[整理]三角函数的最大值与最小值.
第2课时 单调性、最大值与最小值
当 x＝___2_k_π_____，k∈Z 时， ymax＝___1__； 当 x＝π＋2kπ，k∈Z 时， ymin＝__－__1____
[基础自测] 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)函数 y＝12sin x 的最大值为 1.( ) (2)∃x0∈[0,2π]，满足 cos x0＝ 2.( ) (3)正弦函数、余弦函数在定义域内都是单调函数．( )
[母题变式] 把例 3(2)中的函数换为 f(x)＝2sin2x＋2sin x－12，x∈π6，56π，求其值域．
解析 令 t＝sin x，因为 x∈π6，56π， 所以 t∈12，1，则 f(x)可化为 y＝2t2＋2t－12＝2t＋122－1，t∈12，1， 所以当 t＝12时，ymin＝1， 当 t＝1 时，ymax＝72， 故 f(x)的值域是1，72.
()
A．0，π2 C.π，32π
B．π2，π D．32π，2π
解析 令－π2＋2kπ≤x－π6≤π2＋2kπ，k∈Z. 则－π3＋2kπ≤x≤23π＋2kπ，k∈Z. 当 k＝0 时，x∈－π3，23π， 0，π2⊆－π3，23π， 故选 A． 答案 A
题型二 正弦、余弦函数单调性的应用
比较下列各组数的大小：
[提示] y＝sin x 在－π2，π2上，曲线逐渐上升，是增函数，函数值由－1 增大到 1； 在π2，32π上，曲线逐渐下降，是减函数，函数值由 1 减小到－1.y＝cos x 在[0，π]上， 曲线逐渐下降，是减函数，函数值由 1 减小到－1；在[π，2π]上，曲线逐渐上升，是增 函数，函数值由－1 增大到 1.
[规律方法] 一般函数的值域求法有：观察法、配方法、判别式法、反比例函数法等．三角函数 是函数的特殊形式，一般方法也适用，但要结合三角函数本身的性质． 常见的三角函数求值域或最值的类型有以下几种： (1)形如 y＝sin(ωx＋φ)的三角函数，令 t＝ωx＋φ，根据题中 x 的取值范围，求出 t 的取值范围，再利用三角函数的单调性、有界性求出 y＝sin t 的最值(值域)． (2)形如 y＝asin2x＋bsin x＋c(a≠0)的三角函数，可先设 t＝sin x，将函数 y＝asin2x ＋bsin x＋c(a≠0)化为关于 t 的二次函数 y＝at2＋bt＋c(a≠0)，再根据二次函数的单调性 求值域(最值)． (3)对于形如 y＝asin x(或 y＝acos x)的函数的最值还要注意对 a 的讨论．
高一三角函数知识点整理
§04. 三角函数知识要点1. ①与α（0°≤α＜360°）终边相同的角的集合（角α与角β的终边重合）：{}Zkk∈+⨯=,360|αββ②终边在x轴上的角的集合：{}Zkk∈⨯=,180|ββ③终边在y轴上的角的集合：{}Zkk∈+⨯=,90180|ββ④终边在坐标轴上的角的集合：{}Zkk∈⨯=,90|ββ⑤终边在y=x轴上的角的集合：{}Zkk∈+⨯=,45180|ββ⑥终边在xy-=轴上的角的集合：{}Zkk∈-⨯=,45180|ββ⑦若角α与角β的终边关于x轴对称，则角α与角β的关系：⑧若角α与角β的终边关于y轴对称，则角α与角β的关系：⑨若角α与角β的终边在一条直线上，则角α与角β的关系：βα+=k180⑩角α与角β的终边互相垂直，则角α与角β的关系：90360±+=βαk2. 角度与弧度的互换关系：360°=2π180°=π1°=0.01745 1=57.30°=57°18′注意：正角的弧度数为正数，负角的弧度数为负数，零角的弧度数为零.、弧度与角度互换公式：1rad＝π180°≈57.30°=57°18ˊ．1°＝180π≈0.01745（rad）3、弧长公式：rl⋅=||α. 扇形面积公式：211||22s lr rα==⋅扇形4、三角函数：设α是一个任意角，在α的终边上任取（异于原点的）一点P（x,y）P与原点的距离为r，则=αsinrx=αcos；xy=αtan；yx=αcot；xr=αsec；. αcsc5、三角函数在各象限的符号：（一全二正弦，三切四余弦）正切、余切余弦、正割正弦、余割6、三角函数线正弦线：MP; 余弦线：OM; 正切线： AT.7. 三角函数的定义域：SIN\COS1、2、3、4表示第一、二、三、四象限一半所在区域16. 几个重要结论:ααtan cos =ααcot sin cos =1cot tan =⋅αα 1sin csc =α⋅α 1cos sec =α⋅α1cos sin 22=+αα 1tan sec 22=-αα 1cot csc 22=-αα9、诱导公式：2k παα±把的三角函数化为的三角函数，概括为： “奇变偶不变，符号看象限”三角函数的公式：（一）基本关系公式组二 公式组三x x k x x k x x k x x k cot )2cot(tan )2tan(cos )2cos(sin )2sin(=+=+=+=+ππππ xx x x xx x x cot )cot(tan )tan(cos )cos(sin )sin(-=--=-=--=-公式组四 公式组五 公式组六 x x x x x x x x cot )cot(tan )tan(cos )cos(sin )sin(=+=+-=+-=+ππππ x x x x x x x x cot )2cot(tan )2tan(cos )2cos(sin )2sin(-=--=-=--=-ππππ x x x x xx x x cot )cot(tan )tan(cos )cos(sin )sin(-=--=--=-=-ππππ（二）角与角之间的互换公式组一 公式组二 βαβαβαsin sin cos cos )cos(-=+ αααcos sin 22sin =βαβαβαsin sin cos cos )cos(+=- ααααα2222sin 211cos 2sin cos 2cos -=-=-= βαβαβαsin cos cos sin )sin(+=+ ααα2tan 1tan 22tan -=βαβαβαsin cos cos sin )sin(-=- 2cos 12sinαα-±= βαβαβαtan tan 1tan tan )tan(-+=+ 2cos 12cos αα+±=公式组一sin x ·csc x =1tan x =x xcos sin sin 2x +cos 2x =1cos x ·sec x x =xx sin cos 1+tan 2x =sec 2xtan x ·cot x =1 1+cot 2x =csc 2x=1βαβαβαtan tan 1tan tan )tan(+-=- 公式组三 公式组四 公式组五2tan 12tan 2sin 2ααα+= 2tan 12tan 1cos 22ααα+-= 2tan 12tan 2tan 2ααα-= 42675cos 15sin -== ,42615cos 75sin +== ,3275cot 15tan -== ,3215cot 75tan +== .()()[]()()[]()()[]()()[]βαβαβαβαβαβαβαβαβαβαβαβα--+-=-++=--+=-++=cos cos 21sin sin cos cos 21cos cos sin sin 21sin cos sin sin 21cos sin 2cos 2sin sin sin βαβαβα-+=+2sin 2cos 2sin sin βαβαβα-+=-2cos 2cos 2cos cos βαβαβα-+=+2sin 2sin 2cos cos βαβαβα-+-=-αααααααsin cos 1cos 1sin cos 1cos 12tan -=+=+-±=ααπsin )21cos(-=+ααπcos )21sin(=+ααπcot )21tan(-=+ααπsin )21cos(=-ααπcos )21sin(=-ααπcot )21tan(=-相反.一般地，若)(x f y =在],[b a 上递增（减），则)(x f y -=在],[b a 上递减（增）.②x y sin =与x y cos =的周期是π.③)sin(ϕω+=x y 或)cos(ϕω+=x y （0≠ω）的周期ωπ2=T .2tanx y =的周期为2π（πωπ2=⇒=T T ，如图，翻折无效）.④)sin(ϕω+=x y 的对称轴方程是2ππ+=k x （Z k ∈）)的对称轴方程是πk x =（Z k ∈），对称中心（0,21ππ+k ）；)tan(ϕω+=x y 的对称中心（0,2πk ）. x x y x y 2cos )2cos(2cos -=--=−−−→−=原点对称⑤当αtan ·,1tan =β)(2Z k k ∈+=+ππβα；αtan ·,1tan -=β)(2Z k k ∈+=-ππβα. ⑥x y cos =与⎪⎭⎫ ⎝⎛++=ππk x y 22sin 是同一函数,而)(ϕω+=x y 是偶函数，则 )cos()21sin()(x k x x y ωππωϕω±=++=+=.⑦函数x y tan =在R 上为增函数.（×） [只能在某个单调区间单调递增. 若在整个定义域，x y tan =为增函数，同样也是错误的].⑧定义域关于原点对称是)(x f 具有奇偶性的必要不充分条件.（奇偶性的两个条件：一是定义域关于原点对称（奇偶都要），二是满足奇偶性条件，偶函数：)()(x f x f =-，奇函数：)()(x f x f -=-）奇偶性的单调性：奇同偶反. 例如：x y tan =是奇函数，)31tan(π+=x y 是非奇非偶.（定义域不关于原点对称）奇函数特有性质：若x ∈0的定义域，则)(x f 一定有0)0(=f .（x ∉0的定义域，则无此性质）⑨x y sin =不是周期函数；x y sin =为周期函数（π=T ）x y cos =是周期函数（如图）；x y cos =为周期函数（=T 212cos +=x y 的周期为π（如图）R k k x f x f y ∈+===),(5)(.⑩abb a b a y =+++=+=ϕϕαβαcos )sin(sin cos 22 有y b a ≥+22. 11、三角函数图象变换法则例题讲解一．求值与化简1.基本概念与公式（正用、逆用）例1．已知锐角α终边上一点的坐标为()2323sin ,cos ,-求角α=（ ） （A ）3 （B ）3- （C ）32π- （D ）32-π例2．sin 50(1)︒⋅︒．例3．化简：︒⋅︒⋅︒80cos 40cos 20cos .例4．化简：117sin sinsin 242412πππ例5．化简：例7．求值：23)csc124cos 122︒-︒︒-．． y=|cos2x +1/2|图象例8．化简cos10(tan10sin 50︒︒︒例9．例10．若32,2π<α<π例11．求tan12tan33tan12tan33︒+︒+︒︒的值例12．求tan()tan()tan()tan()6666ππππ-θ++θ+-θ⋅+θ的值例13．求(1tan1)(1tan 2)(1tan3)(1tan 45)+︒+︒+︒+︒的值2.齐次式例1．已知,2tan =α求下列各式的值。
三角函数的值域和最值
能力·思维· 能力·思维·方法
π 4．已知△ABC中， tan A + = −2 − 3 ,求使 ．已知△ 中 求使 4 π 取最大值时∠C 的大小. 2 y = 2 sin B + sin 2 B + 取最大值时∠ 的大小 6
【解题回顾】形如y=acos2x+bcosxsinx+csin2x+d(a、b、c、 解题回顾】形如 d为常数)的式子，都能仿照上例变形为形如y=Asin(2x+φ) 为常数)的式子，都能仿照上例变形为形如 为常数 +B的式子，从而有关问题可在变形式的基础上求解另外， 的式子，从而有关问题可在变形式的基础上求解另外， 的式子 求最值时不能忽视对定义域的思考
π
能力·思维· 能力·思维·方法
π 4．已知△ABC中， tan A + = −2 − 3 ,求使 ．已知△ 中 求使 4 π 取最大值时∠C 的大小. 2 y = 2 sin B + sin 2 B + 取最大值时∠ 的大小 6 π
∴tan A = 3, A =
能力·思维· 能力·思维·方法
