 时, 2 2

f(x1)=-f(x2),但 x1≠-x2,故①是假命题; f(x)的最小正周期为 π,故②是假命题; π π π π 当 x∈[- , ]时,2x∈[- , ],故③是真命题; 4 4 2 2 3π 1 3 1 因为 f( )= sin π=- , 4 2 2 2 3 故 f(x)的图象关于直线 x= π 对称,故④是真命题. 4 4. 已知函数 f(x)=sin 2x- 3cos 2x+1. π π (1)当 x∈[ , ]时,求 f(x)的最大值和最小值; 4 2 (2)求 f(x)的单调区间. 解 π (1)f(x)=sin 2x- 3cos 2x+1=2sin(2x- )+1. 3

π π π π π 2π ∵ ≤x≤ ,∴ ≤2x≤π,∴ ≤2x- ≤ , 4 2 2 6 3 3 1 π π ∴ ≤sin(2x- )≤1,∴1≤2sin(2x- )≤2, 2 3 3 π 于是 2≤2sin(2x- )+1≤3, 3 ∴f(x)的最大值是 3,最小值是 2. π π π (2)由 2kπ- ≤2x- ≤2kπ+ ,k∈Z, 2 3 2 π 5π 得 2kπ- ≤2x≤2kπ+ ,k∈Z, 6 6 π 5π ∴kπ- ≤x≤kπ+ ,k∈Z, 12 12 π 5π 即 f(x)的单调递增区间为[kπ- ,kπ+ ],k∈Z, 12 12 π π 3π 同理由 2kπ+ ≤2x- ≤2kπ+ ,k∈Z, 2 3 2 得 f(x)的单调递减区间为[kπ+ 5π 11π ,kπ+ ],k∈Z. 12 12

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

π? ? 1 ? ∴sin? ?2x+6?∈?-2,1?, π? ∴-2asin? ?2x+6?∈[-2a,a]. ∴f(x)∈[b,3a+b],又∵-5≤f(x)≤1, ∴b=-5,3a+b=1,因此 a=2,b=-5. π 2x+ ?-1, (2)由(1)得,f(x)=-4sin? 6? ? π 7π x+ ?=-4sin?2x+ ?-1 g(x)=f? 6? ? 2? ? π 2x+ ?-1, =4sin? 6? ? 又由 lg g(x)>0,得 g(x)>1, π? π? 1 ? ∴4sin? ?2x+6?-1>1,∴sin?2x+6?>2,

π π 5π ∴2kπ+ <2x+ <2kπ+ ,k∈Z, 6 6 6 π π π 其中当 2kπ+ <2x+ ≤2kπ+ ,k∈Z 时, 6 6 2 π g(x)单调递增,即 kπ<x≤kπ+ ,k∈Z, 6 π? ∴g(x)的单调增区间为? ?kπ,kπ+6?,k∈Z. π π 5π 又∵当 2kπ+ <2x+ <2kπ+ ,k∈Z 时, 2 6 6 π π g(x)单调递减,即 kπ+ <x<kπ+ ,k∈Z. 6 3 π π? ∴g(x)的单调减区间为? ?kπ+6,kπ+3?,k∈Z.


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