高考三角函数专题(含答案)

高考三角函数专题(含答案)-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN高考专题复习三角函数专题模块一 ——选择题一、选择题：(将正确答案的代号填在题后的括号．)1．(2010·天津)下图是函数y ＝A sin(ωx ＋φ)(x ∈R)在区间⎣⎡⎦⎤－π6，5π6上的图象，为了得到这个函数的图象，只要将y ＝sin x (x ∈R)的图象上所有的点( )A ．向左平移π3个单位长度，再把所得各点的横坐标缩短到原来的12，纵坐标不变 B ．向左平移π3个单位长度，再把所得各点的横坐标伸长到原来的2倍，纵坐标不变 C ．向左平移π6个单位长度，再把所得各点的横坐标缩短到原来的12，纵坐标不变 D ．向左平移π6个单位长度，再把所得各点的横坐标伸长到原来的2倍，纵坐标不变解析：观察图象可知，函数y ＝A sin(ωx ＋φ)中A ＝1，2πω＝π，故ω＝2，ω×⎝⎛⎭⎫－π6＋φ＝0，得φ＝π3，所以函数y ＝sin ⎝⎛⎭⎫2x ＋π3，故只要把y ＝sin x 的图象向左平移π3个单位，再把各点的横坐标缩短到原来的12即可．答案：A2．(2010·全国Ⅱ)为了得到函数y ＝sin ⎝⎛⎭⎫2x －π3的图象，只需把函数y ＝sin ⎝⎛⎭⎫2x ＋π6的图象( )A ．向左平移π4个长度单位B ．向右平移π4个长度单位C ．向左平移π2个长度单位D ．向右平移π2个长度单位解析：由y ＝sin ⎝⎛⎭⎫2x ＋π6――→x →x ＋φy ＝sin ⎣⎡⎦⎤2(x ＋φ)＋π6＝sin ⎝⎛⎭⎫2x －π3，即2x ＋2φ＋π6＝2x －π3，解得φ＝－π4，即向右平移π4个长度单位．故选B. 答案：B3．(2010·)已知函数y ＝sin(ωx ＋φ)⎝⎛⎭⎫ω>0，|φ|<π2的部分图象如图所示，则( )A ．ω＝1，φ＝π6B ．ω＝1，φ＝－π6C ．ω＝2，φ＝π6D ．ω＝2，φ＝－π6解析：依题意得T ＝2πω＝4⎝ ⎛⎭⎪⎫7π12－π3＝π，ω＝2，sin ⎝⎛⎭⎫2×π3＋φ＝1.又|φ|<π2，所以2π3＋φ＝π2，φ＝－π6，选D.答案：D4．已知函数y ＝2sin(ωx ＋φ)(ω＞0)在区间[0,2π]上的图象如图所示，那么ω＝( )A ．1B ．2 C.12D.13解析：由函数的图象可知该函数的期为π，所以2πω＝π，解得ω＝2.答案：B5．已知函数y ＝sin ⎝⎛⎭⎫x －π12cos ⎝⎛⎭⎫x －π12，则下列判断正确的是( )A ．此函数的最小正期为2π，其图象的一个对称中心是⎝⎛⎭⎫π12，0B ．此函数的最小正期为π，其图象的一个对称中心是⎝⎛⎭⎫π12，0C ．此函数的最小正期为2π，其图象的一个对称中心是⎝⎛⎭⎫π6，0D ．此函数的最小正期为π，其图象的一个对称中心是⎝⎛⎭⎫π6，0解析：∵y ＝sin ⎝⎛⎭⎫x －π12·cos ⎝⎛⎭⎫x －π12＝12sin ⎝⎛⎭⎫2x －π6，∴T ＝2π2＝π，且当x ＝π12时，y ＝0.答案：B6．如果函数y ＝sin2x ＋a cos2x 的图象关于直线x ＝－π8对称，则实数a 的值为( )A. 2 B ．－ 2 C ．1 D ．－1 分析：函数f (x )在x ＝－π8时取得最值；或考虑有f ⎝⎛⎭⎫－π8＋x ＝f ⎝⎛⎭⎫－π8－x 对一切x ∈R 恒成立．解析：解法一：设f (x )＝sin2x ＋a cos2x ，因为函数的图象关于直线x ＝－π8对称，所以f ⎝⎛⎭⎫－π8＋x ＝f ⎝⎛⎭⎫－π8－x 对一切实数x 都成立，即sin2⎝⎛⎭⎫－π8＋x ＋a cos2⎝⎛⎭⎫－π8＋x＝sin2⎝⎛⎭⎫－π8－x ＋a cos2⎝⎛⎭⎫－π8－x即sin ⎝⎛⎭⎫－π4＋2x ＋sin ⎝⎛⎭⎫π4＋2x＝a ⎣⎡⎦⎤cos ⎝⎛⎭⎫π4＋2x －cos ⎝⎛⎭⎫－π4＋2x ，∴2sin2x ·cos π4＝－2a sin2x ·sin π4，即(a ＋1)·sin2x ＝0对一切实数x 恒成立，而sin2x 不能恒为0， ∴a ＋1＝0，即a ＝－1，故选D.