5.试求函数 试求函数y=sinx+cosx+2sinxcosx+2的最大值和最小值 的最大值和最小值. 试求函数 的最大值和最小值 又若x∈ ， 又若 ∈[0，π/2]呢? 呢 解题分析:对于 解题分析 对于 “sinx+cosx+2sinxcosx”形式的式子已经不能 形式的式子已经不能 解 令 “asinx+bcosx=√a ∈[ 2sin(x+φ)”统一变量 ： t 统一变量, 简单地利用 = sin x + cos x, 则t2+b− 2, 2], 统一变量,而必 之间的关系, 须利用换元寻找 “sinx+cosx”与 “sinxcosx”之间的关系,进而 与 之间的关系 统一变量. 统一变量. cos x = (sin x + cos x)2 −1= t 2 −1 又2sin x
三角函数的最值
三角函数的最值三角函数是一类描述几何图形以及物理场景的数学函数。
它是利用给定角度的正弦、余弦、正切函数来定义和表达平面坐标系中点和直线之间的关系，它们又被称为直角三角形函数。
它们各自的最值概念是广泛使用的，因此本文将研究并解释三角函数的最值的概念。
虽然三角函数可以用来描述几何图形，但它们本质上是数学函数，可以用最值来描述它们的表现形式。
数学家定义的最值的概念是指函数的最大值（及大于等于该值的最小值）或最小值（及小于等于该值的最大值）。
在三角函数的情况下，由于它们是周期函数，可以定义出最大值和最小值。
正弦函数的最值为（1，-1），余弦函数的最值为（1，-1），正切函数的最值为无穷大（+∞）和无穷小（-∞）。
这些最值的定义确立了三角函数的可能值范围，因此任何满足这些范围的数值都可以算作三角函数的值。
三角函数的最值可以表示为“最大值＝（x，y）”或“最小值＝（x，y）”样式，其中x和y分别表示函数的最大值和最小值。
三角函数的最值可以用函数法则来描述。
例如，正弦函数的最大值为（π／2，1），最小值为（3π／2，-1），其余最值也可以精确地定义出来。
这样的函数法则可以用于计算三角函数的最大值和最小值，也可以用于计算函数的任何一个最值。
例如，求出余弦函数的最大值和最小值，可以使用下面这个函数： f(x) = cos(x)。
若输入x=π／2，则f(x)=1（最大值）；若输入x = 3π／2，则f(x) = -1（最小值）。
此外，三角函数的最值还可以用图形的方式表示。
例如，可以画出三角函数的图形，并从中找出最大值和最小值。
对三角函数来说，图形的水平轴上的最高值即为最大值，轴上的最低值为最小值。
三角函数的最值的概念不仅可以用来解释函数作图或函数表示，它也是许多其他数学领域的重要概念，例如微积分和动力学中。
例如，考虑一个简单的物理实验：小球从地面跳起，然后运动到最高点后回落，这个过程中，小球的跳跃高度便是物理场景中的最值。
三角函数的最值
三角函数的最值三角函数是在几何学、微积分、物理学和数学中经常使用的古老函数，它伴随着人们对宇宙规律、地球运行等自然现象的深入研究而发展壮大。
三角函数的最值也被广泛应用于各个领域，为人们理解和掌握复杂问题提供了重要依据。
三角函数的最值是指函数在取值范围内的最小值和最大值。
在数学中，三角函数的最值可以用有理函数的积分、极限和微分等方法求出。
其中，有理函数的极限是三角函数最值的最主要的方法，利用极限，可以根据函数图像找出最值的具体的值，从而得到函数的最值。
求三角函数最值的方法一般有两个步骤。
首先，确定函数在取值范围内的最大值和最小值，然后通过有理函数极限和微分求解得出精确的最值。
有理函数极限求解三角函数最值的方法是：先求出三角函数的有理函数曲线，然后从曲线的图像上观察函数最大值和最小值的点，从而确定函数的最值。
有理函数微分也可以用来求解三角函数最值。
它是利用函数的导数，找出函数变化最快和最慢的点，由此确定函数的最值。
三角函数最值的最重要的一点是，它也有自己的变化规律，按照这一规律，可以根据函数的类型和取值范围来确定函数的最值。
例如，常见的正弦函数f(x)在取值范围内的最值是：f(x)的最大值等于1，最小值等于-1。
而余弦函数的最值仍为1和-1，但是最大值和最小值的取值范围有所不同，因此在求解最值时，要根据函数的变化规律来确定最大值和最小值的边界点，从而求得函数的最值。
同样，双曲函数的最值也是按照变化规律来求解的。
总的来说，通过研究函数变化规律，可以根据函数的类型，找出函数在取值范围内的最大值和最小值，得出函数的最值。
不仅仅是三角函数，其他函数的最值也可以通过有理函数极限和微分求解。
另外，还有一些有趣的结论，如根据函数的特性，研究和分析函数的变化规律，对于求函数的最值也有一定的指导作用。
总而言之，从上面的内容可以看出，三角函数的最值具有重要的意义，它可以为人们分析复杂问题提供借鉴，也可以在各个领域得到广泛应用。
三角函数的最值
三角函数的最值三角函数的最值问题是三角函数的图像和性质及三角恒等变形的综合应用，也是处理三角函数以外的最值问题的一个有用的工具.本节我们主要就与三角函数最值有关的问题展开一些讨论.【三角函数最值的基本类型及解法】1.y=asinx+b. (1)若a >0，y max =a+b （sinx=1）， y min =b -a ， (sinx= -1).(2)若a <0，y max = b -a （sinx= -1），y min = a+b (sinx=1).(y=acosx+b 可类似地进行).2.y=asinx+bcosx. 转化为y=22b a +sin(x+ϕ)后再求之.3.y=sin 2x+psinx+q. 令sinx=t ，转化为求二次函数y=t 2+pt+q 在闭区间[-1，1]上的最值问题 后再求解.4.分式函数y=d x c bx a ++sin sin .去分母解出sinx=f(y)，再利用-1≤sinx≤1，解关于y 的不等式求之，或用分离常数法求解. (类似地可求y=dx c b x a ++cos cos 型的问题).5.y=f(sinx+cosx ， sinxcosx).利用换元：令sinx+cosx=t ，其中t ∈[-2，2]转化为关于t 的函数后再求解.【可转换为基本类型的问题】1.y=asin(mx+α)+bcos(mx+β).利用和角公式展开、合并同类项后转化为基本类型2，再求解.2.y=asin 2x+bsinxcosx+ccos 2x ；法1.利用降幂转化为基本类型2后求之；法2.转化为关于tanx 的一元二次方程，再利用“△≥0”求解.3.分式函数y=dx c bx a ++cos sin ；去分母转化基本类型2后再求解.4.“高次方”型：一般可考虑通过恒等变形将其逐步降幂后转化为熟悉的问题.如：y=sin 6x+cos 6x= … = x 4cos 8385+后再求解.例1.已知f(x)= -2asin(2x+6π)+2a+b ，x ∈[4π，43π]，问是否存在常数a 、b ∈Q ，使f(x)的值 域为{y| -3≤y≤13-}？若存在，求出a 、b 的值；若不存在，说明理由. a= -1，b=1. 解：∵π4≤x ≤3π4，∴2π3≤x ≤5π3，⇒−√3≤−2sin(2x +6π)≤√3， 当a>0时，⇒(2−√3)a +b ≤−2sin (2x +6π)+2a +b ≤(2+√3)a +b ， ∵ f(x)的值域为{y| -3≤y≤13-}，∴ {(2−√3)a +b =−√3，(2+√3)a +b =√3−1，∴2√3a=√3+1，∵ a 、b ∈Q ，无解.当a<0时，⇒(2+√3)a +b ≤−2sin (2x +6π)+2a +b ≤(2−√3)a +b ， ∵ f(x)的值域为{y| -3≤y≤13-}，∴ {(2+√3)a +b =−√3，(2−√3)a +b =√3−1，解得{a =−1,b =1 ,满足a 、b ∈Q ，故{a =−1,b =1 , 为所求.例2.(1)已知函数f (x )=2cos x sin(x +3π)－3sin 2x +sin x cos x .求f (x )的最小值及取得最小值时相应的x 的值.(2)求函数f(x)=sinx−1cosx−2的最大值与最小值.(3)求函数y =xx sin cos 2-，x ∈(0，π)的值域.解:(1)f(x)=2cosxsin(x+π3)－√3sin 2x+sinxcosx=cosx(sinx+√3cosx)－√3sin 2x+sinxcosx=2sinxcosx+√3cos2x=sin2x+√3cos2x =2sin(2x+π3).∴ 当2x +π3=2k π－π2，即x =kπ－5π12(k ∈Z )时，f (x )取得最小值－2. (2)法1. 令y=sinx−1cosx−2，变形得 ycosx -sinx=2y -1，利用化一公式得 sin(x+φ)=√y 2+1，∵ | sin(x+φ)|≤1，∴√y 2+1≤1，去平方后分母得 3y 2-4y ≤0，解得 0≤y ≤43，∴ [f(x)]max = 43， [f(x)]min =0. 法2. 函数f(x)=sinx−1cosx−2可看做两点A(2，1)，B(cosx ，sinx)连线的斜率k.∵ 点B(cosx ，sinx)在单位圆x 2+y 2=1上运动，∴ 直线AB ：y -1=k (x -2)， 利用圆心(原点)到直线AB 的距离√k 2+1≤1，解得0≤k ≤43，∴ [f(x)]max = 43， [f(x)]min =0.(3)法1. 令y=2−cosx sinx，变形得 ycosx+sinx=2，⇒sin (x +φ)=√y 2+1，x ∈(0，π)，∴ y>0. 又∵ | sin(x+φ)|≤1，∴√y 2+1≤1，解得y ≥√3.故此函数的值域为[√3，+∞).法2. 函数y =xx sin cos 2-，x ∈(0，π)可看做两点A(0，2)，B(-sinx ，cosx)连线的斜率k.∵ 点B(-sinx ，cosx)在单位圆x 2+y 2=1的左半圆上运动，数形结合易知，k ≥√3. 故此函数的值域为[√3，+∞).想一想①：1.已知函数x x x x x f cos sin 4sin 3cos 35)(22-+=.(1)求它的最大(小)值；(2)求它的单减区间.2.求函数y=3cos 3sin +-x x 的值域.例3.(1)求函数y=sin 2x+3cosx+2，x ∈[−π6，2π3]的值域.(2)是否存在实数a ，使得函数y =sin 2x +a ·cos x +58a －32在闭区间[0，π2]上的最大值是1？若存在，求出对应的a ；若不存在，试说明理由.解:(1)∵ y=sin 2x+3cosx+2= -cos 2x+3cosx+3，令t=cosx ，则 y= -t 2+3t+3又∵ x ∈[−π6，2π3]，∴ t ∈[−12，1]，故y ∈[54，5].(2) ∵ y= -cos2x+acosx+58a －12，令cosx=t ，y= -t2+at+58a －12，又∵ x ∈[0，π2]，∴ 0≤t ≤1.当 a2>1，即a>2时，t=1时，ymax= -1+a+58a －12=1，解得a= 2013<1(舍去).当0≤a 2<1时，即0≤a <2，当t= a2时，ymax=a 24+58a －12=1，解得a= 32或−4(舍去). 当a2<0时，即a <0，当t=0时，ymax= 58a －12=1，解得a=125(舍去).综合上述知，存在a= 32符合题设要求.例4.求函数f(x)=2sinx+1sinx+2的最值.解:法1.分离常数得f(x)=2- 3sinx+2. ∵ -1≤sinx≤1，∴ 1≤sinx+2≤3，结合反比例函数的图像知，-3≤−3sinx+2≤−1，∴ -1≤2−3sinx+2≤1， 故当sinx=1时,f(x)取得最大值1； 当sinx= -1时，f(x)取得最小值-1. 法2. f(x)=2sinx+1sinx+2，⇒f (x )sinx +2f (x )=2sinx +1，⇒sinx =1−2f(x)f (x )−2， ∵ -1≤sinx≤1，∴ −1≤1−2f(x)f (x )−2≤1，⇒−1≤f(x)≤1. 故当sinx=1时，f(x)取得最大值1；当sinx= -1时，f(x)取得最小值-1.想一想②：1.求函数y=√2cos 2x +5sinx −1的值域.2. 若x ∈[0，π]，求函数y=sinx 2+sinx的值域.例5.求函数(1)y=x x x sin 1cos sin 22+-的最大值. (2)y=1cos sin cos sin ++x x x x 值域. 