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1、2022年高考數(shù)學(xué)專(zhuān)題復(fù)習(xí) 第22講 簡(jiǎn)單的三角恒等變換練習(xí) 新人教A版
[考情展望] 1.利用和、差、倍角公式進(jìn)行三角函數(shù)恒等變形,進(jìn)而研究三角函數(shù)的性質(zhì)問(wèn)題.2.與三角函數(shù)的圖象、性質(zhì)相結(jié)合綜合考查學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力.
一、二倍角公式的變形
1.用cos α表示sin2,cos2,tan2
sin2=,cos2=,tan2=.
2.用sin α,cos α表示tan
tan ==.
應(yīng)用二倍角公式的變形求值的注意問(wèn)題
(1)已知sin α,cos α的值求tan時(shí),應(yīng)優(yōu)先采用tan=或tan=,這樣可以避免由“tan=±”帶來(lái)增解.
(2)應(yīng)用“sin
2、=±”或“cos=±”求值時(shí),可由所在象限確定該三角函數(shù)值的符號(hào).
二、輔助角公式
asin α+bcos α=sin(α+φ).
1.輔助角公式的特殊情況
(1)sin α±cos α=sin;
(2)sin α±cos α=2sin;
(3)cos α±sin α=2sin.
2.輔助角公式的作用
(1)利用該公式可將形如y=asin x+bcos x的函數(shù)轉(zhuǎn)化為形如y=Asin(ωx+φ)的函數(shù),進(jìn)而研究函數(shù)的性質(zhì).
(2)若函數(shù)y=asin x+bcos x的定義域?yàn)镽,則值域?yàn)閇-,].
1.已知cos θ=-,<θ<3π,那么sin =( )
A.
3、 B.-
C. D.-
【解析】 ∵<θ<3π,∴<<.
∴sin=-=-=-.
【答案】 D
2.已知cos α=,α∈(π,2π),則cos 等于( )
A. B.-
C. D.-
【解析】 ∵π<α<2π,∴<<π.
∴cos=-=-=-.
【答案】 B
3.化簡(jiǎn)的結(jié)果是( )
A.-cos 1 B.cos 1
C.cos 1 D.-cos 1
【解析】?。剑絚os 1.
【答案】 C
4.對(duì)于函數(shù)f(x)=2sin x cos x,下列選項(xiàng)中正確的是( )
A.f(x)在(,)上是遞增的
B.f(x)的圖
4、象關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱(chēng)
C.f(x)的最小正周期為2π
D.f(x)的最大值為2
【解析】 ∵f(x)=2sin xcos x=sin 2x,
∴f(x)為奇函數(shù),∴f(x)的圖象關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱(chēng).
【答案】 B
5.(xx·課標(biāo)全國(guó)卷Ⅱ)已知sin 2α=,則cos2=( )
A. B. C. D.
【解析】 ∵sin 2α=,∴cos2====.
【答案】 A
6.(xx·江西高考)函數(shù)y=sin 2x+2sin2x的最小正周期T為_(kāi)_______.
【解析】 由于y=sin 2x+2sin2x=sin 2x+(1-cos 2x)=sin 2x-cos 2x+=2si
5、n+,∴T==π.
【答案】 π
考向一 [063] 輔助角公式及其應(yīng)用
(1)函數(shù)f(x)=sin x+cos的最大值為( )
A.2 B.
C.1 D.
(2)(xx·浙江高考)函數(shù)f(x)=sin xcos x+cos 2x的最小正周期和振幅分別是( )
A.π,1 B.π,2
C.2π,1 D.2π,2
(3)(xx·湖北高考)將函數(shù)y=cos x+sin x(x∈R)的圖象向左平移m(m>0)個(gè)單位長(zhǎng)度后,所得到的圖象關(guān)于y軸對(duì)稱(chēng),則m的最小值是( )
A. B. C. D.
【思路點(diǎn)撥】 (1)先將cos展
6、開(kāi),再與“sin x”合成一個(gè)角.
(2)先把f(x)化成Asin(ωx+φ)的形式,再求周期和振幅.
(3)先將函數(shù)解析式化簡(jiǎn),再寫(xiě)出平移后的解析式,然后,根據(jù)函數(shù)為偶函數(shù)得到m的表達(dá)式,求得m的最小值.
【嘗試解答】 (1)f(x)=sin x+cos·cos x-sinsin x
=cos x+sin x=sin
∴當(dāng)x+=+2kπ(k∈Z)時(shí),f(x)取得最大值1.
(2)f(x)=sin 2x+cos 2x=sin,所以最小正周期為T(mén)==π,振幅A=1.
(3)由于y=cos x+sin x=2cos,向左平移m(m>0)個(gè)單位長(zhǎng)度后得到函數(shù)y=2cos的圖象.由于該圖
7、象關(guān)于y軸對(duì)稱(chēng),所以m-=kπ(k∈Z,m>0),于是m=kπ+(k∈Z,m>0),故當(dāng)k=0時(shí),m取得最小值.
【答案】 (1)C (2)A (3)B
規(guī)律方法1 利用asin x+bcos x=sin(x+φ)把形如y=asin x+bcos x+k的函數(shù)化為一個(gè)角的某種函數(shù)的一次式,可以求三角函數(shù)的周期、單調(diào)區(qū)間、值域和最值、對(duì)稱(chēng)軸等.
對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練 (xx·溫州模擬)已知函數(shù)f(x)=sin x-cos x,x∈R,若f(x)≥1,則x的取值范圍為( )
A.
