三角函数最值的求法
三角函数最值的求法
摘要： 本文主要讨论三角函数的最值的求法，总结归纳出六种常用
的方法：上下界法、二次函数法、几何法、不等式法、判别法和用导数法。
关键词：三角函数；最值；求法。
三角函数是当今高考必考的内容之一，而三角函数的最值是函数最值的重要内容，同时也是三角函数的重要分支，故重视和加强这部分内容对于学习三角函数的恒等变换，求解最值，掌握三角函数最值与二次函数、二次方程及不等式性质的关系的应用有着重要的意义。下面就求三角函数最值问题谈谈我的若干解决方法。
一．上下界法。
根据1sin ≤x 或1cos ≤x 把给定的三角函数或通过适当的恒等变形化成
k x A ++)sin(?ω或k x A ++)cos(?ω（其中、k
、A 、?ω均为常数）的形式，然后求出
最大值和最小值的方法称为上下界法。 例1：求函数x x y 2sin cos
2
-=的最值。
分析：先把原函数变形，然后根据1cos ≤x 直接求出最值。 解：x x
y 2sin 22cos 1-+=
x x 2s i n 2c o s 2
121-+=
2
1)2c o s (2
5++=?x
帮所求2
12
5max +
=y ，2
12
5min +
-
=y
例2：已知函数.,2
cos
32
sin
R x x x y ∈+=求y 的最大值、最小值及相应的x 的集合；
解：sin
s
2sin (
)2
2
2
3
x x x y π=+=+
∴当
22
3
2
x k πππ+
=+
，即4,3
x k k Z ππ=+
∈时，y 取得最大值2，此时x 的取值范围为
|4,3x x k k Z π
π
??
=+
∈???
?
； 当
223
2πππ-
=+
k x ，即Z k k x ∈-
=,3
54ππ时，y 取得最小值2－，此时x 的取值范
围为?
???
??∈-
=Z k k x x ,354|π
π。 点评：（1）这种基本题型非常重要，在高考考题中出现的频率较高；
（2）当自变量x 的取值范围有限制时，我们在转化时往往要注意变量x 的取值范围，
否则容易造成结果错误。 小结：应用上下界法必须注意，在将式子化为形如k x A ++)sin(?ω或k x A ++)cos(?ω后应全面考虑使等式成立的各个条件，否则将可能出现错误。
二．二次函数法
将题目中的代数式转化为含有三角函数名的二次函数的形式，进而利用二次函数的知识来求解。
例3：求函数y=f(x)=cos 2
2x-3cos2x+1的最值.
解 ∵f(x)=(cos2x-2
3)2
-
4
5,
∴当cos2x=1,即x= k π(k ∈Z)时，1min -=y ， 当cos2x=-1,即x= k π+
2
π( k ∈Z)时，5max =y .
小结：这里将函数f(x)看成关于cos2x 的二次函数，就把问题转化成二次函数在闭区间[-1，1]上的最值问题.
三．运用几何方法
通常我们在解决代数问题时可以把函数代表式转化为熟悉的几何问题来解决，这种方法称为几何法。
例4：求函数的sin 2()
f θ+=
的最值函数。
分析：函数()f θ的形式刚好可以看成是定点和动点的连线的斜率，利用图形我们可以一眼看出它的最值。
解：如图，原式变为()
f θ=
(1,2)M --和动点
,sin )P θθ的连线的斜率，而动点P 的轨迹方程为
2
2
15
x
y +=它是一个椭圆，故
()f θ的极值即过点M 向椭圆所作的两切线的斜率。设斜率为k ，切点为11(,)x y 则切线方
程为1115
x x y y +=，因点M 在切线上，故有111215
x y -
-=。解方程组
111215
x y --=
2
2
1115
x y +=
解得11152,7
7
x y =-
=-
或1152,3
3
x y =
=-
所以两切线的斜率为：
12222
2
3173,1552
2
1
1
73k k -+-+=
=-=
=-++
故m ax m in 13(),()2
2
f f θθ=
=-
.
小结：注意在运用几何方法求极值时必须先把它化成表示定点到动点连线的斜率的形式。
四．不等式法
利用均值不等式来求最值。设12,,,n a a a 均为正数，则他们的几何平均值不超过算术平均12n
a a a n
++≤ （当且仅当12n a a a === 时等号成立）。
例5：若02
x π≤≤
，求2
sin co s y x x =的最大值。
分析：函数表达式2
sin co s y x x =刚好符合原理的要求，故用不等式法求最值较方便。 解：将函数变形为
2
2
4
222
1sin co s 2sin co s co s 2
y x x x x x ==?
