第二讲 三角函数 高三数学复习三角函数 陕西特级教师安振平 高考风向标 主要考查三角函数的定义,三角函数的符号,同角三角函数关系式及诱导公式,两角和与差的三角函数,二倍角的正弦、余弦、正切公式,三角函数的图象与性质,包括周期性、奇偶性、单调性、和最值性. 典型题选讲 例1 (1)已知: (2)已知: 的值. 点评 三角问题的解决,变形是多途径的.例如:题1也可以逆向考虑,事实上 例2 已知电流I与时间t的关系式为 . (1)右图是 (ω>0, ) 在一个周期内的图象,根据图中数据求 的解析式; (2)如果t在任意一段 秒的时间内,电流 都能取得最大值和最小值,那么ω的最小正整数值是多少? 讲解 本小题主要考查三角函数的图象与性质等基础知识,考查运算能力和逻辑推理能力. (1)由图可知 A=300. 设t1=- ,t2= , 则周期T=2(t2-t1)=2( + )= . ∴ ω= =150π. 又当t= 时,I=0,即sin(150π· + )=0, 而 , ∴ = . 故所求的解析式为 . (2)依题意,周期T≤ ,即 ≤ ,(ω>0) ∴ ω≥300π>942,又ω∈N*, 故最小正整数ω=943. 点评 本题解答的开窍点是将图形语言转化为符号语言.其中,读图、识图、用图是形数结合的有效途径. 例3 已知函数 . (1)求实数a,b的值; (2)求函数 的最大值及取得最大值时x的值. (1)函数 讲解 学会翻译,逐步展开解题思维. 时,函数f(x)的最大值为12. 点评 结论 是历年高考命题的热点之一. 例4 已知tan2θ=-2,π<2θ<2π,求. 讲解 解题目标中含有角 ,可向 角转化,以便出现 ;而条件中的 可向 转化. 这样,就消除了解题目标与解题条件之间中的差异.事实上 原式= = = , 由 tan2θ=, 解得 tanθ=-或tanθ=, ∵π<2θ<2π,∴<θ<π, ∴tanθ=- , ∴原式==3+2. 点评 差异分析,有时需要从条件和解题目标两个方向同时进行分析,这种相向而行的思维方式,可以快速联结解题的思维线路. 例5 在中,,,,求的值和的面积. 讲解 本题是2004年北京高
考试题
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,下面给出两种解法. 法一 先解三角方程,求出角A的值. 又, . 法二 由 计算它的对偶关系式 的值. ① , . ② ① + ② 得 . ① - ② 得 . 从而 .以下解法略去. 点评 本小题主要考查三角恒等变形、三角形面积公式等基本知识,着重数学考查运算能力,是一道三角的基础
试题
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.两种解法比较起来,你认为哪一种解法比较简单呢? 例6 设函数f(x)=a·b,其中向量a=(2cosx,1),b=(cosx, sin2x),x∈R. (1)若f(x)=1- 且x∈[- , ],求x; (2)若函数y=2sin2x的图象按向量c=(m,n)(|m|< )平移后得到函数y=f(x)的图象,求实数m、n的值. 讲解 (1)依题设可知,函数的解析式为 f(x)=a·b=2cos2x+ sin2x=1+2sin(2x+ ). 由1+2sin(2x+ )=1- ,可得三角方程 sin(2 x + )=- . ∵- ≤x≤ , ∴- ≤2x+ ≤ , ∴2x+ =- ,即x=- . (2)函数y=2sin2x的图象按向量c=(m,n)平移后得到函数y=2sin2(x-m)+n的图象,即函数y=f(x)的图象. 由(1)得 f(x)=2sin2(x+ )+1. ∵|m|< ,∴ , 点评 本小题是2004年福建高考试题,主要考查平面向量的概念和计算,三角函数的恒等变换及其图象变换的基本技能,着重考查数学运算能力.平面向量与三角函数结合是高考命题的一个新的亮点之一. 例7 已知向量m=(1,1),向量n与向量m夹角为 ,且m·n=-1. (1)求向量n; (2)若向量n与向量q=(1,0)的夹角为 ,向量p= ,其中A、C为△ABC的内角,且A、B、C依次成等差数列.求|n+p|的取值范围. 讲解 (1)设 ① 与 夹角为 ,有 · =| |·| |· , ② 由①②解得 (2)由 垂直知 , 由2B=A+C 知B= ,A+C= 若 点评 本题的特色是将向量与三角综合,体现了知识的交汇性.解题后,请你
