新(全国甲卷)2017版高考数学大二轮总复习与增分策略 专题三 三角函数、解三角形与平面向量 第
新(全国甲卷)高考数学大二轮总复习与增分策略 专题三 三角函数、解三角形与平面向量 第1讲 三角函数

由图象可得两图象有7个交点.
解析答案
考情考向分析
1.以图象为载体,考查三角函数的最值、单调性、对称性、周期性. 2.考查三角函数式的化简、三角函数的图象和性质、角的求值,重点 考查分析、处理问题的能力,是高考的必考点.
图所示,则 f(π3)的值为__1__. 解析 根据图象可知,A=2,34T=1112π-π6,所以周期 T=π, 由 ω=2Tπ=2,又函数过点(π6,2), 所以有 sin(2×π6+φ)=1,而 0<φ<π, 所以 φ=π6,则 f(x)=2sin(2x+π6),
因此 f(π3)=2sin(23π+π6)=1.
∴原式=
1+csoins
α α
= sin α+cos α cos α
=2cos2α=2×-352=2158.
解析答案
热点二 三角函数的图象及应用 函数y=Asin(ωx+φ)的图象 (1)“五点法”作图: 设 z=ωx+φ,令 z=0,π2,π,32π,2π,求出 x 的值与相应的 y 的值,
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热点分类突破
热点一 三角函数的概念、诱导公式及同角关系式
1.三角函数:设 α 是一个任意角,它的终边与单位圆交于点 P(x,y),则 sin α=y,cos α=x,tan α=yx.各象限角的三角函数值的符号:一全正,二 正弦,三正切,四余弦. 2.同角关系:sin2α+cos2α=1,csoins αα=tan α. 3.诱导公式:在k2π+α,k∈Z 的诱导公式中“奇变偶不变,符号看象限”.
2017版高考数学(理 全国甲卷)大二轮总复习与增分策略配套三轮增分练 高考小题分项练 4 含答案

高考小题分项练4函数与导数1.已知函数y=xf′(x)的图象如下图所示(其中f′(x)是函数f(x)的导函数),下列四个图象中y=f(x)的图象大致是()答案C解析由函数y=xf′(x)的图象可知:当x<-1时,xf′(x)〈0,f′(x)>0,此时f(x)单调递增;当-1<x〈0时,xf′(x)〉0,f′(x)〈0,此时f(x)单调递减;当0〈x〈1时,xf′(x)〈0,f′(x)〈0,此时f(x)单调递减;当x>1时,xf′(x)〉0,f′(x)〉0,此时f(x)单调递增.故符合f(x)的图象为C。
2.定义在R上的函数f(x)满足f(x)+f′(x)〉1,f(0)=4,则不等式e x f(x)>e x+3(其中e为自然对数的底数)的解集为( )A.(0,+∞)B.(-∞,0)∪(3,+∞)C.(-∞,0)∪(0,+∞) D.(3,+∞)答案A解析令g(x)=e x f(x)-e x,∴g′(x)=e x f(x)+e x f′(x)-e x=e x[f(x)+f′(x)-1],∵f(x)+f′(x)>1,∴g′(x)>0,∴y=g(x)在定义域上单调递增,∵e x f(x)>e x+3,∴g(x)>3,∵g(0)=3,∴g(x)〉g(0),∴x>0,故选A。
3.不等式e x-x〉ax的解集为P,且(0,2]⊆P,则a的取值范围是( )A.(-∞,e-1) B.(e-1,+∞)C.(-∞,e+1)D.(e+1,+∞)答案A解析不等式e x-x>ax在(0,2]上恒成立,即a<(错误!-1)min,x∈(0,2],令y=错误!-1,x∈(0,2],则y′=错误!=0⇒x=1,列表分析可得x=1时,y=错误!-1取最小值e-1,从而a的取值范围是(-∞,e -1),故选A。
4.若函数f(x)=-错误!ln x-错误!(a〉0,b>0)的图象在x=1处的切线与圆x2+y2=1相切,则a+b的最大值是( )A.4 B.22C.2 D。
新(全国甲卷)2017版高考数学大二轮总复习与增分策略 专题九 数学思想方法练习 理

【新步步高】(全国甲卷)2017版高考数学大二轮总复习与增分策略专题九 数学思想方法练习 理高考数学以能力立意,一是考查数学的基础知识,基本技能;二是考查基本数学思想方法,考查数学思维的深度、广度和宽度,数学思想方法是指从数学的角度来认识、处理和解决问题,是数学意识,是数学技能的升华和提高,中学数学思想主要有函数与方程思想、数形结合思想、分类与整合思想、转化与化归思想.一、函数与方程思想例1 (1)已知正四棱锥S —ABCD 中,SA =23,那么当该棱锥的体积最大时,它的高为( ) A .1 B. 3 C .2D .3(2)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左焦点为F ,若F 关于直线3x +y =0的对称点A 是椭圆C 上的点,则椭圆C 的离心率为( ) A.12 B.3-12C.32D.3-1答案 (1)C (2)D解析 (1)设正四棱锥S —ABCD 的底面边长为a (a >0),则高h =SA 2-2a22=12-a 22,所以体积V =13a 2h =1312a 4-12a 6.设y =12a 4-12a 6 (a >0),则y ′=48a 3-3a 5.令y ′>0,得0<a <4;令y ′<0,得a >4.故函数y 在(0,4)上单调递增,在(4,+∞)上单调递减.可知当a =4时,y 取得最大值,即体积V 取得最大值,此时h = 12-a 22=2,故选C.(2)设F (-c,0),A (m ,n ),则⎩⎪⎨⎪⎧n m +c -3=-1,3×m -c 2+n 2=0,解得A (c 2,32c ),代入椭圆方程中,有c 24a 2+3c 24b2=1,所以b 2c 2+3a 2c 2=4a 2b 2,所以(a 2-c 2)c 2+3a 2c 2=4a 2(a 2-c 2), 所以c 4-8a 2c 2+4a 4=0,所以e 4-8e 2+4=0,所以e 2=4±23, 所以e =3-1或e =3+1(舍去). 即椭圆C 的离心率为3-1.思维升华 函数与方程思想在解题中的应用(1)函数与不等式的相互转化,对函数y =f (x ),当y >0时,就化为不等式f (x )>0,借助于函数的图象和性质可解决有关问题,而研究函数的性质也离不开不等式.(2)数列的通项与前n 项和是自变量为正整数的函数,用函数的观点去处理数列问题十分重要.(3)解析几何中的许多问题,需要通过解二元方程组才能解决.这都涉及二次方程与二次函数有关理论.(4)立体几何中有关线段、角、面积、体积的计算,经常需要运用列方程或建立函数表达式的方法加以解决.跟踪演练1 (1)若函数f (x )在R 上可导,且满足f (x )<xf ′(x ),则( ) A .2f (1)<f (2) B .2f (1)>f (2) C .2f (1)=f (2)D .f (1)=f (2)(2)如图是函数y =A sin(ωx +φ)(其中A >0,ω>0,-π<φ<π)在一个周期内的图象,则此函数的解析式是( )A .y =2sin(2x +π3)B .y =2sin(2x +2π3)C .y =2sin(x 2-π3)D .y =2sin(2x -π3)答案 (1)A (2)B解析 (1)由于f (x )<xf ′(x ), 则(f x x )′=fx x -f xx 2>0恒成立,因此f xx在R 上是单调递增函数, ∴f 2>f1,即f (2)>2f (1),故选A.(2)依函数图象,知y 的最大值为2,所以A =2.又T 2=5π12-(-π12)=π2, 所以T =π,又2πω=π,所以ω=2,所以y =2sin(2x +φ). 将(-π12,2)代入可得sin(-π6+φ)=1,故φ-π6=π2+2k π,k ∈Z ,又-π<φ<π,所以φ=2π3.所以函数的解析式为y =2sin(2x +2π3),故选B.二、数形结合思想例 2 (1)(2015·湖南)若函数f (x )=|2x-2|-b 有两个零点,则实数b 的取值范围是________.(2)已知AB →⊥AC →,|AB →|=1t ,|AC →|=t ,若P 点是△ABC 所在平面内一点,且AP →=AB→|AB →|+4AC →|AC →|.则满足AP →⊥BC →的实数t 的值为________. 答案 (1)(0,2) (2)12解析 (1)由f (x )=|2x-2|-b =0,得|2x-2|=b .在同一平面直角坐标系中画出y =|2x-2|与y =b 的图象,如图所示.则当0<b <2时,两函数图象有两个交点,从而函数f (x )=|2x-2|-b 有两个零点. (2)以A 点为坐标原点,AB →,AC →的方向分别为x 轴,y 轴的正方向建立平面直角坐标系,则有A (0,0),B (1t ,0),C (0,t ),由AP →=AB →|AB →|+4AC →|AC →|可知P (1,4),则AP →=(1,4),又BC →=(-1t,t ),AP →⊥BC →,所以AP →·BC →=(1,4)·(-1t ,t )=-1t +4t =0,解得t =12(负值舍去).思维升华 数形结合思想在解题中的应用(1)构建函数模型并结合其图象求参数的取值范围或解不等式. (2)构建函数模型并结合其图象研究方程根或函数的零点的范围. (3)构建解析几何模型求最值或范围.(4)构建函数模型并结合其图象研究量与量之间的大小关系.跟踪演练2 (1)已知奇函数f (x )的定义域是{x |x ≠0,x ∈R },且在(0,+∞)上单调递增,若f (1)=0,则满足x ·f (x )<0的x 的取值范围是________.(2)已知P 是直线l :3x +4y +8=0上的动点,PA 、PB 是圆x 2+y 2-2x -2y +1=0的两条切线,A 、B 是切点,C 是圆心,则四边形PACB 面积的最小值为________. 答案 (1)(-1,0)∪(0,1) (2)2 2解析 (1)作出符合条件的一个函数图象草图即可,由图可知x ·f (x )<0的x 的取值范围是(-1,0)∪(0,1).(2)如图,S Rt△PAC =12|PA |·|AC |=12|PA |,当CP ⊥l 时,|PC |=|3×1+4×1+8|32+42=3, ∴此时|PA |min =|PC |2-|AC |2=2 2. ∴(S 四边形PACB )min =2(S △PAC )min =2 2.三、分类与整合思想分类与整合思想是将一个较复杂的数学问题分解(或分割)成若干个基础性问题,通过对基础性问题的解答来实现解决原问题的思想策略.对问题实行分类与整合,分类标准等于增加一个已知条件,实现了有效增设,将大问题(或综合性问题)分解为小问题(或基础性问题),优化解题思路,降低问题难度;分类研究后还要对讨论结果进行整合.例3 (1)(2015·山东)设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧3x -1,x <1,2x,x ≥1,则满足f (f (a ))=2f (a )的a 的取值范围是( )A.⎣⎢⎡⎦⎥⎤23,1 B .[0,1] C.⎣⎢⎡⎭⎪⎫23,+∞ D .[1, +∞)(2)设F 1,F 2为椭圆x 29+y 24=1的两个焦点,P 为椭圆上一点.已知P ,F 1,F 2是一个直角三角形的三个顶点,且|PF 1|>|PF 2|,则|PF 1||PF 2|的值为________.答案 (1)C (2)2或72解析 (1)由f (f (a ))=2f (a )得,f (a )≥1.当a <1时,有3a -1≥1,∴a ≥23,∴23≤a <1.当a ≥1时,有2a≥1,∴a ≥0,∴a ≥1. 综上,a ≥23,故选C.(2)若∠PF 2F 1=90°, 则|PF 1|2=|PF 2|2+|F 1F 2|2, ∵|PF 1|+|PF 2|=6,|F 1F 2|=25, 解得|PF 1|=143,|PF 2|=43,∴|PF 1||PF 2|=72.若∠F 2PF 1=90°, 则|F 1F 2|2=|PF 1|2+|PF 2|2=|PF 1|2+(6-|PF 1|)2, 解得|PF 1|=4,|PF 2|=2,∴|PF 1||PF 2|=2. 综上所述,|PF 1||PF 2|=2或72.思维升华 分类与整合思想在解题中的应用(1)由数学概念引起的分类.有的概念本身是分类的,如绝对值、直线斜率、指数函数、对数函数等.(2)由性质、定理、公式的限制引起的分类讨论.有的定理、公式、性质是分类给出的,在不同的条件下结论不一致,如等比数列的前n 项和公式、函数的单调性等.(3)由数学运算和字母参数变化引起的分类.如除法运算中除数不为零,偶次方根为非负,对数真数与底数的限制,指数运算中底数的要求,不等式两边同乘以一个正数、负数,三角函数的定义域等.(4)由图形的不确定性引起的分类讨论.有的图形类型、位置需要分类:如角的终边所在的象限;点、线、面的位置关系等.跟踪演练3 (1)若m 是2和8的等比中项,则圆锥曲线x 2+y 2m=1的离心率是( )A.32B. 5C.32或52D.32或 5 (2)设等比数列{a n }的公比为q ,前n 项和S n >0(n =1,2,3,…),则q 的取值范围是________. 答案 (1)D (2)(-1,0)∪(0,+∞) 解析 (1)因为m 是2和8的等比中项,所以m 2=2×8=16,所以m =±4.当m =4时,圆锥曲线y 24+x 2=1是椭圆,其离心率e =c a =32;当m =-4时,圆锥曲线x 2-y 24=1是双曲线,其离心率e =c a =51= 5.综上知,选项D 正确. (2)因为{a n }是等比数列,S n >0,可得a 1=S 1>0,q ≠0.当q =1时,S n =na 1>0; 当q ≠1时,S n =a 1-qn1-q>0,即1-qn1-q >0(n =1,2,3,…),则有⎩⎪⎨⎪⎧1-q >0,1-q n>0,①或⎩⎪⎨⎪⎧1-q <0,1-q n<0.②由①,得-1<q <1,由②,得q >1. 故q 的取值范围是(-1,0)∪(0,+∞).四、转化与化归思想转化与化归思想,就是在研究和解决有关数学问题时采用某种手段将问题通过变换使之转化,进而得到解决的一种方法.一般总是将复杂的问题通过变换转化为简单的问题,将难解的问题通过变换转化为容易求解的问题,将未解决的问题通过变换转化为已解决的问题. 