三角函数是高考数学中最重要的基本函数,是每年高考的必考内容,对三角函数的图象与性质问题的考查是高考命题的热点和重点,试题大多来源于教材,是例题、习题的变形或创新。试题主要以选择题的形式考查三角函数图象的对称轴、对称中心、单调性、最值等问题;或以解答题的形式综合考查三角恒等变换、平面向量等知识,综合性较强,此类问题把解析式化为形如y=Asin(x+φ)+B的一般式是解题的关键。
例如:已知向量a=(cosx,),b=(sinx,cos2x),x∈R,设函数f(x)=a·b.
(1)求f(x)的最小正周期.
(2)求f(x)在[0,]上的最大值和最小值.
学生在处理这类问题的时候经常会出现几个问题:首先无法依据题目提供的信息通过三角恒等变换转化成y=Asin(x+φ)+B的形式;其次是在解答三角函数问题的性质问题时,尤其是求限定区间上的最值问题时,由整体变量x+φ的范围,结合函数的图像求出函数的最值或值域,切忌把区间[a,b]的端点值代入函数解析式,简单地以为端点值即为最值,,这也是易错点,或者另一类学生虽懂得整体代换成x=x+φ,但却将题目给定的范围误以为是x的范围,反过来求解x的范围,这是另一个易错点。此题具体解法如下:
解:(1)f(x)=a·b=cosx·sinx-cos2x=sin2x-cos2x=sin(2x-)。
最小正周期T==π。
所以f(x)=sin(2x-)最小正周期为π。
(2)当x∈[0,]时,(2x-)∈[-,].由标准函数y=sinx在[-,]上的图象知,
f(x)=sin(2x-)∈[f(-),f()]=[-,1].
所以,f(x)在[0,]上的最大值和最小值分别为1,-.
通过上面例题的解法,我们不难发现在解决这类问题时都有一些共性,因此在复习这一部分内容时可先抓住这些特征,在求解时即可有的放矢。如常需用到的变换公式有:
①sinxcosx=sin2x;
②降幂公式:cos2x=,sin2x=
③辅助角公式:y=asinα+bcosα=sin(α+φ)(其中cosφ=,sinφ=)。利用以上公式将函数化为y=Asin(x+φ)+B的形式,再利用整体代换的思想令X=ωx+φ转化成y=AsinX+B,结合基本初等函数y=sinx的图象与性质解题。