高考数学三角函数题_高考数学试卷三角函数大题

1.三角函数最大值最小值怎么求

三角函数最值问题类型归纳　三角函数的最值问题是三角函数基础知识的综合应用，近几年的高考题中经常出现。其出现的形式，或者是在小题中单纯地考察三角函数的值域问题；或者是隐含在解答题中，作为解决解答题所用的知识点之一；或者在解决某一问题时，应用三角函数有界性会使问题更易于解决（比如参数方程）。题目给出的三角关系式往往比较复杂，进行化简后，再进行归纳，主要有以下几种类型。掌握这几种类型后，几乎所有的三角函数最值问题都可以解决。　1．y=asinx+bcosx型的函数　特点是含有正余弦函数，并且是一次式。解决此类问题的指导思想是把正、余弦函数转化为只有一种三角函数。应用课本中现成的公式即可：y=sin(x+φ)，其中tanφ=。　　例1．当-≤x≤时，函数f(x)=sinx+cosx的（ D ）　A、最大值是1，最小值是-1　　B、最大值是1，最小值是-　C、最大值是2，最小值是-2　　D、最大值是2，最小值是-1　分析：解析式可化为f(x)=2sin(x+)，再根据x的范围来解即可。　2．y=asin2x+bsinxcosx+cos2x型的函数　　特点是含有sinx, cosx的二次式，处理方式是降幂，再化为型1的形式来解。　例2．求y=sin2x+2sinxcosx+3cos2x的最小值，并求出y取最小值时的x的集合。　解：y=sin2x+2sinxcosx+3cos2x　　　　 =(sin2x+cos2x)+sin2x+2cos2x　　　　 =1+sin2x+1+cos2x　　　 =2+　　 当sin(2x+)=-1时，y取最小值2-，此时x的集合。　　3．y=asin2x+bcosx+c型的函数　特点是含有sinx, cosx，并且其中一个是二次，处理方式是应用sin2x+cos2x=1,使函数式只含有一种三角函数，再应用换元法，转化成二次函数来求解。　例3．求函数y=cos2x-2asinx-a（a为常数）的最大值M。　解：y=1-sin2x-2asinx-a=-(sinx+a)2+a2+1-a，　　令sinx=t，则y=-(t+a)2+a2+1-a, (-1≤t≤1)　(1) 若-a<-1时，即a>1时, 在t=-1时，取最大值M=a。　　(2) 若-1≤-a≤1，即-1≤a≤1时，在t=-a时，取最大值M=a2+1-a。　　(3) 若-a>1，即a<-1时，在t=1时，取大值M=-3a。　　4．y=型的函数　特点是一个分式，分子、分母分别会有正、余弦的一次式。几乎所有的分式型都可以通过分子，分母的化简，最后整理成这个形式，它的处理方式有多种。　例4．求函数y=的最大值和最小值。　解法1：原解析式即：sinx-ycosx=2-2y, 即sin(x+φ)=，　∵ |sin(x+φ)|≤1，∴≤1，解出y的范围即可。　解法2：表示的是过点(2, 2)与点(cosx, sinx)的斜率，而点(cosx, sinx)是单位圆上的点，观察图形可以得出在直线与圆相切时取极值。　解法3：应用万能公式设t=tan()，则y=，即(2-3y)t2-2t+2-y=0，　　根据Δ≥0解出y的最值即可。　5．y=sinxcos2x型的函数。　它的特点是关于sinx，cosx的三次式（cos2x是cosx的二次式）。因为高中数学不涉及三次函数的最值问题，故几乎所有的三次式的最值问题（不只是在三角）都用均值不等式来解（没有其它的方法）。但需要注意是否符合应用的条件（既然题目让你求，多半是符合使用条件的，但做题不能少这一步），及等号是否能取得。　例5．若x∈(0,π)，求函数y=(1+cosx)·sin的最大值。　解：y=2cos2·sin>0,　y2=4cos4sin2　　　=2·cos2·cos2·2sin2　　　　　所以0<y≤。　　注：本题的角和函数很难统一，并且还会出现次数太高的问题。　6．含有sinx与cosx的和与积型的函数式。　其特点是含有或经过化简整理后出现sinx+cosx与sinxcosx的式子，处理方式是应用(sinx+cosx)2=1+2sinxcosx 进行转化，变成二次函数来求解

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三角函数最大值最小值怎么求

三角形中的三角函数式

三角形中的三角函数关系是历年高考的重点内容之一，本节主要帮助考生深刻理解正、余弦定理，掌握解斜三角形的方法和技巧.