例4 (1)已知函数f (x )=ln x -14x +34x -1,g (x )=-x 2+2bx -4,若对任意的x 1∈(0,2),任意的x 2∈[1,2],不等式f (x 1)≥g (x 2)恒成立,则实数b 的取值范围是( ) A .(-∞,142] B .(1,+∞)C .(1,142) D .[1,142] (2)定义运算:(a b )⊗x =ax 2+bx +2,若关于x 的不等式(ab )⊗x <0的解集为{x |1<x <2},则关于x 的不等式(b a )⊗x <0的解集为( )A .(1,2)B .(-∞,1)∪(2,+∞)C.⎝ ⎛⎭⎪⎫-23,1 D.⎝⎛⎭⎪⎫-∞,-23∪(1,+∞)答案 (1)A (2)D解析 (1)依题意,问题等价于f (x 1)min ≥g (x 2)max .f (x )=ln x -14x +34x-1,所以f ′(x )=1x -14-34x 2=4x -x 2-34x2. 由f ′(x )>0,解得1<x <3,故函数f (x )的单调递增区间是(1,3),同理得f (x )的单调递减区间是(0,1)和(3,+∞),故在区间(0,2)上,x =1是函数f (x )的极小值点,这个极小值点是唯一的,所以f (x 1)min =f (1)=-12.函数g (x 2)=-x 22+2bx 2-4,x 2∈[1,2]. 当b <1时,g (x )max =g (1)=2b -5; 当1≤b ≤2时,g (x 2)max =g (b )=b 2-4; 当b >2时,g (x 2)max =g (2)=4b -8. 故问题等价于⎩⎪⎨⎪⎧b <1,-12≥2b -5或⎩⎪⎨⎪⎧1≤b ≤2,-12≥b 2-4或⎩⎪⎨⎪⎧b >2,-12≥4b -8.解第一个不等式组得b <1, 解第二个不等式组得1≤b ≤142, 第三个不等式组无解,综上所述,b 的取值范围是(-∞,142].故选A. (2)1,2是方程ax 2+bx +2=0的两实根,1+2=-b a ,1×2=2a ,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =1,b =-3,由(-31)⊗x =-3x 2+x +2<0,得3x 2-x -2>0,解得x <-23或x >1.思维升华 转化与化归思想在解题中的应用(1)在三角函数中,涉及到三角式的变形,一般通过转化与化归将复杂的三角问题转化为已知或易解的三角问题,以起到化暗为明的作用,主要的方法有公式的“三用”(顺用、逆用、变形用)、角度的转化、函数的转化等.(2)换元法:是将一个复杂的或陌生的函数、方程、不等式转化为简单的或熟悉的函数、方程、不等式的一种重要的方法.(3)在解决平面向量与三角函数、平面几何、解析几何等知识的交汇题目时,常将平面向量语言与三角函数、平面几何、解析几何语言进行转化.(4)在解决数列问题时,常将一般数列转化为等差数列或等比数列求解.(5)在利用导数研究函数问题时,常将函数的单调性、极值(最值)、切线问题,转化为其导函数f ′(x )构成的方程、不等式问题求解.(6)在解决解析几何、立体几何问题时,常常在数与形之间进行转化.跟踪演练4 (1)若对于任意t ∈[1,2],函数g (x )=x 3+(m2+2)x 2-2x 在区间(t,3)上总不为单调函数,则实数m 的取值范围是__________.(2)已知a 为正常数,若不等式1+x ≥1+x2-x 22a对一切非负实数x 恒成立,则a 的最大值为________.答案 (1)(-373,-5) (2)4解析 (1)g ′(x )=3x 2+(m +4)x -2, 若g (x )在区间(t,3)上总为单调函数, 则①g ′(x )≥0在(t,3)上恒成立, 或②g ′(x )≤0在(t,3)上恒成立. 由①得3x 2+(m +4)x -2≥0,即m +4≥2x-3x 在x ∈(t,3)时恒成立,所以m +4≥2t-3t (t ∈[1,2])恒成立,则m +4≥-1,即m ≥-5;由②得m +4≤2x-3x 在x ∈(t,3)时恒成立,则m +4≤23-9,即m ≤-373.所以函数g (x )在区间(t,3)上总不为单调函数的m 的取值范围为(-373,-5).(2)原不等式即x 22a ≥1+x2-1+x (x ≥0),(*)令1+x =t ,t ≥1,则x =t 2-1,所以(*)式可化为t 2-22a≥1+t 2-12-t=t 2-2t +12=t -22对t ≥1恒成立,所以t +2a≥1对t ≥1恒成立,又a 为正常数,所以a ≤[(t +1)2]min =4,故a 的最大值是4.A 组 专题通关1.若2x +5y ≤2-y +5-x,则有( ) A .x +y ≥0 B .x +y ≤0 C .x -y ≤0 D .x -y ≥0答案 B解析 把不等式变形为2x-5-x≤2-y-5y ,构造函数f (x )=2x -5-x ,则有f (-y )=2-y -5y,其为R 上的增函数,所以有x ≤-y .所以x +y ≤0.2.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 2x +,x >3,2x -3+1, x ≤3满足f (a )=3,则f (a -5)的值为( )A .log 23 B.1716 C.32 D .1答案 C解析 分两种情况分析,⎩⎪⎨⎪⎧a ≤3,2a -3+1=3①或者⎩⎪⎨⎪⎧a >3,log 2a +=3.②①无解,由②得,a =7, 所以f (a -5)=22-3+1=32,故选C.3.(2015·课标全国Ⅱ)已知等比数列{a n }满足a 1=3,a 1+a 3+a 5=21,则a 3+a 5+a 7等于( ) A .21 B .42 C .63 D .84 答案 B解析 设等比数列{a n }的公比为q ,则由a 1=3,a 1+a 3+a 5=21得3(1+q 2+q 4)=21,解得q 2=-3(舍去)或q 2=2,于是a 3+a 5+a 7=q 2(a 1+a 3+a 5)=2×21=42,故选B.4.已知F 为双曲线x 2a 2-y 2b2=1 (a >0,b >0)的左焦点,定点G (0,c ).若双曲线上存在一点P满足|PF |=|PG |,则双曲线的离心率的取值范围是( ) A .(2,+∞) B .(1,2) C .[3,+∞) D .(1,3)答案 A解析 由题意知线段FG 的中垂线y =-x 与双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)有公共点,联立方程,由Δ≥0化简可得b ≥a ,所以e ≥2,但是当e =2时,双曲线是等轴双曲线,此时线段FG 的中垂线与双曲线的渐近线y =-x 重合,显然不合题意,综上,故选A.5.已知0<a <b <1,则( ) A.1b >1aB .(12)a <(12)bC .(lg a )2<(lg b )2D.1lg a >1lg b答案 D解析 ∵0<a <b <1,∴a -1>b -1,故A 错误; 又y =(12)x是减函数,∴(12)a >(12)b,故B 错误; 又y =lg x 是增函数, ∴lg a <lg b <0, ∴(lg a )2>(lg b )2,1lg a >1lg b, 故C 错误,D 正确.故选D.6.如图,在矩形ABCD 中,AB =2,AD =4,点E 在线段AD 上且AE =3,现分别沿BE ,CE 将△ABE ,△DCE 翻折,使得点D 落在线段AE 上,则此时二面角D —EC —B 的余弦值为( )A.45B.56C.67D.78答案 D解析 如图所示,在Rt△DEC 中,过D 作DH ⊥CE 于H ,易得EH =15,DH =25,在△BEH 中,BH 2=BE 2+EH 2-2BE ·EH ·cos∠BEH =BE 2+EH 2-2BE ·EH ·BE 2+CE 2-BC 22BE ·CE =13+15-2·13·15·13+5-162·13·5=645⇒BH =85,∴BH 2+EH 2=645+15=13=BE 2,∴BH ⊥EH ,∴∠DHB 即为二面角D —EC —B 的平面角, 在△DHB 中,cos∠DHB =645+45-82·85·25=78,故选D.7.已知变量x ,y 满足的不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,y ≥2x ,kx -y +1≥0表示的是一个直角三角形围成的平面区域,则实数k 等于( ) A .-12B.12C .0D .-12或0答案 D解析 不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,y ≥2x ,kx -y +1≥0表示的可行域如图(阴影部分)所示,由图可知若不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,y ≥2x ,kx -y +1≥0表示的平面区域是直角三角形,只有直线y =kx +1与直线y =0垂直(如图①)或直线y =kx +1与直线y =2x 垂直(如图②)时,平面区域才是直角三角形.由图形可知斜率k 的值为0或-12.8.等比数列{a n }中,a 3=7,前3项之和S 3=21,则公比q 的值是( ) A .1B .-12C .1或-12D .-1或12答案 C解析 当公比q =1时,a 1=a 2=a 3=7,S 3=3a 1=21,符合要求.当q ≠1时,a 1q 2=7,a 1-q31-q=21,解得q =-12或q =1(舍去).综上可知,q =1或-12.9.(2015·课标全国Ⅱ)设函数f ′(x )是奇函数f (x )(x ∈R )的导函数,f (-1)=0,当x >0时,xf ′(x )-f (x )<0,则使得f (x )>0成立的x 的取值范围是( ) A .(-∞,-1)∪(0,1) B .(-1,0)∪(1,+∞) C .(-∞,-1)∪(-1,0) D .(0,1)∪(1,+∞) 答案 A解析 因为f (x )(x ∈R )为奇函数,f (-1)=0,所以f (1)=-f (-1)=0.当x ≠0时,令g (x )=f x x ,则g (x )为偶函数,且g (1)=g (-1)=0.则当x >0时,g ′(x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫f x x ′=xfx -f xx 2<0,故g (x )在(0,+∞)上为减函数,在(-∞,0)上为增函数.所以在(0,+∞)上,当0<x <1时,g (x )>g (1)=0⇔f xx>0⇔f (x )>0;在(-∞,0)上,当x <-1时,g (x )<g (-1)=0⇔f xx<0⇔f (x )>0.综上,使得f (x )>0成立的x 的取值范围是(-∞,-1)∪(0,1),选A.10.对任意x ,y ∈R ,不等式x 2+y 2+xy ≥3(x +y -a )恒成立,则实数a 的取值范围为( ) A .(-∞,1] B .[1,+∞) C .[-1,+∞) D .(-∞,-1]答案 B解析 不等式x 2+y 2+xy ≥3(x +y -a )恒成立⇔不等式x 2+(y -3)x +y 2-3y +3a ≥0恒成立⇔Δ=(y -3)2-4(y 2-3y +3a )=-3y 2+6y +9-12a =-3(y -1)2+12(1-a )≤0,要使得上式恒成立,则有1-a ≤0成立,故a ≥1,故选B.11.将函数y =sin(4x -π3)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 的最小值为________. 答案5π24解析 把y =sin(4x -π3)的图象上所有的点向左平移m 个单位长度后,得到y =sin[4(x +m )-π3]=sin(4x +4m -π3)的图象, 而此图象关于y 轴对称,则4m -π3=k π+π2(k ∈Z ),解得m =14k π+5π24(k ∈Z ),又m >0,所以m 的最小值为5π24.12.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧|lg x |, 0<x ≤10,-12x +6, x >10,若a ,b ,c 互不相等,且f (a )=f (b )=f (c ),则abc 的取值范围是__________.答案 (10,12)解析 作出f (x )的大致图象.由图象知,要使f (a )=f (b )=f (c ),不妨设a <b <c , 则-lg a =lg b =-12c +6.∴lg a +lg b =0,∴ab =1,∴abc =c . 由图知10<c <12,∴abc ∈(10,12).13.要制作一个容积为4 m 3,高为1 m 的无盖长方体容器.已知该容器的底面造价是每平方米20元,侧面造价是每平方米10元,则该容器的最低总造价是________元. 答案 160解析 设该长方体容器的长为x m ,则宽为4xm .又设该容器的造价为y 元,则y =20×4+2(x+4x )×10,即y =80+20(x +4x )(x >0).因为x +4x≥2x ·4x =4(当且仅当x =4x,即x =2时取“=”),所以y min =80+20×4=160(元).B 组 能力提高14.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+bx +c ,x ≤0,2, x >0,若f (-4)=f (0),f (-2)=-2,则关于x 的方程f (x )=x 的解的个数为( )A .1B .2C .3D .4答案 C解析 由f (-4)=f (0),f (-2)=-2,解得b =4,c =2,∴f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+4x +2,x ≤0,2, x >0.作出函数y =f (x )及y =x 的函数图象如图所示,由图可得交点有3个.15.