文档内容
考点 27 函数y=Asin(ωx+φ)(3 种核心题型+基础保分练
+综合提升练+拓展冲刺练)
【考试提醒】
1.结合具体实例,了解y=Asin(ωx+φ)的实际意义;能借助图象理解参数ω,φ,A的意义,
了解参数的变化对函数图象的影响.
2.会用三角函数解决简单的实际问题,体会可以利用三角函数构建刻画事物周期变化的数
学模型.
【知识点】
1.简谐运动的有关概念
已知函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0),x≥0
振幅 周期 频率 相位 初相
A T= f== ωx+φ φ
2.用“五点法”画y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)一个周期内的简图时,要找五个特征点
ωx+φ 0 π 2π
x
y=Asin(ωx+φ) 0 A 0 -A 0
3.函数y=sin x的图象经变换得到y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的图象的两种途径常用结论
1.函数y=Asin(ωx+φ)+k图象平移的规律:“左加右减,上加下减”.
2.函数y=Asin(ωx+φ)图象的对称轴由ωx+φ=kπ+,k∈Z确定;对称中心由ωx+φ=
kπ,k∈Z确定其横坐标.
【核心题型】
题型一 函数y=Asin(ωx+φ)的图象及变换
(1)由y=sin ωx的图象到y=sin(ωx+φ)的图象的变换:向左平移(ω>0,φ>0)个单位长度而
非φ个单位长度.
(2)如果平移前后两个图象对应的函数的名称不一致,那么应先利用诱导公式化为同名函数,
ω为负时应先变成正值
【例题1】(2024·四川·模拟预测)已知函数 的最小正周期为 ,
给出下列三个结论:
① ;②函数 在 上单调递减;
③将 的图象向左平移 个单位可得到 的图象.
其中所有正确结论的序号是( )
A.①② B.①③ C.②③ D.①②③
【答案】D
【分析】由函数的最小正周期求出 ,即可求出函数解析式,再根据正弦函数的性质一一
判断即可.
【详解】因为函数 的最小正周期为 且 ,所以 ,解得 ,
所以 ;
则 ,故①正确;
当 时, ,因为 在 上单调递减,
所以函数 在 上单调递减,故②正确;将 的图象向左平移 个单位得到 ,
因为 ,所以结论③正确.
故选:D
【变式1】(2024·北京通州·二模)已知的数 ( ),若 的最
小正周期为 , 的图象向左平移 个单位长度后,再把图象上各点的横坐标变为原来
的2倍(纵坐标不变)得到函数 的图象,则 ;若 在区间
上有3个零点,则 的一个取值为 .
【答案】 或 6(答案不唯一)
【分析】由 的最小正周期为 ,可求出 ,再根据三角函数的平移
和伸缩变化可求出 ;根据 ,求出 ,结合题意可
得 ,解不等式即可得出答案.
【详解】因为 的最小正周期为 ,所以 ,解得: ,
所以 , 的图象向左平移 个单位长度后,
可得: ,
再把图象上各点的横坐标变为原来的2倍(纵坐标不变)得到函数 的图象,所以 ;
因为 , ,
在区间 上有3个零点,
所以 ,解得: ,
则 的一个取值可以为6.
故答案为: 或 ;6(答案不唯一).
【变式2】(2024·山东·模拟预测)在 中,角 , , 所对的边分别为 , , ,
函数 , 图象的相邻两对称轴间的距离为 ,且
,将 的图象向右平移 个单位得到 的图象且 ,
的内切圆的周长为 .则 的面积的最小值为 .
【答案】
【分析】根据题意求出 的解析式,由平移规律得到 的解析式,由 得
到 ,由面积公式和余弦定理 ,借助基本不等式即可求出 的
取值,进而得到面积最小值.
【详解】因为函数 图象的相邻两对称轴间的距离为 ,
所以 ,可得 ,
所以 ,
故 ,即 ,所以 或 ,
所以 或 ,
因为 ,
所以 ,即 ,
因为将 的图象向右平移 个单位得到 的图象,
所以 .
由 ,得 ,
所以 ,即 ,
且 ,所以 .
因为 的内切圆的周长为 ,
所以 的内切圆的半径为1,
所以 ,所以 ,即 ,
在 中,由余弦定理得: ,
所以 ,
所以 ,
所以 ,即 ,
当且仅当 时取等号,所以 的面积的最小值为 .