●难点磁场

(★★★★★)已知△ABC的三个内角A、B、C满足A+C=2B. ，求cos 的值.

●案例探究

［例1］在海岛A上有一座海拔1千米的山，山顶设有一个观察站P，上午11时，测得一轮船在岛北30°东，俯角为60°的B处，到11时10分又测得该船在岛北60°西、俯角为30°的C处。

(1)求船的航行速度是每小时多少千米；

(2)又经过一段时间后，船到达海岛的正西方向的D处，问此时船距岛A有多远？

命题意图：本题主要考查三角形基础知识，以及学生的识图能力和综合运用三角知识解决实际问题的能力.

知识依托：主要利用三角形的三角关系，关键找准方位角，合理利用边角关系.

错解分析：考生对方位角识别不准，计算易出错.

技巧与方法：主要依据三角形中的边角关系并且运用正弦定理来解决问题.

解：(1)在Rt△PAB中，∠APB=60° PA=1，∴AB= (千米)

在Rt△PAC中，∠APC=30°，∴AC= (千米)

在△ACB中，∠CAB=30°+60°=90°

(2)∠DAC=90°－60°=30°

sinDCA=sin(180°－∠ACB)=sinACB=

sinCDA=sin(∠ACB－30°)=sinACB?cos30°－cosACB?sin30° .

在△ACD中，据正弦定理得 ，

∴

答：此时船距岛A为 千米.

［例2］已知△ABC的三内角A、B、C满足A+C=2B，设x=cos ，f(x)=cosB( ).

(1)试求函数f(x)的解析式及其定义域；

(2)判断其单调性，并加以证明；

(3)求这个函数的值域.

命题意图：本题主要考查考生运用三角知识解决综合问题的能力，并且考查考生对基础知识的灵活运用的程度和考生的运算能力，属★★★★级题目.

知识依托：主要依据三角函数的有关公式和性质以及函数的有关性质去解决问题.

错解分析：考生对三角函数中有关公式的灵活运用是难点，并且不易想到运用函数的单调性去求函数的值域问题.

技巧与方法：本题的关键是运用三角函数的有关公式求出f(x)的解析式，公式主要是和差化积和积化和差公式.在求定义域时要注意| |的范围.

解：(1)∵A+C=2B，∴B=60°，A+C=120°

∵0°≤| |＜60°，∴x=cos ∈( ，1

又4x2－3≠0，∴x≠ ，∴定义域为( ， )∪( ，1］.

(2)设x1＜x2，∴f(x2)－f(x1)=

= ，若x1，x2∈( )，则4x12－3＜0，4x22－3＜0，4x1x2+3＞0，x1－x2＜0，∴f(x2)－f(x1)＜0

即f(x2)＜f(x1)，若x1，x2∈( ，1］，则4x12－3＞0.

4x22－3＞0，4x1x2+3＞0，x1－x2＜0，∴f(x2)－f(x1)＜0.

即f(x2)＜f(x1)，∴f(x)在( , )和( ，1 上都是减函数.

(3)由(2)知，f(x)＜f( )=－ 或f(x)≥f(1)=2.

故f(x)的值域为(－∞，－ )∪［2，+∞ .

●锦囊妙计

本难点所涉及的问题以及解决的方法主要有：

(1)运用方程观点结合恒等变形方法巧解三角形；

(2)熟练地进行边角和已知关系式的等价转化；

(3)能熟练运用三角形基础知识，正、余弦定理及面积公式与三角函数公式配合，通过等价转化或构建方程解答三角形的综合问题，注意隐含条件的挖掘.

