冲刺练习



  
三角函数

 

一、复习策略

  高考试题中的三角函数题相对比较传统,难度较低,位置靠前,重点突出.因此,在复习过程中既要注重三角知识的基础性,突出三角函数的图象、周期性、单调性、奇偶性、对称性等性质.以及化简、求值和最值等重点内容的复习,又要注重三角知识的工具性,突出三角与代数、几何、向量的综合联系,以及三角知识的应用意识.

在解题中常用的方法技巧:

1.三角函数恒等变形的基本策略.

  (1)常值代换:特别是用“1”的代换,如1=cos2θ+sin2θ=tanθ·cotθ=tan45°等.

  (2)项的分拆与角的配凑.如分拆项:sin2θ+2cos2θ=(sin2θ+cos2θ)+cos2θ=1+cos2θ;配凑角:α=(α+β)-β,β=等.

  (3)降次与升次.即倍角公式降次与半角公式升次.

  (4)化弦(切)法.将三角函数利用同角三角函数基本关系化成弦(切).

  (5)引入辅助角.asinθ+bcosθ=sin(θ+),这里辅助角所在象限由a、b的符号确定,角的值由tan=确定.

  (6)万能代换法.巧用万能公式可将三角函数化成tan的有理式.

2.证明三角等式的思路和方法.

  (1)思路:利用三角公式进行化名,化角,改变运算结构,使等式两边化为同一形式.

  (2)证明方法:综合法、分析法、比较法、代换法、相消法、数学归纳法.

3.证明三角不等式的方法:比较法、配方法、反证法、分析法,利用函数的单调性,利用正、余弦函数的有界性,利用单位圆三角函数线及判别法等.

4.解答三角高考题的策略.

  (1)发现差异:观察角、函数运算间的差异,即进行所谓的“差异分析”.

  (2)寻找联系:运用相关公式,找出差异之间的内在联系.

  (3)合理转化:选择恰当的公式,促使差异的转化.

二、典例剖析

题型一:三角函数的基本概念

  由于三角函数的基本概念是三角函数的基础,加上现在的教材对三角函数的要求有所降低,因而近几年在高考命题时,较少直接命制考查本节知识的题目。

例1、(2007年北京高考)已知,那么角是(  )

A.第一或第二象限角     B.第二或第三象限角

C.第三或第四象限角     D.第一或第四象限角

解:

  ∵,∴当cosθ<0,tanθ>0时,θ∈第三象限;

  当cosθ>0,tanθ<0时,θ∈第四象限,选C.

例2、已知α是第二象限的角

(1)指出所在的象限,并用图象表示其变化范围;

(2)若α还满足条件|α+2|≤4,求α的取值区间;

(3)若,求α-β的范围.

解:

  依题意,2kπ+<α<2kπ+π(k∈Z).

  所以kπ+<kπ+(k∈Z),若k为偶数,则是第一象限的角;若k为奇数,则是第三象限的角;其变化范围如图中的阴影部分所示(不含边界).

  因为|α+2|≤4,所以-6≤α≤2,

  即α∈(2kπ+,2kπ+π)∩[-6,2],

  结合数轴可知,α∈(,-π)∪(,2].

  (3)

  又

总结:

  理解象限角、终边相同的角、区间角的概念,掌握α角的取值范围与2α、角的取值范围间的相互关系.

题型二:同角三角函数关系式及诱导公式

  同角三角函数的关系式和正弦、余弦的诱导公式是三角函数的基础知识,在高考中较少的直接命题,但在高考中充分体现了其工具性。

例3、(2007年安徽高考)已知0<的最小正周期,a=(tan(),-1),b=(cosα,2),且a·b=m,求.

解:

  因为的最小正周期,故

  因,又

  故.由于,所以

  

  

  

例4、(2005年湖南高考)已知在△ABC中,sinA(sinB+cosB)-sinC=0,sinB+cos2C=0,求角A、B、C的大小.

解法一:

  由

  

  所以

  

  因为所以,从而

  由从而.

  由

  即

  由此得

  所以

解法二:

  由

  由,所以

  即

  由

  所以

  即

  因为,所以

  由从而,知B+2C=不合要求.

  再由,得

  所以

例5、是否存在α、β,α∈(-),β∈(0,π)使等式sin(3π-α)=cos(-β),cos(-α)=-cos(π+β)同时成立?若存在,求出α、β的值;若不存在,请说明理由.

解:由条件得

  

  ①2+②2得sin2α+3cos2α=2,∴cos2α=.

  ∵α∈(-),∴α=或α=-.

  将α=代入②得cosβ=.又β∈(0,π),

  ∴β=,代入①可知,符合.

  将α=-代入②得β=,代入①可知,不符合.

  综上可知α=,β=.

题型三:三角函数的图象问题

  关于三角函数的图象问题,是高考考查的重点,近几年的考查有所加强,以选择题、填空题为主,有时会与三角变换及函数、平面向量等知识综合考查,内容上主要考查三角函数图象的变换、读图和识图以及图象的运用,周期性、单调性、奇偶性、对称性等内容.

