文档内容
专题 08 活用三角函数的图象与性质
【目录】
......................................................................................................................................1
........................................................................................................................................2
......................................................................................................................................3
......................................................................................................................................5
....................................................................................................................................17
考点一:齐次化模型....................................................................................................................................17
考点二:辅助角与最值问题.........................................................................................................................18
考点三:整体代换与二次函数模型..............................................................................................................21
考点四:绝对值与三角函数综合模型..........................................................................................................23
考点五:w的取值与范围问题.....................................................................................................................28
考点六:三角函数的综合性质.....................................................................................................................37
三角函数的图象与性质是高考考查的重点和热点内容,主要从以下两个方面进行考查:
1、三角函数的图象,涉及图象变换问题以及由图象确定解析式问题,主要以选择题、填空题的形式
考查;
2、利用三角函数的性质求解三角函数的值、参数、最值、值域、单调区间等,主要以解答题的形式
考查.
3、三角恒等变换的求值、化简是高考命题的热点,常与三角函数的图象、性质结合在一起综合考查,
如果单独命题,多用选择、填空题中呈现,难度较低;如果三角恒等变换作为工具,将其与三角函数及解
三角形相结合求解最值、范围问题,多以解答题为主,中等难度.考点要求 考题统计 考情分析
2023年甲卷第7题,5分 【命题预测】
同角三角函数基本关系式 2023年乙卷第14题,5分 2024年高考将重点考查:①同角三
2021年I卷第6题,5分 角函数基本关系及诱导公式,同时
要注意三角函数定义的复习,题型
2023年II卷第7题,5分
仍为选择题或填空题,难度为基础
2023年I卷第8题,5分
题或中档题.②三角恒等变换,同
三角恒等变换 2022年II卷第6题,5分
时要注意公式的变形及应用,以及
2022年浙江卷第13题,6分
最值问题,题型仍为选择题或填空
2021年甲卷第9题,5分
题,难度为基础题或中档题.③三
2023年天津卷第5题,5分
角函数的图像与性质及三角函数变
2023年甲卷第10题,5分
换,特别是这些知识点的组合考查
三角函数的图像与性质 2023年乙卷第6题,5分
是考查的热点,题型仍为选择题或
2023年I卷第15题,5分 填空题,难度可以为基础题或中档
2023年II卷第16题,5分 题,也可以是压轴题.1、三角函数图象的变换
(1)将 的图象变换为 的图象主要有如下两种方法:
(2)平移变换
函数图象的平移法则是“左加右减、上加下减”,但是左右平移变换只是针对 作的变换;
(3)伸缩变换
①沿 轴伸缩时,横坐标 伸长 或缩短 为原来的 (倍)(纵坐标 不变);
②沿 轴伸缩时,纵坐标 伸长 或缩短 为原来的 (倍)(横坐标 不变).
(4)注意平移前后两个函数的名称是否一致,若不一致,应用诱导公式化为同名函数再平移.
2、三角函数的单调性
(1)三角函数的单调区间
的单调递增区间是 ,
单调递减区间是 ;
的单调递增区间是 ,
单调递减区间是 ;
的单调递增区间是 .
(2)三角函数的单调性有时也要结合具体的函数图象如结合 , ,
, 的图象进行判断会很快得到正确答案.
3、求三角函数最值的基本思路
(1)将问题化为 的形式,结合三角函数的图象和性质求解.
(2)将问题化为关于 或 的二次函数的形式,借助二次函数的图象和性质求解.(3)利用导数判断单调性从而求解.
4、对称性及周期性常用结论
(1)对称与周期的关系
正弦曲线、余弦曲线相邻的两个对称中心、相邻的两条对称轴之间的距离是半个周期,相邻的对称中
心与对称轴之间的距离是四分之一个周期;正切曲线相邻两个对称中心之间的距离是半个周期.
(2)与三角函数的奇偶性相关的结论
若 为偶函数,则有 ;若为奇函数,则有 .
若 为偶函数,则有 ;若为奇函数,则有 .
若 为奇函数,则有 .
5、已知三角函数的单调区间求参数取值范刪的三种方法
(1)子集法:求出原函数相应的单调区间,由已知区间是所求某区间的子集,列不等式(组)求解.
(2)反子集法:由所给区间求出整体角的范围,由该范围是某相应正弦、余弦函数的某个单调区间
的子集,列不等式(组)求解.