(2015·福建)若a ,b 是函数f (x )=x 2-px +q (p >0,q >0)的两个不同的零点,且a ,b ,-2这三个数可适当排序后成等差数列,也可适当排序后成等比数列,则p +q 的值等于( ) A .6 B .7 C .8 D .9 答案 D解析 由题意知:a +b =p ,ab =q ,∵p >0,q >0,∴a >0,b >0.在a ,b ,-2这三个数的6种排序中,成等差数列的情况有a ,b ,-2;b ,a ,-2;-2,a ,b ;-2,b ,a ;成等比数列的情况有:a ,-2,b ;b ,-2,a .∴⎩⎪⎨⎪⎧ab =4,2b =a -2或⎩⎪⎨⎪⎧ab =4,2a =b -2,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =4,b =1或⎩⎪⎨⎪⎧a =1,b =4.∴p =5,q =4,∴p +q =9,故选D.16.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 1=12,a n +1=n +12n a n .(1)证明:数列{a n n}是等比数列; (2)求通项a n 与前n 项的和S n . (1)证明 因为a 1=12,a n +1=n +12n a n ,当n ∈N *时,a n n≠0.又a 11=12,a n +1n +1∶a n n =12(n ∈N *)为常数, 所以{a n n }是以12为首项,12为公比的等比数列.(2)解 由{a n n }是以12为首项,12为公比的等比数列,得a n n =12·(12)n -1, 所以a n =n ·(12)n.∴S n =1·12+2·(12)2+3·(12)3+…+n ·(12)n,12S n =1·(12)2+2·(12)3+…+(n -1)(12)n +n ·(12)n +1, ∴12S n =12+(12)2+(12)3+…+(12)n -n ·(12)n +1 =12-12n +11-12-n ·(12)n +1,∴S n =2-(12)n -1-n ·(12)n=2-(n +2)·(12)n.综上,a n =n ·(12)n ,S n =2-(n +2)·(12)n.17.已知函数f (x )=ln(1+x )-x1+x .(1)求f (x )的极小值;(2)若a >0,b >0,求证:ln a -ln b ≥1-ba. (1)解 f ′(x )=11+x -1+x -x+x 2=x+x2(x >-1).令f ′(x )=0,得x =0.当x 变化时,f ′(x )和f (x )的变化情况列表如下:由上表可知,x =0(2)证明 由(1)知,在x =0时,f (x )取得极小值,而且是最小值,于是f (x )≥f (0)=0,从而ln(1+x )≥x1+x在x >-1时恒成立,令1+x =a b >0,则x 1+x =1-1x +1=1-ba,∴ln a -ln b =ln ab ≥1-b a.因此ln a -ln b ≥1-b a在a >0,b >0时成立. ∴ln a -ln b ≥1-b a.。
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第1讲 坐标系与参数方程1.(2016·课标全国Ⅱ)在直角坐标系xOy 中,圆C 的方程为(x +6)2+y 2=25. (1)以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,求C 的极坐标方程;(2)直线l 的参数方程是⎩⎪⎨⎪⎧x =t cos α,y =t sin α(t 为参数),l 与C 交于A 、B 两点,|AB |=10,求l 的斜率.解 (1)由x =ρcos θ,y =ρsin θ可得圆C 的极坐标方程ρ2+12ρcos θ+11=0. (2)在(1)中建立的极坐标系中,直线l 的极坐标方程为θ=α(ρ∈R ).设A ,B 所对应的极径分别为ρ1,ρ2,将l 的极坐标方程代入C 的极坐标方程得ρ2+12ρcos α+11=0.于是ρ1+ρ2=-12cos α,ρ1ρ2=11. |AB |=|ρ1-ρ2|=(ρ1+ρ2)2-4ρ1ρ2=144cos 2α-44.由|AB |=10,得cos 2α=38,tan α=±153.所以l 的斜率为153或-153. 2.(2015·江苏)已知圆C 的极坐标方程为ρ2+22ρ·sin ⎝⎛⎭⎫θ-π4-4=0,求圆C 的半径. 解 以极坐标系的极点为平面直角坐标系的原点O ,以极轴为x 轴的正半轴,建立直角坐标系xOy .圆C 的极坐标方程为 ρ2+22ρ⎝⎛⎭⎫22sin θ-22cos θ-4=0,化简,得ρ2+2ρsin θ-2ρcos θ-4=0.则圆C 的直角坐标方程为x 2+y 2-2x +2y -4=0, 即(x -1)2+(y +1)2=6, 所以圆C 的半径为 6.高考主要考查平面直角坐标系中的伸缩变换、直线和圆的极坐标方程;参数方程与普通方程的互化,常见曲线的参数方程及参数方程的简单应用.以极坐标、参数方程与普通方程的互化为主要考查形式,同时考查直线与曲线位置关系等解析几何知识.热点一 极坐标与直角坐标的互化直角坐标与极坐标的互化把直角坐标系的原点作为极点,x 轴正半轴作为极轴,且在两坐标系中取相同的长度单位.如图,设M 是平面内的任意一点,它的直角坐标、极坐标分别为(x ,y )和(ρ,θ),则⎩⎪⎨⎪⎧x =ρcos θy =ρsin θ,⎩⎪⎨⎪⎧ρ2=x 2+y 2tan θ=y x (x ≠0). 例1 在极坐标系中,曲线C 1:ρ(2cos θ+sin θ)=1与曲线C 2:ρ=a (a >0)的一个交点在极轴上,求a 的值.解 ρ(2cos θ+sin θ)=1,即2ρcos θ+ρsin θ=1对应的普通方程为 2x +y -1=0,ρ=a (a >0)对应的普通方程为 x 2+y 2=a 2.在2x +y -1=0中,令y =0,得x =22. 将⎝⎛⎭⎫22,0代入x 2+y 2=a 2得a =22. 思维升华 (1)在由点的直角坐标化为极坐标时,一定要注意点所在的象限和极角的范围,否则点的极坐标将不唯一.(2)在与曲线的方程进行互化时,一定要注意变量的范围,要注意转化的等价性.跟踪演练1 在以O 为极点的极坐标系中,直线l 与曲线C 的极坐标方程分别是ρcos(θ+π4)=32和ρsin 2θ=8cos θ,直线l 与曲线C 交于点A 、B ,求线段AB 的长. 解 ∵ρcos(θ+π4)=ρcos θcos π4-ρsin θsin π4=22ρcos θ-22ρsin θ=32, ∴直线l 对应的直角坐标方程为x -y =6. 又∵ρsin 2θ=8cos θ,∴ρ2sin 2θ=8ρcos θ. ∴曲线C 对应的直角坐标方程是y 2=8x .解方程组⎩⎪⎨⎪⎧x -y =6y 2=8x ,得⎩⎪⎨⎪⎧ x =2y =-4或⎩⎪⎨⎪⎧x =18y =12, 所以A (2,-4),B (18,12), 所以AB =(18-2)2+[12-(-4)]2=16 2.即线段AB 的长为16 2.热点二 参数方程与普通方程的互化1.直线的参数方程过定点M (x 0,y 0),倾斜角为α的直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =x 0+t cos α,y =y 0+t sin α(t 为参数).2.圆的参数方程圆心在点M (x 0,y 0),半径为r 的圆的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =x 0+r cos θ,y =y 0+r sin θ(θ为参数,0≤θ≤2π).3.圆锥曲线的参数方程(1)椭圆x 2a 2+y 2b 2=1的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =a cos θ,y =b sin θ(θ为参数).(2)抛物线y 2=2px (p >0)的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =2pt 2,y =2pt (t 为参数). 例2 (2015·福建)在平面直角坐标系xOy 中,圆C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =1+3cos t ,y =-2+3sin t (t 为参数).在极坐标系(与平面直角坐标系xOy 取相同的长度单位,且以原点O 为极点,以x 轴非负半轴为极轴)中,直线l 的方程为2ρsin ⎝⎛⎭⎫θ-π4=m (m ∈R ). (1)求圆C 的普通方程及直线l 的直角坐标方程; (2)设圆心C 到直线l 的距离等于2,求m 的值. 解 (1)消去参数t ,得到圆C 的普通方程为 (x -1)2+(y +2)2=9. 由2ρsin ⎝⎛⎭⎫θ-π4=m , 得ρsin θ-ρcos θ-m =0.所以直线l 的直角坐标方程为x -y +m =0.(2)依题意,圆心C 到直线l 的距离等于2,即|1-(-2)+m |2=2,解得m =-3±2 2.思维升华 (1)将参数方程化为普通方程,需要根据参数方程的结构特征,选取适当的消参方法.常见的消参方法有代入消参法,加减消参法,平方消参法等.(2)将参数方程化为普通方程时,要注意两种方程的等价性,不要增解、漏解,若x 、y 有范围限制,要标出x 、y 的取值范围.跟踪演练2 已知直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =4-2t ,y =t -2(t 为参数),P 是椭圆x 24+y 2=1上的任意一点,求点P 到直线l 的距离的最大值.解 由于直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =4-2t ,y =t -2(t 为参数),故直线l 的普通方程为x +2y =0. 因为P 为椭圆x 24+y 2=1上的任意一点,故可设P (2cos θ,sin θ),其中θ∈R . 因此点P 到直线l 的距离是d =|2cos θ+2sin θ|12+22=22⎪⎪⎪⎪sin ⎝⎛⎭⎫θ+π45.所以当θ=k π+π4,k ∈Z 时,d 取得最大值2105.热点三 极坐标、参数方程的综合应用解决与圆、圆锥曲线的参数方程有关的综合问题时,要注意普通方程与参数方程的互化公式,主要是通过互化解决与圆、圆锥曲线上动点有关的问题,如最值、范围等.例3 (2015·课标全国Ⅱ)在直角坐标系xOy 中,曲线C 1:⎩⎪⎨⎪⎧x =t cos α,y =t sin α(t 为参数,t ≠0),其中0≤α<π,在以O 为极点,x 轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线C 2:ρ=2sin θ,曲线C 3:ρ=23cos θ.(1)求C 2与C 3交点的直角坐标;(2)若C 1与C 2相交于点A ,C 1与C 3相交于点B ,求|AB |的最大值.解 (1)曲线C 2的直角坐标方程为x 2+y 2-2y =0,曲线C 3的直角坐标方程为x 2+y 2-23x =0.联立⎩⎪⎨⎪⎧x 2+y 2-2y =0,x 2+y 2-23x =0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =0,y =0,或⎩⎨⎧x =32,y =32.所以C 2与C 3交点的直角坐标为(0,0)和⎝⎛⎭⎫32,32.(2)曲线C 1的极坐标方程为θ=α(ρ∈R ,ρ≠0),其中0≤α<π. 因此A 的极坐标为(2sin α,α),B 的极坐标为(23cos α,α).所以|AB |=|2sin α-23cos α|=4⎪⎪⎪⎪sin ⎝⎛⎭⎫α-π3. 当α=5π6时,|AB |取得最大值,最大值为4.思维升华 (1)利用参数方程解决问题,要理解参数的几何意义.(2)解决直线、圆和圆锥曲线的有关问题,将极坐标方程化为直角坐标方程或将参数方程化为普通方程,有助于对方程所表示的曲线的认识,从而达到化陌生为熟悉的目的,这是转化与化归思想的应用.跟踪演练3 (2015·陕西)在直角坐标系xOy 中,直线l 的参数方程为⎩⎨⎧x =3+12t ,y =32t(t 为参数).以原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,⊙C 的极坐标方程为ρ=23sin θ.(1)写出⊙C 的直角坐标方程;(2)P 为直线l 上一动点,当P 到圆心C 的距离最小时,求P 的直角坐标. 解 (1)由ρ=23sin θ,得ρ2=23ρsin θ,从而有x 2+y 2=23y , 所以x 2+(y -3)2=3.(2)设P ⎝⎛⎭⎫3+12t ,32t ,又C (0,3),则|PC |=⎝⎛⎭⎫3+12t 2+⎝⎛⎭⎫32t -32=t 2+12, 故当t =0时,|PC |取得最小值, 此时,P 点的直角坐标为(3,0).1.在直角坐标系xOy 中,以原点O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,若极坐标方程为ρcos θ=4的直线与曲线⎩⎪⎨⎪⎧x =t 2,y =t 3(t 为参数)相交于A ,B 两点,求AB 的长. 解 极坐标方程ρcos θ=4的普通方程为x =4,代入⎩⎪⎨⎪⎧x =t 2,y =t 3,得t =±2,当t =2时,y =8; 当t =-2时,y =-8.两个交点坐标分别为(4,8),(4,-8),从而AB =16.2.在直角坐标系中圆C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos αy =2+2sin α (α为参数),若以原点O 为极点,以x轴正半轴为极轴建立极坐标系,求圆C 的极坐标方程.解 由参数方程消去α得圆C 的方程为x 2+(y -2)2=4,将x =ρcos θ,y =ρsin θ, 代入得(ρcos θ)2+(ρsin θ-2)2=4,整理得ρ=4sin θ.3.已知曲线C :⎩⎨⎧x =33cos θ,y =3sin θ(θ为参数),直线l :ρ(cos θ-3sin θ)=12.(1)将直线l 的极坐标方程和曲线C 的参数方程分别化为直角坐标方程和普通方程; (2)设点P 在曲线C 上,求P 点到直线l 的距离的最小值.