解法二：∵f (x )＝sin2x ＋a cos2x 关于直线x ＝－π8对称．∴有f ⎝⎛⎭⎫－π8＋x ＝f ⎝⎛⎭⎫－π8－x 对一切x ∈R 恒成立．特别，对于x ＝π8应该成立．将x ＝π8代入上式，得f (0)＝f ⎝⎛⎭⎫－π4，∴sin0＋a cos0＝sin ⎝⎛⎭⎫－π2＋a cos ⎝⎛⎭⎫－π2∴0＋a ＝－1＋a ×0. ∴a ＝－1.故选D.解法三：y ＝sin2x ＋a cos2x ＝1＋a 2sin(2x ＋φ)，其中角φ的终边经过点(1，a )．其图象的对称轴程为2x ＋φ＝k π＋π2(k ∈Z)，即x ＝k π2＋π4－φ2(k ∈Z)．令k π2＋π4－φ2＝－π8(k ∈Z)． 得φ＝k π＋3π4(k ∈Z)．但角φ的终边经过点(1，a )，故k 为奇数，角φ的终边与－π2角的终边相同，∴a ＝－1.解法四：y ＝sin2x ＋a cos2x ＝1＋a 2sin(2x ＋φ)，其中角φ满足tan φ＝a .因为f (x )的对称轴为y ＝－π8，∴当x ＝－π8时函数y ＝f (x )有最大值或最小值，所以1＋a 2＝f ⎝⎛⎭⎫－π8或－1＋a 2＝f ⎝⎛⎭⎫－π8，即1＋a 2＝sin ⎝⎛⎭⎫－π4＋a cos ⎝⎛⎭⎫－π4，或－1＋a 2＝sin ⎝⎛⎭⎫－π4＋a cos ⎝⎛⎭⎫－π4.解之得a ＝－1.故选D. 答案：D评析：本题给出了四种不同的解法，充分利用函数图象的对称性的特征来解题．解法一是运用了程思想或恒等式思想求解．解法二是利用了数形结合的思想求解，抓住f (m ＋x )＝f (m －x )的图象关于直线x ＝m 对称的性质，取特殊值来求出待定系数a 的值．解法三利用函数y ＝A sin(ωx ＋φ)的对称轴是程ωx ＋φ＝k π＋π2(k ∈Z)的解x ＝k π＋π2－φω(k ∈Z)，然后将x ＝－π8代入求出相应的φ值，再求a 的值．解法四利用对称轴的特殊性质，在此处函数f (x )取最大值或最小值．于是有f ⎝⎛⎭⎫－π8＝[f (x )]max 或f ⎝⎛⎭⎫－π8＝[f (x )]min .从而转化为解程问题，体现了程思想．由此可见，本题体现了丰富的数学思想法，要从多种解法中悟出其实质东西．模块二——填空题二、填空题：(把正确答案填在题后的横线上．)7．(2010·)已知函数f (x )＝3sin ⎝⎛⎭⎫ωx －π6(ω>0)和g (x )＝2cos(2x ＋φ)＋1的图象的对称轴完全相同．若x ∈⎣⎡⎦⎤0，π2，则f (x )的取值围是________．解析：∵f (x )与g (x )的图象的对称轴完全相同，∴f (x )与g (x )的最小正期相等，∵ω>0，∴ω＝2，∴f (x )＝3sin ⎝⎛⎭⎫2x －π6，∵0≤x ≤π2，∴－π6≤2x －π6≤5π6，∴－12≤sin ⎝⎛⎭⎫2x －π6≤1，∴－32≤3sin ⎝⎛⎭⎫2x －π6≤3，即f (x )的取值围为⎣⎢⎡⎦⎥⎤－32，3. 答案：⎣⎢⎡⎦⎥⎤－32，38．设函数y ＝cos 12πx 的图象位于y 轴右侧所有的对称中心从左依次为A 1，A 2，…，A n ，….则A 50的坐标是________．解析：对称中心横坐标为x ＝2k ＋1，k ≥0且k ∈N ，令k ＝49即可得． 答案：(99,0)9．把函数y ＝cos ⎝⎛⎭⎫x ＋π3的图象向左平移m 个单位(m >0)，所得图象关于y 轴对称，则m 的最小值是________．解析：由y ＝cos(x ＋π3＋m )的图象关于y 轴对称，所以π3＋m ＝k π，k ∈Z ，m ＝k π－π3，当k ＝1时，m最小为23π.答案：23π10．定义集合A ，B 的积A ×B ＝{(x ，y )|x ∈A ，y ∈B }．