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  • 2021-06-16 发布

【数学】2021届一轮复习北师大版(理)23三角函数的图像与性质作业

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三角函数的图像与性质 建议用时:45 分钟 一、选择题 1.下列函数中,周期为 2π 的奇函数为(  ) A.y=sin x 2cos x 2      B.y=sin2x C.y=tan 2x D.y=sin 2x+cos 2x A [y=sin2x 为偶函数;y=tan 2x 的周期为π 2 ;y=sin 2x+cos 2x 为非奇非偶 函数,故 B、C、D 都不正确,故选 A.] 2.函数 y=|cos x|的一个单调增区间是(  ) A.[-π 2 ,π 2] B.[0,π] C.[π,3π 2 ] D.[3π 2 ,2π] D [将 y=cos x 的图像位于 x 轴下方的图像关于 x 轴对称翻折到 x 轴上方, x 轴上方(或 x 轴上)的图像不变,即得 y=|cos x|的图像(如图).故选 D. ] 3.如果函数 y=3cos(2x+φ)的图像关于点(4π 3 ,0)对称,那么|φ|的最小值为 (  ) A.π 6      B.π 4 C.π 3      D.π 2 A [由题意得 3cos(2 × 4π 3 +φ)=3cos(2π 3 +φ+2π)=3cos(2π 3 +φ)=0, 所以2π 3 +φ=kπ+π 2 ,k∈Z. 所以 φ=kπ-π 6 ,k∈Z,取 k=0, 得|φ|的最小值为π 6.] 4.函数 y=cos2x-2sin x 的最大值与最小值分别为(  ) A.3,-1 B.3,-2 C.2,-1 D.2,-2 D [y=cos2x-2sin x=1-sin2x-2sin x =-sin2x-2sin x+1, 令 t=sin x, 则 t∈[-1,1],y=-t2-2t+1=-(t+1)2+2, 所以 ymax=2,ymin=-2.] 5.若函数 f(x)= 3sin(2x+θ)+cos(2x+θ)为奇函数,且在[-π 4 ,0]上为减函 数,则 θ 的一个值为(  ) A.-π 3 B.-π 6 C.2π 3 D.5π 6 D [由题意得 f(x)= 3sin(2x+θ)+cos(2x+θ)=2sin(2x+θ+π 6).因为函数 f(x) 为奇函数,所以 θ+π 6 =kπ,k∈Z,故 θ=-π 6 +kπ,k∈Z.当 θ=-π 6 时,f(x)=2sin 2x,在[-π 4 ,0]上为增函数,不合题意.当 θ=5π 6 时,f(x)=-2sin 2x,在[-π 4 ,0] 上为减函数,符合题意.故选 D.] 二、填空题 6.函数 y=cos (π 4 -2x)的单调递减区间为________. [kπ+π 8 ,kπ+5π 8 ](k∈Z) [因为 y=cos(π 4 -2x)=cos(2x-π 4), 所以令 2kπ≤2x-π 4 ≤2kπ+π(k∈Z),解得 kπ+π 8 ≤x≤kπ+5π 8 (k∈Z), 所以函数的单调递减区间为[kπ+π 8 ,kπ+5π 8 ](k∈Z).] 7.已知函数 f(x)=2sin(ωx-π 6)+1(x∈R)的图像的一条对称轴为 x=π,其中 ω 为常数,且 ω∈(1,2),则函数 f(x)的最小正周期为________. 6π 5  [由函数 f(x)=2sin(ωx-π 6)+1(x∈R)的图像的一条对称轴为 x=π,可得 ωπ-π 6 =kπ+π 2 ,k∈Z, ∴ω=k+2 3 ,又 ω∈(1,2),∴ω=5 3 , 从而得函数 f(x)的最小正周期为2π 5 3 =6π 5 .] 8.设函数 f(x)=sin(2x+π 3).若 x1x2<0,且 f(x1)-f(x2)=0,则|x2-x1|的取值范 围为________. (π 6 ,+∞) [如图,画出 f(x)=sin (2x+π 3)的大致图像, 记 M(0, 3 2 ),N(π 6 , 3 2 ),则|MN|=π 6.设点 A,A′是平行于 x 轴的直线 l 与 函数 f(x)图像的两个交点(A,A′位于 y 轴两侧),这两个点的横坐标分别记为 x1, x2,结合图形可知,|x2-x1|=|AA′|∈(|MN|,+∞),即|x2-x2|∈(π 6 ,+∞).] 三、解答题 9.已知 f(x)= 2sin(2x+π 4). (1)求 f(x)的单调递增区间; (2)当 x∈[π 4 ,3π 4 ]时,求函数 f(x)的最大值和最小值. [解] (1)令 2kπ-π 2 ≤2x+π 4 ≤2kπ+π 2 ,k∈Z, 得 kπ-3π 8 ≤x≤kπ+π 8 ,k∈Z. 故 f(x)的单调递增区间为[kπ-3π 8 ,kπ+π 8],k∈Z. (2)当 x∈[π 4 ,3π 4 ]时,3π 4 ≤2x+π 4 ≤7π 4 , 所以-1≤sin(2x+π 4)≤ 2 2 , 所以- 2≤f(x)≤1, 所以当 x∈[π 4 ,3π 4 ]时,函数 f(x)的最大值为 1,最小值为- 2. 10.