解 (1)依题意可得直线l 的直角坐标方程为x -3y -12=0,曲线C 的普通方程为x 227+y 23=1.(2)设P (33cos θ,3sin θ), 则点P 到直线l 的距离d =|33cos θ-3sin θ-12|2=|6cos (θ+π6)-12|2,故当cos(θ+π6)=1时,d min =3.A 组 专题通关1.已知圆的极坐标方程为ρ=4cos θ,圆心为C ,点P 的极坐标为(4,π3),求CP 的长.解 由ρ=4cos θ得ρ2=4ρcos θ,即x 2+y 2=4x ,即(x -2)2+y 2=4,∴圆心C (2,0),又由点P 的极坐标为(4,π3)可得点P 的直角坐标为(2,23),∴CP =(2-2)2+(23-0)2=2 3.2.(2015·安徽改编)在极坐标系中,求圆ρ=8sin θ上的点到直线θ=π3(ρ∈R )距离的最大值.解 圆ρ=8sin θ化为直角坐标方程为x 2+y 2-8y =0,即x 2+(y -4)2=16,直线θ=π3(ρ∈R )化为直角坐标方程为y =3x ,结合图形知圆上的点到直线的最大距离可转化为圆心到直线的距离再加上半径.圆心(0,4)到直线y =3x 的距离为4(3)2+(-1)2=2,又圆的半径r =4,所以圆上的点到直线的最大距离为6.3.在极坐标系中,已知三点M (2,-π3)、N (2,0)、P (23,π6).(1)将M 、N 、P 三点的极坐标化为直角坐标; (2)判断M 、N 、P 三点是否在一条直线上.解 (1)由公式⎩⎪⎨⎪⎧x =ρcos θ,y =ρsin θ得M 的直角坐标为(1,-3);N 的直角坐标为(2,0);P 的直角坐标为(3,3). (2)∵k MN =32-1=3,k NP =3-03-2= 3.∴k MN =k NP ,∴M 、N 、P 三点在一条直线上.4.(2015·重庆改编)已知直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =-1+t ,y =1+t (t 为参数),以坐标原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C 的极坐标方程为ρ2cos2θ=4⎝⎛⎭⎫ρ>0,3π4<θ<5π4,求直线l 与曲线C 的交点的极坐标.解 直线l 的直角坐标方程为y =x +2,由ρ2cos2θ=4得ρ2(cos 2θ-sin 2θ)=4,直角坐标方程为x 2-y 2=4,把y =x +2代入双曲线方程解得x =-2,因此交点为(-2,0),其极坐标为(2,π).5.以平面直角坐标系的原点为极点,x 轴的正半轴为极轴,建立极坐标系,两种坐标系中取相同的长度单位.已知直线l 的参数方程是⎩⎪⎨⎪⎧x =t +1,y =t -3(t 为参数),圆C 的极坐标方程是ρ=4cos θ,求直线l 被圆C 截得的弦长.解 直线l 的参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x =t +1,y =t -3(t 为参数)化为直角坐标方程是y =x -4,圆C 的极坐标方程ρ=4cos θ化为直角坐标方程是x 2+y 2-4x =0.圆C 的圆心(2,0)到直线x -y -4=0的距离为d =22= 2.又圆C 的半径r =2,因此直线l 被圆C 截得的弦长为2r 2-d 2=2 2.B 组 能力提高6.(2016·江苏)在平面直角坐标系xOy 中,已知直线l 的参数方程为⎩⎨⎧x =1+12t ,y =32t ,(t 为参数),椭圆C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =cos θ,y =2sin θ(θ为参数).设直线l 与椭圆C 相交于A ,B 两点,求线段AB 的长.解 直线l 的方程化为普通方程为3x -y -3=0, 椭圆C 的方程化为普通方程为x 2+y 24=1,联立方程组得⎩⎪⎨⎪⎧3x -y -3=0,x 2+y 24=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧x 1=1y 1=0或⎩⎨⎧x 2=-17,y 2=-837,∴A (1,0),B ⎝⎛⎭⎫-17,-837.故AB =⎝⎛⎭⎫1+172+⎝⎛⎭⎫0+8372=167.7.(2015·湖南)已知直线l :⎩⎨⎧x =5+32t ,y =3+12t (t 为参数),以坐标原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C 的极坐标方程为ρ=2cos θ. (1)将曲线C 的极坐标方程化为直角坐标方程;(2)设点M 的直角坐标为(5,3),直线l 与曲线C 的交点为A ,B ,求|MA |·|MB |的值. 解 (1)ρ=2cos θ等价于ρ2=2ρcos θ.①将ρ2=x 2+y 2,ρcos θ=x 代入①即得曲线C 的直角坐标方程为x 2+y 2-2x =0.②(2)将⎩⎨⎧x =5+32t ,y =3+12t 代入②式,得t 2+53t +18=0.设这个方程的两个实根分别为t 1,t 2,则由参数t 的几何意义即知,|MA |·|MB |=|t 1t 2|=18.8.已知直线l 的参数方程是⎩⎪⎨⎪⎧x =2t ,y =4t +a (t 为参数),圆C 的极坐标方程为ρ=42cos ⎝⎛⎭⎫θ+π4. (1)将圆C 的极坐标方程化为直角坐标方程;(2)若圆上有且仅有三个点到直线l 的距离为2,求实数a 的值.解 (1)由ρ=42cos ⎝⎛⎭⎫θ+π4, 得ρ=4cos θ-4sin θ.即ρ2=4ρcos θ-4ρsin θ.由⎩⎪⎨⎪⎧x =ρcos θ,y =ρsin θ得x 2+y 2-4x +4y =0, 得(x -2)2+(y +2)2=8.所以圆C 的直角坐标方程为(x -2)2+(y +2)2=8. (2)直线l 的参数方程⎩⎪⎨⎪⎧ x =2t ,y =4t +a可化为y =2x +a , 则由圆的半径为22知,圆心(2,-2)到直线y =2x +a 的距离恰好为 2. 所以|6+a |5=2,解得a =-6±10.。
【新步步高】2017版高考数学(理 全国甲卷)大二轮总复习与增分策略配套三轮增分练 高考中档大题规范练(一)

高考中档大题规范练(一)三角函数与平面向量1.(2015·广东)在平面直角坐标系xOy 中,已知向量m =⎝⎛⎭⎫22,-22,n =(sin x ,cos x ),x ∈⎝⎛⎭⎫0,π2. (1)若m ⊥n ,求tan x 的值;(2)若m 与n 的夹角为π3,求x 的值. 解 (1)因为m =⎝⎛⎭⎫22,-22,n =(sin x ,cos x ),m ⊥n . 所以m ·n =0,即22sin x -22cos x =0, 所以sin x =cos x ,所以tan x =1.(2)因为|m |=|n |=1,所以m ·n =cos π3=12, 即22sin x -22cos x =12,所以sin ⎝⎛⎭⎫x -π4=12, 因为0<x <π2,所以-π4<x -π4<π4, 所以x -π4=π6,即x =5π12. 2.(2016·山东)在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知2(tan A +tan B )=tan A cos B+tan B cos A. (1)证明:a +b =2c ;(2)求cos C 的最小值.(1)证明 由题意知2⎝⎛⎭⎫sin A cos A +sin B cos B =sin A cos A cos B +sin B cos A cos B ,化简得2(sin A cos B +sin B cos A )=sin A +sin B ,即2sin(A +B )=sin A +sin B ,因为A +B +C =π,所以sin(A +B )=sin(π-C )=sin C ,从而sin A +sin B =2sin C ,由正弦定理得a +b =2c . (2)解 由(1)知c =a +b 2,所以cos C =a 2+b 2-c 22ab =a 2+b 2-⎝⎛⎭⎫a +b 222ab =38⎝⎛⎭⎫a b +b a -14≥12,当且仅当a =b 时,等号成立,故cos C 的最小值为12. 3.(2016·北京)在△ABC 中,a 2+c 2=b 2+2ac .(1)求B 的大小;(2)求2cos A +cos C 的最大值.解 (1)由a 2+c 2=b 2+2ac 得,a 2+c 2-b 2=2ac .由余弦定理得,cos B =a 2+c 2-b 22ac =2ac 2ac =22. 又0<B <π,所以B =π4. (2)A +C =π-B =π-π4=3π4, 所以C =3π4-A,0<A <3π4. 所以2cos A +cos C=2cos A +cos ⎝⎛⎭⎫3π4-A=2cos A +cos 3π4cos A +sin 3π4sin A =2cos A -22cos A +22sin A =22sin A +22cos A =sin ⎝⎛⎭⎫A +π4. 因为0<A <3π4, 所以π4<A +π4<π,故当A +π4=π2, 即A =π4时,2cos A +cos C 取得最大值1. 4.(2016·天津)已知函数f (x )=4tan x sin ⎝⎛⎭⎫π2-x ·cos ⎝⎛⎭⎫x -π3- 3. (1)求f (x )的定义域与最小正周期;(2)讨论f (x )在区间⎣⎡⎦⎤-π4,π4上的单调性. 解 (1)f (x )的定义域为{x |x ≠π2+k π,k ∈Z }. f (x )=4tan x cos x cos ⎝⎛⎭⎫x -π3- 3=4sin x cos ⎝⎛⎭⎫x -π3- 3 =4sin x ⎝⎛⎭⎫12cos x +32sin x - 3 =2sin x cos x +23sin 2x - 3=sin2x +3(1-cos2x )- 3=sin2x -3cos2x =2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3. 所以f (x )的最小正周期T =2π2=π. (2)令z =2x -π3,则函数y =2sin z 的单调递增区间是⎣⎡⎦⎤-π2+2k π,π2+2k π,k ∈Z . 由-π2+2k π≤2x -π3≤π2+2k π,k ∈Z , 得-π12+k π≤x ≤5π12+k π,k ∈Z . 设A =⎣⎡⎦⎤-π4,π4,B ={x |-π12+k π≤x ≤5π12+k π,k ∈Z },易知A ∩B =⎣⎡⎦⎤-π12,π4. 所以当x ∈⎣⎡⎦⎤-π4,π4时,f (x )在区间⎣⎡⎦⎤-π12,π4上单调递增,在区间⎣⎡⎦⎤-π4,-π12上单调递减. 5.(2016·浙江)在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .已知b +c =2a cos B .(1)证明:A =2B ;(2)若△ABC 的面积S =a 24,求角A 的大小. (1)证明 由正弦定理得sin B +sin C =2sin A cos B ,故2sin A cos B =sin B +sin(A +B )=sin B +sin A cos B +cos A sin B ,于是sin B =sin(A -B ).又A ,B ∈(0,π),故0<A -B <π,所以B =π-(A -B )或B =A -B , 因此A =π(舍去)或A =2B ,所以A =2B .(2)解 由S =a 24得12ab sin C =a 24, 故有sin B sin C =12sin A =12sin2B =sin B cos B , 由sin B ≠0,得sin C =cos B .又B ,C ∈(0,π),所以C =π2±B . 当B +C =π2时,A =π2; 当C -B =π2时,A =π4. 综上,A =π2或A =π4.。
高三数学二轮复习重点

高三数学二轮复习重点高三数学第二轮重点复习内容专题一:函数与不等式,以函数为主线,不等式和函数综合题型是考点函数的性质:着重掌握函数的单调性,奇偶性,周期性,对称性。
这些性质通常会综合起来一起考察,并且有时会考察具体函数的这些性质,有时会考察抽象函数的这些性质。
一元二次函数:一元二次函数是贯穿中学阶段的一大函数,初中阶段主要对它的一些基础性质进行了了解,高中阶段更多的是将它与导数进行衔接,根据抛物线的开口方向,与x轴的交点位置,进而讨论与定义域在x轴上的摆放顺序,这样可以判断导数的正负,最终达到求出单调区间的目的,求出极值及最值。
不等式:这一类问题常常出现在恒成立,或存在性问题中,其实质是求函数的最值。
当然关于不等式的解法,均值不等式,这些不等式的基础知识点需掌握,还有一类较难的综合性问题为不等式与数列的结合问题,掌握几种不等式的放缩技巧是非常必要的。
专题二:数列。
以等差等比数列为载体,考察等差等比数列的通项公式,求和公式,通项公式和求和公式的关系,求通项公式的几种常用方法,求前n项和的几种常用方法,这些知识点需要掌握。
专题三:三角函数,平面向量,解三角形。
三角函数是每年必考的知识点,难度较小,选择,填空,解答题中都有涉及,有时候考察三角函数的公式之间的互相转化,进而求单调区间或值域;有时候考察三角函数与解三角形,向量的综合性问题,当然正弦,余弦定理是很好的工具。
向量可以很好得实现数与形的转化,是一个很重要的知识衔接点,它还可以和数学的一大难点解析几何整合。
专题四:立体几何。
立体几何中,三视图是每年必考点,主要出现在选择,填空题中。
大题中的立体几何主要考察建立空间直角坐标系,通过向量这一手段求空间距离,线面角,二面角等。
另外,需要掌握棱锥,棱柱的性质,在棱锥中,着重掌握三棱锥,四棱锥,棱柱中,应该掌握三棱柱,长方体。
空间直线与平面的位置关系应以证明垂直为重点,当然常考察的方法为间接证明。
专题五:解析几何。
新(全国甲卷)高考数学大二轮总复习与增分策略 专题三

(2)如图,以 Ox 为始边作角 α (0<α<π),终边与单位
圆相交于点 P,已知点 P 的坐标为-35,45,则
sin
2α+cos 1+tan
α2α+1=__12_85_____.