02
x π≤≤
2
2
2
2
3312sin co s co s 124
()()232327
x x x y ++∴≤=?=
9
y ∴≤
=
图（1）
故当且仅当22
2sin cos x x =
即arcco s
3
x =时，函数2
sin co s y x x =
有最值，且为
m ax 9
y =
。
小结：利用不等式求三角函数最值是一条有效的途径，相较其它方法比较容易掌握，但必须注意各项必须为正值。 五．用判别法
定义：如果三角函数具有y=
2
1112222
A x
B x
C A x B x C ++++的形式，那么可将其变为一个关于x 的二次方
程，然后利用二次方程根的判别式讨论取实数的条件。列一个含y 的二次不等式，解此不等式即可得到原三角函数的最值。 例6．求函数y=5-4sin θ+2
sin θ的最值。
分析：把原函数化为关于sin θ的二次函数，利用根的判别式法进行讨论，最终得出结果。 解：原函数可变形为：2
sin 4sin (5)0y θθ-+-=
R ∈θsin 164(5)0y ∴?=--≥
解得1y ≥ m in 1y ∴=
又sin 2θ=±
且sin 1θ≤
21∴±
≤
解得101≤≤y 10max =∴y
小结：用此法求最值的关键是将函数变形成二次方程的形式，再把问题转化为不等式的解。 六．用导数法
利用导数求函数)(x f y =在[]b a ,上的最大值与最小值的步骤如下： （1）求函数)(x f y =在),(b a 内的极值；
（2）将函数)(x f y =的各极值与端点处的函数值)(),(b f a f 比较，其中最大的一个是最大值，最小的一个是最小值。 例7．求函数443
1)(3
+-=x x x f 在[]3,0上的最大值与最小值。
解：443
1)(3
+-=
x x x f
('f ∴x)=)2)(2(42
-+=-x x x
令 0)('=x f 得2=x 或2-=x 又因为[]3,0∈x ，所以2=x 下面分两种情况讨论：
（１） 当[]2,0∈x 时，,0)('
3)2(-=f
又由于1)3(,4)0(==f f 因此，函数443
1)(3
+-=
x x x f 在[]3,0上的最大值是４，最小值是4
3-
。
小结：在利用导数求函数的最值时，要注意极值与最值的区别与联系。极值反映的是函数在某一点附近的大小情况，刻画的是函数的局部性质，且极大值与极小值可以同时存在着若干个或不存在，极大值不一定比极小值大。而最值是个整体概念，是整个定义域上的最大值与最小值，从个数上看，最值是唯一的。所以在做这类题时，必须先求出极大（小）值，然后再与端点处的函数值进行比较，得到函数在整个定义域内的最大（小）值。
以上列举了常用的六种求三角函数的最值的方法，具体题型应用哪种方法来解决就必须依据解题者自己的灵活运用。如能正确运用这六种方法，不但能提高解题者的解题速度，而且对培养其解题思维能力有着重要的意义。
参考文献：
人民教育出版社、课程教材研究所、中学数学课程教材研究开发中心编著，数学（必修2、必修4、必修5及选修1-1），人民教育出版社，（A 版）
求三角函数的值域(或最值)的方法
求三角函数的值域(或最值)的方法 三角函数y＝sinx及y＝cosx是有界函数，即当自变量x在R内取一定的值时，因变量y有最大值y max＝1和最小值y min＝－1，这是三角函数y＝sinx及y＝cosx的基本性质之一，利用三角函数的这一基本性质，我们可以使一些比较复杂的三角函数求最值的问题得以简化．虽然这部分内容在教材中出现不多，但是，在我们的日常练习和历年高考试题中却频频出现，学生也往往对这样的问题颇感棘手．笔者根据日常的教学积累，对三角函数求值域或最值的方法，加以归纳总结如下． 1 配方分析法 如果所给的函数是同名不同次或可化为同名不同次及其他能够进行配方的形式，可采用此方法． 例1求函数y＝2cos2x＋5sinx－4的值域． 解原函数可化为 当sinx＝1时，y max＝1； 当sinx＝－1时，y min＝－9， ∴原函数的值域是y∈[－9，1]． 注：此种方法在求三角函数的值域或最值问题中较为常见．但在最后讨论值域时，往往容易忽略自变量(例1中以sinx为自变量)的取值范围而出现错误应该引起注意． “cosx”，再求已知函数的最值 例2求下列函数的最值，并求出相应的x值．
y＝asinx＋bcosx或可转化为此种形式的函数，其最大值和最小值分别为y max＝ 3 求反函数法 如果函数的表达式中仅含有某一个三角函数名，我们可考虑此种方法，用因变量y表示出该函数，再利用该函数的值域求对应的原函数的值域．
∴原函数的值域是 4 应用函数的有界性 上面的求反函数法实际上就是在应用函数的有界性求最值，在此只不过是为了更加突出一下． 解由原式可得 (3y－1)sinx＋(2y－2)cosx＝3－y， 则上式即为 利用函数的有界性有 ∴原函数的值域是
导数与三角函数交汇试题
导数与三角函数交汇试题 1．（2019?石家庄一模）已知函数， （1）求函数f（x）的极小值 （2）求证：当﹣1≤a≤1时，f（x）＞g（x） 2．（2019春?常熟市期中）已知函数f（x）＝e2x（sin x﹣3cos x）． （1）求函数f（x）在点（0，f（0））处的切线方程； （2）求函数f（x）在区间上的最大值和最小值． 3．（2019?大连模拟）已知函数f（x）＝ae x﹣sin x+1其中a∈R，e为自然对数的底数．（1）当a＝1时，证明：对?x∈[0，+∞），f（x）≥2； （2）若函数f（x）在[0，π]上存在两个不同的零点，求实数a的取值范围．4．（2019?天津）设函数f（x）＝e x cos x，g（x）为f（x）的导函数． （Ⅰ）求f（x）的单调区间； （Ⅱ）当x∈[，]时，证明f（x）+g（x）（﹣x）≥0； （Ⅲ）设x n为函数u（x）＝f（x）﹣1在区间（2nπ+，2nπ+）内的零点，其中n∈N， 证明2nπ+﹣x n＜． 5．（2019?新课标Ⅰ）已知函数f（x）＝2sin x﹣x cos x﹣x，f′（x）为f（x）的导数．（1）证明：f′（x）在区间（0，π）存在唯一零点； （2）若x∈[0，π]时，f（x）≥ax，求a的取值范围． 6．（2019?新课标Ⅰ）已知函数f（x）＝sin x﹣ln（1+x），f′（x）为f（x）的导数．证明： （1）f′（x）在区间（﹣1，）存在唯一极大值点； （2）f（x）有且仅有2个零点． 7．（2019?富阳区模拟）设函数f（x）＝2x2+alnx，（a∈R） （Ⅰ）若曲线y＝f（x）在点（1，f（1））处的切线方程为y＝2x+m，求实数a，m的值（Ⅱ）若f（2x﹣1）+2＞2f（x）对任意x∈[2，+∞）恒成立，求实数a的取值范围； （Ⅲ）关于x的方程f（x）+2cos x＝5能否有三个不同的实根？证明你的结论 8．（2019?北辰区模拟）已知函数f（x）＝e x﹣ax，（a∈R），g（x）＝．
