三角函数值域的求法[汇总]
例谈三角函数值域(最值)的几种求法
南县一中 肖胜军
有关三角函数的值域(最值)的问
题
快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题
是各级各类考试考察的热点之一,这类问题的解决涉及到化归、转换、类比等重要的数学思想,采取的数学
方法
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包括易元变换、问题转换、等价化归等重常用方法。掌握这类问题的解法,不仅能加强知识的纵横联系,巩固基础知识和基本技能,还能提高数学思维能力和运算能力。
一、 合理转化,利用有界性求值域
例1、求下列函数的值域:
cos3x,(1) (2)y,yxx,,1sincoscos3x,
,,22(3) (4)yxx,,,,3sin()4cos()yxxxx,,,sin2sincos3cos44
1113解析:(1)根据可知: ,,ysincossin2xxx,,2222
13(1),y,,,,2y(2)将原函数的解析式化为:,由cos1x,可得:cosx,21,y
,2yxxxxx,,,,,,,,,1sin22cos2sin2cos222sin(2)(3) 原函数解析式可化为:可得:4
2222,,,,y
222222,,(4)根据可得:,,,55yaxbxabxababsincossin(),,,,,,,,,,,,
二、单调性开路,定义回归
例2、求下列函数的值域:
1yx,,sin(1) (2) yx,cos(sin)2
,,,,2,,2(3) (4)yxxx,,,cos3sin,yx,,,2cos5sin1,,,,63,,,,
116解析:(1)由-1,,,,,sin0sinxx知: 222
,,(2)由-,,,,,,,?,,1sin1,cos1cossincos1cos(sin)1xxx有()1
22
,,,,,,25 (3)y=2,,,,,,,,由知:由正弦函数的单调性:1y2sin()xxx663366
53322 (4)2(1sin)5sin12(sin)0,2yxxx,,,,,,,,,,,48
三、 抓住结构特征,巧用均值不等式
229sin4xx,,例、若求的最小值30,(),,,xfxxxsin
解析:由得:根据均值不等式:0sin0,,,,xxx,
44 fxxxxx()9sin29sin12,,,,xxxxsinsin
4422 当即时,9sinsin()12xxxxfx,,,minxxsin9
sin,已知其中、为锐角,求,,tan的最大值cos(),,,,,,例4、 sin,
解析:由sinsin()sin()coscos()sinsincos(),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,
即有sin()cos2sincos(),tan()2tan,,,,,,,,,,,,,,
tan()tantan12,,,,,,于是:tantan(),,,,,,,,,,,,,21 1tantan()12tan4,,,,,,,,2tan,tan,
1122当即时,有,,2tantantan(),,max,,tan24,
四、易元变换,整体思想求解
例、求函数的值域5sincossincosyxxxx,,,
,,,11,,2解法一:,,,,,,,,yxxxx2sin()sin22sin()12sin(),,42424,,
1,,2,,,,,sin()2sin()xx 442
2,,2,,,,,sin()1x,,42,,
,1当时,,,,,sin()12xymax42
2,t,1,,解法二:设,则sincos2sin()2,2,sincosxxttxxx,,,,,,,,,42
2t,112,, ?,,,,,,,ytt(1)12,2,t,,22
1故当时有ty,,,2,2max2
解法三、构造对偶式转化为某一变量的二次函数在闭区间内求最大值
22设则sin,cos,sincos2,sincosxmnxmnxxmxxmn,,,,,,,,
,,1222222 由,得sincos1,,xmnm,,,,,,,,222,,
,,122222?,,,,,,,,,,,yxxxxmmnmmmsincossincos222,,,,222,,
21故当时,有my,,,2max22
五、方程架桥,问题转化
1sin3sin,,xx,,,,例:求函数的最大值、最小值。6y,
2sin,x
解析:将问题转化为求一元二次方程在闭区间上有解的充要条件:
2 原函数解析式转化为:sin(4)sin320xyxy,,,,,
令则tx,,sin,1t
2?,,,,,tty32011在,上有解,故有:,,
2,,,,,(4)4y(3-2y)0
4,y,,,,11
2
f(1)0,, 或 ff(1)(1)0,,
f(1)0,
8解得:0,,y 3
六、运用模型、数形结合
2sin,x例:求函数的值域。8y,2cos,x
解析:函数的值域可看作求过点P(2,2)的单位圆切线的斜率k的最大、最小值设切线PA的方程为:y-2=k(x-2)即:kx-y-2k+2=0
设原点到切线的距离d,则d=1
2k-247,2 即:d=,,,,13830即解得:kkk=231,k
,,4747,,故所求函数的值域为:,,,33,,