故答案为:
【点睛】易错点睛:利用基本不等式求最值时,要注意其必须满足的三个条件:
(1)“一正二定三相等”“一正”就是各项必须为正数;(2)“二定”就是要求和的最小值,必须把构成和的二项之积转化成定值;要求积的最大
值,则必须把构成积的因式的和转化成定值;
(3)“三相等”是利用基本不等式求最值时,必须验证等号成立的条件,若不能取等号则
这个定值就不是所求的最值,这也是最容易发生错误的地方.
【变式3】(2024·全国·模拟预测)将函数 图象上所有点的横坐标伸
长至原来的2倍(纵坐标不变),再向左平移 个单位长度,得到函数 的图象.
(1)求函数 在区间 内的所有零点之和;
(2)若 ,讨论函数 的单调性.
【答案】(1)
(2) 在 上单调递增,在 上单调递减
【分析】(1)利用三角恒等变换及平移公式化简可得函数 ,利用正弦函数的图
象及性质可得求得 的零点,进而求得结果.
(2)由(1)可得, , ,结果三角函数性
质计算即可求得结果.
【详解】(1)由题可得, ,
所以函数 .
根据正弦函数的图象及性质可得, 的零点为 ,
所以函数 在区间 内的所有零点之和为.
(2)由(1)可得, ,所以 ,
所以 .
令 ,得 ,
所以 ,解得 ,
所以函数 的单调递增区间为 ;
令 ,得 ,
所以 ,解得 ,
所以函数 的单调递减区间为 .
综上,函数 在 上单调递增,在 上
单调递减.
题型二 由图象确定y=Asin(ωx+φ)的解析式
确定y=Asin(ωx+φ)+b(A>0,ω>0)的步骤和方法
(1)求A,b.确定函数的最大值M和最小值m,则A=,b=.
(2)求ω.确定函数的最小正周期T,则ω=.
(3)求φ.常用方法如下:把图象上的一个已知点代入(此时要注意该点在上升区间上还是在下
降区间上)或把图象的最高点或最低点代入.
【例题2】(2024·陕西西安·模拟预测)已知函数 的部分图
象如图所示,将函数 的图象向左平移 个单位长度后得到函数 的图象,则在下
列区间上函数 单调递增的是( )A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由 的图象,棱台三角函数的性质求得 ,进而得到
,结合正弦型函数的性质,即可求解.
【详解】由函数 的图象,可得 ,解得 ,所以 ,
所以 ,又由 ,即 ,
可得 ,即 ,
因为 ,所以 ,所以 ,
所以 ,令 ,
解得 ,
所以函数 的单调增区间是 .
故选:C.
【变式1】(2024·海南·模拟预测)如图是某质点做简谐运动的部分图像,该质点的振幅为
2,位移 与时间 满足函数 ,点 在该函数的图象上,且位置如图所示,则 .
【答案】
【分析】由函数图象求出函数解析式,再确定 与 的比值.
【详解】由图象可知: , ( ),所以 ,
由 ,又 ,所以 .
又 , .
所以 .
故答案为:
【变式2】(2024·湖北武汉·二模)函数 的部分图象如图所示,
则 .
【答案】【分析】令 ,解出 ,根据图中零点得到方程解出即可.
【详解】令 ,则 ,
根据图象得 为函数零点,零点左右函数为上升趋势,
则 ,
则 ,因为 ,则 , ,
故答案为:
【变式3】(2023·河北·模拟预测)已知函数 的部分图象如图所示,
其中 ,且 .
(1)求 与 的值;
(2)若斜率为 的直线与曲线 相切,求切点坐标.
【答案】(1) ,
(2) 或
【分析】(1)在 中,由射影定理得 长,即 个周期,从而待定 ,再由
求解 即可;
(2)设切点坐标,利用导数的几何意义表示出切线斜率,求解切点坐标.【详解】(1)
如图,过点 向 轴引垂线交于点 ,
由正弦曲线的性质知 ,
由射影定理知 ,而 ,∴ ,
∴ ,
∴ ,由 ,解得 .
当 时,由 ,且由已知图象及五点对应法,
得 ,
由 ,则当 时, ;
所以有 , ;
(2)
由(1)知 ,设切点 ,
∴
则 ,∴ ,则 ,
∴ 或 ,且 ,∴故其切点坐标为 或
题型三 三角函数图象、性质的综合应用
(1)研究y=Asin(ωx+φ)的性质时可将ωx+φ视为一个整体,利用换元法和数形结合思想进
行解题.