●歼灭难点训练

一、选择题

1.(★★★★★)给出四个命题：(1)若sin2A=sin2B，则△ABC为等腰三角形；(2)若sinA=cosB，则△ABC为直角三角形；(3)若sin2A+sin2B+sin2C＜2，则△ABC为钝角三角形；(4)若cos(A－B)cos(B－C)cos(C－A)=1，则△ABC为正三角形.以上正确命题的个数是( )

A.1 B.2 C.3 D.4

二、填空题

2.(★★★★)在△ABC中，已知A、B、C成等差数列，则 的值为__________.

3.(★★★★)在△ABC中，A为最小角，C为最大角，已知cos(2A+C)=－ ，sinB= ，则cos2(B+C)=__________.

三、解答题

4.(★★★★)已知圆内接四边形ABCD的边长分别为AB=2，BC=6，CD=DA=4，求四边形ABCD的面积.

5.(★★★★★)如右图，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的夹角θ的正弦成正比，角和这一点到光源的距离 r的平方成反比，即I=k? ，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？

6.(★★★★)在△ABC中，a、b、c分别为角A、B、C的对边， .

(1)求角A的度数；

(2)若a= ，b+c=3，求b和c的值.

7.(★★★★)在△ABC中，∠A、∠B、∠C所对的边分别为a、b、c，且a、b、3c成等比数列，又∠A－∠C= ，试求∠A、∠B、∠C的值.

8.(★★★★★)在正三角形ABC的边AB、AC上分别取D、E两点，使沿线段DE折叠三角形时，顶点A正好落在边BC上，在这种情况下，若要使AD最小，求AD∶AB的值.

参考答案

难点磁场

解法一：由题设条件知B=60°，A+C=120°.

设α= ，则A－C=2α，可得A=60°+α，C=60°－α，

依题设条件有

整理得4 cos2α+2cosα－3 =0(M)

(2cosα－ )(2 cosα+3)=0，∵2 cosα+3≠0，

∴2cosα－ =0.从而得cos .

解法二：由题设条件知B=60°，A+C=120°

①，把①式化为cosA+cosC=－2 cosAcosC ②，

利用和差化积及积化和差公式，②式可化为

③，

将cos =cos60°= ，cos(A+C)=－ 代入③式得：

④

将cos(A－C)=2cos2( )－1代入 ④：4 cos2( )+2cos －3 =0，(*)，

歼灭难点训练

一、1.解析：其中(3）(4）正确.

答案： B

二、2.解析：∵A+B+C=π，A+C=2B，

答案：

3.解析：∵A为最小角∴2A+C=A+A+C＜A+B+C=180°.

∵cos(2A+C)=－ ，∴sin(2A+C)= .

∵C为最大角，∴B为锐角，又sinB= .故cosB= .

即sin(A+C)= ，cos(A+C)=－ .

∵cos(B+C)=－cosA=－cos［(2A+C)－(A+C)］=－ ，

∴cos2(B+C)=2cos2(B+C)－1= .

答案：

三、4.解：如图：连结BD，则有四边形ABCD的面积：

S=S△ABD+S△CDB= ?AB?ADsinA+ ?BC?CD?sinC

∵A+C=180°，∴sinA=sinC

故S= (AB?AD+BC?CD)sinA= (2×4+6×4)sinA=16sinA

由余弦定理，在△ABD中，BD2=AB2+AD2－2AB?AD?cosA=20－16cosA

在△CDB中，BD2=CB2+CD2－2CB?CD?cosC=52－48cosC

∴20－16cosA=52－48cosC，∵cosC=－cosA，

∴64cosA=－32，cosA=－ ，又0°＜A＜180°，∴A=120°故S=16sin120°=8 .

5.解：R=rcosθ，由此得： ，

7.解：由a、b、3c成等比数列，得：b2=3ac

∴sin2B=3sinC?sinA=3(－ )［cos(A+C)－cos(A－C)］

∵B=π－(A+C).∴sin2(A+C)=－ ［cos(A+C)－cos ］

即1－cos2(A+C)=－ cos(A+C)，解得cos(A+C)=－ .

