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1、
專題01三角函數(shù)與解三角形
核心考點(diǎn)一三角函數(shù)的圖象與性質(zhì)
三角函數(shù)的圖象與性質(zhì)是高考的熱點(diǎn),尤其是三角函數(shù)的奇偶性、周期性與單調(diào)性及對(duì)稱性等性質(zhì).在考查時(shí)經(jīng)常與誘導(dǎo)公式、三角恒等變換等相結(jié)合,解題時(shí)要充分利用三角函數(shù)的圖象及性質(zhì),利用數(shù)形結(jié)合、函數(shù)與方程思想等進(jìn)行求解.
【經(jīng)典示例】已知函數(shù).
(1)求函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間;
(2)把的圖象上所有點(diǎn)的橫坐標(biāo)伸長(zhǎng)到原來的2倍(縱坐標(biāo)不變),再把得到的圖象向左平移個(gè)單位,得到函數(shù)的圖象,求的值.
答題模板
第一步,化簡(jiǎn):三角函數(shù)式的化簡(jiǎn),一般化成的形式,即化為“一角、一次、一函數(shù)”的形式.
第二步,整體代換:將看作一個(gè)整體,利用
2、的性質(zhì)確定條件.
第三步,求解:利用的范圍求條件解得函數(shù)的性質(zhì),寫出結(jié)果.
第四步,反思:反思回顧,查看關(guān)鍵點(diǎn)、易錯(cuò)點(diǎn),對(duì)結(jié)果進(jìn)行估算,檢查規(guī)范性.
【滿分答案】(1)
,
由得
所以的單調(diào)遞增區(qū)間是
(2)由(1)知,
把的圖象上所有點(diǎn)的橫坐標(biāo)伸長(zhǎng)到原來的2倍(縱坐標(biāo)不變),得到的圖象,再把得到的圖象向左平移個(gè)單位,得到的圖象,
所以,
所以.
【解題技巧】此類問題通常先通過三角恒等變換化簡(jiǎn)函數(shù)解析式為的形式,再結(jié)合正弦函數(shù)的性質(zhì)研究其相關(guān)性質(zhì).
(1)已知三角函數(shù)解析式求單調(diào)區(qū)間:
①求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間應(yīng)遵循簡(jiǎn)單化原則,將解析式先化簡(jiǎn),并注意復(fù)合函數(shù)單調(diào)性規(guī)律“
3、同增異減”;
②求形如或(其中ω>0)的單調(diào)區(qū)間時(shí),要視“ωx+φ”為一個(gè)整體,通過解不等式求解.但如果ω<0,那么一定先借助誘導(dǎo)公式將ω化為正數(shù),防止把單調(diào)性弄錯(cuò).
(2)函數(shù)圖象的平移變換解題策略:
①對(duì)函數(shù),或的圖象,無論是先平移再伸縮,還是先伸縮再平移,只要平移|φ|個(gè)單位,都是相應(yīng)的解析式中的x變?yōu)閤±|φ|,而不是ωx變?yōu)?
②注意平移前后兩個(gè)函數(shù)的名稱是否一致,若不一致,應(yīng)用誘導(dǎo)公式化為同名函數(shù)再平移.
模擬訓(xùn)練
1.已知函數(shù).
(1)當(dāng)時(shí),求函數(shù)的值域;
(2)已知,函數(shù),若函數(shù)在區(qū)間上是增函數(shù),求的最大值.
【答案】(1);(2).
(2),當(dāng)時(shí),,
4、
∵在區(qū)間上是增函數(shù),且,
∴,
即,化簡(jiǎn)得,
∵,
∴,
∴,解得,
因此,的最大值為.
核心考點(diǎn)二解三角形
解三角形是高考的熱點(diǎn),尤其是已知邊角求其他邊角,判斷三角形的形狀,求三角形的面積考查比較頻繁,題目常常以文字加式子描述或以三角形圖形為背景,結(jié)合所給平面圖形的幾何性質(zhì)、正弦定理、余弦定理進(jìn)行命題.解題時(shí)要掌握正、余弦定理及其三角恒等變換的靈活運(yùn)用,注意函數(shù)與方程思想、轉(zhuǎn)化與化歸思想在解題中的應(yīng)用.
【經(jīng)典示例】在中,分別是角的對(duì)邊,.
(1)求角的大小;
(2)若,求的面積的最大值.
答題模板
第一步,定條件:即確定三角形中的已知和所求,在圖形中標(biāo)注出來,然
5、后確定轉(zhuǎn)化的方向.