(2)方程根的个数可转化为两个函数图象的交点个数.
(3)三角函数模型的应用体现在两方面:一是已知函数模型求解数学问题;二是把实际问题
抽象转化成数学问题,利用三角函数的有关知识解决问题.
命题点1 图象与性质的综合应用
【例题3】(2024·四川·模拟预测)已知函数 的最小正周
期为 ,且 的图象关于点 中心对称,给出下列三个结论:
① ;
②函数 在 上单调递减;
③将 的图象向左平移 个单位可得到 的图象.
其中所有正确结论的序号是( )
A.①② B.①③ C.②③ D.①②③
【答案】D
【分析】由题意先求出 ,再由三角函数的性质对选项一一判断即可得
出答案.
【详解】因为函数 的周期为 ,所以 ,
又图象对称中心为 ,即 ,
则 ,有 ,由 ,所以 ,故 ,
此时 ,结论①正确;
当 时, ,函数 单调递减,结论②正确;
将 的图象向左平移 个单位可得图象对应的函数为 ,
因为 ,所以结论③正确.
故选:D.
【变式1】(23-24高三下·天津·阶段练习)已知函数 ,
且 的最小正周期为 ,给出下列结论:
①函数 在区间 单调递减;
②函数 关于直线 对称;
③把函数 的图象上所有点向左平移 个单位长度,可得到函数 的图象.
其中所有正确结论的序号是( )
A.①② B.①③ C.②③ D.①②③
【答案】A
【分析】先将函数 化简为最简形式,然后利用周期求出 的值,再利用正弦函数的性
质进行判断即可求解.
【详解】因为函数 ,
又 的最小正周期为 且 ,所以 ,解得 ,所以 .
因为 ,所以 ,因为 在 上单调递减,
所以函数 在 上单调递减,故①正确;
令 ,解得 ,所以直线 是函数 的一条对称
轴,故②正确;
将函数 的图象上所有点向左平移 个单位长度可得到
,故③错误,
所以正确的结论序号为:①②.
故选:A.
【变式2】(2024·青海西宁·模拟预测)将函数 的图象上所有点的横坐标伸长到
原来的3倍,纵坐标不变,得到函数 的图象,则 的最小正周期为 ,
.
【答案】 /
【分析】根据三角函数图象的伸缩变换可得 ,结合 和求出 即
可求解.
【详解】由题意知, ,
则 的最小正周期 ,.
故答案为: ;
【变式3】(2023·山西·模拟预测)已知函数 的
部分图象如图所示.
(1)求 的解析式;
(2)将 的图象向右平移 个单位长度,得到函数 的图象,求 在
上的值域.
【答案】(1)
(2) .
【分析】(1)由图可知 ,根据最小正周期求得 ,由图象经过点 求得
,即可得出 ;
(2)利用图象平移规律得 ,根据三角函数的性质求得值域.
【详解】(1)由图可知 ,的最小正周期 ,则 ,即 .
因为 的图象经过点 ,所以 ,
解得 ,因为 ,所以 ,
故 .
(2)由(1)结合题意可得 .
因为 ,所以 .
当 ,即 时, 取得最大值 ;
当 ,即 时, 取得最小值 .
故 在 上的值域为 .
命题点2 函数零点(方程根)问题
【例题4】(2023·河南·模拟预测)若关于 的方程 在 内有两个不
同的解 ,则 的值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用辅助角公式化简已知方程,求得 ,进而求得 .
【详解】关于 的方程 在 内有两个不同的解 ,即 ( ,取 为锐角)
在 内有两个不同的解 ,
即方程 在 内有两个不同的解 .
不妨令 ,由 ,则 ,
所以 ,
所以 .则 ,
即 ,
所以 .
故选:D.
【变式1】(2022·陕西渭南·一模)若关于 的方程 在 上
有实数根,则实数 的取值范围是 .
【答案】
【分析】利用三角函数的倍角公式,将方程整理化简,利用三角函数的图象和性质,确定条件
关系,进行求解即可.
【详解】 ,
,
即 ,
,即 ,
, ,
设 ,则 在 上有实数根,
, 在 的图像有交点,如图由于
由图象可知, ,即
故答案为:
【变式2】(2022·全国·模拟预测)若方程 在 上的两个
不等实根为 , ,则 .