∵0＜A+C＜π，∴A+C= π.又A－C= ∴A= π，B= ，C= .

8.解：按题意，设折叠后A点落在边BC上改称P点，显然A、P两点关于折线DE对称，又设∠BAP=θ，∴∠DPA=θ，∠BDP=2θ，再设AB=a，AD=x，∴DP=x.在△ABC中，

∠APB=180°－∠ABP－∠BAP=120°－θ，?

由正弦定理知： .∴BP=

在△PBD中， ,

∵0°≤θ≤60°，∴60°≤60°+2θ≤180°，∴当60°+2θ=90°，即θ=15°时，

sin(60°+2θ)=1，此时x取得最小值 a，即AD最小，∴AD∶DB=2 －3.

三角函数最值是中学数学的一个重要内容,加强这一内容的教学有助于学生进一步掌握已经学过的三角知识,沟通三角,代数,几何之间的联系,培养学生的思维能力.

本文介绍三角函数最值问题的一些常见类型和解题方法.

一,利用三角函数的有界性

利用三角函数的有界性如|sinx|≤1,|cosx|≤1来求三角函数的最值.

[例1]a,b是不相等的正数.

求y=的最大值和最小值.

解:y是正值,故使y2达到最大(或最小)的x值也使y达到最大(或最小).

y2=acos2x+bsin2x+2·+asin2x+bcos2x

=a+b+

∵a≠b,(a-b)2>0,0≤sin22x≤1

∴当sin2x=±1时,即x=(k∈Z)时,y有最大值;

当sinx=0时,即x= (k∈Z)时,y有最小值+.

二,利用三角函数的增减性

如果f(x)在[α,β]上是增函数,则f(x)在[α,β]上有最大值f(β),最小值f(α);如果f(x)在[α,β]上是减函数,则f(x)在[α,β]上有最大值f(α),最小值f(β).

[例2]在0≤x≤条件下,求y=cos2x-sinxcosx-3sin2x的最大值和最小值.

解:利用二倍角余弦公式的变形公式,有

y=-2sin2x-3·=2(cos2x-sin2x)-1

=2 (cos2xcos-sin2xsin)-1

=2cos(2x+)-1

∵0≤x≤,≤2x+≤

cos(2x+)在[0,)上是减函数

故当x=0时有最大值

当x=时有最小值-1

cos(2x+)在[,]上是增函数

故当x=时,有最小值-1

当x=时,有最大值-

综上所述,当x=0时,ymax=1

当x=时,ymin=-2-1

三,换元法

利用变量代换,我们可把三角函数最值问题化成代数函数最值问题求解.

[例3]求f(x)=sin4x+2sin3xcosx+sin2xcos2x+2sinxcos3x+cos4x的最大值和最小值.

解:f(x)=(sin2x+cos2x)2-2sin2xcos2x+2sinxcosx(sin2x+cos2x)+sin2xcos2x

=1+2sinxcosx-sin2xcos2x

令t=sin2x

∴-≤t≤ ①

f(t)=1+2t-t2=-(t-1)2+2 ②

在①的范围内求②的最值

当t=,即x=kπ+(k∈Z)时,f(x)max=

当t=-,即x=kπ+(k∈Z)时,f(x)min=-

附:求三角函数最值时应注意的问题

三角函数最值问题是三角函数性质的重要内容之一,也是会考,高考必考内容,在求解中欲达到准确,迅速,除熟练掌握三角公式外,还应注意以下几点:

一,注意sinx,cosx自身的范围

[例1]求函数y=cos2x-3sinx的最大值.

解:y=cos2x-3sinx=-sin2x-3sinx+1=-(sinx+)2+

∵-1≤sinx≤1,

∴当sinx=-1时,ymax=3

说明:解此题易忽视sinx∈[-1,1]这一范围,认为sinx=-时,y有最大值,造成误解.

二,注意条件中角的范围

[例2]已知|x|≤,求函数y=cos2x+sinx的最小值.