解:(1) ∵ y=sin 2x+2sinx−1sinx+1=(sinx +1)−2sinx+1，令t=(sinx+1)∈(0，2]，又∵ 函数y=t −2t在(0，2]单增，∴ 当t=2，即sinx=1时，函数y max =1. (2)令sinx+cosx=t ∈[−√2，√2]，则sinxcosx= t 2−12，由此函数的定义域知t ≠−1，∴ y=t 2−12（t+1）=t−12，由=t ∈[−√2，√2]且t ≠−1知，y ∈[212+-，212-]，(去除−1)为所求.例6.在半径为R 的圆桌的正中央上空挂一盏电灯，桌子边缘一点处的照度和灯光射到桌子边缘的光线与桌面夹角θ的正弦成正比，与这一点到光源的距离 r 的平方成反比，即I =k ·2sin rθ，其中 k 是一个和灯光强度有关的常数，那么怎样选择电灯悬挂的高度h ，才能使桌子边缘处最亮？ 解：∵ R=rcosθ，由此得：1r =cosθR，0<θ<π2，∴ I=k ∙sinθcos 2θR 2=kR 2∙(sinθ∙cos 2θ)，2 I 2=(k R2)2∙2sin 2θ∙(1- sin 2θ)∙(1- sin 2θ)≤(kR2)2∙(23)3，等号在sinθ= √33 时取得， 此时h=Rtan θ=√22R .. 答：当电灯悬挂的高度h= √22R .，才能使桌子边缘处最亮想一想③：1.y=2sinxcosx+sinx+cosx 的最大值.2.求函数f(x)=sin 4x+cos 4x 的周期和值域.例7.(1)求函数y =2sinx(1−sinx)3−cos2x+4sinx，x ∈(0，π2)的值域.(2)设f(x)=ax 2+bx+c(a ，b ，c ∈R )，不论α，β为何实数，恒有f(sin α)≥0和f(2+cos β)≤0成立.①求证b+c= -1；②c ≥3；③若函数f(sin α)的最大值为8，求b ，c 的值. 解:(1) 原函数可化为1sin 2sin sin sin 22+++-=x x x x y ，令t=sinx ，易知t ∈(0,1)， 且22222)1(2131)1(2)1(3)1(12+-++-=+-+++-=+++-=t t t t t t t t t y ，再令11+=t m ， θ图2.4—1则m ∈(12，1)，且1322-+-=m m y ，易知y ∈(0，18).①由已知令sin α=1，cos β= -1可得：f(1) ≥0且f(1)≤0，∴ f(1)=0，得b+c= -1. ②由))(1()1()(112c x x c x c x x f c b c b --=++-=⇒--=⇒-=+，∵ f(2+cos β)≤0对任意实数β恒成立，∴1≤x ≤2时f(x) ≤0即(x -1)(x -c) ≤0恒成立， 结合的图像易得c ≥3；③)(sin αf 4)1()21(sin sin )1(sin 222c c c c c +-++-=++-=ααα ∵221≥+c ，由二次函数的单调性可知，当1sin -=α时，81)(sin max =+-=c b f α，又∵ b+c= -1，两式联立，解得：b= -4，c=3.习题2.41.函数y=2sinx(sinx+cosx)的最大值是( ).A.1+√2.B. 1-√2.C. √2.D.2.2.函数y=sinx -cosx+sinxcosx 的最大值是( ). A.−1+2√22. B.−1+2√22. C.1. D .−1.3.在直角三角形中两锐角为A 和B ，则sinAsinB( ).A.有最大值12和最小值0. B.有最大值12，但无最小值. C.既无最大值也无最小值. D.有最大值1，但无最小值.4. 函数y ＝xx cos sin 21++的最大值是( ).A.22－1 B.22＋1 C.1－22 D.－1－22 5.当0<x<π2时，函数f(x)= 1+cos2x+8sin 2xsin2x的最小值为( ). A.2 .B.2√3.C.4.D. 4√3.6.已知k<－4，则函数y ＝cos2x ＋k (cos x －1)的最小值是( ).A. 1.B.－1.C. 2k ＋1.D.－2k ＋1. 7.函数y ＝sin 2x －sinxcosx ＋cos 2x 的最大值是_______.8..函数1cos |sin |-=x x y 的最小正周期与最大值的和为 . 9.若函数f(x)=1+cos2x4sin (π2+x)−asin x 2cos (π−x2)的最大值为2，则常数a= .10.已知f(x)=2cos 2x+√3sin2x+a ，若x ∈[0，π2]且|f(x)|<2，则a 的取值范围是 .11.设x+y=120°，则y=cos 2x+cos 2y 的最大值为 . 12.函数f(x)= 3sinx−1sinx+2的最大值是，最小值是,13.已知x ∈[0，π]，f(x)=sin(cosx)的最大值为a ，最小值为b ；g(x)=cos(sinx)的最大值为c ，最小值为d.则a ，b ，c ，d 的大小顺序为 . 14.已知函数y=asinx+bcosx ，当f(π4)=√2，且f(x)的最大值为10时，求a ，b 的值.15.y=sin 2x+2sinxcosx+3cos 2x 的最小值，并求出y 取最小值时的x 的集合.16.已知函数f(x)=2asin 2x -2b a x a ++sin 2的定义域为[0，π2]，值域是[-5，1]，求a ，b 的值.17.设a >0，若y=cos 2x -asinx+b 的最大值是0，最小值为-4，求常数a 、b 的值. 18.用两种方法求函数y=2−sinx2−cosx的最大值和最小值.19.若函数f(x)=−56+16sin2x +m(sinx +cosx)≤0在R 上恒成立，求实数m 的取值范围. 【参考答案】想一想①：1.提示，f(x)=4sin(2x+2π3)+3√3，(1) [f(x)]max =4+3√3，[f(x)]min = -4+3√3； (2)单减区间：[k π-π12k π+5π12].2. ]8179,8179[+---. 想一想②：1.y ∈ [0，2].2. y ∈ [0，13].想一想③：1. 1+√2.2.∵ f(x)=(sin2x+cos2x)2-2sin2xcos2x=1- 12sin22x= 3+cos4x4，∴ T= π2.又∵ -1≤cos4x ≤1，∴ f(x)∈[12，1].习题2.41. A.2.C.3.B.4.B.5.C.∵ f(x)=cos 2x+4sin 2x sinxcosx=1tanx +4tanx ≥4. 函数f(x)=1+cos2x+8sin 2xsin2x的最小值为4.6.A.7. 32. 8.2π−12. 9.±√15.10.∵ f(x)=2sin(2x+π6)+a+1，由已知可得a ∈(-2，-1). 11.∵x+y=120°，∴ y=1+cos2x+cos2y2=1+cos2x+cos (2400−2x)2=1−sin (2x+π6)2，故y max = 32.12.[f(x)]max = 23；[f(x)]min = -4.13.∵ x ∈[0，π]，∴ cosx ∈[−1，1]⊆[−π2，π2]，则sin(cosx) ∈ [-sin1，sin1]， ∴a=sin1，b= -sin1；类似地可得c=1，d=cos1<sin1. 故b<d<a<c.14.∵ 函数y=asinx+bcosx=√a 2+b 2sin (x +φ)(其中φ由tan φ=ba 及点p(a ，b)所在象限联合 确定). ∴ {a 2+b 2=100，10sin (π4+φ)=√2,解得a = -6，b=8或a=8，b= -6. 15.y=sin 2x+2sinxcosx+3cos 2x=1+sin2x+1+cos2x =2+√2sin(2x+π4).当sin(2x+π4)= -1时，y 取最小 值2-√2，此时x 的集合{x|x=kπ-3π8， k ∈Z}.16.a=6，b= -5或a= -6，b=1. 17. a=2，b= -2. 18.y max = 4+√73； y min =4−√73.仿例2.19.[−√23，√23].令cosx+sinx =t ∈[−√2，√2].则由已知有t 2+6mt -6≤0，设g(t)= t 2+6mt -6，由{g(−√2)≤0，g(,√2)≤0，可得.。
三角函数ω的取值范围及解三角形中的范围与最值问题(学生版)-高中数学
三角函数ω的取值范围及解三角形中的范围与最值问题命题预测三角函数与解三角形是每年高考常考内容，在选择、填空题中考查较多，有时会出现在选择题、填空题的压轴小题位置，综合考查以解答题为主，中等难度．高频考法(1)ω取值与范围问题(2)面积与周长的最值与范围问题(3)长度的范围与最值问题01ω取值与范围问题1、f (x )=A sin (ωx +φ)在f (x )=A sin (ωx +φ)区间(a ，b )内没有零点⇒b -a ≤T2k π≤aω+ϕ<π+k πk π<bω+ϕ≤π+k π⇒b -a ≤T2a ≥k π-ϕωb ≤π+k π-ϕω同理，f (x )=A sin (ωx +φ)在区间[a ，b ]内没有零点⇒b -a ≤T2k π<aω+ϕ<π+k πk π<bω+ϕ<π+k π ⇒b -a <T2a >k π-ϕωb <π+k π-ϕω2、f (x )=A sin (ωx +φ)在区间(a ，b )内有3个零点⇒T <b -a ≤2T k π≤aω+ϕ<π+k π3π+k π<bω+ϕ≤4π+k π⇒T <b -a ≤2T k π-φω≤a <(k +1)π-φω(k +3)π-φω<b ≤(k +4)π-φω同理f (x )=A sin (ωx +φ)在区间[a ，b ]内有2个零点⇒T2≤b -a <3T2k π<aω+ϕ≤π+k π2π+k π≤bω+ϕ<3π+k π ⇒T 2≤b -a <3T2k π-φω<a ≤k π+π-φω(k +2)π-φω≤b <(k +3)π-φω 3、f (x )=A sin (ωx +φ)在区间(a ，b )内有n 个零点⇒(n-1)T2≤b-a<(n+1)T2kπ-φω≤a<kπ+π-φω(k+n)π-φω<b≤(k+n+1)π-φω同理f(x)=A sin(ωx+φ)在区间[a，b]内有n个零点⇒(n-1)T2≤b-a<(n+1)T2kπ-φω<a≤kπ+π-φω(k+n)π-φω≤b<(k+n+1)π-φω4、已知一条对称轴和一个对称中心，由于对称轴和对称中心的水平距离为2n+14T，则2n+14T=(2n+1)π2ω=b-a ．5、已知单调区间(a,b)，则a-b≤T 2.1(2024·江苏南通·二模)已知函数y=3sinωx+cosωx(ω>0)在区间-π4,2π3上单调递增，则ω的最大值为()A.14B.12C.1211D.832(2024·四川泸州·三模)已知函数f x =sinωx-2π3(ω>0)在0,π 有且仅有三个零点，则ω的取值范围是()A.83,11 3B.83,113C.53,83D.53,833(2024·四川德阳·二模)已知函数f x =sinωx+φ(ω>0,φ∈R)在区间7π12,5π6上单调，且满足f7π12=-f3π4 ．给出下列结论，其中正确结论的个数是()①f2π3=0；②若f5π6-x=f x ，则函数f x 的最小正周期为π；③关于x的方程f x =1在区间0,2π上最多有3个不相等的实数解；④若函数f x 在区间2π3,13π6上恰有5个零点，则ω的取值范围为83,103．A.1B.2C.3D.44(2024·江苏泰州·模拟预测)设函数f x =2sinωx-π6-1ω>0在π,2π上至少有两个不同零点，则实数ω的取值范围是()A.32,+∞B.32,73∪52,+∞C.136,3 ∪196,+∞ D.12,+∞ 02面积与周长的最值与范围问题正弦定理和余弦定理是求解三角形周长或面积最值问题的杀手锏，要牢牢掌握并灵活运用．利用三角公式化简三角恒等式，并结合正弦定理和余弦定理实现边角互化，再结合角的范围、辅助角公式、基本不等式等求其最值．1(2024·青海·模拟预测)已知△ABC 的内角A ，B ，C 的对边分别为a ，b ，c ，且2a cos 2B +2b cos A cos B =c ．(1)求B ；(2)若b =4，△ABC 的面积为S ．周长为L ，求SL的最大值．2(2024·陕西汉中·二模)在△ABC 中，角A ，B ，C 所对的边分别为a ，b ，c ，请从下列条件中选择一个条件作答：(注：如果选择条件①和条件②分别作答，按第一个解答计分．)