解析 由三角函数定义,得 co α+2cos2α 2cos αsin α+cos α
解析答案
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3.(2016·课标全国乙改编)已知函数 f(x)=sin(ωx+φ)ω>0,|φ|≤π2,x=-π4 为 f(x)的零点,x=π4为 y=f(x)图象的对称轴,且 f(x)在1π8,53π6上单调,则 ω 的最大值为__9__.
解析
答案
1 234
例1 (1)角α终边经过点(-sin 20°,cos 20°),则角α的最小正角 是__11_0_°_. 解析 由题意知,角α是第二象限角, x=-sin 20°=-cos 70°=cos 110°, y=cos 20°=sin 70°=sin 110°, 所以α=110°.
解析答案
(2)已知 θ 是第三象限角,且 sin θ-2cos θ=-25,则 sin θ+cos θ=_-__23_51____. 解析 由 sin θ-2cos θ=-25及 sin2θ+cos2θ=1 得, (2cos θ-25)2+cos2θ=1⇒5cos2θ-85cos θ-2215=0⇒cos θ=35或 cos θ=-275, 因为 θ 是第三象限角,所以 cos θ=-275,从而 sin θ=-2245, sin θ+cos θ=-2351.
解析答案
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2度.(,20则16平·课移标后全图国象甲的改对编称)若轴将为函_x_=数__k2y_π=_+_2_π6s_(ik_n∈_2_xZ_的_). 图象向左平移1π2个单位长 解析 由题意将函数 y=2sin 2x 的图象向左平移1π2个单位长度后得到函 数的解析式为 y=2sin2x+π6,由 2x+π6=kπ+π2,k∈Z,得函数的对称轴 为 x=k2π+π6(k∈Z).
【新】2017版高考数学(理 全国甲卷)大二轮总复习与增分策略配套第四篇 回归教材 纠错分析5

5.立体几何1.几何体的三视图排列规则:俯视图放在正(主)视图下面,侧(左)视图放在正(主)视图右面,“长对正,高平齐,宽相等.”由几何体的三视图确定几何体时,要注意以下几点:(1)还原后的几何体一般为较熟悉的柱、锥、台、球的组合体. (2)注意图中实、虚线,实际是原几何体中的可视线与被遮挡线.(3)想象原形,并画出草图后进行三视图还原,把握三视图和几何体之间的关系,与所给三视图比较,通过调整准确画出原几何体.[问题1] 如图,若一个几何体的正(主)视图、侧(左)视图、俯视图均为面积等于2的等腰直角三角形,则该几何体的体积为________.答案 432.空间几何体表面积和体积的求法几何体的表面积是各个面的面积之和,组合体的表面积应注意重合部分的处理,求几何体的体积常用公式法、割补法、等积变换法.[问题2] 如图所示,一个空间几何体的正(主)视图和俯视图都是边长为1的正方形,侧(左)视图是一个直径为1的圆,那么这个几何体的表面积为( )A .4πB .3πC .2πD.32π答案 D3.空间平行问题的转化关系平行问题的核心是线线平行,证明线线平行的常用方法有:三角形的中位线、平行线分线段成比例(三角形相似)、平行四边形等.[问题3] 判断下列命题是否正确,正确的在括号内画“√”号,错误的画“×”号. (1)如果a ,b 是两条直线,且a ∥b ,那么a 平行于经过b 的任何平面.( ) (2)如果直线a 和平面α满足a ∥α,那么a 与α内的任何直线平行.( ) (3)如果直线a ,b 和平面α满足a ∥α,b ∥α,那么a ∥b .( ) (4)如果直线a ,b 和平面α满足a ∥b ,a ∥α,b ⊄α,那么b ∥α.( ) 答案 (1)× (2)× (3)× (4)√ 4.空间垂直问题的转化关系线线垂直线面垂直的判定线面垂直的定义线面垂直面面垂直的判定面面垂直的性质面面垂直垂直问题的核心是线线垂直,证明线线垂直的常用方法有: 等腰三角形底边上的中线、勾股定理、平面几何方法等. [问题4] 已知两个平面垂直,下列命题①一个平面内已知直线必垂直于另一个平面内的任意一条直线; ②一个平面内的已知直线必垂直于另一个平面的无数条直线; ③一个平面内的任一条直线必垂直于另一个平面;④过一个平面内任意一点作交线的垂线,则此垂线必垂直于另一个平面. 其中正确命题的个数是( ) A .3 B .2 C .1 D .0答案 C5.多面体与球接、切问题的求解策略(1)涉及球与棱柱、棱锥的接、切问题时,一般过球心及多面体中的特殊点(一般为接、切点)或线作截面,把空间问题转化为平面问题,再利用平面几何知识寻找几何体中元素间的关系,或只画内接、外切的几何体的直观图,确定球心的位置,弄清球的半径(直径)与该几何体已知量的关系,列方程(组)求解.(2)若球面上四点P ,A ,B ,C 构成的三条线段P A ,PB ,PC 两两互相垂直,且P A =a ,PB =b ,PC =c ,一般把有关元素“补形”成为一个球内接长方体,则4R 2=a 2+b 2+c 2求解.[问题5] 一个球与一个正三棱柱的三个侧面和两个底面都相切,已知这个球的体积是32π3,那么这个三棱柱的体积是( ) A .96 3 B .16 3 C .24 3 D .48 3答案 D解析 如图,设球的半径为R ,由43πR 3=32π3,得R =2.所以正三棱柱的高h =4. 设其底面边长为a , 则13·32a =2, 所以a =43, 所以V =34×(43)2×4=48 3. 6.求平面的法向量的方法(1)性质法:根据线面垂直的判定找出与平面垂直的直线,则此直线的方向向量就是平面的法向量.(2)赋值法:在平面内取两个不共线向量,设出平面的法向量建立方程组,通过赋值求出其中的一个法向量. 7.“转化法”求空间角(1)设两条异面直线a ,b 所成的角为θ,两条直线的方向向量分别为a ,b . 因为θ∈(0,π2],故有cos θ=|cos 〈a ,b 〉|=|a·b|a||b ||.(2)设直线l 和平面α所成的角为θ,l 是斜线l 的方向向量,n 是平面α的法向量,则sin θ=|cos 〈l ,n 〉|=|l·n|l||n||.(3)设二面角α—l —β的大小为θ,n 1,n 2是二面角α—l —β的两个半平面的法向量,则|cos θ|=|cos 〈n 1,n 2〉|,两个角之间的关系需要根据二面角的取值范围来确定.[问题6] 在三棱锥P —ABC 中,AB ⊥BC ,AB =BC =12P A ,点O ,D 分别是AC ,PC 的中点,OP ⊥底面ABC ,求直线P A 与平面PBC 所成角的正弦值. 解 ∵OP ⊥平面ABC ,OA =OC ,AB =BC , ∴OA ⊥OB ,OA ⊥OP ,OB ⊥OP .以O 为原点,射线OP 为z 轴正方向,OA 为x 轴正方向,OB 为y 轴正方向,建立空间直角坐标系Oxyz (如图).设AB =a ,则A (22a,0,0),B (0,22a,0),C (-22a,0,0), 设OP =h ,则P (0,0,h ),由12P A =AB ,则P A =2a ,则P =(0,0,72a ),P A →=( 22a,0,-72a ). 可求得平面PBC 的一个法向量为n =(1,-1,-17), ∴cos 〈P A →,n 〉=P A →·n |P A →||n |=21030,设P A 与平面PBC 所成的角为θ, 则sin θ=|cos 〈P A →,n 〉|=21030.8.求点到平面的距离的方法(1)“等积法”:求解点到面的距离常转化为锥体的高,利用三棱锥体积公式求点到平面的距离.(2)“向量法”:如图,设P 在平面α外,n 为平面α的法向量,在平面α内任取一点Q ,则点P 到平面α的距离d =|PQ →·n ||n |.[问题7] 正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1的棱长为1,O 是底面A 1B 1C 1D 1的中心,则点O 到平面ABC 1D 1的距离为________. 答案24解析建立如图所示的空间直角坐标系,则A (1,0,0),B (1,1,0),D 1(0,0,1),C 1(0,1,1),O ⎝⎛⎭⎫12,12,1. 设平面ABC 1D 1的法向量为 n =(x ,y ,z ),则⎩⎪⎨⎪⎧n ·AB →=0,n ·AD 1→=0,∴⎩⎪⎨⎪⎧y =0,-x +z =0.令z =1,得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =0,∴n =(1,0,1),又OD 1→=⎝⎛⎭⎫-12,-12,0, ∴O 到平面ABC 1D 1的距离d =|n ·OD 1→||n |=122=24.易错点1 三视图识图不准例1 如图为某几何体的三视图,则该几何体的表面积为________.易错分析 解本题易出现的错误有:(1)还原空间几何体的形状时出错,不能正确判断其对应的几何体;(2)计算时不能准确把三视图中的数据转化为对应几何体中的线段长度,尤其侧视图中的数据处理很容易出错.解析 该几何体为一个四棱锥,如图所示.CD ⊥底面P AD ,BA ⊥底面P AD , P A ⊥AD ,P A =AD =CD =2,AB =1. PC =23,PB =5,BC = 5. ∴S △PBC =12×23×2= 6.该几何体的表面积S =(1+2)×22+12×2×1+12×22×2+12×2×2+6=6+22+ 6.答案 6+22+ 6易错点2 旋转体辨识不清例2 如图所示(单位:cm),求图中阴影部分绕AB 旋转一周所形成的几何体的体积.易错分析 注意这里是旋转图中的阴影部分,不是旋转梯形ABCD .在旋转的时候边界形成一个圆台,并在上面挖去了一个“半球”,其体积应是圆台的体积减去半球的体积.解本题易出现的错误是误以为旋转的是梯形ABCD ,在计算时没有减掉半球的体积. 解 由题图中数据,根据圆台和球的体积公式,得 V 圆台=13×π(22+2×5+52)×4=52π(cm 3),V 半球=43π×23×12=163π(cm 3).所以旋转体的体积为V 圆台-V 半球=52π-163π=1403π(cm 3).易错点3 线面关系把握不准例3 设a ,b 为两条直线,α,β为两个平面,且a ⊄α,a ⊄β,则下列结论中不成立的是( ) A .若b ⊂β,a ∥b ,则a ∥β B .若a ⊥β,α⊥β,则a ∥α C .若a ⊥b ,b ⊥α,则a ∥α D .若α⊥β,a ⊥β,b ∥a ,则b ∥α易错分析 本题易出现的问题就是对空间点、线、面的位置关系把握不准,考虑问题不全面,不能准确把握题中的前提——a ⊄α,a ⊄β,对空间中的平行、垂直关系的判定和性质定理中的条件把握不准导致判断失误.如A 项中忽视已知条件中的a ⊄β,误以为该项错误等. 解析 对于选项A ,若有b ⊂β,a ∥b ,且已知a ⊄β,所以根据线面平行的判定定理可得a ∥β,故选项A 正确;对于选项B ,若a ⊥β,α⊥β,则根据空间线面位置关系可知a ⊂α或a ∥α,而由已知可知a ⊄α,所以有a ∥α,故选项B 正确;对于选项C ,若a ⊥b ,b ⊥α,所以a ⊂α或a ∥α,而由已知可得a ⊄α,所以a ∥α,故选项C 正确;对于选项D ,由a ⊥β,b ∥a 可得b ⊥β,又因为α⊥β,所以b ⊂α或b ∥α,故不能得到b ∥α,所以选项D 错,故选D. 答案 D易错点4 线面关系论证不严谨例4 在棱长为2的正方体ABCD —A 1B 1C 1D 1中,E ,F 分别为DD 1,DB 的中点.(1)求证:EF ∥平面ABC 1D 1; (2)求证:EF ⊥B 1C .易错分析 利用空间线面关系的判定或性质定理证题时,推理论证一定要严格按照定理中的条件进行,否则出现证明过程不严谨的问题. 证明 (1)连接BD 1,如图所示.在△DD 1B 中,E ,F 分别为DD 1,DB 的中点,则⎭⎬⎫EF ∥D 1BD 1B ⊂平面ABC 1D 1EF ⊄平面ABC 1D 1⇒EF ∥平面ABC 1D 1.(2)ABCD —A 1B 1C 1D 1为正方体⇒AB ⊥平面BCC 1B 1⇒⎭⎬⎫B 1C ⊥ABB 1C ⊥BC 1AB ,BC 1⊂平面ABC 1D 1AB ∩BC 1=B⎭⎪⎬⎪⎫⇒B 1C ⊥平面ABC 1D 1 BD 1⊂平面ABC 1D 1⎭⎪⎬⎪⎫⇒B 1C ⊥BD 1 EF ∥BD 1⇒EF ⊥B 1C .易错点5 混淆空间角与向量夹角例5 如图,△ABC 和△BCD 所在平面互相垂直,且AB =BC =BD =2,∠ABC =∠DBC =120°,E ,F 分别为AC ,DC 的中点.(1)求证:EF ⊥BC ;(2)求二面角E —BF —C 的正弦值.易错分析 本题易错点在于认为两个平面法向量的夹角等于所求二面角的大小.根据向量计算出二面角的余弦值的绝对值后,其大小还要通过二面角的取值范围确定.(1)证明 由题意,以B 为坐标原点,在平面DBC 内过B 作垂直BC 的直线为x 轴,BC 所在直线为y 轴,在平面ABC 内过B 作垂直BC 的直线为z 轴,建立如图所示空间直角坐标系.易得B (0,0,0),A (0,-1,3),D (3,-1,0),C (0,2,0), 因而E (0,12,32),F (32,12,0),所以EF →=(32,0,-32),BC →=(0,2,0),因此EF →·BC →=0.从而EF →⊥BC →,所以EF ⊥BC .(2)解 在图中,平面BFC 的一个法向量为n 1=(0,0,1). 设平面BEF 的法向量为n 2=(x ,y ,z ). 又BF →=(32,12,0),BE →=(0,12,32),由⎩⎪⎨⎪⎧n 2·BF →=0,n 2·BE →=0,得其中一个法向量n 2=(1,-3,1).