例6、(2006年江苏高考)为了得到函数的图像,只需把函数的图像上所有的点( )

A.向左平移个单位长度,再把所得各点的横坐标缩短到原来的倍(纵坐标不变)

B.向右平移个单位长度,再把所得各点的横坐标缩短到原来的倍(纵坐标不变)

C.向左平移个单位长度,再把所得各点的横坐标伸长到原来的3倍(纵坐标不变)

D.向右平移个单位长度,再把所得各点的横坐标伸长到原来的3倍(纵坐标不变)

解:

  先将的图象向左平移个单位长度,得到函数的图象,再把所得图象上各点的横坐标伸长到原来的3倍(纵坐标不变)得到函数的图像.

规律总结:

  由函数的图象经过变换得到函数

  (1)y=Asinx,x∈R(A>0且A≠1)的图象可以看作把正弦曲线上的所有点的纵坐标伸长(A>1)或缩短(0<A<1)到原来的A倍得到的.

  (2)函数y=sinωx, x∈R (ω>0且ω≠1)的图象,可看作把正弦曲线上所有点的横坐标缩短(ω>1)或伸长(0<ω<1)到原来的倍(纵坐标不变).

  (3)函数y=sin(x+),x∈R(其中≠0)的图象,可以看作把正弦曲线上所有点向左(当>0时)或向右(当<0时)平行移动||个单位长度而得到.(用平移法注意讲清方向:“加左”“减右”)

  可以先平移变换后伸缩变换,也可以先伸缩变换后平移变换,但注意:先伸缩时,平移的单位把x前面的系数提取出来.

例7、(2007年安徽高考) 函数的图象为,

  ①图象关于直线对称;

  ②函数在区间内是增函数;

  ③由的图象向右平移个单位长度可以得到图象.

  以上三个论断中,正确的论断的个数是( )

  A.0    B.1    C.2    D.3

解:

  ①图象C关于直线对称,当k=1时,图象C关于对称;①正确;②x∈时,∈(-),∴函数在区间内是增函数;②正确;③由的图象向右平移个单位长度可以得到,得不到图象C,③错误.

  ∴正确的结论有2个,选C.

例8、(2007年湖南高考)已知函数

  (I)设是函数图象的一条对称轴,求的值.

  (II)求函数的单调递增区间.

解:

  (I)由题设知

  因为是函数图象的一条对称轴,所以

  即).

  所以

  当为偶数时,

  当为奇数时,

  (II)

  

  

  当,即)时,

  函数是增函数,

  故函数的单调递增区间是).

例9.已知函数y=asinx+bcosx+c的图象上有一个最低点(,1),将图象上每点纵坐标不变,横坐标缩小到原来的倍,然后向左平移1个单位,得到y=f(x)的图象,且f(x)=3的所有正根依次为一个公差为3的等差数列,求f(x)的解析式,并求最小正周期和单调减区间.

解:

  由f(x)=3的所有正根依次成等差数列,即曲线y=f(x)与直线y=3的相邻交点间的距离相等,根据三角函数的图象与性质,直线y=3要么与曲线y=f(x)相切,即过f(x)的最高点或最低点,要么过曲线的拐点(凹凸性改变的点),因为(,1)是图像上的最低点,故y=3与曲线y=f(x)在最高点相切.

  当时,f(x)=2c-1=3,所以c=2,此时周期应为公差3,这与上面已知周期6矛盾,故舍去.

  当时,f(x)= c=3,此时周期6恰为公差3的2倍,符合题意.

  所以.

  

题型四:解斜三角形

  三角形中的三角问题一直是高考的热点,一般难度不大,三种题型均有,主要考查正弦定理、余弦定理的应用以及三角恒等变换能力和运算能力.

例10.(2007年福建高考)在中,

  (Ⅰ)求角C的大小;

  (Ⅱ)若最大边的边长为,求最小边的边长.

解:

  (Ⅰ)

  又

  (Ⅱ)边最大,即

  又角A最小,BC边为最小边.

  由,得.由得:

  .所以,最小边

例11.在某海滨城市附近海面有一台风,据检测,当前台风中心位于城市O(如图)的东偏南方向300 km的海面P处,并以20 km / h的速度向西偏北的方向移动,台风侵袭的范围为圆形区域,当前半径为60 km,并以10 km / h的速度不断增加,问几小时后该城市开始受到台风的侵袭.

解法一:

  设在时刻t(h)台风中心为Q,此时台风侵袭的圆形区域半径为10t+60(km) .

  若在时刻t城市O受到台风的侵袭,则

  由余弦定理知

  由于PO=300,PQ=20t.

  

  故

  因此

  

  解得

解法二:

  建立坐标系:以O为原点,正东方向为x轴正向. 在时刻t(h)台风中心的坐标为

  此时台风侵袭的区域是,其中t+60,

  若在t时,该城市O受到台风的侵袭,则有

  即

  即,解得.

答:12小时后该城市开始受到台风侵袭.

专题小结

1.三角变换常用的方法技巧有切割化弦法,升幂降幂法、辅助元素法,“1”的代换法等.对于三角公式要记忆准确(在理解基础上),并要注意公式成立的条件,在应用时,要认真分析,合理转化,避免盲目性.

2.三角函数图象的对称性和有界性是高考命题的一个热点.最基本的三角函数图象的形状和位置特征,要准确掌握,它是利用数形结合思想解决三角函数问题的关键.三角函数图象各种变换的实质要熟练掌握,不能从形式上简单判断.

3.解三角形时,要根据条件正确选择正、余弦定理以及三角变换式.要充分发挥图形的作用,注意三角形外接圆半径在正弦定理中的转化功能.

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