①记△ABC 的面积为S ，且3AB ⋅AC =2S ；②已知a sin B =b cos A -π6 ．(1)求角A 的大小；(2)若△ABC 为锐角三角形，且a =6，求△ABC 周长的取值范围．3(2024·宁夏银川·二模)已知平面四边形ABCD中，∠A+∠C=180°,BC=3.(1)若AB=6,AD=3,CD=4，求BD；(2)若∠ABC=120°,△ABC的面积为932，求四边形ABCD周长的取值范围.4(2024·四川德阳·二模)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c，已知sin B=23cos2A+C 2.(1)求B；(2)若△ABC为锐角三角形，且c=1，求△ABC面积的取值范围.03长度的范围与最值问题对于利用正、余弦定理解三角形中的最值与范围问题，主要有两种解决方法：一是利用基本不等式，求得最大值或最小值；二是将所求式转化为只含有三角形某一个角的三角函数形式，结合角的范围，确定所求式的范围．1(2024·贵州遵义·一模)记△ABC的内角A，B，C的对边分别为a，b，c，已知3b-a sin C=3a cos C．(1)求A；(2)若△ABC为锐角三角形，c=2，求b的取值范围．2(2024·宁夏固原·一模)在锐角△ABC中，内角A,B,C的对边分别是a,b,c，且2sin B sin C+cos2C= 1+cos2A-cos2B．(1)求证：B+C=2A；(2)求c-ba的取值范围．3(2024·河北衡水·一模)在△ABC 中，内角A ,B ,C 所对的边分别是a ,b ,c ，三角形面积为S ，若D 为AC 边上一点，满足AB ⊥BD ,BD =2，且a 2=-233S +ab cos C .(1)求角B ；(2)求2AD+1CD 的取值范围.4(2024·陕西安康·模拟预测)已知锐角△ABC 中，角A ，B ，C 所对的边分别为a ，b ，c ，其中a =8，ac =1+sin 2A -sin 2C sin 2B ，且a ≠c ．(1)求证：B =2C ；(2)已知点M 在线段AC 上，且∠ABM =∠CBM ，求BM 的取值范围．1在锐角△ABC 中，角A ，B ，C 的对边分别为a ，b ，c ，且a =3，A =60°，则b 的取值范围是()A.0,6B.0,23C.3,23D.3,62已知函数f (x )=sin (ωx +φ)(ω>0)，现有如下说法：①若φ=π3，函数f (x )在π6,π3 上有最小值，无最大值，且f π6 =f π3，则ω=5；②若直线x =π4为函数f (x )图象的一条对称轴，5π3,0 为函数f (x )图象的一个对称中心，且f (x )在π4,5π6 上单调递减，则ω的最大值为1817；③若f (x )=12在x ∈π4,3π4 上至少有2个解，至多有3个解，则ω∈4,163 ；则正确的个数为()A.0B.1C.2D.33设函数f x =sin 2ωx -cos 2ωx +23sin ωx cos ωx ω>0 ，当x ∈0,π2时，方程f x =2有且只有两个不相等的实数解，则ω的取值范围是()A.73,133B.73,133C.83,143D.83,1434将函数f x =sin ωx -cos ωx (ω>0)的图象向左平移π4个单位长度后，再把横坐标缩短为原来的一半，得到函数g x 的图象．若点π2,0是g x 图象的一个对称中心，则ω的最小值是()A.45B.12C.15D.565已知函数f (x )=sin ωx +π6 (ω>0)，若将f (x )的图象向左平移π3个单位后所得的函数图象与曲线y =f (x )关于x =π3对称，则ω的最小值为() A.23B.13C.1D.126(多选题)△ABC 中，内角A ，B ，C 的对边分别为a ，b ，c ，S 为△ABC 的面积，且a =2，AB ⋅AC=23S ，下列选项正确的是()A.A =π6B.若b =2，则△ABC 只有一解C.若△ABC 为锐角三角形，则b 取值范围是23,4D.若D 为BC 边上的中点，则AD 的最大值为2+37已知函数f x =12+3sin ωx cos ωx -cos 2ωx ω>0 ，若f x 的图象在0,π 上有且仅有两条对称轴，则ω的取值范围是．8已知函数f x =sin ωx ω>0 ，若∃x 1,x 2∈π3,π，f x 1 =-1，f x 2 =1，则实数ω的取值范围是.9已知函数f x =sin ωx +φ ω>0 满足f x ≥f π12，且f x 在区间-π3,π3 上恰有两个最值，则实数ω的取值范围为．10已知函数f (x )=-sin ωx -π4(ω>0)在区间π3,π 上单调递减，则ω的取值范围是.11若函数f x =cos ωx -π6ω>0 在区间π3,2π3 内单调递减，则ω的最大值为．12已知函数f (x )=4sin ωx ,g (x )=4cos ωx -π3+b (ω>0)，且∀x 1,x 2∈R ,|f (x 1)-g (x 2)|≤8，将f (x )=4sin ωx 的图象向右平移π3ω个单位长度后，与函数g (x )的图象相邻的三个交点依次为A ，B ，C ，且BA ⋅BC<0，则ω的取值范围是．13在△ABC 中，角A ，B ，C 的对边分别为a ，b ，c ，∠ABC =2π3，∠ABC 的平分线交AC 于点D ，且BD =2，则a +4c 的最小值为．14在锐角△ABC 中，角A 、B 、C 所对边的边长分别为a 、b 、c ，且2b sin A -3a =0.(1)求角B ；(2)求sin A +sin C 的取值范围.15在锐角△ABC 中，角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ，且2b sin A -3a =0．(1)求角B 的大小；(2)求cos A +cos C 的取值范围．16已知锐角△ABC的三内角A，B，C的对边分别是a，b，c，且b2+c2-(b⋅cos C+c⋅cos B)2=bc，(1)求角A的大小；(2)如果该三角形外接圆的半径为3，求bc的取值范围．17在△ABC中，角A、B、C的对边分别为a、b、c，cos2B-sin2B=-1 2．(1)求角B，并计算sin B+π6的值；(2)若b=3，且△ABC是锐角三角形，求a+2c的最大值．18在△ABC中，D为BC边上一点，DC=CA=1，且△ACD面积是△ABD面积的2倍．(1)若AB=2AD，求AB的长；(2)求sin∠ADBsin B的取值范围．19记锐角△ABC 的内角A ，B ，C 的对边分别为a ，b ，c ，已知2sin B sin C +cos2C =1+cos2A -cos2B .(1)证明：B +C =2A ；(2)求cb的取值范围.20记△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ，若a +b +c a +b -c =3，且△ABC 的面积为334.(1)求角C ；(2)若AD =2DB ，求CD 的最小值.21已知函数f x =12-sin 2ωx +32sin2ωx ω>0 的最小正周期为4π.(1)求f x 在0,π 上的单调递增区间；(2)在锐角三角形ABC 中，内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且2a -c cos B =b ⋅cos C ,求f A 的取值范围.22已知在△ABC 中，1-cos A 2-sin A =0，(1)求A ；(2)若点D 是边BC 上一点，BD =2DC ，△ABC 的面积为3，求AD 的最小值.23在△ABC 中，角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ，且满足2sin A +C cos A -sin C cos A =sin A cos C ．(1)求角A ；(2)若点D 在线段BC 上，且满足BD =3DC ,AD =3，求△ABC 面积的最大值．24已知△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ，向量m =a +b ,c ,n =sin A -sin C ,sin A -sin B ，且m ⎳n．(1)求B ；(2)求b 2a 2+c 2的最小值．25已知△ABC为钝角三角形，它的三个内角A、B、C所对的边分别为a、b、c，且sin2C=sin2B+sinπ3+Bcosπ6+B，a<c，b<c．(1)求tan(A+B)的值；(2)若△ABC的面积为123，求c的最小值．。
三角函数ω的取值范围及解三角形中的范围与最值问题(解析版)
三角函数ω的取值范围及解三角形中的范围与最值问题命题预测三角函数与解三角形是每年高考常考内容，在选择、填空题中考查较多，有时会出现在选择题、填空题的压轴小题位置，综合考查以解答题为主，中等难度．高频考法(1)ω取值与范围问题(2)面积与周长的最值与范围问题(3)长度的范围与最值问题01ω取值与范围问题1、f (x )=A sin (ωx +φ)在f (x )=A sin (ωx +φ)区间(a ，b )内没有零点⇒b -a ≤T2k π≤aω+ϕ<π+k πk π<bω+ϕ≤π+k π⇒b -a ≤T2a ≥k π-ϕωb ≤π+k π-ϕω同理，f (x )=A sin (ωx +φ)在区间[a ，b ]内没有零点⇒b -a ≤T2k π<aω+ϕ<π+k πk π<bω+ϕ<π+k π ⇒b -a <T2a >k π-ϕωb <π+k π-ϕω2、f (x )=A sin (ωx +φ)在区间(a ，b )内有3个零点⇒T <b -a ≤2T k π≤aω+ϕ<π+k π3π+k π<bω+ϕ≤4π+k π⇒T <b -a ≤2T k π-φω≤a <(k +1)π-φω(k +3)π-φω<b ≤(k +4)π-φω同理f (x )=A sin (ωx +φ)在区间[a ，b ]内有2个零点⇒T2≤b -a <3T2k π<aω+ϕ≤π+k π2π+k π≤bω+ϕ<3π+k π ⇒T 2≤b -a <3T2k π-φω<a ≤k π+π-φω(k +2)π-φω≤b <(k +3)π-φω 3、f (x )=A sin (ωx +φ)在区间(a ，b )内有n 个零点⇒(n-1)T2≤b-a<(n+1)T2kπ-φω≤a<kπ+π-φω(k+n)π-φω<b≤(k+n+1)π-φω同理f(x)=A sin(ωx+φ)在区间[a，b]内有n个零点⇒(n-1)T2≤b-a<(n+1)T2kπ-φω<a≤kπ+π-φω(k+n)π-φω≤b<(k+n+1)π-φω4、已知一条对称轴和一个对称中心，由于对称轴和对称中心的水平距离为2n+14T，则2n+14T=(2n+1)π2ω=b-a ．5、已知单调区间(a,b)，则a-b≤T 2.1(2024·江苏南通·二模)已知函数y=3sinωx+cosωx(ω>0)在区间-π4,2π3上单调递增，则ω的最大值为()A.14B.12C.1211D.83【答案】B【解析】因为y=3sinωx+cosωx=2sinωx+π6，又ω>0，由-π2+2kπ≤ωx+π6≤π2+2kπ,k∈Z，得到-2π3+2kπω≤x≤π3+2kπω,k∈Z，所以函数y=3sinωx+cosωx的单调增区间为-2π3+2kπω,π3+2kπω(k∈Z)，依题有-π4,2π3⊆-2π3+2kπω,π3+2kπω(k∈Z)，则2π3≤π3ω-2π3ω≤-π4，得到0<ω≤12，故选：B.2(2024·四川泸州·三模)已知函数f x =sinωx-2π3(ω>0)在0,π 有且仅有三个零点，则ω的取值范围是()A.83,11 3B.83,113C.53,83D.53,83【答案】B【解析】因为0≤x≤π，所以-2π3≤ωx-2π3≤ωπ-2π3，因为函数f x =sinωx-2π3(ω>0)在0,π 有且仅有三个零点，结合正弦函数的图象可知2π≤ωπ-2π3<3π，解得83≤ω<113，故选：B.3(2024·四川德阳·二模)已知函数f x =sinωx+φ(ω>0,φ∈R)在区间7π12,5π6上单调，且满足f7π12=-f3π4 ．给出下列结论，其中正确结论的个数是()①f2π3=0；②若f5π6-x=f x ，则函数f x 的最小正周期为π；③关于x的方程f x =1在区间0,2π上最多有3个不相等的实数解；④若函数f x 在区间2π3,13π6上恰有5个零点，则ω的取值范围为83,103．