【智博教育原创专题】三角函数求最值的题型大全
三角函数求最值的归类研究 求函数的最大值与最小值是高中数学中的重要内容，也是高考中的常见题型，本文对三角函数的求最值问题进行归类研究，供同学们借鉴。 一、化成sin()y A x ω?=+的形式 例1. 在直角三角形中，两锐角为A 和B ，求sin sin A B 的最大值。 【解析】1sin sin sin sin()sin cos sin 222A B A A A A A π=-==，由02 A π<<，得02A π<<，则当4 A π=时，sin sin A B 有最大值12。 例2. 求函数44()cos 2sin cos sin f x x x x x =--在0,2π?????? 上的最大值和最小值。 【解析】442222()cos 2sin cos sin (cos sin )(cos sin )sin 2cos2sin 2f x x x x x x x x x x x x =--=+--=- )4x π=-，由02 x π≤≤，得32,sin(2)14444x x ππππ-≤-≤≤-≤，得 )14x π-≤，则当0x =时，max ()1f x =；当38 x π=时，min ()f x = 【点评】这类题目解决的思路是把问题化归为()sin()f x A x k ω?=++的形式，一般而言，max min ()()f x A k f x A k =+=-+，，但若附加了x 的取值范围，最好的方法是通过图象加以解决。例2中，令24u x π=-，画出sin u 在3,44ππ??-???? 上的图象（如图1）， 图1 不难看出sin 12u ≤≤，即sin(2)124x π≤-≤。应注意此题容易把两个边界的函数值()2f π和(0)f 误认为是最大值和最小值。 二、形如cos sin c x d y a x b +=+的形式 例3. 求函数sin 1cos 2 x y x -=-的最大值和最小值。 【解析】由已知得cos 2sin 1y x y x -=-，即sin cos 12,)12x y x y x y φ-=-+=-，所以 sin()x ?+sin()1x ?+≤≤，即2340y y -≤，解得403 y ≤≤，故max min 4,03 y y ==。 【点评】上述利用正（余）弦函数的有界性，转化为以函数y 为主元的不等式，是解决这类问题的最佳方法。虽然本题可以使用万能公式，也可以利用圆的参数方程和斜率公式去求解，但都不如上述解法简单易行。有兴趣的同学不妨试一试其他解法。
求三角函数值域及最值的常用方法+练习题
求三角函数值域及最值的常用方法 （一）一次函数型 或利用：=+ =x b x a y cos sin )sin(22?+?+x b a 化为一个角的同名三角函数形式，利用三角函数的有界性或单调性求解； （2）2sin(3)512 y x π =-- +，x x y cos sin = （3）函数x x y cos 3sin +=在区间[0,]2 π 上的最小值为 1 ． （4）函数tan( )2 y x π =- (4 4 x π π - ≤≤ 且0)x ≠的值域是 (,1][1,)-∞-?+∞ （二）二次函数型 利用二倍角公式，化为一个角的同名三角函数形式的一元二次式，利用配方法、 换元及图像法求解。 （2）函数)(2cos 2 1 cos )(R x x x x f ∈- =的最大值等于43． （3）.当2 0π < （三）借助直线的斜率的关系，用数形结合求解 型如d x c b x a x f ++= cos sin )(型。此类型最值问题可考虑如下几种解法： ①转化为c x b x a =+cos sin 再利用辅助角公式求其最值； ②利用万能公式求解； ③采用数形结合法（转化为斜率问题）求最值。 例1：求函数sin cos 2 x y x = -的值域。 解法1：数形结合法：求原函数的值域等价于求单位圆上的点P(cosx , sinx )与定点Q(2, 0)所确定的直线的斜率的范围。作出如图得图象，当过Q 点的直线与单位圆相切时得斜率便是函数sin cos 2 x y x = -得最值，由几何知识，易求得过Q 的两切线得斜率分别为3 3 -、 33。结合图形可知，此函数的值域是33 [,]33 - 。 解法2：将函数sin cos 2x y x =-变形为cos sin 2y x x y -=，∴22s i n ()1y x y φ+= +由2 |2||sin()|11y x y φ+= ≤+22(2)1y y ?≤+，解得：3333 y - ≤≤，故值域是33 [,]33- 解法3：利用万能公式求解：由万能公式2 12sin t t x +=，221cos 1t x t -=+，代入sin cos 2x y x =-得到2 213t y t =--则有2 320yt t y ++=知：当0t =，则0y =，满足条件；当0t ≠，由2 4120y =-≥△，3333 y ?-≤≤，故所求函数的值域是33[,]33-。 解法4：利用重要不等式求解：由万能公式2 12sin t t x +=，221cos 1t x t -=+，代入sin cos 2x y x = -得到2 213t y t =--当0t =时，则0y =，满足条件；当0t ≠时， 22 113(3) y t t t t = =---+，如果t > 0，则2223113233(3)y t t t t ==-≥-=---+， x Q P y O 三角函数最值问题—解题9法 三角函数是重要的数学运算工具，三角函数最值问题是三角函数中的基本内容，也是高中数学中经常 涉及的问题。这部分内容是一个难点，它对三角函数的恒等变形能力及综合应用要求较高。解决这一类问 题的基本途径，同求解其他函数最值一样，一方面应充分利用三角函数自身的特殊性（如有界性等），另 一方面还要注意将求解三角函数最值问题转化为求一些我们所熟知的函数（二次函数等）最值问题。下面 就介绍几种常见的求三角函数最值的方法： 一配方法 若函数表达式中只含有正弦函数或余弦函数，切它们次数是2时，一般就需要通过配方或换元将给定 的函数化归为二次函数的最值问题来处理。 例1函数的最小值为（）. A． 2 B . 0 C . D . 