专题11++三角函数的图像与性质中的易错点-名师揭秘2019年高考数学（理）命题热点全覆盖（教师版）

专题11++三角函数的图像与性质中的易错点-名师揭秘2019年高考数学（理）命题热点全覆盖（教师版）

专题11 三角函数的图像与性质中的易错点 一．学习目标 ‎1．理解三角函数的定义域、值域和最值、奇偶性、单调性与周期性、对称性．‎ ‎2．会判断简单三角函数的奇偶性，会求简单三角函数的定义域、值域、最值、单调区间及周期．‎ ‎3．理解三角函数的对称性，并能应用它们解决一些问题．‎ 二．方法总结 ‎1.三角函数奇偶性的判断与其他函数奇偶性的判断步骤一致：‎ ‎(1)首先看定义域是否关于原点对称；‎ ‎(2)在满足(1)后，再看f(－x)与f(x)的关系.‎ 另外三角函数中的奇函数一般可化为y＝Asin ωx或y＝Atan ωx，偶函数一般可化为y＝Acos ωx＋b的形式.‎ ‎2.三角函数的单调性 ‎(1)函数y＝Asin(ωx＋φ)(A＞0，ω＞0)的单调区间的确定，其基本思想是把ωx＋φ看作一个整体，比如：由2kπ－≤ωx＋φ≤2kπ＋(k∈Z)解出x的范围，所得区间即为增区间.‎ 若函数y＝Asin(ωx＋φ)中A＞0，ω＜0，可用诱导公式将函数变为y＝－Asin(－ωx－φ)，则y＝Asin(－ωx－φ)的增区间为原函数的减区间，减区间为原函数的增区间.‎ 对函数y＝Acos(ωx＋φ)，y＝Atan(ωx＋φ)等单调性的讨论同上.‎ ‎(2)三角函数单调性的应用主要有比较三角函数值的大小，而比较三角函数值大小的一般步骤：①先判断正负；②利用奇偶性或周期性转化为属于同一单调区间上的两个同名函数；③再利用单调性比较.‎ ‎3.求三角函数的最值常见类型： ‎ ‎(1)y＝Asin(ωx＋φ)＋B或y＝Atan(ωx＋φ)＋B，‎ ‎(2)y＝A(sin x－a)2＋B，‎ ‎(3)y＝a(sin x±cos x)＋bsin xcos x(其中A，B，a，b∈R，A≠0，a≠0).‎ 三．函数图象与性质需要掌握的题型 ‎（一）三角函数图象平移 ‎（二）三角函数的零点 ‎（三）函数的单调性 ‎（四）函数的解析式 ‎（五）三角函数图象综合 ‎（六）三角函数的奇偶性 ‎（七）三角函数的对称性 ‎（八）三角函数的最值 ‎（九）三角函数与数列的综合 ‎（十）三角函数的周期性 四．典例分析 ‎（一）三角函数图象平移 例1．为了得到函数的图象，只需将函数图象上所有的点（ ）‎ A．向左平行移动个单位长度 B．向右平行移动个单位长度 C．向左平行移动个单位长度 D．向右平行移动个单位长度 ‎【答案】B ‎【分析】根据诱导公式将函数变为正弦函数，再减去得到.‎ ‎【点睛】本题考查的是三角函数的平移问题，首先保证三角函数同名，不是同名通过诱导公式化为同名，在平移中符合左加右减的原则，在写解析式时保证要将x的系数提出来，针对x本身进行加减和伸缩.‎ 练习1．为了得到的图像，只需把函数的图像（ ）‎ A．向左平移个单位长度 B．向右平移个单位长度 C．向左平移个单位长度 D．向右平移个单位长度 ‎【答案】D ‎【解析】逆用两角和的余弦公式，得=，再分析两个函数图象的变换.‎ ‎【详解】‎ 因为，要得到函数，只需将的图象向右平移个单位长度即可．故选D.‎ ‎【点睛】本题考查了三角函数的图象与变换，考查了两角和的余弦公式的应用；解决三角函数图象的变换问题，首先要把变换前后的两个函数化为同名函数.‎ ‎（二）三角函数的零点 例2．函数的零点个数为 A．1 B．2 C．3 D．4‎ ‎【答案】B ‎【解析】利用两角和与差的三角函数化简函数的解析式，通过函数为0，转化为两个函数的图象交点个数问题.‎ ‎【详解】由已知 ‎，‎ 令，即，‎ 在同一坐标系中画出函数和的图象，‎ 如图所示，两个函数图象有两个不同的交点，所以函数的零点个数为2个，故选B.‎ ‎ ‎ ‎【点睛】本题主要考查了函数与方程的综合应用，其中根据三角函数的恒等变换，把函数的零点问题转化为两个函数的图象的交点问题，在同一坐标系中作出两个函数的图象是解答的关键，着重考查了转化思想和数形结合思想的应用.‎ 练习1．设函数为定义域为的奇函数，且，当时，，则函数在区间上的所有零点的和为 A．10 B．8 C．16 D．20‎ ‎【答案】B ‎【解析】根据函数是定义在R上的奇函数得函数图像关于原点对称，又由可得函数 图像关于直线对称，故而得出函数是以4为周期的周期函数，然后利用数形结合便可得解。