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- 2021-06-16 发布
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第7练 三角函数的图象与性质[小题提速练]
[明晰考情] 1.命题角度:三角函数的性质;三角函数的图象变换;由三角函数的图象求解析式.2.题目难度:三角函数的图象与性质常与三角变换相结合,难度为中低档.
考点一 三角函数的图象及变换
要点重组 (1)五点法作简图:y=Asin(ωx+φ)的图象可令ωx+φ=0,,π,,2π,求出x的值,作出对应点得到.
(2)图象变换:平移、伸缩、对称.
特别提醒 由y=Asin ωx的图象得到y=Asin(ωx+φ)的图象时,需平移个单位长度,而不是|φ|个单位长度.
1.(2018·兰州诊断)函数f(x)=sin(ωx+φ)的部分图象如图所示,如果x1+x2=,则f(x1)+f(x2)等于( )
A. B. C.0 D.-
答案 C
解析 由题图知,=,即T=π,则ω=2,
∴f(x)=sin(2x+φ),∵点在函数f(x)的图象上,∴sin=0,
即+φ=kπ,k∈Z,又|φ|<,∴φ=,
∴f(x)=sin.
∵x1+x2=,
∴+=2π,∴f(x1)+f(x2)=0.
2.若将函数y=tan(ω>0)的图象向右平移个单位长度后,与函数y=tan的图象重合,则ω的最小正值为( )
A. B. C. D.
答案 D
解析 将y=tan的图象向右平移个单位长度,得到y=tan的图象,
由平移后的图象与y=tan的图象重合,
得-=kπ+,k∈Z,
故ω=-6k+,k∈Z,
所以ω的最小正值为.
3.(2018·天津)将函数y=sin的图象向右平移个单位长度,所得图象对应的函数( )
A.在区间上单调递增
B.在区间上单调递减
C.在区间上单调递增
D.在区间上单调递减
答案 A
解析 函数y=sin的图象向右平移个单位长度后的解析式为y=sin=sin 2x,则函数y=sin 2x的一个单调增区间为,一个单调减区间为.由此可判断选项A正确.
故选A.
4.设函数f(x)=若函数g(x)=f(x)-m在[0,2π]内恰有4个不同的零点,则实数m的取值范围是( )
A.(0,1) B.[1,2]
C.(0,1] D.(1,2)
答案 A
解析 画出函数f(x)在[0,2π]上的图象,如图所示:
若函数g(x)=f(x)-m在[0,2π]内恰有4个不同的零点,即y=f(x)和y=m在[0,2π]内恰有4个不同的交点,结合图象,知00,|φ|<π.若f =2,f =0,且f(x)的最小正周期大于2π,则( )
A.ω=,φ= B.ω=,φ=-
C.ω=,φ=- D.ω=,φ=
答案 A
解析 ∵f =2,f =0,且f(x)的最小正周期大于2π,
∴f(x)的最小正周期为4=3π,
∴ω==,
∴f(x)=2sin.
又f =2,
即2sin=2,即+φ=+2kπ,k∈Z,
得φ=2kπ+,k∈Z.
又|φ|<π,∴取k=0,得φ=.
11.已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的图象与直线y=a(0<a<A)的三个相邻交点的横坐标分别是2,4,8,则f(x)的单调递减区间是( )
A.[6kπ,6kπ+3],k∈Z
B.[6kπ-3,6kπ],k∈Z
C.[6k,6k+3],k∈Z
D.[6k-3,6k],k∈Z
答案 D
解析 因为函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的图象与直线y=a(0<a<A)的三个相邻交点的横坐标分别是2,4,8,所以T==8-2=6,且当x==3时函数取得最大值,所以ω=,×3+φ=+2nπ,n∈Z,所以φ=-+2nπ,n∈Z,所以f(x)=Asin.由2kπ+≤x-≤2kπ+,k∈Z,可得6k+3≤x≤6k+6,k∈Z.
12.已知函数f(x)=sin(ωx+φ)的最小正周期为π,f(x)的图象向左平移个单位长度后关于直线x=0对称,则f +f 的单调递增区间为( )
A.(k∈Z) B.(k∈Z)
C.(k∈Z) D.(k∈Z)
答案 A
解析 易知ω=2,∴f(x)=sin(2x+φ),
又f 的图象关于直线x=0对称,
∴π+φ=+kπ,k∈Z,又|φ|<,∴φ=-,
即f(x)=sin.