设二面角E —BF —C 的大小为θ,且由题意知θ为锐角,则cos θ=|cos 〈n 1,n 2〉|=|n 1·n 2|n 1||n 2||=15. 因此sin θ=25=255,即所求二面角的正弦值为255.1.已知m ,n 为空间中两条不同的直线,α,β为空间中两个不同的平面,下列命题中正确的是( )A .若m ∥α,m ∥β,则α∥βB .若m ⊥α,m ⊥n ,则n ∥αC .若m ∥α,m ∥n ,则n ∥αD .若m ⊥α,m ∥β,则α⊥β 答案 D解析 对于选项A ,若m ∥α,m ∥β,则可能α,β相交,或者α∥β,所以选项A 不正确;对于选项B ,若m ⊥α,m ⊥n ,则可能n ⊂α,或n ∥α,所以选项B 不正确;对于选项C ,若m ∥α,m ∥n ,则n ⊂α,或n ∥α,所以选项C 不正确;对于选项D ,若m ⊥α,m ∥β,则由线面平行可得在平面β内存在一条直线l ,使得m ∥l ,然后由m ⊥α可得l ⊥α,进而得出α⊥β,故应选D.2.(2015·浙江)某几何体的三视图如图所示(单位:cm),则该几何体的体积是( )A .8cm 3B .12cm 3C.323cm 3D.403cm 3答案 C解析 该几何体是棱长为2cm 的正方体与一底面边长为2cm 的正方形、高为2cm 的正四棱锥组成的组合体,V =2×2×2+13×2×2×2=323cm 3.故选C.3.如图,已知△ABC 为直角三角形,其中∠ACB =90°,M 为AB 的中点,PM 垂直于△ABC 所在平面,那么( )A .P A =PB >PC B .P A =PB <PC C .P A =PB =PCD .P A ≠PB ≠PC 答案 C解析 ∵M 为AB 的中点,△ACB 为直角三角形,∴BM =AM =CM ,又PM ⊥平面ABC ,∴Rt △PMB ≌Rt △PMA ≌Rt △PMC ,故P A =PB =PC .4.如图,已知六棱锥P —ABCDEF 的底面是正六边形,P A ⊥平面ABC ,P A =2AB ,则下列结论正确的是( )A .PB ⊥ADB .平面P AB ⊥平面PBC C .直线BC ∥平面P AED .直线PD 与平面ABC 所成的角为45° 答案 D解析 若PB ⊥AD ,则AD ⊥AB ,但AD 与AB 成60°角,A 错误;平面P AB 与平面ABD 垂直,所以平面P AB 一定不与平面PBC 垂直,B 错误;BC 与AE 是相交直线,所以BC 一定不与平面P AE 平行,C 错误;直线PD 与平面ABC 所成角为∠PDA ,在Rt △P AD 中,AD =P A , 所以∠PDA =45°,D 正确.5.如图,在正方体ABCD —A 1B 1C 1D 1中,M ,N ,P ,Q 分别是AA 1,A 1D 1,CC 1,BC 的中点,给出以下四个结论:①A 1C ⊥MN ;②A 1C ∥平面MNPQ ;③A 1C 与PM 相交;④NC 与PM 异面.其中不正确的结论是( )A .①B .②C .③D .④答案 B解析 作出过M ,N ,P ,Q 四点的截面交C 1D 1于点S ,交AB 于点R ,如图中的六边形MNSPQR ,显然点A 1,C 分别位于这个平面的两侧,故A 1C 与平面MNPQ 一定相交,不可能平行,故结论②不正确.6.如图,在空间四边形ABCD 中,M ∈AB ,N ∈AD ,若AM MB =ANND ,则直线MN 与平面BDC 的位置关系是________.答案 平行解析 由AM MB =ANND ,得MN ∥BD .而BD ⊂平面BDC ,MN ⊄平面BDC , 所以MN ∥平面BDC .7.球O 内有一个内接正方体,正方体的全面积为24,则球O 的体积是________. 答案 43π解析 由于正方体的顶点都在球面上,则正方体的对角线即为球的直径.正方体的全面积为24,则设正方体的边长为a ,即有6a 2=24,解得a =2,设球的半径为R ,则2R =23,解得,R =3,则有球的体积为V =43πR 3=43π×33=43π.8.如图,在直三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,AB =1,BC =2,AC =5,AA 1=3,M 为线段BB 1上的一动点,则过A 、M 、C 1三点的平面截该三棱柱所得截面的最小周长为________.答案 32+14 解析 由图形可知,当AM +MC 1最小时,所得截面的周长最小,如图所示把平面A 1ABB 1与平面C 1CBB 1展开成一个平面AA 1C 1C ,则AM +MC 1最短为AC 1=32+32=32,所以截面的最小周长为32+(5)2+32=32+14.9.(2015·山东改编)在梯形ABCD 中,∠ABC =π2,AD ∥BC ,BC =2AD =2AB =2.将梯形ABCD绕AD 所在的直线旋转一周而形成的曲面所围成的几何体的体积为______. 答案5π3解析 过点C 作CE 垂直AD 所在直线于点E ,梯形ABCD 绕AD 所在直线旋转一周而形成的旋转体是由以线段AB 的长为底面圆半径,线段BC 为母线的圆柱挖去以线段CE 的长为底面圆半径,ED 为高的圆锥,如图所示,该几何体的体积为V =V 圆柱-V 圆锥=π·AB2·BC -13·π·CE 2·DE =π×12×2-π3×12×1=5π3.10.如图,四棱锥P—ABCD中,∠ABC=∠BAD=90°,BC=2AD,△P AB与△P AD都是等边三角形.(1)证明:PB⊥CD;(2)求二面角A—PD—B的余弦值.(1)证明如图,取BC的中点E,连接DE,则ADEB为正方形,过P作PO⊥平面ABCD,垂足为O,连接OA,OB,OE,OD,则由△P AB和△P AD都是等边三角形可知P A=PB=PD,∴OA=OB=OD,即点O为正方形ADEB对角线的交点,故OE⊥BD,从而OE⊥平面PBD,∴OE⊥PB,∵O是BD的中点,E是BC的中点,∴OE∥CD,因此PB⊥CD.(2)解由(1)可知,OE,OB,OP两两垂直,以O为原点,OE方向为x轴正方向,OB方向为y轴正方向,OP方向为z轴正方向,建立如图所示的空间直角坐标系Oxyz,设AB=2,则A(-2,0,0),D(0,-2,0),P(0,0,2),AD →=(2,-2,0),AP →=(2,0,2), 设平面P AD 的法向量n =(x ,y ,z ), n ·AD →=2x -2y =0,n ·AP →=2x +2z =0, 取x =1,得y =1,z =-1,得n =(1,1,-1),∵OE ⊥平面PBD ,设平面PBD 的法向量为m ,取m =(1,0,0), 由图象可知二面角A —PD —B 的大小为锐角, ∴二面角A —PD —B 的余弦值为 cos θ=|n·m||n||m |=13=33.。
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第1讲 三角函数的图象与性质1.(2016·四川)为了得到函数y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3的图象,只需把函数y =sin 2x 的图象上所有的点( )A .向左平行移动π3个单位长度B .向右平行移动π3个单位长度C .向左平行移动π6个单位长度D .向右平行移动π6个单位长度答案 D解析 由题意可知,y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3=sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π6,则只需把y =sin 2x 的图象向右平移π6个单位,故选D. 2.(2016·课标全国甲)若将函数y =2sin 2x 的图象向左平移π12个单位长度,则平移后图象的对称轴为( ) A .x =k π2-π6(k ∈Z ) B .x =k π2+π6(k ∈Z ) C .x =k π2-π12(k ∈Z ) D .x =k π2+π12(k ∈Z ) 答案 B解析 由题意将函数y =2sin 2x 的图象向左平移π12个单位长度后得到函数的解析式为y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6,由2x +π6=k π+π2,k ∈Z ,得函数的对称轴为x =k π2+π6(k ∈Z ),故选B. 3.(2016·课标全国乙)已知函数f (x )=sin(ωx +φ)⎝ ⎛⎭⎪⎫ω>0,|φ|≤π2,x =-π4为f (x )的零点,x =π4为y =f (x )图象的对称轴,且f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫π18,5π36上单调,则ω的最大值为( )A .11B .9C .7D .5 答案 B解析 因为x =-π4为f (x )的零点,x =π4为f (x )的图象的对称轴,所以π4-⎝ ⎛⎭⎪⎫-π4=T4+kT ,即π2=4k +14T =4k +14·2πω,所以ω=4k +1(k ∈N ),又因为f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫π18,5π36上单调,所以5π36-π18=π12≤T 2=2π2ω,即ω≤12,由此得ω的最大值为9,故选B. 4.(2016·江苏)定义在区间[0,3π]上的函数y =sin 2x 的图象与y =cos x 的图象的交点个数是________. 答案 7解析 在区间[0,3π]上分别作出y =sin 2x 和y =cos x 的简图如下:由图象可得两图象有7个交点.1.以图象为载体,考查三角函数的最值、单调性、对称性、周期性.2.考查三角函数式的化简、三角函数的图象和性质、角的求值,重点考查分析、处理问题的能力,是高考的必考点.热点一 三角函数的概念、诱导公式及同角关系式1.三角函数:设α是一个任意角,它的终边与单位圆交于点P (x ,y ),则sin α=y ,cos α=x ,tan α=y x.各象限角的三角函数值的符号:一全正,二正弦,三正切,四余弦. 2.同角关系:sin 2α+cos 2α=1,sin αcos α=tan α.3.诱导公式:在k π2+α,k ∈Z 的诱导公式中“奇变偶不变,符号看象限”.例1 (1)点P 从(1,0)出发,沿单位圆x 2+y 2=1逆时针方向运动2π3弧长到达Q 点,则Q 点的坐标为( ) A .(-12,32)B .(-32,-12)C .(-12,-32)D .(-32,12) (2)(2015·四川)已知sin α+2cos α=0,则2sin αcos α-cos 2α的值是________. 答案 (1)A (2)-1解析 (1)设Q 点的坐标为(x ,y ), 则x =cos 2π3=-12,y =sin 2π3=32.∴Q 点的坐标为(-12,32).(2)∵sin α+2cos α=0,∴sin α=-2cos α, ∴tan α=-2,又∵2sin αcos α-cos 2α=2sin αcos α-cos 2αsin 2α+cos 2α=2tan α-1tan 2α+1,∴原式=--1-2+1=-1. 思维升华 (1)涉及与圆及角有关的函数建模问题(如钟表、摩天轮、水车等),常常借助三角函数的定义求解.应用定义时,注意三角函数值仅与终边位置有关,与终边上点的位置无关. (2)应用诱导公式时要弄清三角函数在各个象限内的符号;利用同角三角函数的关系化简过程要遵循一定的原则,如切化弦、化异为同、化高为低、化繁为简等.跟踪演练1 (1)已知点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫sin 3π4,cos 3π4落在角θ的终边上,且θ∈[0,2π),则θ的值为( )A.π4B.3π4C.5π4D.7π4(2)如图,以Ox 为始边作角α (0<α<π),终边与单位圆相交于点P ,已知点P 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫-35,45,则sin 2α+cos 2α+11+tan α=________.答案 (1)D (2)1825解析 (1)tan θ=cos 34πsin 34π=-cosπ4sinπ4=-1,又sin 3π4>0,cos 3π4<0,所以θ为第四象限角且θ∈[0,2π),所以θ=7π4.(2)由三角函数定义, 得cos α=-35,sin α=45,∴原式=2sin αcos α+2cos 2α1+sin αcos α=2cos αα+cosαsin α+cos αcos α=2cos 2α=2×⎝ ⎛⎭⎪⎫-352=1825.热点二 三角函数的图象及应用函数y =A sin(ωx +φ)的图象 (1)“五点法”作图:设z =ωx +φ,令z =0,π2,π,3π2,2π,求出x 的值与相应的y 的值,描点、连线可得.(2)图象变换:y =sin x―――――――――→向左φ或向右φ平移|φ|个单位y =sin(x +φ)10sin()y x ωωωϕ>−−−−−−−−→横坐标变为原来的()倍纵坐标不变=+ ―――――――――――→纵坐标变为原来的A A 倍横坐标不变y =A sin(ωx +φ). 例2 (1)(2015·山东)要得到函数y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫4x -π3的图象,只需将函数y =sin 4x 的图象( )A .向左平移π12个单位B .向右平移π12个单位C .向左平移π3个单位D .