A.1B.2C.3D.4【答案】C【解析】①因为f7π12=-f3π4 且7π12+3π42=2π3，所以f2π3=0.①正确.②因为f5π6-x=f(x)所以f(x)的对称轴为x=5π62=5π12,2π3-5π12=π4=T4⇒T=π.②正确.③在一个周期内f x =1只有一个实数解，函数f x 在区间7π12,5π6上单调且f2π3 =0，T≥45π6-2π3=2π3.当T=2π3时，f x =sin3x，f x =1在区间0,2π上实数解最多为π6,5π6,3π2共3个.③正确.④函数f x 在区间2π3,13π6上恰有5个零点，2T<13π6-2π3≤5T2⇒2⋅2πω<13π6-2π3≤52⋅2πω，解得83<ω≤103；又因为函数f x 在区间7π12,5π6上单调且f2π3 =0，T≥45π6-2π3=2π3，即2πω≥2π3⇒ω≤3，所以ω∈83,3.④错误故选：C4(2024·江苏泰州·模拟预测)设函数f x =2sinωx-π6-1ω>0在π,2π上至少有两个不同零点，则实数ω的取值范围是()A.32,+∞ B.32,73 ∪52,+∞ C.136,3 ∪196,+∞ D.12,+∞ 【答案】A【解析】令2sin ωx -π6 -1=0得sin ωx -π6 =12，因为ω>0，所以ωx -π6>-π6，令sin z =12，解得z =π6+2k π,k ∈Z 或z =5π6+2k 1π,k 1∈Z ，从小到大将sin z =12的正根写出如下：π6，5π6，13π6，17π6，25π6，29π6⋯⋯，因为x ∈π,2π ，所以ωx -π6∈ωπ-π6,2ωπ-π6，当ωπ-π6∈0,π6 ，即ω∈16,13 时，2ωπ-π6≥5π6，解得ω≥12，此时无解，当ωπ-π6∈π6,5π6 ，即ω∈13,1 时，2ωπ-π6≥13π6，解得ω≥76，此时无解，当ωπ-π6∈5π6,13π6 ，即ω∈1,73 时，2ωπ-π6≥17π6，解得ω≥32，故ω∈32,73，当ωπ-π6∈13π6,17π6 ，即ω∈73,3 时，2ωπ-π6≥25π6，解得ω≥136，故ω∈73,3，当ω≥3时，2ωπ-π6-ωπ-π6=ωπ≥3π，此时f x 在π,2π 上至少有两个不同零点，综上，ω的取值范围是32,+∞ .故选：A02面积与周长的最值与范围问题正弦定理和余弦定理是求解三角形周长或面积最值问题的杀手锏，要牢牢掌握并灵活运用．利用三角公式化简三角恒等式，并结合正弦定理和余弦定理实现边角互化，再结合角的范围、辅助角公式、基本不等式等求其最值．1(2024·青海·模拟预测)已知△ABC 的内角A ，B ，C 的对边分别为a ，b ，c ，且2a cos 2B +2b cos A cos B =c ．(1)求B ；(2)若b =4，△ABC 的面积为S ．周长为L ，求SL的最大值．【解析】(1)由正弦定理可得，2sin A cos 2B +2sin B cos A cos B =sin C ，所以2sin A cos 2B +2sin B cos A cos B =sin A cos B +cos A sin B ,所以sin A cos B (2cos B -1)+cos A sin B (2cos B -1)=0，即(2cos B -1)sin (A +B )=0，由0<A +B <π，可知sin (A +B )≠0，所以2cos B -1=0，即cos B =12，由0<B <π，知B =π3.(2)由余弦定理，得b 2=a 2+c 2-2ac cos B ，即16=a 2+c 2-ac ，所以16=a +c 2-3ac ，即ac =13a +c 2-16 ，因为S =12ac sin B =34ac ，L =a +b +c ，所以S L =3ac 4a +c +4=3a +c 2-1612a +c +4，所以S L=312a +c -4 ，又ac ≤a +c 24(当且仅当a =c 时取等号)，所以16=a +c 2-3ac ≥a +c24(当且仅当a =c =4时取等号)，所以a +c ≤8(当且仅当a =c =4时取等号)，所以S L=312a +c -4 ≤312×8-4 =33(当且仅当a =c =4时取等号)，即S L的最大值为33.2(2024·陕西汉中·二模)在△ABC 中，角A ，B ，C 所对的边分别为a ，b ，c ，请从下列条件中选择一个条件作答：(注：如果选择条件①和条件②分别作答，按第一个解答计分．)①记△ABC 的面积为S ，且3AB ⋅AC =2S ；②已知a sin B =b cos A -π6 ．(1)求角A 的大小；(2)若△ABC 为锐角三角形，且a =6，求△ABC 周长的取值范围．【解析】(1)选条件①，由3AB ⋅AC =2S ，得3bc cos A =2×12bc sin A ，整理得tan A =3，而0<A <π，所以A =π3.选条件②，由a sin B =b cos A -π6 及正弦定理，得sin A sin B =sin B cos A -π6，而sin B >0，则sin A =cos A -π6 =32cos A +12sin A ，整理得tan A =3，而0<A <π，所以A =π3.(2)由(1)知A =π3，由正弦定理得b sin B =c sin C =a sin A =6sin π3=22，因此b +c =22sin B +22sin C =22sin B +sin π3+B =2232sin B +32cos B=26sin B +π6由△ABC 为锐角三角形，得0<B <π20<2π3-B <π2 ，解得π6<B <π2，因此π3<B +π6<2π3，则32<sin B +π6≤1，于是32<b +c ≤26，32+6<a +b +c ≤36，所以△ABC 周长的取值范围是(32+6,36].3(2024·宁夏银川·二模)已知平面四边形ABCD 中，∠A +∠C =180°,BC =3.(1)若AB =6,AD =3,CD =4，求BD ；(2)若∠ABC =120°,△ABC 的面积为932，求四边形ABCD 周长的取值范围.【解析】(1)在△ABD 中，由余弦定理得cos ∠A =32+62-BD 22×3×6，在△BCD 中，由余弦定理得cos ∠C =32+42-BD 22×3×4，因为∠A +∠C =180°，所以cos ∠A +cos ∠C =0，即32+62-BD 22×3×6+32+42-BD 22×3×4=0，解得BD =33.(2)由已知S △ABC =12×3×AB ×32=932，得AB =6，在△ABC 中，∠ABC =120°，由余弦定理得AC 2=32+62-2×3×6×cos120°=63，则AC =37，设AD=x,CD=y,(x,>0,y>0)，在△ACD中，由余弦定理得372=x2+y2-2xy⋅cos60°=x+y2-3xy，则x+y2=63+3xy≤63+3×x+y22，得x+y24≤63，所以x+y≤67，当且仅当x=y=37时取等号，又x+y>AC=37，所以四边形ABCD周长的取值范围为37+9,67+9.4(2024·四川德阳·二模)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c，已知sin B=23cos2A+C 2.(1)求B；(2)若△ABC为锐角三角形，且c=1，求△ABC面积的取值范围.【解析】(1)因为△ABC中，sin B=23cos2A+C2，即2sinB2cos B2=23cos2π-B2=23sin2B2，而0<B<π,∴sin B2>0，故cos B2=3sin B2，故tan B2=33，又0<B<π,∴0<B2<π2，则B2=π6,∴B=π3；(2)由(1)以及题设可得S△ABC=12ac sin B=34a；由正弦定理得a=c sin Asin C=c sin2π3-Csin C=c sin2π3cos C-cos2π3sin Csin C=32cos C+12sin Csin C=32tan C+12，因为△ABC为锐角三角形，0<A<π2，0<C<π2，则0<2π3-C<π2,∴π6<C<π2，则tan C>33,∴0<1tan C<3，则12<32tan C+12<2，即12<a<2，则38<S△ABC<32，即△ABC面积的取值范围为38,32 .03长度的范围与最值问题对于利用正、余弦定理解三角形中的最值与范围问题，主要有两种解决方法：一是利用基本不等式，求得最大值或最小值；二是将所求式转化为只含有三角形某一个角的三角函数形式，结合角的范围，确定所求式的范围．1(2024·贵州遵义·一模)记△ABC的内角A，B，C的对边分别为a，b，c，已知3b-a sin C= 3a cos C．(1)求A；(2)若△ABC为锐角三角形，c=2，求b的取值范围．【解析】(1)在△ABC中，由3b-a sin C=3a cos C及正弦定理，得3sin B-sin A sin C=3sin A cos C，则3sin A cos C+sin A sin C=3sin(A+C)=3sin A cos C+3cos A sin C，即sin A sin C=3cos A sin C，而sin C>0，于是tan A=3，又0<A<π，所以A=π3.(2)由(1)知，A=π3，由正弦定理得b=c sin Bsin C=2sin2π3-Csin C=3cos C+sin Csin C=3tan C+1，由△ABC为锐角三角形，得0<C<π20<2π3-C<π2，解得π6<C<π2，则tan C>13，∴1tan C<3,则1<b<4，所以b的取值范围是1<b<4.2(2024·宁夏固原·一模)在锐角△ABC中，内角A,B,C的对边分别是a,b,c，且2sin B sin C+cos2C= 1+cos2A-cos2B．(1)求证：B+C=2A；(2)求c-ba的取值范围．【解析】(1)因为2sin B sin C+cos2C=1+cos2A-cos2B，所以2sin B sin C+1-2sin2C=1+1-2sin2A-1+2sin2B，则sin B sin C-sin2C=-sin2A+sin2B，由正弦定理可得bc-c2=-a2+b2，即bc=b2+c2-a2，所以cos A=b2+c2-a22bc=bc2bc=12，又A∈0,π2，故A=π3，由A+B+C=π，故B+C=π-A=2π3=2A；(2)由(1)得sin A=32,cos A=12，因为sin B=sin A+C=sin A cos C+cos A sin C=32cos C+12sin C，所以由正弦定理得c-ba=sin C-sin Bsin A=23sin C-32cos C-12sin C=2312sin C-32cos C=23sin C-π3，又锐角△ABC中，有0<C<π20<π-π3-B<π2，解得π6<C<π2，所以-π6<C-π3<π6，则-12<sin C-π3<12，所以-33<23sin C-π3<33，即-33<23sin C-π3<33，故c-ba的取值范围为-33,33.3(2024·河北衡水·一模)在△ABC中，内角A,B,C所对的边分别是a,b,c，三角形面积为S，若D为AC边上一点，满足AB⊥BD,BD=2，且a2=-233S+ab cos C.(1)求角B；(2)求2AD +1CD的取值范围.【解析】(1)∵a2=-233S+ab cos C，∴a2=-33ab sin C+ab cos C，即a=-33b sin C+b cos C，由正弦定理得，sin A=-33sin B sin C+sin B cos C，∴sin B+C=-33sin B sin C+sin B cos C，∴cos B sin C=-33sin B sin C，∵sin C≠0，∴tan B=-3，由0<B<π，得B=2π3.