6 [分析]本题可通过公式将函数表达式化为，因含有cosx 的二次式，可换元，令cosx=t，则配方，得, 当t=1时,即cosx=1时，,选B. 例2 求函数y=5sinx+cos2x的最值 [分析]：观察三角函数名和角，其中一个为正弦，一个为余弦，角分别是单角和倍角，所以先化简，使三角函数的名和角达到统一。 二引入辅助角法 例3已知函数当函数y取得最大值时，求自变量x的集合。 [分析] 此类问题为的三角函数求最值问题，它可通过降次化简整理为型求解。 解： 三利用三角函数的有界性 在三角函数中，正弦函数与余弦函数具有一个最基本也是最重要的特征——有界性，利用正弦函数与余弦函数的有界性是求解三角函数最值的最基本方法。 例4求函数的值域 [分析] 此为型的三角函数求最值问题，分子、分母的三角函数同名、同角，这类三角函数一般先化为部分分式，再利用三角函数的有界性去解。或者也可先用反解法，再用三角函数的有界性去解。 解法一：原函数变形为，可直接得到：或 解法一：原函数变形为或 例5已知函数，求函数f(x)的最小正周期和最大值。 [分析] 在本题的函数表达式中，既含有正弦函数，又有余弦函数，并且含有它们的二次式，故需设法通过降次化二次为一次式，再化为只含有正弦函数或余弦函数的表达式。 解： f(x)的最小正周期为，最大值为。 四引入参数法（换元法） 对于表达式中同时含有sinx+cosx，与sinxcosx的函数，运用关系式 一般都可采用换元法转化为t的二次函数去求最值，但必须要注意换元后新变量的取值范围。 例6 求函数y=sinx+cosx+sinxcosx的最大值。 [分析]解：令sinx+cosx=t，则 ，其中 sin(A+B) = sinAcosB+cosAsinB sin(A-B) = sinAcosB-cosAsinB cos(A+B) = cosAcosB-sinAsinB cos(A-B) = cosAcosB+sinAsinB tan(A+B) = tanAtanB -1tanB tanA + tan(A-B) =tanAtanB 1tanB tanA +- cot(A+B) =cotA cotB 1-cotAcotB + cot(A-B) =cotA cotB 1cotAcotB -+ 2、倍角公式 tan2A =A tan 12tanA 2- Sin2A=2SinA?CosA Cos2A = Cos 2A-Sin 2A=2Cos 2A-1=1-2sin 2A 3、半角公式 sin(2A )=2cos 1A - cos(2 A )=2cos 1A + tan( 2A )=A A cos 1cos 1+- cot(2A )=A A cos 1cos 1-+ tan(2A )=A A sin cos 1-=A A cos 1sin + 4、诱导公式 sin(-a) = -sina cos(-a) = cosa sin(2π-a) = cosa cos(2π-a) = sina sin(2π+a) = cosa cos(2π+a) = -sina sin(π-a) = sina cos(π-a) = -cosa sin(π+a) = -sina cos(π+a) = -cosa tgA=tanA =a a cos sin 5、万能公式 sina=2)2(tan 12tan 2a a + cosa=22)2(tan 1)2(tan 1a a +- tana=2 )2(tan 12tan 2a a - 6、其他非重点三角函数 csc(a) = a sin 1 sec(a) =a cos 1 7、（a ＋b ）的三次方,（a －b ）的三次方公式 研究性学习 班级： 小组： 组长： 组员： 开题报告 三角学的起源与发展 三角学之英文名称 Trigonometry ，约定名于公元1600年，实际导源于希腊文trigono (三角)和metrein (测量)，其原义为三角形测量（解法），以研究平面三角形和球面三角形的边和角的关系为基础，达到测量上的应用为目的的一门学科。早期的三角学是天文学的一部份，后来研究范围逐渐扩大，变成以三角函数为主要对象的学科。现在，三角学的研究范围已不仅限于三角形，且为数理分析之基础，研究实用科学所必需之工具 一、课题提出的背景 运用数学知识解决现实生活中的实际问题是一项很重要的数学能力，也是新课程标准对学生能力的基本要求。九年级下册锐角三角函数内容不仅是初中数学教学的重点，而且是培养学生运用能力的理想材料，锐角三角函数解实际问题渗透了数形结合的数学思想，通过测量，工程技术等问题，转化为解直角三角形的应用题和数学活动，有助于培养学生的空间想象能力和运用数学的能力，更好地培养学生理论和实践相结合的意识。学生在学习本部分内容时，对概念的形成难以理解，更不能把实际问题抽象成数学模型，造成对实际问题的解决无所适从，学生作业练习中更出现严重错误，利用数学知识解决实际问题的能力欠缺，导致学生对数学学习没有乐趣和积极性，因此，本人把锐角三角函数解决实际问题作为课题进行研究，培养学生数学运用能力。 二、所要解决的主要问题 1、通过实际问题培养学生经历概念的形成能力。 2、研究如何培养学生数形结合的数学思想。 3、研究如何培养学生对实际问题的分析和解决能力。 4、培养学生良好的解决问题的数学思想和方法，使学生对实际问题的探索充满乐趣。 函数导数三角函数 函数、导数、三角函数回归基础与基本题型复习一、基础知识与基本方法 函数部分 221、二次函数?三种形式:一般式f(x)=ax+bx+c;顶点式f(x)=a(x- h)+k;零点式f(x)=a(x-x)(x-x);b=0偶函数;?区间最值:配方后一看开口方向,二讨论对称12 轴与区间的相对位置关系;?实根分布:先画图再研究?>0、轴与区间关系、区间 端点函数值符号; 2、值域(范围)常用分子常数法;分离;，分母整体换元;导数 3、周期:进退几 个单位，列举;画图;用周期定义逐个检验; 4、求定义域:使函数解析式有意义(如:分母?;偶次根式被开方数?;对数真数?，底数?;零指数幂的底数?);实际问题有意义; (定义域优先意识) 5、单调性:?定义法;?导数法?图像;奇偶性:?定义法?图像。函 数 2yxx,,，log(2)的单调递增区间是.(答:) (1,2)12 注意:(1)函数单调性与奇偶性的逆用(?比较大小;?解不等式;?求参数范围(注 意等号)); 依据单调性，利用一次函数在区间上的保号性可解决求一类参数的范围问题:(或fugxuhx()()()0,，, fa()0,,fa()0,,(或); ,,,,0)()aub,,fb()0,fb()0,,,2若存在?