向右平移π3个单位(2)函数f (x )=A sin(ωx +φ)(A ,ω,φ为常数,A >0,ω>0,0<φ<π)的图象如图所示,则f (π3)的值为________.答案 (1)B (2)1解析 (1)∵y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫4x -π3=sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤4⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π12, ∴要得到y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫4x -π3的图象,只需将函数y =sin 4x 的图象向右平移π12个单位. (2)根据图象可知,A =2,3T 4=11π12-π6,所以周期T =π,由ω=2πT =2.又函数过点(π6,2),所以有sin(2×π6+φ)=1,而0<φ<π,所以φ=π6,则f (x )=2sin(2x +π6),因此f (π3)=2sin(2π3+π6)=1.思维升华 (1)已知函数y =A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0)的图象求解析式时,常采用待定系数法,由图中的最高点、最低点或特殊点求A ;由函数的周期确定ω;确定φ常根据“五点法”中的五个点求解,其中一般把第一个零点作为突破口,可以从图象的升降找准第一个零点的位置.(2)在图象变换过程中务必分清是先相位变换,还是先周期变换.变换只是相对于其中的自变量x 而言的,如果x 的系数不是1,就要把这个系数提取后再确定变换的单位长度和方向. 跟踪演练2 (1)已知函数f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx +π3(x ∈R ,ω>0)的最小正周期为π,为了得到函数g (x )=cos ωx 的图象,只要将y =f (x )的图象( ) A .向左平移π12个单位长度B .向右平移π12个单位长度C .向左平移π3个单位长度D .向右平移π3个单位长度(2)(2015·陕西)如图,某港口一天6时到18时的水深变化曲线近似满足函数y =3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6x +φ+k ,据此函数可知,这段时间水深(单位:m)的最大值为( )A .5B .6C .8D .10答案 (1)A (2)C解析 (1)由题意知,函数f (x )的周期T =π, 所以ω=2,即f (x )=sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π3,g (x )=cos 2x .把g (x )=cos 2x 变形得g (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π2=sin[2(x +π12)+π3],所以只要将f (x )的图象向左平移π12个单位长度,即可得到g (x )=cos 2x 的图象.故选A.(2)由题干图易得y min =k -3=2,则k =5. ∴y max =k +3=8.热点三 三角函数的性质1.三角函数的单调区间:y =sin x 的单调递增区间是[2k π-π2,2k π+π2](k ∈Z ),单调递减区间是[2k π+π2,2k π+3π2](k ∈Z ); y =cos x 的单调递增区间是[2k π-π,2k π](k ∈Z ),单调递减区间是[2k π,2k π+π](k ∈Z );y =tan x 的递增区间是(k π-π2,k π+π2)(k ∈Z ).2.y =A sin(ωx +φ),当φ=k π(k ∈Z )时为奇函数;当φ=k π+π2(k ∈Z )时为偶函数;对称轴方程可由ωx +φ=k π+π2(k ∈Z )求得.y =A cos(ωx +φ),当φ=k π+π2(k ∈Z )时为奇函数;当φ=k π(k ∈Z )时为偶函数;对称轴方程可由ωx +φ=k π(k ∈Z )求得.y =A tan(ωx +φ),当φ=k π(k ∈Z )时为奇函数.例3 (2015·重庆)已知函数f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-x sin x -3cos 2x .(1)求f (x )的最小正周期和最大值; (2)讨论f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤π6,2π3上的单调性.解 (1)f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-x sin x -3cos 2x=cos x sin x -32(1+cos 2x )=12sin 2x -32cos 2x -32=sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π3-32,因此f (x )的最小正周期为π,最大值为2-32.(2)当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π6,2π3时,0≤2x -π3≤π,从而当0≤2x -π3≤π2,即π6≤x ≤5π12时,f (x )单调递增,当π2≤2x -π3≤π,即5π12≤x ≤2π3时,f (x )单调递减. 综上可知,f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤π6,5π12上单调递增;在⎣⎢⎡⎦⎥⎤5π12,2π3上单调递减. 思维升华 函数y =A sin(ωx +φ)的性质及应用的求解思路第一步:先借助三角恒等变换及相应三角函数公式把待求函数化成y =A sin(ωx +φ)+B 的形式;第二步:把“ωx +φ”视为一个整体,借助复合函数性质求y =A sin(ωx +φ)+B 的单调性及奇偶性、最值、对称性等问题.跟踪演练3 设函数f (x )=2cos 2x +sin 2x +a (a ∈R ). (1)求函数f (x )的最小正周期和单调递增区间;(2)当x ∈[0,π6]时,f (x )的最大值为2,求a 的值,并求出y =f (x )(x ∈R )的对称轴方程.解 (1)f (x )=2cos 2x +sin 2x +a =1+cos 2x +sin 2x +a =2sin(2x +π4)+1+a ,则f (x )的最小正周期T =2π2=π,且当2k π-π2≤2x +π4≤2k π+π2(k ∈Z ),即k π-3π8≤x ≤k π+π8(k ∈Z )时,f (x )单调递增.所以[k π-3π8,k π+π8](k ∈Z )为f (x )的单调递增区间.(2)当x ∈[0,π6]时⇒π4≤2x +π4≤7π12,当2x +π4=π2,即x =π8时,sin(2x +π4)=1.所以f (x )max =2+1+a =2⇒a =1- 2. 由2x +π4=k π+π2(k ∈Z ),得x =k π2+π8(k ∈Z ), 故y =f (x )的对称轴方程为x =k π2+π8,k ∈Z .1.已知函数f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx +π5(x ∈R ,ω>0)图象的相邻两条对称轴之间的距离为π2.为了得到函数g (x )=cos ωx 的图象,只要将y =f (x )的图象( ) A .向左平移3π20个单位长度B .向右平移3π20个单位长度C .向左平移π5个单位长度D .向右平移π5个单位长度押题依据 本题结合函数图象的性质确定函数解析式,然后考查图象的平移,很有代表性,考生应熟练掌握图象平移规则,防止出错. 答案 A解析 先求出周期确定ω,求出两个函数解析式,然后结合平移法则求解. 由于函数f (x )图象的相邻两条对称轴之间的距离为π2,则其最小正周期T =π,所以ω=2πT =2,即f (x )=sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π5,g (x )=cos 2x . 把g (x )=cos 2x 变形得g (x )=sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π2=sin[2(x +3π20)+π5],所以要得到函数g (x )的图象,只要将f (x )的图象向左平移3π20个单位长度.故选A.2.如图,函数f (x )=A sin(ωx +φ)(其中A >0,ω>0,|φ|≤π2)与坐标轴的三个交点P 、Q 、R 满足P (2,0),∠PQR =π4,M 为QR 的中点,PM =25,则A 的值为( )A.833 B.1633 C .8 D .16押题依据 由三角函数的图象求解析式是高考的热点,本题结合平面几何知识求A ,考查了数形结合思想. 答案 B解析 由题意设Q (a,0),R (0,-a )(a >0). 则M (a 2,-a2),由两点间距离公式得,PM =-a22+a22=25,解得a 1=8,a 2=-4(舍去),由此得,T2=8-2=6,即T=12,故ω=π6,由P (2,0)得φ=-π3,代入f (x )=A sin(ωx +φ)得,f (x )=A sin(π6x -π3),从而f (0)=A sin(-π3)=-8,得A =1633.3.已知函数f (x )=2a sin ωx ·cos ωx +23cos 2ωx - 3 (a >0,ω>0)的最大值为2,x 1,x 2是集合M ={x ∈R |f (x )=0}中的任意两个元素,且|x 1-x 2|的最小值为6.(1)求函数f (x )的解析式及其图象的对称轴方程;(2)将函数y =f (x )的图象向右平移2个单位后得到函数y =g (x )的图象,当x ∈(-1,2]时,求函数h (x )=f (x )·g (x )的值域.押题依据 三角函数解答题的第(1)问的常见形式是求周期、求单调区间及求对称轴方程(或对称中心)等,这些都可以由三角函数解析式直接得到,因此此类命题的基本方式是利用三角恒等变换得到函数的解析式.第(2)问的常见形式是求解函数的值域(或最值),特别是指定区间上的值域(或最值),是高考考查三角函数图象与性质命题的基本模式.解 (1)f (x )=2a sin ωx ·cos ωx +23cos 2ωx -3=a sin 2ωx +3cos 2ωx . 由题意知f (x )的最小正周期为12, 则2π2ω=12,得ω=π12. 由f (x )的最大值为2,得a 2+3=2, 又a >0,所以a =1. 于是所求函数的解析式为f (x )=sin π6x +3cos π6x =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6x +π3,令π6x +π3=π2+k π(k ∈Z ), 解得x =1+6k (k ∈Z ),即函数f (x )图象的对称轴方程为x =1+6k (k ∈Z ). (2)由题意可得g (x )=2sin[π6(x -2)+π3]=2sin π6x ,所以h (x )=f (x )·g (x )=4sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6x +π3·sin π6x=2sin2π6x +23sin π6x ·cos π6x =1-cos π3x +3sin π3x=1+2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3x -π6.当x ∈(-1,2]时,π3x -π6∈(-π2,π2],所以sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3x -π6∈(-1,1],即1+2sin ⎝⎛⎭⎪⎫π3x -π6∈(-1,3],于是函数h (x )的值域为(-1,3].A 组 专题通关1.若0≤sin α≤22,且α∈[-2π,0],则α的取值范围是( ) A.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-2π,-7π4∪⎣⎢⎡⎦⎥⎤-5π4,-π B.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-2π+2k π,-7π4+2k π∪⎣⎢⎡⎦⎥⎤-5π4+2k π,-π+2k π(k ∈Z )C.⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π4∪⎣⎢⎡⎦⎥⎤3π4,πD.⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π,2k π+π4∪⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π+3π4,2k π+π(k ∈Z )答案 A解析根据题意并结合正弦线可知,α满足⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π,2k π+π4∪⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π+3π4,2k π+π(k ∈Z ),∵α∈[-2π,0],∴α的取值范围是⎣⎢⎡⎦⎥⎤-2π,-7π4∪⎣⎢⎡⎦⎥⎤-5π4,-π.故选A.2.