(2)由(1)知，B=2π3，因为AB⊥BD，所以∠ABD=π2，∠DBC=π6，在△BCD中，由正弦定理得DCsin∠DBC=BDsin C，即DC=2sinπ6sin C=1sin C，在Rt△ABD中，AD=BDsin A=2sin A，∴2 AD +1CD=22sin A+11sin C=sin A+sin C，∵∠ABC=2π3，∴A+C=π3,∴2 AD +1CD=sin A+sin C=sinπ3-C+sin C=sinπ3cos C-cosπ3sin C+sin C=sin C+π3，∵0<C<π3，∴C+π3∈π3,2π3，∴sin C+π3∈32,1，所以2AD+1CD的取值范围为32,1.4(2024·陕西安康·模拟预测)已知锐角△ABC中，角A，B，C所对的边分别为a，b，c，其中a=8，ac=1+sin2A-sin2Csin2B，且a≠c．(1)求证：B=2C；(2)已知点M在线段AC上，且∠ABM=∠CBM，求BM的取值范围．【解析】(1)因为ac=1+sin2A-sin2Csin2B，即a-cc=sin2A-sin2Csin2B，由正弦定理可得a-cc=a2-c2b2=a+ca-cb2，又a≠c，即a-c≠0，所以1c=a+cb2，整理得b2=c2+ac，由余弦定理得b2=a2+c2-2ac cos B，整理得c=a-2c cos B，由正弦定理得sin C=sin A-2sin C cos B，故sin C=sin B+C-2sin C cos B，即sin C=sin B cos C+sin C cos B-2sin C cos B，整理得sin C=sin B-C，又因为△ABC为锐角三角形，则C∈0,π2,B∈0,π2，可得B-C∈-π2,π2，所以C=B-C，即B=2C.(2)因为点M在线段AC上，且∠ABM=∠CBM，即BM平分∠ABC，又B=2C，所以∠C=∠CBM，则∠BMC=π-C-∠CBM=π-2C，在△MCB中，由正弦定理得BCsin∠BMC=BMsin C，所以BM=BC sin Csin∠BMC=8sin Csin2C=8sin C2sin C cos C=4cos C，因为△ABC为锐角三角形，且B=2C，所以0<C<π20<2C<π20<π-3C<π2，解得π6<C<π4.故22<cos C<32，所以833<BM<42.因此线段BM 长度的取值范围833,42.1在锐角△ABC 中，角A ，B ，C 的对边分别为a ，b ，c ，且a =3，A =60°，则b 的取值范围是()A.0,6B.0,23C.3,23D.3,6【答案】C【解析】由正弦定理得a sin A =b sin B ，即b =a sin B sin A =3sin B sin60°=23sin B ，又△ABC 为锐角三角形，C =180°-A -B =120°-B ，又0°<B ,C <90°，则0°<120°-B <90°，解得30°<B <90°，而当30°<x <90°时，y =sin x 单调递增，故sin B ∈12,1，所以b =23sin B ∈3,23 .故选：C2已知函数f (x )=sin (ωx +φ)(ω>0)，现有如下说法：①若φ=π3，函数f (x )在π6,π3 上有最小值，无最大值，且f π6 =f π3，则ω=5；②若直线x =π4为函数f (x )图象的一条对称轴，5π3,0 为函数f (x )图象的一个对称中心，且f (x )在π4,5π6 上单调递减，则ω的最大值为1817；③若f (x )=12在x ∈π4,3π4 上至少有2个解，至多有3个解，则ω∈4,163；则正确的个数为()A.0 B.1C.2D.3【答案】C【解析】对于①，因为x =π6+π32=π4时，f x 有最小值，所以sin ωπ4+π3=-1，所以ωπ4+π3=2kπ+3π2k∈Z，得到ω=8k+143k∈Z，因为f x 在区间π6,π3上有最小值，无最大值，所以π3-π4≤πω，即ω≤12，令k=0，得ω=143，故①错误；对于②，根据题意，有ωπ4+φ=2k1π+π2k1∈Z5ωπ3+φ=k2πk2∈ZT2=πω≥5π6-π4=7π12，得出ω=-12(2k1-k2)+617,k1,k2∈Z0<ω≤127，即ω=-12k+617,k∈Z0<ω≤127，得到ω=617或1817，故②正确；对于③，令ωx+φ=2kπ+π6k∈Z或ωx+φ=2kπ+5π6k∈Z，则x=-φ+2kπω+π6ωk∈Z或x=-φ+2kπω+5π6ωk∈Z，故需要上述相邻三个根的距离不超过π2，相邻四个根(距离较小的四个)的距离超过π2，即2πω≤π2,8π3ω>π2,，解得ω∈4,16 3，故③正确，故选：C．3设函数f x =sin2ωx-cos2ωx+23sinωx cosωxω>0，当x∈0,π2时，方程f x =2有且只有两个不相等的实数解，则ω的取值范围是()A.73,13 3B.73,133C.83,143D.83,143【答案】C【解析】由已知易知f x =3sin2ωx-cos2ωx=2sin2ωx-π6，当x∈0,π2时2ωx-π6∈-π6,πω-π6，所以要满足题意有5π2≤πω-π6<9π2⇒ω∈83,143.故选：C4将函数f x =sinωx-cosωx(ω>0)的图象向左平移π4个单位长度后，再把横坐标缩短为原来的一半，得到函数g x 的图象．若点π2,0是g x 图象的一个对称中心，则ω的最小值是()A.45B.12C.15D.56【答案】C【解析】由题意可得f x =222sinωx-22cosωx=2sinωx-π4，所以将f x 的图象向左平移π4个单位长度后，得到函数h x =2sin ωx +π4 -π4=2sin ωx +ωπ4-π4的图象，再把所得图象上点的横坐标缩短为原来的一半，得到函数g x =2sin 2ωx +ωπ4-π4的图象，因为点π2,0 是g x 图象的一个对称中心，所以πω+ωπ4-π4=k π,k ∈Z ，解得ω=45k +15,k ∈Z ，又ω>0，所以ω的最小值为15．故选：C5已知函数f (x )=sin ωx +π6 (ω>0)，若将f (x )的图象向左平移π3个单位后所得的函数图象与曲线y =f (x )关于x =π3对称，则ω的最小值为()A.23B.13C.1D.12【答案】A【解析】函数f (x )=sin ωx +π6 ，f (x )的图象向左平移π3个单位后所得函数g (x )=sin ωx +π3 +π6=sin ωx +πω3+π6，函数y =g (x )的图象与y =f (x )的图象关于直线x =π3对称，则f (x )=g 2π3-x ，于是sin ωx +π6=sin ω2π3-x +πω3+π6 对任意实数x 恒成立，即sin ωx +π6 =sin -ωx +πω+π6 =sin π-ωx -πω+5π6 =sin ωx -πω+5π6对任意实数x 恒成立，因此-πω+5π6=π6+2k π,k ∈Z ，解得ω=-2k +23,k ∈Z ，而ω>0，则k ∈Z ,k ≤0，所以当k =0时，ω取得最小值23.故选：A6(多选题)△ABC 中，内角A ，B ，C 的对边分别为a ，b ，c ，S 为△ABC 的面积，且a =2，AB ⋅AC=23S ，下列选项正确的是()A.A =π6B.若b =2，则△ABC 只有一解C.若△ABC 为锐角三角形，则b 取值范围是23,4D.若D 为BC 边上的中点，则AD 的最大值为2+3【答案】ABD【解析】对于A ，因为AB ⋅AC =23S ，所以bc cos A =23×12bc sin A ，则tan A =33，因为A ∈0,π ，所以A =π6，故A 正确；对于B ，因为b =2=a ，则B =A =π6，C =2π3，故△ABC 只有一解，故B 正确；对于C ，若△ABC 为锐角三角形，则B ∈0,π2 ，C ∈0,π2，则0<B <π20<π-π6-B <π2，则π3<B <π2，即sin B ∈32,1，由正弦定理可知：b =a sin Bsin A=4sin B ∈23,4 ，故C 错误；对于D ，若D 为BC 边上的中点，则AD =12AB +AC，所以AD 2=14AB 2+2AB ⋅AC +AC 2=14b 2+c 2+3bc由余弦定理知a 2=b 2+c 2-2bc cos A =b 2+c 2-3bc =4，得b 2+c 2=3bc +4，又b 2+c 2=3bc +4≥2bc ，所以bc ≤42-3=43+8，当且仅当b =c =2+6时取得等号，所以AD 2=14b 2+c 2+3bc =144+23bc ≤144+23×43+8 =7+43，即AD ≤7+43=2+3，故D 正确.故选：ABD .7已知函数f x =12+3sin ωx cos ωx -cos 2ωx ω>0 ，若f x 的图象在0,π 上有且仅有两条对称轴，则ω的取值范围是．【答案】56,43【解析】因为f x =12+3sin ωx cos ωx -cos 2ωx =32sin2ωx -12cos2ωx =sin 2ωx -π6，因为f x 的图象在0,π 上有且仅有两条对称轴，所以3π2≤2ωπ-π6<5π2，解得56≤ω<43，所以ω的取值范围是56,43 ．故答案为：56,43.8已知函数f x =sin ωx ω>0 ，若∃x 1,x 2∈π3,π，f x 1 =-1，f x 2 =1，则实数ω的取值范围是.【答案】ω=32或ω≥52【解析】设θ=ωx，x∈π3,π，则θ∈π3ω,πω，所以问题转化为y=sinθ在θ∈π3ω,πω上存在最大值和最小值，由正弦函数图象可得，π3ω≤kπ+π2kπ+π2+π≤πω，解得k+32≤ω≤3k+32，所以k≥0,k∈Z，当k=0时，32≤ω≤32，∴ω=32；当k=1时，52≤k≤92，当k=2时，72≤ω≤152，当k=3时，92≤ω≤212，当k=n，n∈N*时，n+32≤ω≤3n+32，当k=n+1时，n+52≤ω≤3n+92，而n+52-3n+32=-2n+1<0，即n+52<3n+32，所以k∈N*时，所有情况的ω范围的并集为ω≥52；综上，实数ω的取值范围是ω=32或ω≥52.故答案为：ω=32或ω≥52.9已知函数f x =sinωx+φω>0满足f x ≥fπ12，且f x 在区间-π3,π3上恰有两个最值，则实数ω的取值范围为．【答案】125,4【解析】因为f x ≥fπ12，所以fπ12 =sinπ12ω+φ=-1，所以π12ω+φ=2kπ+3π2，k∈Z，即φ=2kπ-π12ω+3π2，k∈Z，所以f x =sinωx+2kπ-π12ω+3π2 =-cosωx-π12．当-π3≤x≤π3时，-5πω12≤ωx-π12≤πω4ω>0．因为f x 在区间-π3,π3上恰有两个最值，且-5πω12>πω4 ，所以ω>0-2π<-5πω12≤-π0<πω4<π，解得125≤ω<4．故答案为：125,4．10已知函数f (x )=-sin ωx -π4 (ω>0)在区间π3,π 上单调递减，则ω的取值范围是.【答案】0,34【解析】当x ∈π3,π时， ωπ3-π4<ωx -π4<ωπ-π4，又y =-sin x 的单调递减区间为2k π-π2,2k π+π2(k ∈Z )，所以ωπ3-π4≥2k π-π2ωπ-π4≤2k π+π2(k ∈Z )，解得6k -34≤ω≤2k +34(k ∈Z )，且2k +34≥6k -34(k ∈Z )，解得k ≤38，又ω>0，所以k =0，所以ω的取值范围为0,34.故答案为：0,3411若函数f x =cos ωx -π6ω>0 在区间π3,2π3内单调递减，则ω的最大值为．【答案】74【解析】由题得：12T ≥2π3-π3⇒0<ω≤3，令t =ωx -π6⇒t ∈πω3-π6,2πω3-π6，则y =cos t 在t ∈πω3-π6,2πω3-π6单调递减，故πω3-π6≥2k π2πω3-π6≤2k π+π⇒6k +12≤ω≤3k +74，由0<ω≤3，故ω∈12,74，所以ω的最大值为74，故答案为：74.12已知函数f (x )=4sin ωx ,g (x )=4cos ωx -π3+b (ω>0)，且∀x 1,x 2∈R ,|f (x 1)-g (x 2)|≤8，将f (x )=4sin ωx 的图象向右平移π3ω个单位长度后，与函数g (x )的图象相邻的三个交点依次为A ，B ，C ，且BA ⋅BC<0，则ω的取值范围是．