∴f +f =sin 2x+sin=sin 2x-cos 2x=sin,
令2kπ-≤2x-≤2kπ+,k∈Z,
得kπ-≤x≤kπ+,k∈Z,
∴f +f 的单调递增区间为,k∈Z.
1.为了得到函数y=sin 3x+cos 3x的图象,可以将函数y=cos 3x的图象( )
A.向右平移个单位长度
B.向左平移个单位长度
C.向右平移个单位长度
D.向左平移个单位长度
答案 C
解析 因为y=sin 3x+cos 3x=sin=sin,
又y=cos 3x=sin=sin,
所以应由y=cos 3x的图象向右平移个单位长度得到.
2.将函数f(x)=3sin的图象向左平移个单位长度,再向下平移4个单位长度,得到函数g
(x)的图象,则函数f(x)的图象与函数g(x)的图象( )
A.关于点(-2,0)对称 B.关于点(0,-2)对称
C.关于直线x=-2对称 D.关于直线x=0对称
答案 B
解析 将函数f(x)=3sin的图象向左平移个单位长度,再向下平移4个单位长度,得到函数g(x)的解析式为g(x)=3sin-4=3sin-4=3sin 2-4,f(x)=3sin 2,故两个函数的图象关于点(0,-2)对称,故选B.
3.已知关于x的方程(t+1)cos x-tsin x=t+2在(0,π)上有实根,则实数t的最大值是____.
答案 -1
解析 由(t+1)cos x-tsin x=t+2,
得cos(x+φ)=t+2,有解的条件为(t+1)2+t2≥(t+2)2,解得t≥3或t≤-1.因为x∈(0,π),
当t≥3时显然不成立,故t≤-1,
所以实数t的最大值是-1.
解题秘籍 (1)图象平移问题要搞清平移的方向和长度,由f(ωx)的图象得到f(ωx+φ)的图象平移了个单位长度(ω≠0).
(2)研究函数的性质时要结合图象,对参数范围的确定要注意区间端点能否取到.
1.将函数y=sin图象上各点的横坐标伸长到原来的2倍,再向左平移个单位长度,纵坐标不变,所得函数图象的一条对称轴方程是( )
A.x= B.x=
C.x=- D.x=-
答案 D
解析 将函数y=sin图象上各点的横坐标伸长到原来的2倍,得函数y=sin,再向左平移个单位长度,纵坐标不变,得函数y=sin=sin,把四个选项中的值代入函数,只有D代入后有sin=sin=-1是函数的最小值,因此x=-
是函数的一条对称轴方程.
2.已知函数f(x)=sin(ωx+φ)的部分图象如图所示,如果x1,x2∈,且f(x1)=f(x2),则f(x1+x2)等于( )
A. B. C. D.1
答案 B
解析 由题图可知,=-=,则T=π,ω=2,
又=,∴f(x)的图象过点,
即sin=1,又|φ|<,所以φ=,
∴f(x)=sin.
而x1+x2=-+=,
∴f(x1+x2)=f =sin=sin =.
3.(2018·全国Ⅱ)若f(x)=cos x-sin x在[-a,a]上是减函数,则a的最大值是( )
A. B. C. D.π
答案 A
解析 f(x)=cos x-sin x=-=-sin,
当x∈,即x-∈时,
y=sin单调递增,
f(x)=-sin单调递减.
∵函数f(x)在[-a,a]上是减函数,
∴[-a,a]⊆,
∴0<a≤,∴a的最大值为.
故选A.
4.已知函数f(x)=sin(2x+φ),其中|φ|<π,若f(x)≤对x∈R恒成立,且f f
C.f(x)是奇函数
D.f(x)的单调递增区间是(k∈Z)
答案 D
解析 由f(x)≤恒成立知,x=是函数的对称轴,即2×+φ=+kπ,k∈Z,所以φ=+kπ,k∈Z,又f 0,又|φ|<π,所以φ=,
即f(x)=sin.
由-+2kπ≤2x+≤+2kπ,k∈Z,
得-+kπ≤x≤+kπ,k∈Z,
即f(x)的单调递增区间是(k∈Z).
