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- 2021-06-15 发布
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第4讲 函数y=Asin(ωx+φ)的图象及性质
一、选择题
1.已知函数f(x)=sin(ω>0)的最小正周期为π,则该函数的图像( )
A.关于点对称 B.关于直线x=对称
C.关于点对称 D.关于直线x=对称
解析 由已知,ω=2,所以f(x)=sin,因为f=0,所以函数图像关于点中心对称,故选A.
答案 A
2.要得到函数的图像,只要将函数的图像( )
A. 向左平移1个单位 B. 向右平移1个单位
C. 向左平移 个单位 D.向右平移 个单位
解析 因为,所以将向左平移个单位,故选C.
答案 C
3. 函数f(x)=Asin(ωx+φ)A>0,ω>0,|φ|<的部分图象如图所示,则将y=f(x)的图象向右平移个单位后,得到的图象对应的函数解析式为 ( ).
A.y=sin 2x B.y=cos 2x
C.y=sin D.y=sin
解析 由所给图象知A=1,T=-=,T=π,所以ω==2,由sin=1
,|φ|<得+φ=,解得φ=,所以f(x)=sin,则f(x)=sin的图象向右平移个单位后得到的图象对应的函数解析式为y=sin=sin,故选D.
答案 D
4.将函数y=sin 2x的图象向左平移φ(φ>0)个单位,所得图象对应的函数为偶函数,则φ的最小值为 ( ).
A. B. C. D.
解析 将函数y=sin 2x的图象向左平移φ个单位,得到函数y=sin 2(x+φ)=sin(2x+2φ)的图象,由题意得2φ=+kπ(k∈Z),故φ的最小值为.
答案 C
5. 如图,为了研究钟表与三角函数的关系,建立如图所示的坐标系,设秒针尖位置P(x,y).若初始位置为P0,当秒针从P0(注:此时t=0)正常开始走时,那么点P的纵坐标y与时间t的函数关系为 ( ).
A.y=sin B.y=sin
C.y=sin D.y=sin
解析 由题意可得,函数的初相位是,排除B,D.又函数周期是60(秒)且秒针按顺时针旋转,即T==60,所以|ω|=,即ω=-,故选C.
答案 C
6.电流强度I(安)随时间t(秒)变化的函数I=Asin(ωt+φ)(A>0,ω>0,0<φ<
)的图像如图所示,则当t=秒时,电流强度是( )
A.-5安 B.5安
C.5安 D.10安
解析 由函数图像知A=10,=-=.
∴T==,∴ω=100π.
∴I=10sin(100πt+φ).
又∵点在图像上,
∴10=10sin
∴+φ=,∴φ=,
∴I=10sin .
当t=时,I=10sin =-5.
答案 A
二、填空题
7.已知函数f(x)=sin(ωx+φ)的图像上的两个相邻的最高点和最低点的距离为2,则ω=________.
解析 由已知两相邻最高点和最低点的距离为2,而f(x)max-f(x)min=2,由勾股定理可得==2,∴T=4,∴ω==.
答案
8.已知函数f(x)=3sin(ω>0)和g(x)=2cos(2x+φ)+1的图象的对称轴完全相同,若x∈,则f(x)的取值范围是________.
解析 ∵f(x)与g(x)的图象的对称轴完全相同,∴f(x)与g(x)的最小正周期相等,
∵ω>0,∴ω=2,∴f(x)=3sin,∵0≤x≤,∴-≤2x-≤,∴-≤sin≤1,∴-≤3sin≤3,即f(x)的取值范围是.
答案
9.已知函数f(x)=-2sin(2x+φ)(|φ|<π),若是f(x)的一个单调递增区间,则φ的值为________.
解析 令+2kπ≤2x+φ≤+2kπ,k∈Z,k=0时,有-≤x≤-,此时函数单调递增,若是f(x)的一个单调递增区间,则必有
解得故φ=.
答案
10.在函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的一个周期内,当x=时有最大值,当x=时有最小值-,若φ∈,则函数解析式f(x)=________.
解析 首先易知A=,由于x=时f(x)有最大值,当x=时f(x)有最小值-,所以T=×2=,ω=3.又sin=,φ∈,解得φ=,故f(x)=sin.
答案 sin
三、解答题
11.已知函数f(x)=sin2x+2cos2x.
(1)将f(x)的图像向右平移个单位长度,再将周期扩大一倍,得到函数g(x)的图像,求g(x)的解析式;
(2)求函数f(x)的最小正周期和单调递增区间.
解 (1)依题意f(x)=sin2x+2·
=sin2x+cos2x+1
=2sin+1,
将f(x)的图像向右平移个单位长度,得到函数f1(x)=2sin+1=2sin2x+1的图像,该函数的周期为π,若将其周期变为2π,则得g(x)=2sinx+1.
(2)函数f(x)的最小正周期为T=π,
当2kπ-≤2x+≤2kπ+(k∈Z)时,函数单调递增,
解得kπ-≤x≤kπ+(k∈Z),
∴函数的单调递增区间为(k∈Z).
12.已知向量m=(sin x,1),n=(Acos x,cos 2x)(A>0),函数f(x)=m·n的最大值为6.
(1)求A;
(2)将函数y=f(x)的图象向左平移个单位,再将所得图象上各点的横坐标缩短为原来的倍,纵坐标不变,得到函数y=g(x)的图象,求g(x)在上的值域.
解 (1)f(x)=m·n=Asin xcos x+cos 2x
=A=A sin.
因为A>0,由题意知A=6.
(2)由(1)知f(x)=6sin.
将函数y=f(x)的图象向左平移个单位后得到
y=6sin=6sin的图象;
再将得到图象上各点横坐标缩短为原来的倍,纵坐标不变,得到y=6sin的图象.
因此g(x)=6sin.
因为x∈,所以4x+∈,
故g(x)在上的值域为[-3,6].
13.已知函数f(x)=2sin+cos-sin(x+π).
(1)求f(x)的最小正周期;
(2)若将f(x)的图象向右平移个单位,得到函数g(x)的图象,求函数g(x)在区间[0,π]上的最大值和最小值.
解 (1)因为f(x)=sin+sin x
=cos x+sin x=2
=2sin,
所以f(x)的最小正周期为2π.
(2)∵将f(x)的图象向右平移个单位,得到函数g(x)的图象,
∴g(x)=f=2sin[+]
=2sin.
∵x∈[0,π],∴x+∈,
∴当x+=,即x=时,sin=1,g(x)取得最大值2.
当x+=,即x=π时,sin=-,g(x)取得最小值-1.
14.设函数f(x)=cos+sin2x.
(1)求f(x)的最小正周期;
(2)设函数g(x)对任意x∈R,有g=g(x),且当x∈时,g(x)=-f(x).求g(x)在区间[-π,0]上的解析式.
解 (1)f(x)=cos+sin2x
=+
=-sin 2x,
故f(x)的最小正周期为π.
(2)当x∈时,g(x)=-f(x)=sin 2x,故
①当x∈时,x+∈.
由于对任意x∈R,g=g(x),
从而g(x)=g=sin
=sin(π+2x)=-sin 2x.
②当x∈时,x+π∈.
从而g(x)=g(x+π)=sin[2(x+π)]=sin 2x.
综合①、②得g(x)在[-π,0]上的解析式为
g(x)=
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