(3)周期性:由所给区间的两个端点到其相应对称中心的距离不超过 个周期列不等式(组)求解.
1.(2023•甲卷)“ ”是“ ”的
A.充分条件但不是必要条件
B.必要条件但不是充分条件
C.充要条件
D.既不是充分条件也不是必要条件
【答案】
【解析】 ,可知 ,可得 ,
所以“ ”是“ ”的必要不充分条件,
故选: .
2.(2023•新高考Ⅱ)已知 为锐角, ,则
A. B. C. D.
【答案】
【解析】 ,则 ,
故 ,即 ,
为锐角,
,
.
故选: .
3.(2023•新高考Ⅰ)已知 , ,则
A. B. C. D.
【答案】
【解析】因为 , ,
所以 ,
所以 ,
则 .
故选: .
4.(2022•新高考Ⅱ)若 ,则
A. B. C. D.
【答案】
【解析】解法一:因为 ,
所以 ,
即 ,
所以 ,
所以 ,所以 ,
所以 , ,
所以 ,
所以 .
解法二:由题意可得, ,
即 ,
所以 ,
故 .
故选: .
5.(2023•天津)已知函数 的一条对称轴为直线 ,一个周期为4,则 的解析式可能为
A. B. C. D.
【答案】
【解析】 :若 ,则 ,
令 , ,则 , ,显然 不是对称轴,不符合题意;
:若 ,则 ,
令 , ,则 , ,
故 是一条对称轴, 符合题意;
,则 ,不符合题意;
,则 ,不符合题意.
故选: .
6.(2023•甲卷)已知 为函数 向左平移 个单位所得函数,则 与
的交点个数为A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】
【解析】把函数 向
左平移 个单位可得
函数 的图象,
而直线 经过点 ,且斜率为 ,
且直线还经过点 , 、
, ,
,
,如图,
故 与 的交点个数为3.
故选: .
7.(2023•乙卷)已知函数 在区间 , 单调递增,直线 和 为函数
的图像的两条对称轴,则
A. B. C. D.【答案】
【解析】根据题意可知 ,
,取 , ,
又根据“五点法“可得 , ,
, ,
,
.
故选: .
8.(2022•浙江)为了得到函数 的图象,只要把函数 图象上所有的点
A.向左平移 个单位长度 B.向右平移 个单位长度
C.向左平移 个单位长度 D.向右平移 个单位长度
【答案】
【解析】把 图象上所有的点向右平移 个单位可得 的图象.
故选: .
9.(2021•浙江)已知 , , 是互不相同的锐角,则在 , , 三个值中
大于 的个数的最大值是
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】
【 解 析 】 由 基 本 不 等 式 可 得 : , ,
,
三式相加,可得: ,
很明显 , , 不可能均大于 .
取 , , ,则 ,
则三式中大于 的个数的最大值为2,
故选: .
10.(2021•北京)函数 是
A.奇函数,且最大值为2 B.偶函数,且最大值为2
C.奇函数,且最大值为 D.偶函数,且最大值为
【答案】
【解析】因为 ,
因为 ,
故函数 为偶函数,
令 ,则 , ,
故 是开口向下的二次函数,
所以当 时, 取得最大值 ,
故函数的最大值为 .
综上所述,函数 是偶函数,有最大值 .
故选: .
11.(多选题)(2022•新高考Ⅱ)已知函数 的图像关于点 , 中心对称,
则
A. 在区间 单调递减
B. 在区间 , 有两个极值点
C.直线 是曲线 的对称轴
D.直线 是曲线 的切线
【答案】
【解析】因为 的图象关于点 , 对称,所以 , ,
所以 ,
因为 ,
所以 ,
故 ,
令 ,解得 ,
故 在 单调递减, 正确;
, , , ,
根据函数的单调性,故函数 在区间 , 只有一个极值点,故 错误;
令 , ,得 , , 显然错误;
,
求导可得, ,
令 ,即 ,解得 或 ,
故函数 在点 处的切线斜率为 ,
故切线方程为 ,即 ,故 正确.
直线 显然与 相切,故直线 显然是曲线的切线,故 正确.
故选: .
12.(2023•乙卷)若 , ,则 .
【答案】 .
【解析】 , ,令 , ,设 终边上一点的坐标 ,
则 ,
则 .
故答案为: .
13.(2022•浙江)若 , ,则 , .
【答案】 ; .