解:y=-sin2x+sinx+1=-(sinx-)2+

∵-≤x≤

∴-≤sinx≤

∴当sinx=-时

ymin=-(--)2+=

说明:解此题注意了条件|x|≤,使本题正确求解,否则认为sinx=-1时y有最小值,产生误解.

三,注意题中字母(参数)的讨论

[例3]求函数y=sin2x+acosx+a-(0≤x≤)的最大值.

解:∵y=1-cos2x+acosx+a-=-(cosx-)2++a-

∴当0≤a≤2时,cosx=,ymax=+a-

当a>2时,cosx=1,ymax=a-

当a<0时,cosx=0,ymax=a-

说明:解此题注意到参数a的变化情形,并就其变化讨论求解,否则认为cosx=时,y有最大值会产生误解.

四,注意代换后参数的等价性

[例4]已知y=2sinθcosθ+sinθ-cosθ(0≤θ≤π),求y的最大值,最小值.

解:设t=sinθ-cosθ=sin(θ-)

∴2sinθcosθ=1-t2

∴y=-t2+t+1=-(t-)2+

又∵t=sin(θ-),0≤θ≤π

∴-≤θ-≤

∴-1≤t≤

当t=时,ymax=

当t=-1时,ymin=-1

说明:此题在代换中,据θ范围,确定了参数t∈[-1,],从而正确求解,若忽视这一点,会发生t=时有最大值而无最小值的结论.

1.y=asinx+bcosx型的函数

特点是含有正余弦函数,并且是一次式.解决此类问题的指导思想是把正,余弦函数转化为只有一种三角函数.应用课本中现成的公式即可:y=sin(x+φ),其中tanφ=.

例1.当-≤x≤时,函数f(x)=sinx+cosx的( D )

A,最大值是1,最小值是-1 B,最大值是1,最小值是-

C,最大值是2,最小值是-2 D,最大值是2,最小值是-1

分析:解析式可化为f(x)=2sin(x+),再根据x的范围来解即可.

2.y=asin2x+bsinxcosx+cos2x型的函数

特点是含有sinx, cosx的二次式,处理方式是降幂,再化为型1的形式来解.

例2.求y=sin2x+2sinxcosx+3cos2x的最小值,并求出y取最小值时的x的集合.

解:y=sin2x+2sinxcosx+3cos2x

=(sin2x+cos2x)+sin2x+2cos2x

=1+sin2x+1+cos2x

=2+sin(2x+)

当sin(2x+)=-1时,y取最小值2-,此时x的集合{x|x=kπ-π, k∈Z}.

3.y=asin2x+bcosx+c型的函数

特点是含有sinx, cosx,并且其中一个是二次,处理方式是应用sin2x+cos2x=1,使函数式只含有一种三角函数,再应用换元法,转化成二次函数来求解.

例3.求函数y=cos2x-2asinx-a(a为常数)的最大值M.

解:y=1-sin2x-2asinx-a=-(sinx+a)2+a2+1-a,

令sinx=t,则y=-(t+a)2+a2+1-a, (-1≤t≤1)

(1) 若-a1时, 在t=-1时,取最大值M=a.

(2) 若-1≤-a≤1,即-1≤a≤1时,在t=-a时,取最大值M=a2+1-a.

(3) 若-a>1,即a0,

y2=4cos4sin2

=2·cos2·cos2·2sin2

所以0 注:本题的角和函数很难统一,并且还会出现次数太高的问题.

6.含有sinx与cosx的和与积型的函数式.

其特点是含有或经过化简整理后出现sinx+cosx与sinxcosx的式子,处理方式是应用

(sinx+cosx)2=1+2sinxcosx 进行转化,变成二次函数的问题.

例6.求y=2sinxcosx+sinx+cosx的最大值.

解:令sinx+cosx=t (-≤t≤),则1+2sinxcosx=t2,所以2sinxcosx=t2-1,

所以y=t2-1+t=(t+)2-,

根据二次函数的图象,解出y的最大值是1+.

相信通过这一归纳整理,大家对有关三角函数最值的问题就不会陌生了.并且好多其它的求最值的问题可以通过代换转化成三角求最值的问题.