‎ ‎【详解】因为函数为定义域为的奇函数，‎ 所以，‎ 又因为，‎ 所以，可得，‎ 即函数是周期为4的周期函数，且 图像关于直线对称。‎ 故在区间上的零点，即方程的根，‎ 分别画出与的函数图像，‎ 因为两个函数图像都关于直线对称，因此方程的零点关于直线对称，‎ 由图像可知交点个数为8个，分别设交点的横坐标从左至右依次为，‎ 则，‎ 所以所有零点和为8,故选B。‎ 练习2．设，则函数 A．有极值 B．有零点 C．是奇函数 D．是增函数 ‎【答案】D f（x）无极值和无零点，且不为奇函数.‎ 故答案为：D 练习3．已知，若函数在上有两个不同零点，则_______．‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】通过两角和的正弦公式得到函数的解析式，再通过换元结合正弦函数的图像得到两根之和，进而得到结果.‎ ‎【详解】‎ 已知=，令，‎ 函数在上有两个不同零点,‎ 即函数和y=m两个图像有两个不同的交点，‎ 做出函数y=sint，和y=m的图像,‎ 通过观察得到 ‎ 进而得到= ‎ 故答案为：.‎ ‎【点睛】本题考查函数方程的转化思想，函数零点问题的解法，考查三角函数的恒等变换，同角基本关系式的运用，属于中档题．对于函数的零点问题通常转化为两个函数图像的交点问题或者方程的解的问题.‎ ‎（三）函数的单调性 例3．若函数y=f（x）对任意x∈（-，）满足f'（x）cosx-f（x）sinx>0，则下列不等式成立的是（ ）‎ A．f（-）f（-）‎ C．f（-）>f（-） D．f（-）0，排除选项A.故选D.‎ 练习1．函数的图像大致是（ ）‎ A． B．‎ C． D．‎ ‎【答案】A 点睛：识图常用的方法 ‎(1)定性分析法：通过对问题进行定性的分析，从而得出图象的上升(或下降)的趋势，利用这一特征分析解决问题；‎ ‎(2)定量计算法：通过定量的计算来分析解决问题；‎ ‎(3)函数模型法：由所提供的图象特征，联想相关函数模型，利用这一函数模型来分析解决问题．‎ 练习2．函数在上的图像大致为（ ）‎ ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：因为函数的定义域为，关于原点对称，且，所以函数的图像关于原点对称，排除A、B选项，在同一直角坐标系中，作出函数， 在的图像，由图可知故在时，靠近轴的部分满足，比较选项C、D可得答案C正确. ‎ ‎（六）三角函数的奇偶性 例6．已知函数f(x)＝sin(2x＋α)在x＝时有极大值，且f(x－β)为奇函数，则α，β的一组可能值依次为(　　)‎ A． B． C． D．‎ ‎【答案】D ‎【解析】依题意得2×＋α＝2k1π＋，即α＝2k1π＋，k1∈Z，A，B均不正确．由f(x－β)是奇函数得f(－x－β)＝－f(x－β)，即f(－x－β)＋f(x－β)＝0，函数f(x)的图象关于点(－β，0)对称，f(－β)＝0，sin(－2β＋α)＝0，sin(2β－α)＝0,2β－α＝k2π，k2∈Z，结合选项C，D取α＝得β＝＋，k2∈Z，故选D.‎ 练习1．设函数的最小正周期为，且 ‎，则（ ）‎ A．在单调递减 B．在单调递减 C．在单调递增 D．在单调递增 ‎【答案】A ‎【解析】试题分析：由得，，又，则，即．当时， ， 递减，故选A．‎ ‎（七）三角函数的对称性 例7．函数f(x)＝2cos(ωx＋φ)(ω≠0)对任意x都有，则等于(　　)‎ A．2或0 B．－2或2 C．0 D．－2或0‎ ‎【答案】B ‎【解析】由f＝f得x＝是函数f(x)的一条对称轴，所以f＝±2，故选B.‎ 练习1．已知函数对任意都有则等于（ ）‎ A． B． C．或 D．‎ ‎【答案】C ‎【解析】因为函数对任意都有 所以关于直线对称.‎ 则为的最大值或最小值，即或.‎ 故选C.‎ ‎（八）三角函数的最值 例8．已知函数f(x)＝Asin(ωx＋φ)(A，ω，φ均为正的常数)的最小正周期为π，当时，函数f(x)取得最小值，则下列结论正确的是(　　)‎ A．f(2)＜f(－2)＜f(0) B．f(0)＜f(2)＜f(－2)‎ C．f(－2)＜f(0)＜f(2) D．f(2)＜f(0)＜f(－2)‎ ‎【答案】A ‎【解析】因为函数的最小正周期为，所以，又当时，函数取得最小值，则是经过函数最小值的一条对称轴，是经过函数最大值的一条对称轴，因为，所以 ‎，且，所以，即；故选A.‎ 点睛：本题考查三角函数的性质；比较三角函数值的大小时，往往将角转化到同一个单调区间上，而本题中将难以转化到同一个单调区间上，而是利用对称性和开口方向进行比较.