【答案】0,2π8【解析】依题意，函数f (x )的值域为[-4,4]，g (x )的值域为[b -4,b +4]，由∀x 1,x 2∈R ,f (x 1)-g (x 2) ≤8，得|(b -4)-4|≤8，且|(b +4)-(-4)|≤8，解得b =0，g (x )=4cos ωx -π3 =4sin ωx +π6 ，将f (x )=4sin ωx 的图象向右平移π3ω个单位长度后，得h (x )=4sin ωx -π3ω =4sin ωx -π3，在同一坐标系内作出函数y =g (x ),y =h (x )的图象，观察图象知，|AC |=2πω，取AC 中点D ，连接BD ，由对称性知|AB |=|BC |，BD ⊥AC ，由BA ⋅BC <0，得∠ABC >π2，即∠ABD >π4，|AD |>|BD |，由h (x )=g (x )，得sin ωx -π3 =sin ωx +π6 ，则ωx -π3+ωx+π6=π+2k π,k ∈Z ，解得ωx =712π+k π,k ∈Z ，于是y =4sin 712π+k π-π3=±22，则|BD |=42，因此πω>42，解得0<ω<2π8，所以ω的取值范围是0,2π8.故答案为：0,2π813在△ABC 中，角A ，B ，C 的对边分别为a ，b ，c ，∠ABC =2π3，∠ABC 的平分线交AC 于点D ，且BD =2，则a +4c 的最小值为．【答案】18【解析】如图所示，则△ABC 的面积为12ac sin 2π3=12a ⋅2sin π3+12c ⋅2sin π3，则ac =2a +2c ，所以1a +1c =12，显然a ,c >0，故a +4c =(a +4c )1a +1c ×2=2×5+4c a +a c ≥25+24c a ⋅a c=18，当且仅当4ca =a c 1a +1c =12，即a =6c =3时取等号.所以a +4c 的最小值为18.故答案为：18.14在锐角△ABC 中，角A 、B 、C 所对边的边长分别为a 、b 、c ，且2b sin A -3a =0.(1)求角B；(2)求sin A+sin C的取值范围.【解析】(1)∵2b sin A-3a=0，∴2sin A sin B-3sin A=0，又∵A∈0,π2,∴sin A≠0，∴sin B=32,B∈0,π2，∴B=π3.(2)由(1)可知，B=π3，且△ABC为锐角三角形，所以0<A<π20<C=2π3-A<π2，∴A∈π6,π2，则sin A+sin C=sin A+sin2π3-A=32sin A+32cos A=3sin A+π6，因为π3<A+π6<2π3，∴sin A+sin C∈32,3.15在锐角△ABC中，角A,B,C的对边分别为a,b,c，且2b sin A-3a=0．(1)求角B的大小；(2)求cos A+cos C的取值范围．【解析】(1)因为2b sin A-3a=0，由正弦定理边化角得：2sin B sin A-3sin A=0，所以2sin B-3sin A=0，由于在△ABC中，sin A≠0，所以2sin B-3=0，即sin B=32，又0<B<π2，所以B=π3.(2)由(1)可知B=π3，所以A+C=2π3，所以cos A+cos C=cos A+cos2π3-A=cos A+cos2π3cos A+sin2π3sin A=cos A-12cos A+32sin A=12cos A+32sin A=sin A+π6由于在锐角△ABC中，0<2π3-A<π2 0<A<π2，所以π6<A<π2，所以π3<A+π6<2π3，所以sinπ3<sin A+π6≤sinπ2，所以32<sin A+π6≤1，所以cos A+cos C的取值范围为32,1.16已知锐角△ABC的三内角A，B，C的对边分别是a，b，c，且b2+c2-(b⋅cos C+c⋅cos B)2=bc，(1)求角A的大小；(2)如果该三角形外接圆的半径为3，求bc的取值范围．【解析】(1)∵b2+c2-b cos C+c cos B2=bc，由余弦定理可得b2+c2-b⋅a2+b2-c22ab+c⋅a2+c2-b22ac2=bc，化简整理得b2+c2-a2=bc，又b2+c2-a2=2bc cos A，∴cos A=12，又0<A<π2，所以A=π3.(2)因为三角形外接圆半径为R=3，所以b=23sin B，c=23sin C，∴bc=12sin B sin C，由(1)得B+C=2π3，所以bc=12sin B sin C=12sin B sin2π3-B=12sin B32cos B+12sin B=63sin B cos B+6sin2B=33sin2B+31-cos2B=632sin2B-12cos2B+3 =6sin2B-π6+3，因为△ABC是锐角三角形，且B+C=2π3，所以π6<B<π2，∴π6<2B-π6<5π6，∴12<sin2B-π6≤1，∴6<6sin2B-π6+3≤9，即6<bc≤9.所以bc的取值范围为6,9.17在△ABC中，角A、B、C的对边分别为a、b、c，cos2B-sin2B=-1 2．(1)求角B，并计算sin B+π6的值；(2)若b=3，且△ABC是锐角三角形，求a+2c的最大值．【解析】(1)由cos2B+sin2B=1cos2B-sin2B=-12，得cos2B=14，则cos B=±12，又0<B<π，所以B=π3或2π3.当B=π3时，sin B+π6=sinπ2=1；当B=2π3时，sin B+π6=sin5π6=12.(2)若△ABC为锐角三角形，则B=π3，有0<C<π20<A=2π3-C<π2，解得π6<C<π2.由正弦定理，得asin A=csin C=bsin B=332=2，则a=2sin A,c=2sin C，所以a+2c=2sin A+4sin C=2sin2π3-C+4sin C=232cos C+12sin C+4sin C=5sin C+3cos C=27sin(C+φ)，其中tanφ=35，又tanφ=35<33=tanπ6，所以0<φ<π6，则π3<C+φ<2π3，故当C+φ=π2时，sin(C+φ)取到最大值1，所以a+2c的最大值为27.18在△ABC中，D为BC边上一点，DC=CA=1，且△ACD面积是△ABD面积的2倍．(1)若AB=2AD，求AB的长；(2)求sin∠ADBsin B的取值范围．【解析】(1)设BC边上的高为AE，垂足为E，因为△ACD面积是△ABD面积的2倍，所以有S△ACDS△ABD=12CD⋅AE12BD⋅AE=2⇒BD=12⇒BC=32，设AB=2AD=x⇒AD=22x，由余弦定理可知：cos C=AC2+BC2-AB22AC⋅BC =AC2+DC2-AD22AC⋅DC⇒1+94-x22×1×32=1+1-12x22×1×1，解得x=1或x=-1舍去，即AB=1；(2)由(1)可知BD=12,BC=32，设∠ADC=θ，由DC=CA⇒∠DAC=∠ADC=θ⇒C=π-2θ且θ∈0,π2，由余弦定理可得：AD=12+12-2×1×1⋅cosπ-2θ=2+2cos2θ=2+22cos2θ-1=2cosθ，AB=12+32 2-2×1×32⋅cosπ-2θ=134+3cos2θ=134+32cos2θ-1=6cos2θ+1 4，在△ABD中，因为θ∈0,π2，所以由正弦定理可知：ABsin∠ADB =ADsin B⇒sin∠ADBsin B=ABAD=6cos2θ+142cosθ=14×24cos2θ+1cos2θ=14×24+1cos2θ，因为θ∈0,π2，所以cos θ∈0,1 ⇒cos 2θ∈0,1 ⇒1cos 2θ>1⇒24+1cos 2θ>25⇒24+1cos 2θ>5，于是有sin ∠ADB sin B >54，因此sin ∠ADB sin B 的取值范围为54,+∞ ..19记锐角△ABC 的内角A ，B ，C 的对边分别为a ，b ，c ，已知2sin B sin C +cos2C =1+cos2A -cos2B .(1)证明：B +C =2A ；(2)求c b的取值范围.【解析】(1)证明：由2sin B sin C +cos2C =1+cos2A -cos2B ，得2sin B sin C +1-2sin 2C =1+1-2sin 2A -1+2sin 2B ，即sin B sin C -sin 2C =-sin 2A +sin 2B ，由正弦定理可得bc -c 2=-a 2+b 2，即a 2=b 2+c 2-bc ，由余弦定理可得a 2=b 2+c 2-2bc cos A ，故cos A =12，又A ∈0,π2 ，故A =π3，由A +B +C =π，故B +C =π-A =2π3=2A ；(2)由正弦定理可得：c b=sin C sin B =sin π-A -B sin B =sin π3+B sin B =12sin B +32cos B sin B =12+32tan B ，又锐角△ABC 中，有0<B <π2，0<π-π3-B <π2，解得π6<B <π2，即tan B ∈33,+∞，即1tan B ∈0,3 ，故c b=12+32tan B ∈12,2 .20记△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ，若a +b +c a +b -c =3，且△ABC 的面积为334.(1)求角C ；(2)若AD =2DB ，求CD 的最小值.【解析】(1)∵a +b +c a +b -c =3，∴3=(a +b )2-c 2=a 2+b 2-c 2+2ab 结合余弦定理得3=2ab cos C +2ab =2ab 1+cos C ，∴ab =321+cos C ，∵S △ABC =12ab sin C =334，∴sin C 1+cos C =3，即2sin C 2cos C 2cos 2C 2=tan C 2=3，又∵C 2∈0,π2 ，∴C 2=π3，故C =2π3；(2)由(1)知：C =2π3,ab =321+cos C=3，∵AD =2DB ，∴CD =13CA +23CB ，∴CD 2=13CA +23CB 2=19b 2+49a 2+49ab cos C =19b 2+49a 2-23，又19b 2+49a 2-23≥219b 2⋅49a 2-23=2×23-23=23，当且仅当b =2a =6时，CD 长取最小值，此时CD =23=63，∴CD 长的最小值为63.21已知函数f x =12-sin 2ωx +32sin2ωx ω>0 的最小正周期为4π.(1)求f x 在0,π 上的单调递增区间；(2)在锐角三角形ABC 中，内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且2a -c cos B =b ⋅cos C ,求f A 的取值范围.【解析】(1)f x =12-sin 2ωx +32sin2ωx =12-1-cos2ωx 2+32sin2ωx =32sin2ωx +12cos2ωx =sin 2ωx +π6.因为T =2π2ω=4π,所以ω=14,故f x =sin 12x +π6.由-π2+2k π≤12x +π6≤π2+2k π,k ∈Z ,解得4k π-4π3≤x ≤4k π+2π3,k ∈Z ,当k =0时,-4π3≤x ≤2π3,又x ∈0,π ,所以f x 在0,π 上的单调递增区间为0,2π3.(2)由2a -c cos B =b ⋅cos C ,得(2sin A -sin C )cos B =sin B cos C ,所以2sin A cos B =sin B cos C +cos B sin C =sin B +C =sin A .因为sin A ≠0,所以cos B =12,又B ∈0,π ,所以B =π3,又三角形为锐角三角形，则0<A <π20<2π3-A <π2，则π6<A <π2，所以π4<A 2+π6<5π12，又f A =sin A 2+π6，sin 5π12=sin π4+π6 =sin π4cos π6+cos π4sin π6=2+64，则22<sin A 2+π6 <2+64，所以f A 的取值范围为22,2+64.22已知在△ABC 中，1-cos A 2-sin A =0，(1)求A ；(2)若点D 是边BC 上一点，BD =2DC ，△ABC 的面积为3，求AD 的最小值.【解析】(1)因为1-cos A 2-sin A =0，所以sin 2A 2=sin A ， 因为0<A 2<π2，sin A 2>0，则sin A 2=2sin A 2cos A 2，故cos A 2=12， 所以A 2=π3，A =2π3，(2)因为BD =2DC ，则BD =2DC ，所以AD -AB =2AC -AD ，故AD =13AB +23AC ， 因为△ABC 的面积为3，所以12bc sin A =3，所以bc =4|AD |2=13AB +23AC 2=19c 2+49b 2+49AB ⋅AC =19c 2+49b 2-29bc ≥49bc -29bc =89上式当且仅当c =2b ，即c =22，b =2时取得“=”号，所以AD 的最小值是223.23在△ABC 中，角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ，且满足2sin A +C cos A -sin C cos A =sin A cos C ．