[1，3]，使得 不等式，(-2)-2>0成立，则实数取值aaxaxx范围是 ( 22解:不等式即，设.研究“任意a?()220xxax，,,,faxxax()()22,，,, f(1)0,,2，，[1，3]，恒有”.则，解得。则实数x的取值范围是 fa()0,x,,1,,,,f(3)0,3，，, 2,, ,,,,，,,1,，，,,3,, (2)复合函数由单调性判定:同增异减。 1、两角和公式 sin(A+B)=sinAcosB+cosAsinBsin(A-B)=sinAcosB-cosAsinB cos(A+B)=cosAcosB-sinAsinBcos(A-B)=cosAcosB+sinAsinB tan(A+B)=tanAtanB -1tanB tanA +tan(A-B)=tanAtanB 1tanB tanA +- cot(A+B)=cotA cotB 1-cotAcotB +cot(A-B)=cotA cotB 1cotAcotB -+ 2、倍角公式 tan2A=A tan 12tanA 2-Sin2A=2SinA?CosA Cos2A=Cos 2A-Sin 2A=2Cos 2A-1=1-2sin 2A 3、半角公式 sin(2A )=2cos 1A -cos(2 A )=2cos 1A + tan( 2A )=A A cos 1cos 1+-cot(2A )=A A cos 1cos 1-+tan(2A )=A A sin cos 1-=A A cos 1sin + 4、诱导公式 sin(-a)=-sinacos(-a)=cosa sin(2π-a)=cosacos(2π-a)=sinasin(2π+a)=cosacos(2 π+a)=-sina sin(π-a)=sinacos(π-a)=-cosasin(π+a)=-sinacos(π+a)=-cosa tgA=tanA=a a cos sin 5、万能公式 sina=2)2(tan 12tan 2a a +cosa=22)2(tan 1)2(tan 1a a +-tana=2 )2 (tan 12tan 2a a - 6、其他非重点三角函数 csc(a)=a sin 1sec(a)=a cos 1 7、（a ＋b ）的三次方,（a －b ）的三次方公式 (a+b)^3=a^3+3a^2b+3ab^2+b^3 (a-b)^3=a^3-3a^2b+3ab^2-b^3 a^3+b^3=(a+b)(a^2-ab+b^2) a^3-b^3=(a-b)(a^2+ab+b^2) 8、反三角函数公式 arcsin(-x)=-arcsinx arccos(-x)=π－arccosx arctan(-x)=-arctanx arccot(-x)=π－arccotx 如何求三角函数的周期 三角函数的的周期是三角函数的重要性质，对于不同的三角函数式，如何求三角函数的周期也是一个难点，下面通过几个例题谈谈三角函数周期的求法． 1、定义法 例1． 求下列函数的周期 x y 2sin )1(= , 3 2tan )2(x y =． (1)分析：根据周期函数的定义，问题是要找到一个最小正数T ，对于函数定义域内的每一个x 值都能使x T x 2sin )(2sin ＝+成立，同时考虑到正弦函数x y sin =的周期是π2． 解：∵ )(2sin )22sin(2sin ππ+=+=x x x , 即 x x 2sin )(2sin =+π． ∴ 当自变量由x 增加到π+x 时，函数值重复出现，因此x y 2sin =的周期是π． (2) 分析：根据周期函数的定义，问题是要找到一个最小正数T ，对于函数定义域内的每一个x 值都能使 3 2tan )(32tan x T x =+成立，同时考虑到正切 函数x y tan =的周期是π． 解：∵ )2 3 (32tan )32tan(32tan ππ+=+=x x x , 即 3 2tan )23(32tan x x =+π． ∴ 函数32tan x y =的周期是π2 3． 例2. 求函数 （m ≠0）的最小正周期。 解：因为 所以函数（m ≠0）的最小正周期 例3. 求函数的最小正周期。 解：因为 所以函数的最小正周期为。 例4.求函数y ＝｜sin x ｜＋｜cos x ｜的最小正周期. 解:∵)(x f ＝｜sin x ｜＋｜cos x ｜ ＝｜－sin x ｜＋｜cos x ｜ ＝｜cos(x ＋2π)｜＋｜sin(x ＋2π)｜ 求三角函数最值的四种方法 解决这一类问题的基本途径，同求解其他函数最值一样，一方面应充分利用三角函数自身的特殊性 如有界性等 ，另一方面还要注意将求解三角函数最值问题转化为求一些我们所熟知的函数 二次函数等 最值问题.下面介绍几种常见的三角函数最值的求解策略 1．配方转化策略 对能够化为形如y ＝a sin 2x ＋b sin x ＋c 或y ＝a cos 2 x ＋b cos x ＋c 的三角函数最值问题，可看作是sin x 或cos x 的二次函数最值问题，常常利用配方转化策略来解决． [典例1] 求函数y ＝5sin x ＋cos 2x 的最值． [解] y ＝5sin x ＋()1－2sin 2x ＝－2sin 2x ＋5sin x ＋1＝－2? ????sin x －542＋338. ∵－1≤sin x ≤1，∴当sin x ＝－1，即x ＝2k π－π2，k ∈Z 时， y min ＝－2×8116＋338＝－6；当sin x ＝1，即x ＝2k π＋π2，k ∈Z 时，y max ＝－2×116＋338＝4. [题后悟道] 这类问题在求解中，要注意三个方面的问题：其一要将三角函数准确变形为sin x 或cos x 的二次函数的形式；其二要正确配方；其三要把握三角函数sin x 或cos x 的范围，以防止出错，若没有特别限制其范围是[－1,1]． 2．有界转化策略 对于所给的三角函数能够通过变形化为形如y ＝A sin(ωx ＋φ)等形式的，常常可以利用三角函数的有界性来求解其最值．这是解决三角函数最值问题常用的策略之一． [典例2] 设函数f (x )＝4cos ? ????ωx －π6sin ωx －cos(2ωx ＋π)，其中ω>0. 求函数y ＝f (x )的最值． [解] f (x )＝4? ?? ??32cos ωx ＋12sin ωx sin ωx ＋cos 2ωx ＝23sin ωx cos ωx ＋2sin 2ωx ＋cos 2ωx －sin 2ωx ＝3sin 2ωx ＋1， 因为－1≤sin 2ωx ≤1， 所以函数y ＝f (x )的最大值为3＋1，最小值为1－ 3. 高中三角函数最值问题的一些求法 关于()f x ω?