【解析】 , ,
,
,
,
,
解得 , ,
.
故答案为: ; .
14.(2023•新高考Ⅱ)已知函数 ,如图, , 是直线 与曲线 的两个交
点,若 ,则 .
【答案】 .
【解析】由题意:设 , , , ,
由 的图象可知:,故 ,
,则 ,
两式相减得: ,
由图可知: ,即 ,解得 ,
,
, ,
又 , , ,
即 , , ,
当 时, 满足条件,
.
故答案为: .
15.(2022•乙卷)记函数 , 的最小正周期为 .若 ,
为 的零点,则 的最小值为 .
【答案】3.
【解析】函数 , 的最小正周期为 ,
若 , ,则 ,
所以 .
因为 为 的零点,所以 ,
故 , ,所以 , ,
因为 ,则 的最小值为3.
故答案为:3.16 . ( 2021• 甲 卷 ) 已 知 函 数 的 部 分 图 像 如 图 所 示 , 则 满 足 条 件
的最小正整数 为 2 .
【答案】2.
【解析】由图像可得 ,即周期为 ,
, ,
,
观察图像可知当 ,
, ,
,且 ,
时最小,且满足题意,
故答案为:2.
17.(2021•北京)若点 关于 轴的对称点为 , ,则 的一个取值为
.
【答案】 (答案不唯一).
【解析】因为 与 , 关于 轴对称,
故其横坐标相反,纵坐标相等,
即 且 ,
由诱导公式 , ,
所以 , ,解得 , ,
则符合题意的 值可以为 .故答案为: (答案不唯一).
18.(2021•甲卷)已知函数 的部分图像如图所示,则 .
【答案】
【解析】由图可知, 的最小正周期 ,
所以 ,因为 ,
所以由五点作图法可得 ,解得 ,
所以 ,
所以 .
故答案为: .
19.(2021•上海)已知 ,存在实数 ,使得对任意 , ,则 的最小值是 .
【答案】
【解析】在单位圆中分析,由题意可得 的终边要落在图中阴影部分区域(其中 ,
所以 ,
因为对任意 都成立,
所以 ,即 , ,
同时 ,所以 的最小值为 .
故答案为: .20.(2023•北京)已知函数 , , .
(Ⅰ)若 ,求 的值;
(Ⅱ)若 在 , 上单调递增,且 ,再从条件①、条件②、条件③这三个条件中选择
一个作为已知,求 、 的值.
条件①: ;
条件②: ;
条件③: 在 , 上单调递减.
注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
【解析】(Ⅰ)因为函数 ,
所以 ,
又因为 ,所以 .
(Ⅱ)若选①: ;
因为 ,
所以 在 和 时取得最大值1,这与 在 , 上单调递增矛盾,所以 、 的值不存在.
若选②: ;
因为 在 , 上单调递增,且 ,
所以 在 时取得最小值 , 时取得最大值1,
所以 的最小正周期为 ,计算 ,
又因为 ,所以 , ,
解得 , ;
又因为 ,所以 ;
若选③: 在 , 上单调递减,因为 在 , 上单调递增,且 ,
所以 在 时取得最小值 , 时取得最大值1,
所以 的最小正周期为 ,所以 ,
又因为 ,所以 , ,
解得 , ;
又因为 ,所以 .
考点一:齐次化模型
齐次分式:分子分母的正余弦次数相同,例如:
(一次显型齐次化)
(二次隐型齐次化)
或者这种类型题,分子分母同除以 (一次显型)或者 (二次隐型),构造成 的代数式,
这个思想在圆锥曲线里面关于斜率问题处理也经常用到.
例1.(2023·陕西宝鸡·校联考模拟预测)若 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】因为 ,则
.
故选:C.
例2.(2023·海南·校联考模拟预测)已知 ,则 ( )
A.0 B.4 C. D.0或4
【答案】D
【解析】由 ,
可得 ,
整理得 或 .
故选:D.
例3.(2023·陕西汉中·高三校联考阶段练习)若 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】 .
故选:B
例4.(2023·福建厦门·高三厦门一中校考阶段练习)已知角 的终边落在直线 上,则
的值为( )A. B. C.±2 D.
【答案】B
【解析】角 的终边落在直线 上,所以 ,
.
故选:B.
考点二:辅助角与最值问题
第一类:一次辅助角: = .(其中 )
第二类:二次辅助角
例5.(2023·贵州六盘水·统考模拟预测)设 , ,且 ,则
.