【答案】 /0.2
【分析】利用二倍角公式及正弦函数的两角差公式化简原方程,利用正弦函数的对称性得
到 的关系式即可求解.
【详解】解:
,
当 时, .由题意可得 ,根据正弦
函数的对称性得 ,即 ,则 ,所以
.故答案为: .
【变式3】(2023·上海宝山·二模)已知函数 .
(1)求函数 的最小正周期和单调区间;
(2)若关于 的方程 在 上有两个不同的实数解,求实数 的取值范围.
【答案】(1)最小正周期 ;单调递增区间为 ;单调递减区间为
.
(2)
【分析】(1)利用降幂公式和辅助角公式化简函数解析式,用周期公式求周期,整体代入
法求函数单调区间;
(2)由区间内函数的单调性和函数值的变化范围求解实数 的取值范围.
【详解】(1) ,
则函数 的最小正周期 ;
令 ,解得 ,
可得函数 的单调递增区间为 ·
令 ,解得 ,
可得因数 的单调递减区间为 ;(2)由(1)可知, 时, 在 上单调递增,在 上单调递减,
当 , , 由 增大到1,
当 , , 由1减小到 ,
若关于 的方程 在 上有两个不同的实数解,则实数 的取值范围为
命题点3 三角函数模型
【例题5】(2024·四川凉山·三模)摩天轮是一种大型转轮状的机械建筑设施,游客坐在摩
天轮的座舱里慢慢地往上转,可以从高处俯瞰四周景色.某摩天轮最高点距离地面高度为
120m,转盘直径为110m,设置48个座舱,开启后按逆时针方向匀速旋转,游客在座舱转
到距离地面最近位置进仓,转一周大约需要30min.某游客坐上摩天轮的座舱10min后距
离地面高度约为( )
A.92.5m B.87.5m C.82.5m D.
【答案】A
【分析】以轴心 为坐标原点,与地面平行的直线为 轴建立平面直角坐标系,根据题意,
求得函数 ,令 时,即可求解.
【详解】设座舱距离地面的最近的位置为点 ,以轴心 为原点,与地面平行的直线为轴建立平面直角坐标系,如图所示,
设函数 表示游客离底面的高度,
因为摩天轮的最高点距离地面为 ,直径为 ,且转一周大约需要 ,
周期 , ,所以 ,
即 ,
当 时,游客在点 ,其中以 为终边的角为 ,
所以 ,
当 时,可得
所以,摩天轮的座舱 后距离地面高度约为 .
故选:A.
【变式1】(2024·四川成都·二模)筒车亦称“水转筒车”,是一种以水流作动力,取水灌
田的工具,唐陈廷章《水轮赋》:“水能利物,轮乃曲成.升降满农夫之用,低徊随匠氏之
程.始崩腾以电散,俄宛转以风生.虽破浪于川湄,善行无迹;既斡流于波面,终夜有声.”如
图,一个半径为4 的筒车按逆时针方向每分钟转一圈,筒车的轴心O距离水面的高度为
.在筒车转动的一圈内,盛水筒P距离水面的高度不低于 的时间为( )
A.9秒 B.12秒 C.15秒 D.20秒
【答案】D【分析】画出示意图,结合题意和三角函数值可解出答案.
【详解】假设 所在直线垂直于水面,且 米,如下示意图,
由已知可得 ,
所以 ,处在劣弧 时高度不低于 米,
转动的角速度为 /每秒,
所以水筒P距离水面的高度不低于 的时间为 秒,
故选:D.
【变式2】(2024·广东佛山·二模)近年,我国短板农机装备取得突破,科技和装备支撑稳
步增强,现代农业建设扎实推进.农用机械中常见有控制设备周期性开闭的装置.如图所示,
单位圆O绕圆心做逆时针匀速圆周运动,角速度大小为 ,圆上两点A,B始终满足
,随着圆O的旋转,A,B两点的位置关系呈现周期性变化.现定义:A,B两点
的竖直距离为A,B两点相对于水平面的高度差的绝对值.假设运动开始时刻,即 秒时,
点A位于圆心正下方:则 秒时,A,B两点的竖直距离第一次为0;A,B两点的
竖直距离关于时间t的函数解析式为 .