+型三角函数式的最值，可以由三角函数的性质直接求出，如 sin(),11y x y y ω?=+==-最大最小，； cos(),11y x y y ω?=+==-最大最小，； tan y x =与cot y x =在定义域内无最值。 一、直接应用三角函数的定义及三角函数值的符号规律解题 例1：求函数y ＝ x x x x x x x x cot | cot ||tan |tan cos |cos ||sin |sin +++的最值 分析：解决本题时要注意三角函数值的符号规律，分四个象限讨论。 解： （1）当x 在第一象限时，有sin cos tan cot 4sin cos tan cot x x x x y x x x x = +++= （2）当x 在第二象限时，有sin cos tan cot 2sin cos tan cot x x x x y x x x x =+++=---- （3）当x 在第三象限时，有sin cos tan cot 0sin cos tan cot x x x x y x x x x =+++=-- （4）当x 在第四象限时，sin cos tan cot 2sin cos tan cot x x x x y x x x x =+++=---- 综上可得此函数的最大值为4，最小值为-2. 二、直接应用三角函数的有界性（sin 1,cos 1x x ≤≤）解题 例1：（2003北京春季高考试题）设M 和m 分别表示函数cos 13 x -1 y=的最大值和最小值，则M m +等于（ ） （A ） 32 （B ）32-（C ） 3 4-（D ）-2 解析：由于cos y x =的最大值与最小值分别为1,-1,所以,函数cos 13 x -1 y=的最大值与最小值分别为 32-,34-,即M m +＝32-+（3 4 -）=-2,选D. 例2：求3sin 1 sin 2 x y x +=+的最值（值域） 分析：此式是关于sin x 的函数式，通过对式子变形使出现12sin 3 y x y -=-的形式，再根据sin 1x ≤来求解。 解：3sin 1 sin 2 x y x += +，即有sin 23sin 1sin 3sin 12y x y x y x x y +=+?-=- 导数与三角函数压轴题归纳总结 近几年的高考数学试题中频频出现含导数与三角函数零点问题， 内容主要包 括函数零点个数的确定、 根据函数零点个数求参数范围、 隐零点问题及零点存在 性赋值理论 .其形式逐渐多样化、综合化 . 、零点存在定理 例1【. 2019全国Ⅰ理 20】函数 f(x) sinx ln(1 x),f (x)为f (x)的导数．证明： 1) f (x)在区间 ( 1, 2 )存在唯一极大值点； 2) f (x) 有且仅有 2 个零点． 可得 g'(x)在 1, 有唯一零点 ,设为 2 则当x 1, 时,g x 0；当 x ,2 时,g'(x) 0. 所以 g(x) 在 1, 单调递增,在 , 单调递减 ,故g(x) 在 2 值点 ,即 f x 在 1, 存在唯一极大值点 . 2 (2) f x 的定义域为 ( 1, ). (i )由( 1)知, f x 在 1,0 单调递增 ,而 f 0 0,所以当 x ( 1,0)时, f'(x) 0,故 f x 在 ( 1,0)单调递减 ,又 f (0)=0 ,从而 x 0是 f x 在( 1,0] 的唯 一零点 . 【解析】( 1)设 g x f x ,则 g x 当x 1, 时, g'(x)单调递减,而 g 2 1 1 sinx 2 1 x 2 cosx ,g x 1x 0 0,g 0, 2 1, 存在唯一极大 2 , 时, f '(x) 0.故 f (x) 在(0, )单调递增,在 , 单调递 22 3 变式训练 1】【2020·天津南开中学月考】已知函数 f (x) axsin x 2(a R), 且 在, 0, 2 上的最大值为 (1)求函数 f(x)的解析式； (2)判断函数 f(x)在( 0，π)内的零点个数，并加以证明 【解析】 (1)由已知得 f(x) a(sin x xcosx) 对于任意的 x ∈(0, )， 3 有 sinx xcosx 0,当 a=0 时,f(x)=- ，不合题意； 2 当 a<0时,x ∈(0,2 ),f ′(x)从<0而, f(x)在(0, 2 )单调递减， 3 又函数 f(x) ax sin x 2 (a ∈ R 在) [0, 2 ]上图象是连续不断的， 故函数在 [0, 2] 上的最大值为 f(0) ，不合题意； 当 a>0时,x ∈(0, 2),f ′(x)从>0而, f(x)在(0, 2 )单调递增， 3 又函数 f(x) ax sin x (a ∈R 在) ［0, ］上图象是连续不断的， 33 故函数在［0, 2 ］上上的最大值为 f( 2)=2a- 23= 23，解得 a=1， 3 综上所述 ,得 f(x) xsinx 3(a R),； (2)函数 f(x) 在(0, π内)有且仅有两个零点。证明如下： 从而 f x 在 0, 没有零点 . 2 ( iii ) 当 x , 时 , f x 0 , 所 以 f x 在 单调递减.而 2 2 f 0, f 0 ,所以 f x 在, 有唯一零点 . 2 2 ( iv )当 x ( , ) 时,ln x 1 1,所以 f (x) <0,从而 f x 在( , ) 没有零点 . 减.又 f (0)=0 , f 1 ln 1 22 0 ,所以当x 0,2 时,f(x) 0. 综上, f x 有且仅有 2个零点. ii )当 x 0,2 时,由(1)知,f'(x)在(0, )单调递增 ,在 单调递减 ,而 f ' (0)=0 2 0 ,所以存在 ,2 ,使得 f'( ) 0,且当x (0, ) 时, f'(x) 0 ；当 x 例谈三角函数值域(最值)的几种求法 南县一中 肖胜军 有关三角函数的值域（最值）的问题是各级各类考试考察的热点之一，这类问题的解决涉及到化归、转换、类比等重要的数学思想，采取的数学方法包括易元变换、问题转换、等价化归等重常用方法。掌握这类问题的解法，不仅能加强知识的纵横联系，巩固基础知识和基本技能，还能提高数学思维能力和运算能力。 