函数f (x )=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫3x -π3的图象向左平移π3个单位长度后得到的图象对应的函数为( ) A .y =cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫3x +π3B .y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫3x +π3C .y =cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫3x +2π3D .y =sin ⎝⎛⎭⎪⎫3x +2π3 答案 C解析 函数f (x )=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫3x -π3的图象向左平移π3个单位长度后所得图象的解析式为y =cos[3(x +π3)-π3]=cos(3x +2π3),故选C.3.已知tan α=3,则π-αcos ⎝⎛⎭⎪⎫α-π2的值为( ) A .-13B .-3C.13 D .3答案 A 解析π-αcos ⎝⎛⎭⎪⎫α-π2=-cos αsin α=-1tan α=-13. 4.已知角α的终边经过点A (-3,a ),若点A 在抛物线y =-14x 2的准线上,则sin α等于( ) A .-32B.32C .-12D.12答案 D解析 由条件,得抛物线的准线方程为y =1,因为点A (-3,a )在抛物线y =-14x 2的准线上,所以a =1,所以点A (-3,1),所以sin α=13+1=12. 5.函数f (x )=A sin ωx (A >0,ω>0)的部分图象如图所示,则f (1)+f (2)+f (3)+…+f (2 015)的值为( )A .0B .3 2C .6 2D .- 2答案 A解析 由图可得,A =2,T =8,2πω=8,ω=π4,∴f (x )=2sin π4x ,∴f (1)=2,f (2)=2,f (3)=2,f (4)=0,f (5)=-2,f (6)=-2,f (7)=-2,f (8)=0,而2 015=8×251+7,∴f (1)+f (2)+…+f (2 015)=0.6.函数y =2sin(πx 6-π3)(0≤x ≤9)的最大值与最小值之差为________.答案 2+ 3 解析 因为0≤x ≤9,所以-π3≤πx 6-π3≤7π6,因此当πx 6-π3=π2时,函数y =2sin(πx 6-π3)取得最大值,即y max =2×1=2.当πx 6-π3=-π3时,函数y =2sin(πx 6-π3)取得最小值, 即y min =2sin(-π3)=-3,因此y =2sin(πx 6-π3)(0≤x ≤9)的最大值与最小值之差为2+ 3.7.已知函数f (x )=3sin(ωx -π6)(ω>0)和g (x )=3cos(2x +φ)的图象的对称中心完全相同,若x ∈[0,π2],则f (x )的取值范围是________.答案 [-32,3]解析 由两个三角函数图象的对称中心完全相同,可知两函数的周期相同,故ω=2,所以f (x )=3sin(2x -π6),那么当x ∈[0,π2]时,-π6≤2x -π6≤5π6, 所以-12≤sin(2x -π6)≤1,故f (x )∈[-32,3].8.已知α是三角形的内角,若sin α+cos α=15,则tan α=________.答案 -43解析 方法一 由⎩⎪⎨⎪⎧sin 2α+cos 2α=1,sin α+cos α=15,解得⎩⎪⎨⎪⎧sin α=45,cos α=-35或⎩⎪⎨⎪⎧sin α=-35,cos α=45.因为α∈(0,π),所以sin α>0,所以⎩⎪⎨⎪⎧sin α=45,cos α=-35.所以tan α=sin αcos α=-43.方法二 由已知得(sin α+cos α)2=125,化简得2sin αcos α=-2425,则可知角α是第二象限角,且(sin α-cos α)2=1-2sin αcos α=4925,由于sin α-cos α>0,所以sin α-cos α=75,将该式与sin α+cos α=15联立,解得⎩⎪⎨⎪⎧sin α=45,cos α=-35.所以tan α=sin αcos α=-43.9.已知函数f (x )=cos ⎝⎛⎭⎪⎫x -π4.(1)若f (α)=35,其中π4<α<3π4,求sin ⎝⎛⎭⎪⎫α-π4的值;(2)设g (x )=f (x )·f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π2,求函数g (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π6,π3上的最大值和最小值.解 (1)因为f (α)=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π4=35,且0<α-π4<π2,所以sin ⎝⎛⎭⎪⎫α-π4=45. (2)g (x )=f (x )·f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π2=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-x ·cos ⎝⎛⎭⎪⎫x +π4 =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+x ·cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4=12cos 2x .x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π6,π3时,2x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π3,2π3.则当x =0时,g (x )的最大值为12;当x =π3时,g (x )的最小值为-14.10.已知a >0,函数f (x )=-2a sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6+2a +b ,当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2时,-5≤f (x )≤1.(1)求常数a ,b 的值;(2)设g (x )=f ⎝⎛⎭⎪⎫x +π2且lg g (x )>0,求g (x )的单调区间.解 (1)∵x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2,∴2x +π6∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π6,7π6. ∴sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-12,1, ∴-2a sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6∈[-2a ,a ].∴f (x )∈[b,3a +b ],又∵-5≤f (x )≤1, ∴b =-5,3a +b =1,因此a =2,b =-5. (2)由(1)得,f (x )=-4sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π6-1,g (x )=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π2=-4sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +7π6-1=4sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6-1, 又由lg g (x )>0,得g (x )>1,∴4sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6-1>1,∴sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6>12, ∴2k π+π6<2x +π6<2k π+5π6,k ∈Z ,其中当2k π+π6<2x +π6≤2k π+π2,k ∈Z 时,g (x )单调递增,即k π<x ≤k π+π6,k ∈Z ,∴g (x )的单调增区间为⎝ ⎛⎦⎥⎤k π,k π+π6,k ∈Z .又∵当2k π+π2<2x +π6<2k π+5π6,k ∈Z 时,g (x )单调递减,即k π+π6<x <k π+π3,k ∈Z .∴g (x )的单调减区间为⎝⎛⎭⎪⎫k π+π6,k π+π3,k ∈Z . B 组 能力提高11.已知函数f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π6,把函数f (x )的图象沿x 轴向左平移π6个单位,得到函数g (x )的图象.关于函数g (x ),下列说法正确的是( )A .在⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4,π2上是增函数B .其图象关于直线x =-π4对称C .函数g (x )是奇函数D .当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π6,2π3时,函数g (x )的值域是[-2,1]答案 D解析 因为f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π6,把函数f (x )的图象沿x 轴向左平移π6个单位,得g (x )=f ⎝⎛⎭⎪⎫x +π6=2sin[2(x +π6)+π6]=2sin(2x +π2)=2cos 2x .画出g (x )的部分图象,如图所示.由图可知,函数g (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4,π2上是减函数,A 错误;其图象的一个对称中心为(-π4,0),B 错误;函数g (x )为偶函数,C 错误;又g ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6=2cos ⎝⎛⎭⎪⎫2×π6=1,g ⎝⎛⎭⎪⎫2π3=2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2×2π3=-1,g ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2=2cos ⎝⎛⎭⎪⎫2×π2=-2, 所以当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π6,2π3时,函数g (x )的值域是[-2,1],D 正确.故选D.12.(2015·课标全国Ⅰ)函数f (x )=cos(ωx +φ)的部分图象如图所示,则f (x )的单调递减区间为( )A.⎝⎛⎭⎪⎫k π-14,k π+34,k ∈Z B.⎝⎛⎭⎪⎫2k π-14,2k π+34,k ∈Z C.⎝ ⎛⎭⎪⎫k -14,k +34,k ∈ZD.⎝ ⎛⎭⎪⎫2k -14,2k +34,k ∈Z 答案 D解析 由图象知,周期T =2⎝ ⎛⎭⎪⎫54-14=2,∴2πω=2,∴ω=π. 由π×14+φ=π2+2k π,k ∈Z ,不妨取φ=π4,∴f (x )=cos ⎝⎛⎭⎪⎫πx +π4.由2k π<πx +π4<2k π+π,k ∈Z ,得2k -14<x <2k +34,k ∈Z ,∴f (x )的单调递减区间为⎝⎛⎭⎪⎫2k -14,2k +34,k ∈Z .故选D.13.函数f (x )=sin ωx (ω>0)的部分图象如图所示,点A ,B 是最高点,点C 是最低点,若△ABC 是直角三角形,则f (12)=________.答案22解析 由已知得△ABC 是等腰直角三角形,且∠ACB =90°,所以12|AB |=f (x )max -f (x )min =1-(-1)=2,即|AB |=4,而T =|AB |=2πω=4,解得ω=π2.所以f (x )=sin πx 2,所以f (12)=sin π4=22.14.已知函数f (x )=A sin(ωx +π4)(A >0,ω>0),g (x )=tan x ,它们的最小正周期之积为2π2,f (x )的最大值为2g (17π4). (1)求f (x )的单调递增区间;(2)设h (x )=32f 2(x )+23cos 2x .当x ∈[a ,π3)时,h (x )有最小值为3,求a 的值.解 (1)由题意,得2πω·π=2π2,所以ω=1.又A =2g (17π4)=2tan 174π=2tan π4=2,所以f (x )=2sin(x +π4).令2k π-π2≤x +π4≤2k π+π2(k ∈Z ),得2k π-3π4≤x ≤2k π+π4(k ∈Z ).故f (x )的单调递增区间为[2k π-3π4,2k π+π4](k ∈Z ).(2)因为h (x )=32f 2(x )+23cos 2x=32×4×sin 2(x +π4)+23cos 2x =3(sin x +cos x )2+23cos 2x =3+3sin 2x +3(cos 2x +1) =3+3+23sin(2x +π6),又h (x )有最小值为3,所以有3+3+23sin(2x +π6)=3,即sin(2x +π6)=-12.因为x ∈[a ,π3),所以2x +π6∈[2a +π6,5π6),π6=-π6,即a=-π6.所以2a+。