【答案】
【解析】因为 ,
所以 ,即
又 , ,所以 ,则可得 ,则 故 .
故答案为: .
例6.(2023·上海杨浦·高三复旦附中校考期中)已知函数 ,当 取得最大值时,
.
【答案】 /
【解析】由函数 ,其中 ,
当 取得最大值,则 ,解得 ,
此时 .
故答案为: .
例7.(2023·上海青浦·高三校考期中)已知关于 的方程 在实数范围内有
解,则 的最小值为 .
【答案】9
【解析】由题意得 ,解得 ,
故可设 , ,其中 ,
则原方程化为 ,
即 ,其中 ,( 不可能同时取0),
显然 , ,则 ,
则 ,因为 , ,
所以 ,此时 , , ,
, ,即 , ,
, .所以 ,即它的最小值为9,
故答案为:9.
例8.(2023·安徽·高三固镇县第一中学校联考期中)函数 的值域为 .
【答案】
【解析】设 ,
因为 ,则 ,
可知 ,
可得函数 ,
则 对任意 恒成立,
所以 在 上单调递增,且 ,
所以该函数的值域为 .
故答案为: .
例9.(2023·全国·高三专题练习)已知实数 满足 则 的最小值为 .
【答案】
【解析】由于 , 令 ,
则 .
故则 的最小值为: .
故答案为: .
考点三:整体代换与二次函数模型
三角函数和二次函数交汇也是一种常见题型,我们将其分为三类,第一类是最简单的,就是 ,与 之间的二次函数关系,第二类则有一点隐藏,就是 与 之间的关系,第
三类则是 与 之间的关系.
例10.(2023·河南·高三校联考阶段练习)函数 的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】依题意,函数 ,
令 ,则 ,当 ,即 时, ,
所以函数 的最小值是 .
故选:D
例11.(2023·河南许昌·高一校联考阶段练习)若函数 在 上的最小值为
,则 在 上的最大值为( )
A.4 B.5 C. D.
【答案】D
【解析】利用同角三角函数平方关系可得 ,由 可得 ,
利用二次函数的性质即可得解.由题意 ,
由 可得 ,
当 即 时, 取得最小值 ,
,
当 即 时, 取得最大值 .
故选:D.
例12.(2023·江苏徐州·高三统考学业考试)已知函数 的最大值为4,则正实数 的值为( )
A. B.2 C. 或2 D.2或
【答案】B
【解析】
.
令 ,则 , ,
开口向下,对称轴为 ,
当 时,则 ,无解.
当 时,则 .
综上所述, 的值为 .
故选:B
例13.(2023·北京·高三强基计划)在 中, 的最大值是( )
A. B. C.2 D.
【答案】C
【解析】根据题意,令所求代数式为M,则
,
等号当 ,且 ,即 时取得.
因此所求代数式的最大值为2.
故选:C
例14.(2023·全国·高三校联考阶段练习)函数 的最大值为( )
A. B.3
C. D.4【答案】C
【解析】根据题意,设 ,
则 ,
则原函数可化为 , ,
所以当 时,函数取最大值 .
故选:C.
考点四:绝对值与三角函数综合模型
关于 和 ,如图, 将 图像中 轴上方部分保留, 轴下方部分
沿着 轴翻上去后得到,故 是最小正周期为 的函数,同理 是最小正周期为
的函数; 是将 图像中 轴右边的部分留下,左边的删除,再将 轴右边图像作对
称至左边,故 不是周期函数.我们可以这样来表示:
,
例15.(2023·安徽铜陵·高三铜陵一中校联考阶段练习)已知函数 ,则下列说法正确
的是( )
A. 的最小正周期为 B. 的最小值为
C. D. 在 上有解
【答案】D
【解析】 ,是以 为周期的函数,
当 时, ,
则 ,
,
∴函数 的最小正周期为 ,函数 的最小值为1,故AB错误,
由 ,故C错误;
由 ,∴ 在 上有解,故D正确.
故选:D.
例16.(2023·上海宝山·高三上海交大附中校考开学考试)已知 ,
给出下述四个结论:
① 是偶函数; ② 在 上为减函数;
③ 在 上为增函数; ④ 的最大值为 .