第二步,定工具:即根據(jù)條件和所求,合理選擇轉(zhuǎn)化的工具,實(shí)施邊角之間的互化.
第三步,求結(jié)果.
第四步,再反思:在實(shí)施邊角互化的時(shí)候應(yīng)注意轉(zhuǎn)化的方向,一般有兩種思路:一是全部轉(zhuǎn)化為邊之間的關(guān)系;二是全部轉(zhuǎn)化為角之間的關(guān)系,然后進(jìn)行恒等變形.
【滿分答案】(1)因?yàn)椋?
所以,
由正弦定理得,即,
又,
所以,
所以,
在中,,
所以,即,
由得.
(2)由,得.
由余弦定理得:,
∴,
∴,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)“”成立,此時(shí)為等邊三角形,
∴的面積的最大值為.
【解題技巧】(1)利用正、余弦定理求邊和角的方法:
①根據(jù)題目給出的條件(即邊和角)作出相
6、應(yīng)的圖形,并在圖形中標(biāo)出相關(guān)的位置.
②選擇正弦定理或余弦定理或二者結(jié)合求出待解問題.一般地,如果式子中含有角的余弦或邊的二次式,要考慮用余弦定理;如果遇到的式子中含有角的正弦或邊的一次式時(shí),則考慮用正弦定理;以上特征都不明顯時(shí),則要考慮兩個(gè)定理都有可能用到.
③在運(yùn)算求解過程中注意三角恒等變換與三角形內(nèi)角和定理的應(yīng)用.
(2)求三角形面積的方法:
①若三角形中已知一個(gè)角(角的大小,或該角的正、余弦值),結(jié)合題意求夾這個(gè)角的兩邊或該兩邊之積,套公式求解.
②若已知三角形的三邊,可先求其一個(gè)角的余弦值,再求其正弦值,套公式求面積,總之,結(jié)合圖形恰當(dāng)選擇面積公式是解題的關(guān)鍵.
模擬訓(xùn)練
7、
2.在銳角中,角的對(duì)邊分別為,已知.
(1)求角的大??;
(2)若,的面積為,求的周長(zhǎng).
【答案】(1);(2).
因?yàn)椋?
所以,
因?yàn)椋?
所以.
(2)由余弦定理,得,
所以,
因?yàn)榈拿娣e為,
所以,即,
所以,
所以,
所以,
所以,即的周長(zhǎng)為.
核心考點(diǎn)三三角函數(shù)與解三角形的綜合問題
高考中常將解三角形與三角函數(shù)的圖象與性質(zhì)兩者結(jié)合起來,既考查解三角形問題,也注重對(duì)三角函數(shù)的化簡(jiǎn)、計(jì)算及考查相關(guān)性質(zhì)等,其中常涉及三角恒等變換、向量等,且以此為出發(fā)點(diǎn)考查三角函數(shù)的圖象與性質(zhì)或解三角形,也是解決三角函數(shù)與解三角形問題的基礎(chǔ),必須熟練掌握.
【經(jīng)典示
8、例】已知向量,,設(shè)函數(shù).將函數(shù)的圖象向右平移個(gè)單位,得到函數(shù)的圖象.
(1)若,求函數(shù)的值域;
(2)已知分別為中角的對(duì)邊,且滿足,,,,求的面積.
答題模板
第一步,化條件:根據(jù)向量運(yùn)算將向量式轉(zhuǎn)化為三角式.
第二步,化三角式:三角函數(shù)式的化簡(jiǎn),一般化成的形式,即化為“一角、一次、一函數(shù)”的形式.
第三步,求解:利用的范圍及條件解得函數(shù)的性質(zhì),寫出結(jié)果.
第四步,代換:利用角的關(guān)系與三角函數(shù)式進(jìn)行轉(zhuǎn)化代換并化簡(jiǎn)結(jié)果.
第五步,選工具:根據(jù)條件和所求,合理選擇正、余弦定理求出最終結(jié)果.
第六步,反思:反思回顧,查看關(guān)鍵點(diǎn),易錯(cuò)點(diǎn),對(duì)結(jié)果進(jìn)行估算,檢查規(guī)范性.
【滿分答案】
9、(1)由題意,得
.
所以.
因?yàn)椋?
所以,
所以,
所以,
所以函數(shù)的值域?yàn)?
(2)因?yàn)椋?
所以.
因?yàn)椋?
所以.
所以,解得.
所以.