已知集合M ＝{x |0≤x ≤2π}，N ＝{y |cos x ≤y ≤1}，则M ×N 所对应的图形的面积为________．解析：如图所示阴影面积可分割补形为ABCD 的面积即BC ×CD ＝π·2＝2π.答案：2π模块三——解答题三、解答题：(写出证明过程或推演步骤．)11．若程3sin x ＋cos x ＝a 在[0,2π]上有两个不同的实数解x 1、x 2，求a 的取值围，并求x 1＋x 2的值． 分析：设函数y 1＝3sin x ＋cos x ，y 2＝a ，在同一平面直角坐标系中作出这两个函数的图象，应用数形结合解答即可．解：设f (x )＝3sin x ＋cos x ＝2sin ⎝⎛⎭⎫x ＋π6，x ∈[0,2π]．令x ＋π6＝t ，则f (t )＝2sin t ，且t ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π6，13π6.在同一平面直角坐标系中作出y ＝2sin t 及y ＝a 的图象，从图中可以看出当1＜a ＜2和－2＜a ＜1时，两图象有两个交点，即程3sin x ＋cos x ＝a 在[0,2π]上有两个不同的实数解．当1＜a ＜2时，t 1＋t 2＝π， 即x 1＋π6＋x 2＋π6＝π，∴x 1＋x 2＝2π3；当－2＜a ＜1时，t 1＋t 2＝3π，即x 1＋π6＋x 2＋π6＝3π，∴x 1＋x 2＝8π3.综上可得，a 的取值围是(1,2)∪(－2,1)． 当a ∈(1,2)时，x 1＋x 2＝2π3；当a ∈(－2,1)时，x 1＋x 2＝8π3.评析：本题从程的角度考查了三角函数的图象和对称性，运用的主要思想法有：函数与程的思想、数形结合的思想及换元法．解答本题常见的错误是在换元时忽略新变量t 的取值围，仍把t 当成在[0,2π]中处理，从而出错．12．(2010·)已知函数f (x )＝12sin2x sin φ＋cos 2x cos φ－12sin ⎝⎛⎭⎫π2＋φ(0<φ<π)，其图象过点⎝ ⎛⎭⎪⎫π6，12. (1)求φ的值；(2)将函数y ＝f (x )的图象上各点的横坐标缩短到原来的12，纵坐标不变，得到函数y ＝g (x )的图象，求函数g (x )在⎣⎡⎦⎤0，π4上的最大值和最小值．解：(1)因为f (x )＝12sin2x sin φ＋cos 2x cos φ－12sin ⎝⎛⎭⎫π2＋φ(0<φ<π)，所以f (x )＝12sin2x sin φ＋1＋cos2x 2cos φ－12cos φ＝12sin2x sin φ＋12cos2x cos φ ＝12(sin2x sin φ＋cos2x cos φ) ＝12cos(2x －φ)， 又函数图象过点⎝ ⎛⎭⎪⎫π6，12，所以12＝12cos ⎝⎛⎭⎫2×π6－φ，即cos ⎝⎛⎭⎫π3－φ＝1，又0<φ<π，所以φ＝π3.(2)由(1)知f (x )＝12cos ⎝⎛⎭⎫2x －π3，将函数y ＝f (x )的图象上各点的横坐标缩短到原来的12，纵坐标不变，得到函数y ＝g (x )的图象，可知g (x )＝f (2x )＝12cos ⎝⎛⎭⎫4x －π3，因为x ∈⎣⎡⎦⎤0，π4，所以4x ∈[]0，π，因此4x －π3∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤－π3，2π3，故－12≤cos ⎝⎛⎭⎫4x －π3≤1.所以y ＝g (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0，π4上的最大值和最小值分别为12和－14.13.（2009天津卷理）在⊿ABC 中，BC=5，AC=3，sinC=2sinA (I) 求AB 的值：(II) 求sin 24A π⎛⎫- ⎪⎝⎭的值本小题主要考查正弦定理、余弦定理、同角三角函数的基本关系、二倍角的正弦与余弦、两角差的正弦等基础知识，考查基本运算能力。