‎ 练习1．已知函数在区间上是增函数，且在区间上恰好取得一次最大值，则的取值范围是（ ）‎ A． B． C． D．‎ ‎【答案】D ‎【解析】，又函数在区间上是增函数，且在区间上恰好取得一次最大值， ‎ ‎∴，解得： ‎ 故选：D 练习2．已知函数，若存在实数，使得对任意的实数，都有 ‎≤≤恒成立，则的最小值为（ ）‎ A． B． C． D．‎ ‎【答案】B ‎【解析】，所以周期，存在实数，使得对任意的实数，都有≤≤恒成立，则,解得： ，故选B.‎ ‎（九）三角函数与数列的综合 例9．若，则中值为的有（ ）个 A．200 B．201 C．402 D．403‎ ‎【答案】C 练习1．函数，若对任意，存在，使得成立，则实数的取值范围是（ ）‎ A． B． C． D．‎ ‎【答案】D ‎【解析】∵当时,，∴f(x)∈[1,2]，‎ 对于(m>0)，‎ 当时, , ‎ ‎∵对任意，存在,使得成立，‎ ‎∴解得实数m的取值范围是.‎ 故选：D.‎ 点睛：函数中的方程有解问题：‎ ‎（1）若为一元方程，通常有两个方法：要么画函数的图象，研究图象与轴的交点即可；要么将方程整理成两个函数相等，画两个函数的图象求解即可；‎ ‎（2）若为二元方程，通常是转成研究方程左右两边的函数的值域的包含关系即可.‎ 练习2．函数（）的图象与轴正半轴交点的横坐标构成一个公差为的等差数列，若要得到函数的图象，只要将的图象（ ）个单位 A．向左平移 B．向右平移 C．向左平移 D．向右平移 ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：正弦函数图象与轴相邻交点横坐标相差为半个周期，即，又因为，所以，则＝，所以只要将函数的图象向右平移 个单位就能得到的图象，故选A．‎ 考点：1、三角函数的图象与性质；2、三角函数图象的平移变换．‎ ‎（十）三角函数的周期性 例10．函数的最小正周期为（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎【答案】C ‎【解析】化简，利用周期公式可得结果.‎ ‎【详解】因为函数 ‎，‎ 所以最小正周期为，故选C．‎ ‎【点睛】本题主要考查同角三角函数的关系、二倍角的正弦公式，以及正弦函数的周期公式，属于中档题. 函数的最小正周期为.‎ 练习1．给出以下命题：‎ ‎①若均为第一象限角，且，且；‎ ‎②若函数的最小正周期是，则；‎ ‎③函数是奇函数； ‎ ‎④函数的周期是；‎ ‎⑤函数的值域是[0，2]‎ 其中正确命题的个数为（　　）‎ A．3 B．2 C．1 D．0‎ ‎【答案】D ‎【解析】①若均为第一象限角，且，如，，但是 ，因此不正确.‎ ‎②若函数的最小正周期是，则，解得因此不正确.‎ ‎③由函数，可知，而由，得到可知此函数的定义域关于原点不对称,因此不是奇函数,故不正确;‎ ‎④若函数的周期是，由周期定义知，故函数的周期不是，故不正确.‎ ‎⑤= ,当时，，可知函数的值域为故不正确;‎ 综上可知:①②③④⑤都不正确. ‎ 故选：D．‎ 练习2．（2018年全国卷Ⅲ文）函数的最小正周期为 A． B． C． D．‎ ‎【答案】C ‎【解析】将函数进行化简即可 详解：由已知得 的最小正周期 故选C.‎ 练习3．下列函数的周期为的是( )‎ ‎①；②；③；④.‎ A．①④ B．①③④ C．②③④ D．①②④‎ ‎【答案】D ‎【解析】利用，的周期不是，可排除选项；利用，排除，从而可得结果.‎ ‎【详解】设，则，‎ ‎，‎ ‎，‎ 不是的周期，‎ ‎③不合题意，排除，‎ 设，‎ 则，‎ 故是的周期，②符合题意，排除，故选D.‎ ‎【点睛】用特例代替题设所给的一般性条件，得出特殊结论，然后对各个选项进行检验，从而做出正确的判断，这种方法叫做特殊法. 若结果为定值，则可采用此法. 特殊法是“小题小做”的重要策略，排除法解答选择题是高中数学一种常见的解题思路和方法，这种方法即可以提高做题速度和效率，又能提高准确性.‎ 练习4．函数是（ ）‎ A．最小正周期为的奇函数 B．最小正周期为的偶函数 C．最小正周期为的奇函数 D．最小正周期为的偶函数 ‎【答案】D 点睛：引题主要考查三角函数的奇偶性、周期性等性质，以及三角函数诱导公式的应用等有关方面的知识与技能，属于中低档题型，也是常考考点.在此类问题中，函数解析式相对特殊，直接法求解不容易算，采用三角函数的性质去判断，反而会使问题简单化，以达到四两拔千斤的效果.‎