其中所有正确结论的编号是( )
A.①②④ B.①③④ C.①②③ D.①④
【答案】D
【解析】对于①,易得 的定义域为 ,关于原点对称,
因为
,所以 是偶函数,故正确;
对于②和③,因为 ,
,
且 ,所以 在 不是减函数,在 也不是增函数,故②,③错误;
对于④,当 时,,
因为 ,所以 ,
所以 ,所以 ;
当 时,
,
因为 ,
所以 ,所以 ;
当 时, ;
当 时,
,
因为 ,
所以 ,所以 ,
所以,综上所述,当 时, 的最大值为 ,由于 为偶函数,所以当 时, 的最大值
也为 ,故 的最大值为 ,故④正确;
故选:D
例17.(2023·福建·一模)关于函数 有下述四个结论:
① 是偶函数;② 在区间 上是增函数;③ 的最大值为2;④ 的周期为 .
其中所有正确结论的编号是( )
A.①② B.①④ C.①③④ D.②③④
【答案】B
【解析】对①,根据偶函数的定义可判断;对②,去绝对值并利用导数判断;对③,直接根据同角三角函
数的基本关系判断;对④,利用排除法可排除选项.对①, 函数的定义域为 关于原点对称,且
, 为偶函数,故①正确;
对②,当 时, ,则 , 在 不恒成立,
在区间 上是增函数错误,故②错误;对③,若 的最大值为2,则 ,显然不可能同时取到,故③错误;
利用排除法,可选排除选项ACD.
故选:B.
例18.(2023·云南昆明·高三云南师大附中校考阶段练习)关于函数 有下述四个结论:
① 是偶函数;
② 在区间 上单调;
③函数 的最大值为M,最小值为m,则 ;
④若 ,则函数 在 上有4个零点.
其中所有正确结论的编号是( )
A.①④ B.①③ C.②④ D.①②③
【答案】A
【解析】由 ,可知 为偶函数,①对.
由 ,得 关于 对称;
由 ,得 的周期为 ;当 时,
其中 且 ;作出 在 上的图象,并根据 的对称性及周期性作出
的大致图象.
由图可知, 在 上单调递增,在 上单调递减,所以 在 上不单调,②错;
的最大值 ,最小值 ,故 ,③错;
若 ,则 在 上有4个零点,④对,
故选:A.
例19.(2023·高一课时练习)关于函数 ,其中 有下述四个结论:
① 是偶函数; ② 在区间 上是严格增函数;
③ 在 有3个零点; ④ 的最小正周期为 .
其中所有正确结论的编号是( ).A.①② B.②④ C.①④ D.①③
【答案】A
【解析】 的定义域为 ,
,所以 是偶函数,①正确.
当 时, 是严格增函数,②正确.
当 时, ,
所以 在 有无数个零点,则③错误.
,
所以 不是 的最小正周期,④错误.
综上所述,正确的为①②.
故选:A
考点五:w的取值与范围问题
1、 在 区间 内没有零点
同理, 在区间 内没有零点
在区间 内有 个零点
2、在区间 内有 个零点
同理
3、 在区间 内有 个零点
同理 在区间 内有 个零点
4、已知一条对称轴和一个对称中心,由于对称轴和对称中心的水平距离为 ,则
.
5、已知单调区间 ,则 .
例20.(2023·四川泸州·统考一模)已知函数 在 上存在最值,且在
上单调,则 的取值范围是( )A. B. C. D.
【答案】D
【解析】当 时,因为 ,则 ,
因为函数 在 上存在最值,
则 ,解得 ,
当 时, ,
因为函数 在 上单调,
则 ,
所以 其中 ,解得 ,
所以 ,解得 ,
又因为 ,则 .
所以 , .
因此 的取值范围是 .
故选:D.
例21.(2023·四川成都·高三校考阶段练习)已知 ,记 (
).若函数 在 上单调递减,则实数 的取值范围是( )
A.3 B. C. D.
【答案】C
【解析】由题意知 ,函数 的单调递减区间为 ,
则 或 ,
由 ,解得 ,
而 ,故需满足 ,即 ,此时 不存在;
由 ,解得 ,
则需满足 ,即 ,即 ,
故 ,即 ,
故选:C
例22.(2023·河南·高三校联考阶段练习)已知函数 在 上存在最值,
且在 上单调,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】因为 ,
当 时,因为 ,则 ,
因为函数 在 上存在最值,
则 ,解得 ,
当 时, ,
因为函数 在 上单调,则 ,
所以 其中 ,解得 ,
所以 ,解得 ,
又因为 ,则 .