已知 a=(sin x, 3cos x),b=(cos x,-cos x),函数 f(x)=a·b+ 3 2 . (1)求函数 y=f(x)图像的对称轴方程; (2)若方程 f(x)=1 3 在(0,π)上的解为 x1,x2,求 cos(x1-x2)的值. [解] (1)f(x)=a·b+ 3 2 =(sin x, 3cos x)·(cos x,-cos x)+ 3 2 =sin x·cos x- 3cos2x+ 3 2 =1 2sin 2x- 3 2 cos 2x=sin(2x-π 3). 令 2x-π 3 =kπ+π 2(k∈Z),得 x=5π 12 +k 2π(k∈Z), 即函数 y=f(x)图像的对称轴方程为 x=5π 12 +k 2π(k∈Z). (2)由(1)及已知条件可知(x 1,f(x1))与(x2,f(x2))关于 x=5π 12 对称,则 x1+x2= 5π 6 , ∴cos(x1-x2)=cos[x1-(5π 6 -x1)] =cos(2x1-5π 6 )=cos[(2x1-π 3)-π 2] =sin(2x1-π 3)=f(x1)=1 3. 1.(2019·太原模拟)已知函数 f(x)=2sin (ωx+π 3)的图像的一个对称中心为 (π 3 ,0),其中 ω 为常数,且 ω∈(1,3).若对任意的实数 x,总有 f(x1)≤f(x)≤f(x2), 则|x1-x2|的最小值是(  ) A.1 B.π 2 C.2 D.π B [因为函数 f(x)=2sin (ωx+π 3)的图像的一个对称中心为(π 3 ,0),所以 π 3ω+π 3 =kπ,k∈Z,所以 ω=3k-1,k∈Z,由 ω∈(1,3),得 ω=2.由题意得|x1-x2|的最 小值为函数的半个周期,即T 2 =π ω =π 2.] 2.已知函数 f(x)=2cos(ωx+φ)+b 对任意实数 x 有 f(x+π 4)=f(-x)恒成立, 且 f(π 8 )=1,则实数 b 的值为(  ) A.-1 B.3 C.-1 或 3 D.-3 C [由 f(x+π 4)=f(-x)可知函数 f(x)=2cos(ωx+φ)+b 关于直线 x=π 8 对称,又 函数 f(x)在对称轴处取得最值,故±2+b=1,∴b=-1 或 b=3.] 3.已知函数 f(x)=sin(ωx+φ)(0<φ<2π 3 )的最小正周期为 π. (1)求当 f(x)为偶函数时 φ 的值; (2)若 f(x)的图像过点(π 6 , 3 2 ),求 f(x)的单调递增区间. [解] 由 f(x)的最小正周期为 π,则 T=2π ω =π,所以 ω=2,所以 f(x)=sin(2x +φ). (1)当 f(x)为偶函数时,f(-x)=f(x), 所以 sin(2x+φ)=sin(-2x+φ), 展开整理得 sin 2xcos φ=0, 由已知上式对任意 x∈R 都成立, 所以 cos φ=0.因为 0<φ<2π 3 ,所以 φ=π 2. (2)因为 f(π 6 )= 3 2 , 所以 sin(2 × π 6 +φ)= 3 2 ,即π 3 +φ=π 3 +2kπ 或π 3 +φ=2π 3 +2kπ(k∈Z), 故 φ=2kπ 或 φ=π 3 +2kπ(k∈Z), 又因为 0<φ<2π 3 ,所以 φ=π 3 , 即 f(x)=sin(2x+π 3), 由-π 2 +2kπ≤2x+π 3 ≤π 2 +2kπ(k∈Z) 得 kπ-5π 12 ≤x≤kπ+ π 12(k∈Z), 故 f(x)的递增区间为[kπ-5π 12 ,kπ+ π 12](k∈Z). 1.设函数 f(x)=sin(2x+π 4)(x ∈ [0,9π 8 ]),若方程 f(x)=a 恰好有三个根,分 别为 x1,x2,x3(x1<x2<x3),则 2x1+3x2+x3 的值为(  ) A.π B.3π 4 C.3π 2 D.7π 4 D [由题意 x∈[0,9π 8 ],则 2x+π 4 ∈[π 4 ,5π 2 ], 画出函数的大致图像,如图所示. 由图可得,当 2 2 ≤a<1 时,方程 f(x)=a 恰有三个 根.由 2x+π 4 =π 2 得 x=π 8 , 由 2x+π 4 =3π 2 得 x=5π 8 , 由图可知,点(x1,a)与点(x2,a)关于直线 x=π 8 对称,点(x2,a)与点(x3,a)关 于直线 x=5π 8 对称, 所以 x1+x2=π 4 ,x2+x3=5π 4 , 所以 2x1+3x2+x3=2(x1+x2)+(x2+x3)=7π 4 .] 2.已知函数 f(x)=a(2cos2x 2 +sin x)+b. (1)若 a=-1,求函数 f(x)的单调增区间; (2)当 x∈[0,π]时,函数 f(x)的值域是[5,8],求 a,b 的值. [解] f(x)=a(1+cos x+sin x)+b = 2asin(x+π 4)+a+b. (1)当 a=-1 时,f(x)=- 2sin(x+π 4)+b-1, 由 2kπ+π 2 ≤x+π 4 ≤2kπ+3π 2 (k∈Z), 得 2kπ+π 4 ≤x≤2kπ+5π 4 (k∈Z), ∴f(x)的单调增区间为[2kπ+π 4 ,2kπ+5π 4 ](k∈Z). (2)∵0≤x≤π,∴π 4 ≤x+π 4 ≤5π 4 , ∴- 2 2 ≤sin(x+π 4)≤1.依题意知 a≠0, ①当 a>0 时,Error! ∴a=3 2-3,b=5; ②当 a<0 时,Error! ∴a=3-3 2,b=8. 综上所述,a=3 2-3,b=5 或 a=3-3 2,b=8.