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- 2021-06-16 发布
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课时分层作业(四十) 函数y=Asin(ωx+φ)的图象与性质
(建议用时:40分钟)
一、选择题
1.已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)的部分图象如图所示,则φ=( )
A.- B. C.- D.
D [由题图可知T=4×=π,故ω=2,又f=2,所以2×+φ=+2kπ(k∈Z),故φ=2kπ+,又|φ|<,∴φ=.]
2.设函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A,ω,φ是常数,A>0,ω>0).若f(x)在区间上具有单调性,且f=f=-f,则f(x)的最小正周期为( )
A. B. C.π D.
C [∵f=f,∴x==为函数f(x)的图象的一条对称轴.
∵f=-f,f(x)在区间上具有单调性,∴x=-=为f(x)图象的一条对称轴,且与x=相邻,故函数f(x)的最小正周期T=2×=π.]
3.点P是函数f(x)=sin(ωx+φ)+m的图象的一个对称中心,且点P到该图象的对称轴的距离的最小值为,则下列说法正确的是( )
A.f(x)的最小正周期是π
B.f(x)的值域为[0,4]
- 7 -
C.f(x)的初相φ=
D.f(x)在上单调递增
D [由题意,且函数的最小正周期为T=4×=2π,故ω==1.代入①式得φ=kπ+(k∈Z),又|φ|<,所以φ=,所以f(x)=sin+2.故函数f(x)的最小正周期为2π,值域为[1,3],初相为,排除A、B、C项,故选D.]
4.设函数f(x)=2sin.若对任意x∈R,都有f(x1)≤f(x)≤f(x2)成立,则|x1-x2|的最小值为( )
A.2 B. C.1 D.
A [f(x)的周期T=4,|x1-x2|的最小值为2.]
5.设偶函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,0<φ<π)的部分图象如图所示,△KLM为等腰直角三角形,∠KML=90°,KL=1,则f的值为( )
A.- B.- C.- D.
D [由题意知,点M到x轴的距离是,
根据题意可设f(x)=cos ωx,
又由题图知·=1,所以ω=π,
所以f(x)=cos πx,
所以f=cos=. 故选D.]
二、填空题
6.已知函数f(x)=Acos(ωx+φ)的图象如图所示,f=-,则f(0)=________.
- 7 -
[由图象可得最小正周期为π,于是f(0)=f,注意到π与关于对称,
所以f=-f=.]
7.若函数f(x)=3sin(ωx+φ)对任意x都有f=f(-x),则f=________.
±3 [由于函数f(x)=3sin(ωx+φ)对任意x都有f=f(-x),
则函数f(x)的图象关于直线x=对称,则f是函数f(x)的最大值或最小值,则f=-3或3.]
8.(一题两空)函数f(x)=2sin(ωx+φ)的部分图象如图所示,则ω=________;φ=________.
2 - [T=-=,∴T==π,
∴ω=2.
当x=时,2×+φ=,∴φ=-.]
三、解答题
9.某同学用“五点法”画函数f(x)=Asin(ωx+φ)在某一个周期内的图象时,列表并填入了部分数据,如下表:
ωx+φ
0
π
2π
- 7 -
x
Asin(ωx+φ)
0
5
-5
0
(1)请将上表数据补充完整,并直接写出函数f(x)的解析式;
(2)将y=f(x)图象上所有点向左平行移动个单位长度,得到y=g(x)图象,求y=g(x)的图象离原点O最近的对称中心.
[解] (1)根据表中已知数据,解得A=5,ω=2,φ=-.数据补全如下表:
ωx+φ
0
π
2π
x
Asin(ωx+φ)
0
5
0
-5
0
函数解析式为f(x)=5sin.
(2)由(1)知, f(x)=5sin,
因此g(x)=5sin=5sin.
因为y=sin x的对称中心为(kπ,0),k∈Z.
令2x+=kπ,解得x=-,k∈Z.
即y=g(x)的图象的对称中心为,k∈Z,其中离原点O最近的对称中心为.
10.已知函数f(x)=3sin的图象的一条对称轴是直线x=.
(1)求φ值;
(2)求函数y=f(x)的单调增区间和对称中心.
[解] (1)∵x=是f(x)的图象的一条对称轴,
∴sin=±1,
- 7 -
∴+φ=kπ+,k∈Z.
∵0<φ<,∴φ=.
(2)由(1)知y=3sin.
由题意得2kπ-≤x+≤2kπ+,k∈Z,
即4kπ-≤x≤4kπ+,k∈Z,
∴函数f(x)的单调增区间为(k∈Z).
由x+=kπ(k∈Z)得x=2kπ-(k∈Z),
故该函数的对称中心为(k∈Z).
1.关于f(x)=4sin(x∈R),有下列命题:
①由f(x1)=f(x2)=0可得x1-x2是π的整数倍;
②y=f(x)的表达式可改写成y=4cos;
③y=f(x)图象关于点对称;
④y=f(x)图象关于直线=-对称.
其中正确命题的序号为( )
A.①③ B.②④ C.②③ D.①④
C [对于①,由f(x)=0,可得2x+=kπ(k∈Z).
∴x=π-(k∈Z),∴x1-x2是的整数倍,
∴①错误;对于②,由f(x)=4sin可得f(x)=4cos=4cos,∴②正确;对于③,f(x)=4sin的对称中心满足2x+=kπ(k∈Z),∴x=π-(k∈Z),
∴是函数y=f(x)的一个对称中心.∴③正确;
- 7 -
对于④,函数y=f(x)的对称轴满足2x+=+kπ(k∈Z),
∴x=+(k∈Z).∴④错误.]
2.设函数y=sin(ωx+φ)的最小正周期为π,且其图象关于直线x=对称,则在下面四个结论中:①图象关于点对称;②图象关于点对称;③在上是增函数;④在上是增函数,结论正确的是________.
②④ [∵T=π,∴ω=2.又2×+φ=kπ+,
∴φ=kπ+.∵φ∈,∴φ=,
∴y=sin.由图象及性质可知②④正确.]
3.设函数f(x)=sin(ω>0).若f(x)≤f对任意的实数x都成立,则ω的最小值为________.
[∵f(x)≤f对任意的实数x都成立,
∴当x=时,f(x)取得最大值,
即f=sin=1,
∴ω-=2kπ+,k∈Z,
∴ω=8k+,k∈Z.
∵ω>0,∴当k=0时,ω取得最小值.]
4.已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)的图象与y轴的交点为(0,1),它在y轴右侧的第一个最高点和第一个最低点的坐标分别为(x0,2)和(x0+2π,-2).
(1)求f(x)的解析式及x0的值;
(2)求f(x)的单调增区间;
(3)若x∈[-π,π],求f(x)的值域.
[解] (1)由题意作出f(x)的简图如图.
- 7 -
由图象知A=2,由=2π,得T=4π,
∴4π=,即ω=,
∴f(x)=2sin,
∴f(0)=2sin φ=1,
又∵|φ|<,∴φ=,∴f(x)=2sin.
∵f(x0)=2sin=2,
∴x0+=+2kπ,k∈Z.
∴x0=4kπ+,k∈Z,
又(x0,2)是y轴右侧的第一个最高点,
∴x0=.
(2)由-+2kπ≤x+≤+2kπ,k∈Z,
得-+4kπ≤x≤+4kπ,k∈Z,
∴f(x)的单调增区间为(k∈Z).
(3)∵-π≤x≤π,
∴-≤x+≤,
∴-≤sin≤1,
∴-≤f(x)≤2,
故当x∈[-π,π]时,f(x)的值域为[-,2].
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