当 时, ;
当 时, ;
当 时, .
又因为 2,因此 的取值范围是 .
故选:B.
例23.(2023·北京·高三清华附中校考开学考试)已知函数 在 上恰有4个
不同的零点,则实数 的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】因为函数 在 上恰有4个不同的零点,
则方程 在 上恰有4个不同的解,
即方程 在 上恰有4个不同的解,
所以函数 与函数 在 上恰有4个不同的交点,
因为函数 ,且 在 上单调递减,
所以函数函数 在 上单调递减,且 , ,
函数 是由 函数图象纵坐标不变,横坐标变为原来的 倍,
作出两个函数图象,如图:要使函数 与函数 在 上恰有4个不同的交点,
由图知: 的周期 满足 ,所以 ,
所以 ,即实数 的取值范围为 .
故选:B
例24.(2023·湖北·高一荆州中学校联考期中)已知 在 上的最小值为 ,则 的
解有( )个
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【解析】当 时, ,而 ,显然不满足题意;
当 时,因为 ,所以 ,
要使 在 上的最小值为 ,则有 ,所以 ,
此时 在 处取得最小值 ,即 ,
令 ,
因为 ,所以 在 上单调递减,
又 在 上单调递减,所以函数 在 上单调递减,
又因为 ,
由函数零点存在性定理可知,此时函数 有唯一的零点,也即当 ,函数 在 上的最小值为 时,则 的解只有一个;
当 时,因为 ,所以 ,
要使 在 上的最小值为 ,则有 ,解得 ,
当 时,则 ,结合余弦函数的图象可知,
函数 在 上的最小值为 ,解得 ,满足题意;
当 时,则 ,此时 在 处取得最小值 ,即
,
从而将问题转化为 与 的图像有多少个交点,
因为 ,所以 在 上单调递增,
又 , ,
则 与 的大致图像如下,
所以 与 的图像有唯一交点,
即当 ,函数 在 上的最小值为 时,则 的解只有一个;
综上可知, 的解有3个,
故选:C.
例25.(2023·全国·校联考一模)已知函数 在区间 上恰有3个零点,则
的取值范围是( )A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】因为 , ,其中 ,解得: ,
则 ,要想保证函数在 恰有三个零点,
满足① , ,令 ,解得: ;
或要满足② , ,令 ,解得: ;
经检验,满足题意,其他情况均不满足 条件,
综上: 的取值范围是 .
故选:C.
例26.(2023·广东广州·高一广东实验中学校考阶段练习)将函数 的图象向右平移 个单位长度,
再将横坐标缩短为原来的 得到函数 的图象.若 在 上的最大值为 ,则 的
取值个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【解析】将函数 的图象向右平移 个单位长度,可得 的图象.
再将横坐标缩短为原来的 得到函数 的图象,
由 上,得 ,
当 ,即 时,则 ,求得 ,
当 ,即 时,由题意可得 ,作出函数 与 的图象如图:
由图可知,此时函数 与 的图象在 上有唯一交点,
则 有唯一解,
综上, 的取值个数为2.
故选:B.
例27.(2023·辽宁·高三校联考期末)设函数 ,若对于任意实数 ,函数
在区间 上至少有3个零点,至多有4个零点,则 的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】因为 为任意实数,故函数 的图象可以任意平移,从而研究函数 在区间 上的零点
问题,即研究函数 在任意一个长度为 的区间上的零点问题,
令 ,得 ,则它在 轴右侧靠近坐标原点处的零点分别为 , , , ,
, ,
则它们相邻两个零点之间的距离分别为 , , , , ,
故相邻四个零点之间的最大距离为 ,相邻五个零点之间的距离为 ,
所以要使函数 在区间 上至少有3个零点,至多有4个零点,则需相邻四个零点之间的最大距离
不大于 ,相邻五个零点之间的距离大于 ,即 ,解得 .
故选:C
考点六:三角函数的综合性质
例28.(多选题)(2023·黑龙江大庆·高一铁人中学校考期末)已知函数 则下
列说法正确的是( )
A. 的值域是[0,1] B. 是以 为最小正周期的周期函数
C. 在区间 上单调递增 D. 的对称轴方程为 )
【答案】AD
【解析】显然 ,画出函数 在 的图象,如图所示:
A. 根据图像可知, 的值域是 ,正确;
B. 是以 为最小正周期的周期函数,错误;
C. 在区间 上有增有减,错误;
D. 由图可知 的对称轴方程为 ),正确;
故选:AD.