反思
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:解题思维的入手点,解题思维的障碍点,解题思维的开窍点,只有这样的反思训练,请相信,你就会慢慢成为解题高手的. 例8 如图,某园林单位准备绿化一块直径为BC的半圆形空地,△ABC外的地方种草,△ABC的内接正方形PQRS为一水池,其余的地方种花.若BC=a,∠ABC= ,设△ABC的面积为S1,正方形的面积为S2. (1)用a, 表示S1和S2; (2)当a固定, 变化时,求 取最小值时的角 . 讲解 (1)∵ ∴ 设正方形边长为x. 则BQ= (2)当 固定, 变化时, 令 令 任取 ,且 , . , 是减函数. 取最小值,此时 点评 三角函数有着广泛的应用,本题就是一个典型的范例.通过引入角度,将图形的语言转化为三角的符号语言,再通过局部的换元,又将问题转化为我们熟知的函数 .这些解题思维的拐点,你能否很快的想到呢? 针对性演练 1. 函数 的图象如图所示,则 的解析式可能是 ( ) (A) (B) (C) (D) 2. 已知 ,且 ,则 ( ) (A) (B) (C) (D) 3. 如图,要测量河对岸A、B两点间的距离,今沿河岸选取相距40米的C、D两点,测得 ∠ACB=60°,∠BCD=45°,∠ADB=60°,∠ADC=30°,则AB的距离是( ). (A)20 (B)20 (C)40 (D)20 4. 设 是某港口水的深度y(米)关于时间t(时)的函数,其中 .下表是该港口某一天从0时至24时记录的时间t与水深y的关系: t 0 3 6 9 12 15 18 21 24 y 12 15.1 12.1 9.1 11.9 14.9 11.9 8.9 12.1 经长期观观察,函数 的图象可以近似地看成函数 的图象.在下面的函数中,最能近似表示表中数据间对应关系的函数是 ( ) (A) (B) (C) (D) 5. 已知 ,且 其中 ,则关于 的值,在以下四个
答案
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中,可能正确的是 ( ) (A) (B)3 或 (C) (D) 或 6. 如图,一个半径为10米的水轮按逆时针方向每分钟转4圈.记水轮上的点P到水面的距离为d米(P在水面下则d为负数),则d(米)与时间t(秒)之间满足关系式: ,且当P点从水面上浮现时开始计算时间.有以下四个结论: ①A=10; ② ; ③ ; ④k=5. 则其中所有正确结论的序号是 . 7. 求函数 的最小正周期和最小值;并写出该函数在 上的单调递增区间. 8. 求函数 的最小正周期、最大值和最小值. 9. 已知α为锐角,且 求 的值. 10. 已知0<α< ,tan +cot = ,求sin( )的值. 11. . 12. 已知 的值. 参考答案: 1.C. 2.A. 3.D. 4.A. 5.C. 6.①②④. 7. 故该函数的最小正周期是 ;最小值是-2;单增区间是[ ], . 8. 所以函数f(x)的最小正周期是π,最大值是 ,最小值是 . 9. 原式= 因为 时, 所以 原式= 因为α为锐角,由 得 所以 原式= 10.由已知 . 从而 . 11.由 于是 12.由已知得: . 由已知条件可知 从而 有 ,得