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- 2021-06-19 发布
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第4讲 函数y=Asin(ωx+φ)的图象及性质
A级 基础演练(时间:30分钟 满分:55分)
一、选择题(每小题5分,共20分)
1.(2013·兰州模拟)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
2.(2013·东营模拟)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
3.(2012·浙江)把函数y=cos 2x+1的图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),然后向左平移1个单位长度,再向下平移1个单位长度,得到的图象是 ( ).
解析 把函数y=cos 2x+1的图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),得到函数y=cos x+1的图象,然后把所得函数图象向左平移1个单位长度,再向下平移1个单位长度,得到函数y=cos(x+1)的图象,故选A.
答案 A
4.已知f(x)=sin,g(x)=cos,则下列结论中正确的是 ( ).
A.函数y=f(x)·g(x)的周期为2
B.函数y=f(x)·g(x)的最大值为1
C.将f(x)的图象向左平移个单位后得到g(x)的图象
D.将f(x)的图象向右平移个单位后得到g(x)的图象
解析 ∵f(x)=sin=cos x,
g(x)=cos=cos=sin x,
∴y=f(x)·g(x)=cos x·sin x=sin 2x.
T==π,最大值为,∴选项A,B错误.
答案 D
二、填空题(每小题5分,共10分)
5.已知函数f(x)=sin(ωx+φ)ω>0,0<φ<的部分图象如图所示,则ω=________,φ=________.
解析 因为=-=,所以T=π,ω==2.将代入解析式可得:π+φ=2kπ+(k∈Z),即φ=2kπ+(k∈Z),又0<φ<,所以φ=.
答案 2
6.(2012·长沙调研)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
三、解答题(共25分)
7.(12分)(2012·陕西)函数f(x)=Asin+1(A>0,ω>0)的最大值为3,其图象相邻两条对称轴之间的距离为.
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)设α∈,f=2,求α的值.
解 (1)∵函数f(x)的最大值为3,∴A+1=3,即A=2,
∵函数图象的相邻两条对称轴之间的距离为,
∴最小正周期T=π,
∴ω=2,故函数f(x)的解析式为y=2sin+1.
(2)f=2sin+1=2,即sin=,
∵0<α<,∴-<α-<,
∴α-=,故α=.
8.(13分)(2012·山东)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].
B级 能力突破(时间:30分钟 满分:45分)
一、选择题(每小题5分,共10分)
1.(2012·潍坊期末)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
2.(2012·东莞二模)若函数f(x)=sin ωx+acos ωx(ω>0)的图象关于点M对称,且在x=处函数有最小值,则a+ω的一个可能的取值是 ( ).
A.0 B.3 C.6 D.9
解析 因为函数f(x)=sin ωx+acos ωx(ω>0)=·sin(ωx+φ)的图象关于点M对称,且在x=处函数有最小值,所以必有k,n∈Z,两式相减得:=(k-2n)π+,即ω=6(k-2n)+3=6m+3,k,n,m∈Z,结合四个选项,ω可能取到的值是3或9.将ω=6m+3,k,n,m∈Z代入f(x)=sin ωx+acos ωx(ω>0),得y=sin(6m+3)x+acos(6m+3)x.当图象关于点M对称时,有sin+acos=0,即a=0.所以函数解析式应为f(x)=sin ωx(ω>0).
回验a+ω=3时的函数性质与题设中在x=处函数有最小值不符,故只有a+ω=9,故选D.
答案 D
二、填空题(每小题5分,共10分)
3.(2013·东北四校一模)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
4.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
eq lc[
c](avs4alco1(-f(π,6),0))上是增函数.
其中正确结论的编号为________.
解析 ∵y=sin(ωx+φ)的最小正周期为π,
∴ω==2,又其图象关于直线x=对称,
∴2×+φ=kπ+(k∈Z),∴φ=kπ+,k∈Z.
由φ∈,得φ=,∴y=sin.
令2x+=kπ(k∈Z),得x=-(k∈Z).
∴y=sin关于点对称.故②正确.
令2kπ-≤2x+≤2kπ+(k∈Z),得
kπ-≤x≤kπ+(k∈Z).
∴函数y=sin的单调递增区间为
(k∈Z).
∵(k∈Z).∴④正确.
答案 ②④
三、解答题(共25分)
5.(12分)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.
6.(13分)(2012·安徽)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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