5.已知函数f(x)=sin x+cos x(x∈R),先将y=f(x)的图象上所有点的横坐标缩短到原来的倍(纵坐标不变),再将得到的图象上所有点向右平移θ(θ>0)个单位长度,得到的图象关于直线x=对称,则θ的最小值为( )
A. B.
C. D.
答案 A
解析 函数f(x)=sin x+cos x=2sin(x∈R),
先将y=f(x)的图象上所有点的横坐标缩短到原来的倍(纵坐标不变),
可得y=2sin的图象,
再将得到的图象上所有点向右平移θ(θ>0)个单位长度,
得到y=2sin的图象.
又得到的图象关于直线x=对称,
可得2×+-2θ=kπ+,k∈Z,
即θ=-+,k∈Z,
当k=1时,θ的最小值为.故选A.
6.设函数f(x)=sin(2x+φ)+cos(2x+φ),且其图象关于直线x=0对称,则( )
A.y=f(x)的最小正周期为π,且在上单调递增
B.y=f(x)的最小正周期为π,且在上单调递减
C.y=f(x)的最小正周期为,且在上单调递增
D.y=f(x)的最小正周期为,且在上单调递减
答案 B
解析 f(x)=sin(2x+φ)+cos(2x+φ)=2sin,因为其图象关于x=0对称,
所以+φ=+kπ(k∈Z),即φ=+kπ(k∈Z).
又|φ|<,所以φ=,所以f(x)=2cos 2x.
其最小正周期T==π,且在上单调递减.
7.已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A,ω,φ均为正的常数)的最小正周期为π,当x=时,函数f(x)取得最小值,则下列结论正确的是( )
A.f(2)0,∴φmin=,
故f(x)=Asin.于是f(0)=Asin ,
f(2)=Asin=Asin=Asin,
f(-2)=Asin=Asin=Asin=Asin.
又∵-<-4<4-<<,y=Asin x在上单调递增,
∴f(2)0,所以ω=2k+1(k∈N),
又因为f(x)在上单调,
所以-=≤=,即ω≤12,
若ω=11,又|φ|≤,则φ=-,
此时,f(x)=sin,f(x)在上单调递增,在上单调递减,不满足条件.
若ω=9,又|φ|≤,则φ=,
此时,f(x)=sin,满足f(x)在上单调的条件.
由此得ω的最大值为9,故选B.
9.(2018·全国Ⅲ)函数f(x)=cos在[0,π]上的零点个数为______.
答案 3
解析 由题意可知,当3x+=kπ+(k∈Z)时,f(x)=cos=0.
∵x∈[0,π],
∴3x+∈,
∴当3x+的取值为,,时,f(x)=0,
即函数f(x)=cos在[0,π]上的零点个数为3.
10.设函数f(x)=sin(ωx+φ)+cos(ωx+φ)的最小正周期为π,且满足f(-x)=-f(x),则函数f(x)的单调递增区间为__________.
答案 (k∈Z)
解析 因为f(x)=sin(ωx+φ)+cos(ωx+φ)=2sin的最小正周期为π,且满足f(-x)=-f(x),所以ω=2,φ=-,所以f(x)=2sin 2x,令2kπ-≤2x≤2kπ+,k∈Z,得kπ-≤x≤kπ+,k∈Z,
所以函数f(x)的单调递增区间为(k∈Z).
11.已知函数f(x)=Atan(ωx+φ),y=f(x)的部分图象如图所示,则f =____.
答案
解析 如题干图所示,可知=-=,
所以T=,所以=,所以ω=2.因为图象过点,
所以Atan=0,即tan=0.又|φ|<,
所以φ=.又图象过点(0,1),即Atan=1,
所以A=1,所以f(x)=tan.
所以f =tan=tan =.
12.已知函数f(x)=cos(2x-φ)-sin(2x-φ)的图象向右平移个单位长度后关于y轴对称,则f(x)在区间上的最小值为________.
答案 -
解析 f(x)=cos(2x-φ)-sin(2x-φ)=-2sin,
将其图象向右平移个单位长度后,
得y=-2sin=-2sin.
由其图象关于y轴对称,得--φ=+kπ,k∈Z,
∴φ=--kπ,k∈Z.
由|φ|<,得φ=.
即f(x)=-2sin.
∵-≤x≤0,∴-≤2x-≤-,
∴-≤f(x)≤2,则f(x)在区间上的最小值为-.