(1)求角A ；(2)若点D 在线段BC 上，且满足BD =3DC ,AD =3，求△ABC 面积的最大值．【解析】(1)由题意得2sin B cos A -sin C cos A =sin A cos C ，即2sin B cos A =sin A cos C +sin C cos A =sin B ，∵sin B ≠0，∴2cos A =1，∴cos A =12，又0<A <π,∴A =π3；(2)解法一：令DC =t ，则BD =3t ，∵cos ∠ADC =-cos ∠ADB ，∴AD 2+DC 2-AC 22AD ⋅DC =-AD 2+BD 2-AB 22AD ⋅BD ，即9+t 2-b 26t =-9+9t 2-c 218t ，∴12t 2=-36+3b 2+c 2①，又∵cos ∠BAC =12=b 2+c 2-16t 22bc ，∴16t 2=b 2+c 2-bc ②，∵联立①②，得144-3bc =9b 2+c 2≥6bc (当且仅当c =3b 时取等号)，即bc ≤16，∴S △ABC =12bc sin ∠BAC =34bc ≤43，∴△ABC 面积的最大值为43.解法二：依题意AD =14AB+34AC，∴AD 2=14AB+34AC 2=116AB 2+9AC 2+6AB ⋅AC，即9=116AB 2+9AC 2+6AB AC cos π3=116AB 2+9AC 2+3AB AC，∵AB 2+9AC 2≥6AB AC (当且仅当AB =3AC 时取等号)，∴AB AC ≤16，∴S △ABC =12AB ACsin ∠BAC ≤34×16=43，∴△ABC 面积的最大值为43．24已知△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ，向量m =a +b ,c ,n =sin A -sin C ,sin A -sin B ，且m ⎳n ．(1)求B ；(2)求b 2a 2+c 2的最小值．【解析】(1)因为m ⎳n ，所以a +b sin A -sin B =c sin A -sin C ，由正弦定理可得a +b a -b =c a -c 即a 2-b 2=ac -c 2，故a 2+c 2-b 2=ac ，所以cos B =a 2+c 2-b 22ac =12，而B 为三角形内角，故B =π3.(2)结合(1)可得：b2a2+c2=a2+c2-aca2+c2=1-aca2+c2,1-aca2+c2≥1-ac2ac=1-12=12，当且仅当a=c时等号成立，故b2a2+c2的最小值为12.25已知△ABC为钝角三角形，它的三个内角A、B、C所对的边分别为a、b、c，且sin2C=sin2B+sinπ3+Bcosπ6+B，a<c，b<c．(1)求tan(A+B)的值；(2)若△ABC的面积为123，求c的最小值．【解析】(1)因为sin2C=sin2B+sinπ3+Bcosπ6+B=sin2B+12sinπ2+2B+sinπ6=sin2B+12cos2B+12=sin2B+121-2sin2B+14=34，因为sin C>0，所以sin C=3 2，由△ABC为钝角三角形且a<c，b<c知，C为钝角，所以cos C=-12，即tan C=-3，所以tan(A+B)=tanπ-C=-tan C=3.(2)因为S△ABC=12ab sin C=34ab=123，所以ab=48，由余弦定理，c2=a2+b2-2ab cos C=a2+b2+ab≥3ab=144，当且仅当a=b=43时，等号成立，此时c2的最小值为144，所以c的最小值为12.。
《单调性、最大值与最小值》三角函数PPT
课前篇
自主预习
一
二
三
2.填空
(1)
曲 线
正弦曲线
对称轴方程
x=kπ+ 2 ( ∈ )
余弦曲线
x=kπ(k∈Z)
对称中心坐标
(kπ,0)(k∈Z)
π
π + 2 ,0 (k∈Z)
(2)正弦曲线(余弦曲线)的对称轴都经过正弦曲线(余弦曲线)的
最高点或最低点,即函数y=sin x(y=cos x)的最值点;正弦曲线(余弦
三角函数
第2课时 单调性、最大值与最小值
- .
-1-
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课标阐释
1.理解正弦函数与余弦函数的
单调性,会求函数的单调区间.
2.能够利用三角函数单调性比
较三角函数值的大小.
3.能够结合三角函数的单调性
求函数的最值和值域.
思维脉络
课前篇
自主预习
一
二
三
一、正弦函数与余弦函数的单调性
1.观察正弦曲线,正弦函数在哪些区间上是增函数?在哪些区间上
法整体代换,将ωx+φ看作一个整体,可令“z=ωx+φ”,即通过求y=Asin
z的单调区间求出原函数的单调区间.若ω<0,则可利用诱导公式将x
的系数转变为正数.
课堂篇
探究学习
探究一
探究二
探究三
探究四
变式训练 1 求函数 y=2cos
π
π
-
4
思维辨析
随堂演练
的单调递增区间.
π
解:y=2cos 4 - =2cos - 4 .
π
3π
x=2kπ+2(k∈Z)时取最大值 1,当且仅当 x=2kπ+ 2 (k∈Z)时取最小值
三角函数的最值问题
三角函数的最值问题河南省漯河实验高中张银焕高中数学中，函数的最值是比较重要的内容之一，并且一直是各类考试的热点问题。
同样，三角函数的最大值，最小值也是非常重要的。
从近几年的高考试卷中可以看到，三角函数的最值问题是高考中一个重要内容。
在学习和教学中发现三角函数最值问题不仅仅是一个热点问题，也是一个难点问题。
一、三角函数最值问题的常见类型1.1y=acosx+bsinx 型.通常是化为y=22b a +sin(x+a),其中（tanΦ=a b ）.这种类型可借助三角函数的值域来求最值.例1当-2π≤x≤2π时，函数f(x)=sinx+3cosx 的最值是什么？分析f(x)=2(12cosx)=2sin(x+3π).由-2π≤x≤2π，可得–6π≤x+3π≤56π,所以–12≤sin(x+3π)≤1.所以-1≤f(x)≤2.所以f(x)的最大值是2、最小值是-1.1.2y=sin sin c x d a x b++型.通常是先解出sinx=d by ay c −−后，再解出不等式|d by ay c−−|≤1得出y 的范围.例2求y=2sin 1sin 2x x −+的最值.分析由y=2sin 1sin 2x x −+，解得sinx=212y y −−−.再有|212y y −−−|≤1，解得-3≤y≤13.所以y 的最大值是13、最小值是-3.1.3y=cos sin c x d a x b++型.通常是将原式化为aysinx-ccosx=d-by,即22)(cay +sin(x-Φ)=d-by.得sin(x-Φ)≤|1|≤1，得出y 的范围.例3求函数y=12sin cos x x ++的最大值.分析由y=12sin cos x x ++，知y≠0.于是原式可以化为ysinx+ycosx=1-2y，即2ysin(x+4π)=1-2y.∵y≠0,∴sin(x+4π)=.解得≤y≤1+.所以y 的最大值是.1.4y=asin 2x+bsinx+c(或y=acos 2x+bcosx+c)型.通常用配方法求最值，但是应该注意条件-1≤sinx1≤以及对称轴与区间[-1，1]的位置关系.例4求函数y=cos 2x-2asinx-a.(a 为定值)的最大值M.分析y=cos 2x-2asinx-a=1-sin 2x-2asinx-a=-(sinx+a)2+a 2-a+1.(1)若a>1,则sinx=-1时，M=-(-1+a)2+a 2-a+1=a.(2)若a<-1,则sinx=1时，M=-(1+a)2+a 2-a+1=-3a.(3)若-1≤a≤1,则sinx=a 时，M=a 2-a+1.1.5y=asin 2x+bsinxcosx+ccos 2x 型.通常是运用降幂公式、倍角公式整理后化为y=acosx+bsinx 型.例5若0≤θ≤π，且f(θ)=53cos 2θ+3sin 2θ-4sinθcosθ,求f(θ)的最大值和最小值.分析利用降幂公式可得：f(θ)=−−++22cos 1322cos 135θθ)23sin(4332sin 2θπθ−+=.由0≤θ≤π，可得-53π＜3π-2θ≤3π.所以-1≤sin(3π-2θ)≤1.所以f(θ)的最大值是33+4、最小值是33-4.1.6y=sinxcos 2x 型.通常是用均值不等式求解.例6已知sin 2α+sin 2β+sin 2γ=1(α、β、γ为锐角)，那么cosαcosβcosγ最大值是什么？分析由sin 2α+sin 2β+sin 2γ=1，得sin 2α+sin 2β=cos 2γ.那么cos 2αcos 2βcos 2γ=cos 2αcos 2β(sin 2α+sin 2β)≤（3sin sin cos cos 2222βαβα+++）3=827.所以.1.7f(sinx±cosx、sinxcosx)型.通常是用和差换元的方法化为二次函数问题.例7求函数y=sinxcosx+sinx+cosx 的最大值.分析设sinx+cosx=t(|t|≤2)，则sinxcosx=212t −.这样y=212t −+t=12(t+1)2-1(-2≤t≤2).所以t=2时y 的最大值是12（2+1）2-1=2+12.二、三角函数最值问题的常见错误.最值问题是中学数学中很常见，很重要的体型，也是高考的热点，此类问题在代数、三角、立体几何和解析几何中屡屡出现，它的解法灵活多变，在学习中发现大家在解题时常常出现错误，而且有的还相当隐蔽，现列举解三角函数最值时常见错误加以分析仅供参考。
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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、化成的形式
【例1】在直角三角形中，两锐角为A和B，求的最大值。
【解析】
由，得，则当时，有最大值。
【例2】求函数在上的最大值和最小值。
【解析】
由，得，
得，
则当x=0时，；当时，
【点评】这类题目解决的思路是把问题化归为的形式，一般而言，，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，画出在上的图象（如图1），
图1
不难看出，即。
应注意此题容易把两个边界的函数值和误认为是最大值和最小值。
二、形如的形式
【例3】求函数的最大值和最小值。
【解析】由已知得，
即，
所以
因，
即解得，
故
【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。
三、形如的形式
【例4】求函数的最大值和最小值。
【解析】
由，得，，
，即
【点评】此题是利用了分离分母的方法求解的。
若用例3的解法同样可求，有兴趣的同学不妨试一下，并作解法对比。
四、形如的形式
【例5】求的最小值。
【解析】设，则。
从图2中可以看到在区间上是减函数（也可以利用函数的单调性定义来证明这一结论）。
当时，
【点评】若由，可得最小值是错误的。
这是因为当等号成立时，，
即是不可能的。
若把此题改为就可以用不等式法求解了，同学们不妨琢磨一下。
五、利用与之间的关系
【例6】求函数的最大值和最小值。
【解析】设，
则，且。
由于，
故当t=1时，；当时，。
【点评】这三者之间有着相互制约，不可分割的密切联系。
是纽带，三者之间知其一，可求其二。
令换元后依题意可灵活使用配方法、重要不等式、函数的单调性等方法来求函数的最值。
应该注意的是求三角函数的最值方法有多种，像配方法、不等式法等，这里不再赘述，有兴趣的同学不妨自己探讨一下。
【练一练】
1. 求函数的最大值和最小值。
2. 求函数的最大值和最小值。
3. 已知，求函数的最大值和最小值。
【答案】
1.
（提示：由）
2.
（提示：由）
3. ，
（提示：令，则。
，
解得。
于是，容易求解）。