又,且,,
所以.
所以的面積.
【解題技巧】此類問題是將向量、三角恒等變換、三角函數(shù)的圖象與性質(zhì)、解三角形綜合命題進(jìn)行考查,解題時(shí),只需從條件出發(fā),由向量轉(zhuǎn)化為三角函數(shù),再轉(zhuǎn)化為解三角形問題,其間只需熟練掌握向量的簡(jiǎn)單計(jì)算,三角函數(shù)的圖象與性質(zhì)的求解方法以及解三角形的相關(guān)知識(shí)即可順利解決.
模擬訓(xùn)練
3.已知函數(shù).
(1)將函數(shù)的圖象向右平移個(gè)單位可得到函數(shù)的圖象,若,求函數(shù)的值域;
(2)已知分別為銳
10、角中角的對(duì)邊,且滿足,求的面積.
【答案】(1);(2).
∴,
當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),.
∴函數(shù)的值域?yàn)椋?
(2)由已知及正弦定理得:.
∴,
∵,
∴,
由得,從而,
由正弦定理得:,
∴.
核心考點(diǎn)四三角函數(shù)與解三角形的實(shí)際應(yīng)用
三角函數(shù)與解三角形模型在實(shí)際中的應(yīng)用體現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是已知函數(shù)模型,利用三角函數(shù)或解三角形的有關(guān)知識(shí)解決問題,其關(guān)鍵是準(zhǔn)確理解自變量的意義及自變量與函數(shù)之間的對(duì)應(yīng)法則,二是把實(shí)際問題抽象轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)問題,建立三角函數(shù)或解三角形模型,再利用三角函數(shù)或解三角形的有關(guān)知識(shí)解決問題,其關(guān)鍵是建模.
【經(jīng)典示例】如圖,一條巡邏船由南向北行駛,在處測(cè)
11、得山頂在北偏東方向上,勻速向北航行分鐘到達(dá)處,測(cè)得山頂位于北偏東方向上,此時(shí)測(cè)得山頂?shù)难鼋牵阎礁邽榍?
(1)船的航行速度是每小時(shí)多少千米?
(2)若該船繼續(xù)航行分鐘到達(dá)處,問此時(shí)山頂位于處的南偏東什么方向?
答題模板
第一步,分析:理解題意,弄清已知與未知,畫出示意圖(一個(gè)或幾個(gè)三角形);
第二步,建模:根據(jù)已知條件與求解目標(biāo),把已知量與待求量盡可能地集中在有關(guān)三角形中,建立一個(gè)解三角形的數(shù)學(xué)模型;
第三步,求解:利用正弦定理、余弦定理解三角形,求得數(shù)學(xué)模型的解;
第四步,檢驗(yàn):檢驗(yàn)所求的解是否符合實(shí)際問題,從而得出實(shí)際問題的解.
【滿分答案】(1)在中,,,
在
12、中,,
由正弦定理得:,解得,
又,
所以船的航行速度是每小時(shí)千米.
(2)在中,,
由余弦定理得:,
在中,由正弦定理得:,
所以,即山頂位于處南偏東.
【解題技巧】解三角形應(yīng)用題時(shí),通常都要根據(jù)題意,從實(shí)際問題中抽象出一個(gè)或幾個(gè)三角形,然后通過解三角形,得到實(shí)際問題的解,求解的關(guān)鍵是將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為解三角形問題.
模擬訓(xùn)練
4.如圖所示,某小區(qū)為美化環(huán)境,準(zhǔn)備在小區(qū)內(nèi)草坪的一側(cè)修建一條直路,另一側(cè)修建一條休閑大道,它的前一段是函數(shù)的一部分,后一段是函數(shù)(,),時(shí)的圖象,圖象的最高點(diǎn)為,,垂足為.
(1)求函數(shù)的解析式;
(2)若在草坪內(nèi)修建如圖所示的矩形兒童游樂園PMFE,問點(diǎn)落在曲線上何處時(shí),兒童游樂園的面積最大?
【答案】(1);(2)點(diǎn)的坐標(biāo)為時(shí),兒童游樂園的面積最大.
所以,
故.
(2)在中,令,得,
從而曲路的方程為,
設(shè)點(diǎn),則兒童游樂園(矩形)的面積,則
,
時(shí),,單調(diào)遞增;時(shí),,單調(diào)遞減,
所以時(shí)兒童游樂園(矩形)的面積最大,此時(shí)點(diǎn)的坐標(biāo)為.
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