例29.(多选题)(2023·辽宁丹东·高三校联考阶段练习)北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星
导航系统,可在全球范围内为各类用户提供全天候、全天时、高精度、高定位、导航、授时服务,2020年
7月31日上午,北斗三号全球卫星导航系统正式开通,北斗导航能实现“天地互通”的关键是信号处理,
其中某语言通讯的传递可以用函数 近似模拟其信号,则下列结论中正确的是( )A.函数 的最小正周期为
B.函数 的图象关于点 对称
C.函数 图象的一条对称轴是
D.若 , ,则 的最小值为
【答案】ACD
【解析】对于A,因为 的最小正周期为 ,
而 向右平移 单位可得 ,
故函数 的最小正周期为 ,故A正确;
对于B,在 的图象上取一点 ,
其关于点 对称的点 不在 的图象上,
所以函数 的图象不关于点 对称,故B不正确;
对于C,因为 ,
所以函数 图象的一条对称轴是 ,故C正确;
对于D,因为 ,所以 ,
因为由A知,函数 的最小正周期为 ,所以 ,故D正确.
故选:ACD.
例30.(多选题)(2023·河南开封·统考一模)函数 的图象向左平移 个单位长
度后与原图象关于 轴对称,则下列结论一定正确的是( )
A. B. 的一个周期是
C. 是偶函数 D. 在 上单调递减
【答案】ABD【解析】函数 的图象向左平移 个单位长度后得到 的图象,
由题意可得 ,即 ,
故 ,故 ,由于 ,故 ,
故 ,
对于A, ,A正确;
对于B, ,
即 的一个周期是 ,B正确;
对于C, ,
不妨取 ,此时 ,此时函数不是偶函数,
即 不是偶函数,C错误;
对于D,当 时, , ,
由于 在 上单调递减,故 在 上单调递减,D正确,
故选:ABD
例31.(多选题)(2023·福建厦门·高三厦门外国语学校校考期中)设函数 的定义域为 ,
为奇函数, 为偶函数,当 时, ,则下列结论正确的是( )
A. B. 在 上为增函数
C.点 是函数 的一个对称中心D.方程 仅有5个实数解
【答案】BC
【解析】函数 的定义域为 ,由 为奇函数,得 ,即 ,
由 为偶函数,得 ,即 ,则 ,即 ,于是 ,函数 是周期为 的周期函数,
对于A,当 时, , ,A错误;
对于B, 在 上单调递增,由 ,知 图象关于点 对称,
则 在 上单调递增,即函数 在 上单调递增,因此 在 上单调递增,B正
确;
对于C,由 及 ,得 ,即 ,
因此函数 图象关于点 对称,C正确;
对于D,当 时, ,由函数 图象关于点 对称,
知当 时, ,则当 时, ,
由 ,知函数 图象关于直线 对称,则当 时, ,
于是当 时, ,而函数 的周期是 ,因此函数 在R上的值域为 ,
方程 ,即 ,因此 的根即为函数 与 图象交点的横坐标,
在同一坐标系内作出函数 与 的部分图象,如图,
观图知, 与 图象在 上有且只有3个公共点,而当 时, ,即函
数 与 图象在 无公共点,所以方程 仅有3个实数解,D错误.
故选:BC
例32.(多选题)(2023·辽宁·高三校联考阶段练习)已知函数
,若函数 的部分图象如图所示,则下列结论正确的是
( )A. 的最大值为3
B. 的图象关于点 对称
C.直线 是曲线 的一条切线
D.若关于x的方程 在区间 上有2023个零点,则 的最小值为
【答案】BCD
【解析】由题意可知 的最大值为1,最小值为 ,
所以有 解得 ,
因为 , ,所以 ,
又 ,所以 , ,
所以函数的解析式为 ,即 的最大值为1,故A项错误;
令 ,解得 ,所以当 时, 的图象关于点 对称,故
B项正确;
设切点为 ,
由 ,可得 ,
切线方程为 ,
所以可得 ,所以 ,满足题意;
此时切点为 ,切线为 ,故C项正确;令 ,得 ,此时 或 ,
由函数 周期为 ,且一个周期内有两个零点,
所以可得 ,故D项正确.
故选:BCD.