一、合理转化，利用有界性求值域 例1、求下列函数的值域： （1）1sin cos y x x =+ （2）cos 3 cos 3 x y x -= + （3）2 2 sin 2sin cos 3cos y x x x x =++ （4）3sin()4cos()44 y x x π π =+ ++解析： （1）根据11sin cos sin 222x x x ≤ ≤可知：13 22 y ≤≤ （2）将原函数的解析式化为：3(1)cos 1y x y += -，由cos 1x ≤可得：1 22 y -≤≤- (3) 原函数解析式可化为：2 1sin 22cos 2sin 2cos 22)4 y x x x x x π =++=++=++ 可得： 22y ≤≤+ （4）根据sin cos )a x b x x φ?+=+∈?可得：55y -≤≤ 二、单调性开路，定义回归 例2、求下列函数的值域： （1）y = （2）y = （3）2cos ,63y x x x ππ?? ??=+∈ ?? ????? （4）y 1sin 02x ≤≤≤解析：（1）由-1知： 1sin 1,cos1cos sin 1 2 2 x x π π ≤-≤≤≤ ≤≤≤≤（2）由- 有（）125sin()663366 x x x ππππππ +≤≤≤+≤≤≤（3）y=2由知：由正弦函数的单调性：1y 2 [](4)0,2y == 三、抓住结构特征，巧用均值不等式 函数，导数与三角函数 (时间：120分 满分：150分) 一、选择题(本大题共12小题，每小题5分，共60分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的) 1．若1∈{a －3， 9a 2 －1，a 2＋1，－1}，则实数a 的值为( ) A ．0或4 B ．4 C.4 9 D ．4或4 9 2．(2012年高考天津卷)设x ∈R ，则“x >1 2”是“2x 2＋x －1>0”的( ) A ．充分而不必要条件 B ．必要而不充分条件 C ．充分必要条件 D ．既不充分也不必要条件 3．已知等比数列{a n }的公比q 为正数，且a 5·a 7＝4a 2 4，a 2＝1，则a 1＝( ) A.12 B.2 2 C. 2 D ．2 4．(2012年福州质检)将函数f (x )＝sin 2x (x ∈R)的图象向右平移π4个单位后， 所得到的图象对应的函数的一个单调递增区间是( ) A ．(－π 4，0) B ．(0，π 2) C ．(π2，3π4 ) D ．( 3π 4 ，π) 5．(2012年济南模拟)如果实数x 、y 满足条件???x －y ＋1≥0， y ＋1≥0，x ＋y ＋1≤0， 那么2x －y 的最 大值为( ) A ．2 B ．1 C ．－2 D ．－3 6．(2012年郑州模拟)给出30个数：1，2，4，7，11，…，要计算这30个数的和，现已给出了该问题的程序框图如图所示，那么框图中判断框①处和执行框②处应分别填入( ) A ．i ≤30？和p ＝p ＋i －1 B ．i ≤31？和p ＝p ＋i ＋1 C ．i ≤31？和p ＝p ＋I D ．i ≤30？和p ＝p ＋i 7．已知函数f (x )＝sin x 在区间[a ，b ]上是增函数，且f (a )＝－1，f (b )＝1，则cos a ＋b 2 的值为( ) A ．0 B. 2 2 C ．1 D ．－1 8．(2012年惠州模拟)已知复数a ＋b i ＝2＋4i 1＋i (a ，b ∈R)，则函数f (x )＝2sin (ax ＋π 6 )＋b 的图象的对称中心可以是( ) A ．(π6，0) B ．(－π18，1) C ．(－π 6，1) D ．(π 9 ，1) 9．(2012年高考山东卷)设命题p ：函数y ＝sin 2x 的最小正周期为π 2；命题q ： 函数y ＝cos x 的图象关于直线x ＝π 2 对称．则下列判断正确的是( ) A ．p 为真 B ．綈q 为假 C ．p ∧q 为假 D ．p ∨q 为真 10．在等差数列{a n }中，首项a 1＝120，公差d ＝－4，若S n ≤a n (n ≥2)，则n 的最小值为( ) A ．60 B ．62 C ．70 D ．72 11．(2012年南昌联考)已知函数f (x )的图象如图所示，f ′(x )是f (x )的导函数， 求三角函数最小正周期的五种方法 spacetzs 关于求三角函数最小正周期的问题，是三角函数的重点和难点，教科书和各种教参中虽有讲解，但其涉及到的题目类型及解决方法并不多，学生遇到较为复杂一点的问题时，往往不知从何入手。本文将介绍求三角函数最小正周期常用的五种方法，仅供参考。 一、定义法 直接利用周期函数的定义求出周期。 例1.求函数y m x =-cos( )56π（m ≠0）的最小正周期。 解：因为y m x =-cos()56 π =-+=+-cos( )cos[()]m x m x m 5625106ππππ 所以函数y m x =-cos()56 π（m ≠0）的最小正周期 T m = 10π|| 例2.求函数y x a =cot 的最小正周期。 解：因为y x a x a a x a ==+=+cot cot()cot[()]ππ1 所以函数y x a =cot 的最小正周期为T a =||π。 二、公式法 利用下列公式求解三角函数的最小正周期。 1.y A x h =++sin()ωφ或y A x h =++cos()ωφ的最小正周期T =2πω|| 。 2.y A x h y A x h =++=++tan()cot()ωφωφ或的最小正周期T =πω|| 。 3.y x y x ==|sin ||cos |ωω或的最小正周期T =πω|| 。 4.y x y x ==|tan ||cot |ωω或的最小正周期T = πω|| 例3.求函数y x =|tan |3的最小正周期。 解：因为T ==πωω|| 而3 所以函数y x =|tan |3的最小正周期为T = π 3。 例4.求函数y n m x =-cot()3π的最小正周期。 解：因为T n m ==-πωωπ||||而， 所以函数y n m x =-cot()3π的最小正周期为T n m m n =-=ππ||||。 三、转化法 对较复杂的三角函数可通过恒等变形转化为y A x h =++sin()ωφ等类型，再用公式法求解。 例5.求函数y x x =+sin cos 66 的最小正周期。 三角函数的最值问题 三角函数的最值问题是三角函数基础知识的综合应用，也是高中数学中经常涉及的问题。这部分内容是一个难点，它对三角函数的恒等变形能力及综合应用要求较高。解决这类问题不仅需要用到三角函数的定义域、值域、单调性、图像和三角函数的恒等变形，而且还常涉及到函数、不等式、方程、几何等众多知识，其概念性强，具有一定的综合性和灵活性。而解决这一类问题的基本途径，同求解其他函数最值一样，一方面应充分利用三角函数自身的特殊性（如有界性等），另一方面还要注意将求解三角函数最值问题转化为求一些我们所熟知的函数（二次函数等）最值问题。