B.
C.
D.
【解析】 f(x)=sin x-cos x
=2sin≥1,
∴sin≥,
∴2kπ+≤
8、x-≤2kπ+π(k∈Z),
∴2kπ+≤x≤2kπ+π,k∈Z.
【答案】 A
考向二 [064] 三角恒等變換的綜合應(yīng)用
(xx·大連模擬)已知函數(shù)f(x)=sin+2sin2(x∈R).
(1)求函數(shù)f(x)的最小正周期;
(2)求使函數(shù)f(x)取得最大值時(shí)x的集合.
【思路點(diǎn)撥】 借助“降冪公式”及“輔助角公式”化f(x)成“Asin(ωx+φ)+k”的形式,進(jìn)而解答本題.
【嘗試解答】 (1)因?yàn)閒(x)=sin+1-cos 2=2+1
=2sin+1
=2sin+1,
所以f(x)的最小正周期T==π.
(2)當(dāng)f(x)取得最大值時(shí),sin=1,此時(shí)2x-
9、=2kπ+(k∈Z),即x=kπ+(k∈Z),所以所求x的集合為.
規(guī)律方法2 1.三角恒等變換要堅(jiān)持結(jié)構(gòu)同化原則,即盡可能地化為同角函數(shù)、同名函數(shù)、同次函數(shù)等,其中切化弦也是同化思想的體現(xiàn);
2.降次是一種三角變換的常用技巧,要靈活運(yùn)用降次公式.
對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練 (xx·四川高考)已知函數(shù)f(x)=cos2-sin cos -.
(1)求函數(shù)f(x)的最小正周期和值域;
(2)若f(α)=,求sin 2α的值.
【解】 (1)由已知,f(x)=cos2-sin cos -
=(1+cos x)-sin x-
=cos,
所以f(x)的最小正周期為2π,值域?yàn)?
(2)由(1)知
10、,f(α)=cos=,
所以cos=.
所以sin 2α=-cos=-cos 2
=1-2cos2=1-=.
思想方法之十 轉(zhuǎn)化思想在求三角函數(shù)最值中的妙用
解決三角函數(shù)最值的基本途徑,同求解其他函數(shù)最值一樣,一方面應(yīng)充分利用三角函數(shù)自身的特殊性(如有界性等),另一方面還要注意將求解三角函數(shù)最值問(wèn)題轉(zhuǎn)化為求一些我們所熟知的函數(shù)(二次函數(shù)等)最值問(wèn)題.常見(jiàn)的三角函數(shù)最值的求解策略如下所示:
1.配方轉(zhuǎn)化策略
對(duì)能夠化為形如y=asin2x+bsin x+c或y=acos2x+bcos x+c的三角函數(shù)最值問(wèn)題,可看作是sin x或cos x的二次函數(shù)最值問(wèn)題,常常利用配方轉(zhuǎn)化策
11、略來(lái)解決.
2.有界轉(zhuǎn)化策略
對(duì)于所給的三角函數(shù)能夠通過(guò)變形化為形如y=Asin(ωx+φ)等形式的,常??梢岳萌呛瘮?shù)的有界性來(lái)求解其最值.這是解決三角函數(shù)最值問(wèn)題常用的策略之一.
3.單調(diào)性轉(zhuǎn)化策略
借助函數(shù)單調(diào)性是求解函數(shù)最值問(wèn)題常用的一種轉(zhuǎn)化策略.對(duì)于三角函數(shù)來(lái)說(shuō),常常是先化為y=Asin(ωx+φ)+k的形式,再利用三角函數(shù)的單調(diào)性求解.
——— [1個(gè)示范例] ——— [1個(gè)對(duì)點(diǎn)練] ———
(xx·山東高考)設(shè)函數(shù)f(x)=-sin2ωx-sin ωcos ωx(ω>0),且y=f(x)圖象的一個(gè)對(duì)稱(chēng)中心到最近的對(duì)稱(chēng)軸的距離為.
(1)求ω的值;
(2)求
12、f(x)在區(qū)間上的最大值和最小值.
【解】 (1)f(x)=-sin2ωx-sin ωxcos ωx
=-·-sin 2ωx
=cos 2ωx-sin 2ωx
=-sin.
因?yàn)閳D象的一個(gè)對(duì)稱(chēng)中心到最近的對(duì)稱(chēng)軸的距離為,
又ω>0,所以=4×.因此ω=1.
(2)由(1)知f(x)=-sin.
當(dāng)π≤x≤時(shí),≤2x-≤.
所以-≤sin≤1.
因此-1≤f(x)≤.
故f(x)在區(qū)間上的最大值和最小值為,-1.
已知向量a=(1+sin 2x,sin x-cos x),b=(1,sin x+cos x),函數(shù)f(x)=a·b.
(1)求f(x)的最大值及相應(yīng)的x的值;
(2)若f(θ)=,求cos 2的值.
【解】 (1)因?yàn)閍=(1+sin 2x,sin x-cos x),b=(1,sin x+cos x),所以f(x)=1+sin 2x+sin2x-cos2x=1+sin 2x-cos 2x=sin+1.
因此,當(dāng)2x-=2kπ+(k∈Z),即x=kπ+π(k∈Z)時(shí),f(x)取得最大值+1.
(2)由f(θ)=1+sin 2θ-cos 2θ及f(θ)=,得sin 2θ-cos 2θ=,兩邊平方,得1-sin 4θ=,即sin 4θ=.
因此cos 2=cos=sin 4θ=.