下面就介绍几种常见的求三角函数最值的方法： 一、 配方法： 形如y=asin 2x+bcosx+c 型的函数 特点是含有sinx, cosx ，并且其中一个是二次，处理方式是应用sin 2x+cos 2x=1,使函数式只含有一种三角函数，再应用配方或换元法，转化成二次函数来求解。 例1 函数3cos 3sin 2+--=x x y 的最小值为（ ）. A ． 2 B . 0 C . 4 1- D . 6 [分析]本题可通过公式x x 22cos 1sin -=将函数表达式化为2cos 3cos 2+-=x x y ，因含有cosx 的二次式，可换元，令cosx=t ，则 ,23,112+-=≤≤-t t y t 配方，得41232-?? ? ??-=t y , ∴≤≤-,11t 当t=1时,即cosx=1时，0min =y ,选B. 例2 求函数y=5sinx+cos2x 的最值 [分 析] ：观察三角函数名和角，其中一个为正弦，一个为余弦，角分别是单角和倍角，所以先化简，使三角函数的名和角达到统一。 () 48331612,,221sin 68 3316812,,22,1sin ,1sin 183345sin 21sin 5sin 2sin 21sin 5max min 222=+?-=∈+=∴=-=+?-=∈-=-=∴≤≤-+??? ? ?--=++-=-+=y z k k x x y z k k x x x x x x x x y ππππ 二、 引入辅助角法： 形如y=asinx+bcosx 型的函数 特点是含有正余弦函数，并且是一次式。解决此类问题的指导思想是把正、余弦函数转化为只有一种三角函数。应用课本中现成的公式即可：y= 三角函数最值问题的十种常见解法 三角函数是重要的数学运算工具，三角函数最值问题是三角函数中的基本内容，对三角函数的恒等变形能力及综合应用要求较高.解决三角函数最值这类问题的基本途径，一方面应充分利用三角函数自身的特殊性（如有界性等），另一方面还要注意将求解三角函数最值问题转化为求一些我们所熟知的函数（二次函数等）最值问题.下面介绍几种常见的求三角函数最值的方法： 一．转化一次函数 在三角函数中，正弦函数与余弦函数具有一个最基本也是最重要的特征——有界性，利用正弦函数与余弦函数的有界性是求解三角函数最值的最基本方法. 例1．求函数2cos 1y x =-的值域 [分析] 此为cos y a x b =+型的三角函数求最值问题， 设cos t x =由三角函数的有界性得[1,1]t ∈-，则21[3,1]y t =-∈- 二. 转化sin()y A x b ω?=++(辅助角法) 观察三角函数名和角，先化简，使三角函数的名和角统一. 例2．（2017年全国II 卷）求函数()2cos sin f x x x =+的最大值为 . [分析] 此为sin cos y a x b x =+型的三角函数求最值问题，通过引入辅助角公式把三角函数化为sin()y A x B ω?=++的形式，再借助三角函数图象研究性质，解题时注意观察角、函数名、结构等特征．一 般可利用 |sin cos |a x b x +≤求最值. ()f x ≤ 三. 转化二次函数(配方法) 若函数表达式中只含有正弦函数或余弦函数，且它们次数是2时，一般就需要通过配方或换元将给定的函数化归为二次函数的最值问题来处理. 例3． 求函数3cos 3sin 2+--=x x y 的最小值. [分析]利用22sin cos 1x x +=将原函数转化为2 cos 3cos 2+-=x x y 令cos t x =，则,23,112+-=≤≤-t t y t 配方，得41232 -?? ? ??-=t y , ∴≤≤-,11t Θ当t=1时,即cosx=1时，0min =y 四. 引入参数转化（换元法） 对于表达式中同时含有sinx+cosx ，与sinxcosx 的函数，运用关系式(),cos sin 21cos sin 2 x x x x ±=± 一般都可采用换元法转化为t 的二次函数去求最值，但必须要注意换元后新变量的取值范围. 例4. 求函数sin cos sin .cos y x x x x =++的最大值. [分析]解：令().cos sin 21cos sin 2 x x x x +=+，设sin cos .t x x =+ 则[]() t t y t t x x +-=∴-∈-=21,2,221cos sin 22， 其中[] 2,2-∈t 当.221,14sin ,2max +=∴=??? ? ?+=y x t π 五. 利用基本不等式法 利用基本不等式求函数的最值，要合理的拆添项，凑常数，同时要注意等号成立的条件，否则会陷入误区. ----导数与三角函数的结合 1.（导数与三角函数结合）已知函数3 2 1 ()43cos 32 f x x x θ=-+，其中x R θ∈，为参数，且02 π θ≤≤ .（1）当cos 0θ=时，判断函数()f x 是否有极值； （2）要使函数()f x 的极小值大于零，求参数θ的取值范围； （3）若对（2）中所求的取值范围内的任意参数θ，函数在区间（2a －1,a ）内都是增函数，求实数a 的取值范围. 【分析】定义域D 上的可导函数()f x 在点0x 处取得极值的充要条件是0()0f x '=，且 ()f x '在0x 两侧异号. 【解析】（1）当cos 0θ=时，31()432 f x x =+，则,012)('2 ≥=x x f 函数()f x 在（－∞，＋∞）内是增函数，故无极值. （2）2()126cos f x x x θ'=-,令()0f x '=，得12cos 02 x x θ ==，. 由02 π θ≤≤ 及（1）,只考虑cos 0θ>的情况. 当x 变化时，()f x '的符号及()f x 的变化情况如下表： 因此，函数()f x 在2x =处取得极小值()2 f ，且3()cos 2432=-+f θ. 要使cos ()2f θ＞0,必有311cos 0432-+>θ，可得10cos 2θ<<，所以32 ππθ<<. （3）由（2）知，函数()f x 在区间（－∞，0）与cos ()2 θ +∞，内都是增函数.由题设， 函数()f x 在（2a －1,a ）内都是增函数，则a 需满足不等式组21211 021cos 2 a a a a a a θ-三角函数最值问题解法归纳
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