【答案】
【分析】以O为原点,以OA所在直线为y轴建立平面直角坐标系,利用三角函数定义表示点 的坐标,由已知结合和角的正弦公式化简即得.
【详解】以O为原点,以OA所在直线为y轴,建立平面直角坐标系,由于角速
,
设点 ,圆上两点A、B始终保持 ,
则 ,要使A、B两点的竖直距高为0,
则 ,第一次为0时, ,解得 ,
.
故答案为: ;
【点睛】关键点点睛:涉及三角函数实际应用问题,探求动点坐标,找出该点所在射线为
终边对应的角是关键,特别注意,始边是x轴非负半轴
【变式3】(2023·江西鹰潭·模拟预测)如图,均匀的圆面绕圆心 作逆时针方向的匀速旋
转,圆面上一初始位置为A点,t秒后转到点B,旋转的角速度为 ,在旋转
圆面的右侧有一固定相机C(C, 两点在 的两侧),且 , .(1)记旋转角为 .若 ,求t的取值范围及弦 的长度;
(2)在(1)的条件下,若 , ,求 的长.
【答案】(1) ; 米;
(2) 米.
【分析】(1)延长 交圆于D,计算旋转一周的时间,第一次到D和第二次到D的时间,
由此可得t的取值范围,利用圆的性质解 求 ;
(2)求出 时 的值,再由余弦定理求 ,结合余弦定理可求 .
【详解】(1)如图所示,延长 交圆于D,
根据题意可知,旋转一周的时间 秒,
所以第一次旋转到D用30秒,第二次旋转到D用30+60秒,
所以 时,
,
又因为 ,
在 中, ,
(2)由(1)知, 时 ,
在 中 ,由余弦定理易知
,又因为 ,所以 ,
在 中,由余弦定理易知
【课后强化】
【基础保分练】
一、单选题
1.(2024·河北邯郸·模拟预测)若函数 的部分图象如
图所示, , 为图象上的两个顶点.设 ,其中O为坐标原点,
,则 的值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】首先由已知条件列出方程组求解得 ,再利用向量求出夹角 ,最后求得
即可.
【详解】由图可知, ,
由题意知 ,解得 .
又因为 , ,且 ,则 ,
因为 ,所以 .
所以
.
故选:A
2.(2024·陕西西安·模拟预测)已知函数 的部分图
像如图所示,则 ( )
A. B. C.0 D.
【答案】B
【分析】结合函数图像可求得函数的解析式,然后代入计算可得到结果.
【详解】由图可得 , , ,所以 ,
所以 ,因为 在函数的图像上,
可得 ,解得 ,因为 ,所以 , ,
所以
.
故选:B.
3.(2024·吉林长春·模拟预测)已知函数 ,如图 是直线 与曲
线 的两个交点, ,则 ( )
A.0 B. C. D.
【答案】C
【分析】设 ,依题可得, ,结合 的解可得
,从而得到 的值,再根据 即可得 ,进
而求得 .
【详解】设 ,由 可得 ,
由 可知, 或 , ,由图可知,
当 时, ,即 , ;当 时, ,即 , ;
综上: ;
因为同一图象对应的解析式是一样的,所以此时不妨设 ,则 ,
因为 ,
则 ,解得 ,
所以 ,
.
故选:C.
4.(2024·湖北武汉·模拟预测)若函数 在区间 上是减
函数,且 , , ,则 ( )
A. B. C.1 D.2
【答案】A
【分析】利用辅助角公式化简函数表达式,根据单调性与函数值,结合正弦函数的图象,
确定 与 的值,两式相减,即可求出 的值.
【详解】由题知 ,
因为 , ,
所以 ,
又因为 在区间 上是减函数,所以 ,
两式相减,得 ,
因为 ,所以 .
故选:A.
二、多选题
5.(2024·辽宁丹东·一模)已知函数 ( , )满足
,且 在 上单调递减,则( )
A. B. 为奇函数
C. 的对称轴为 , D. 在 上有3个零点
【答案】AC
【分析】先通过条件推知 是 的对称中心,以及 是 的的对称轴,然
后结合 在 上单调递减得出 , 在 上单调递减,再推知
,至此可直接验证A正确,而验证 是否为0即可判断B,分别解
方程 和 即可判断C和D.
【详解】由于 在 上单调递减, ,故 对应的点是 的对称中心,即 .
同样地由于 在 上单调递减,故最小正周期 .
同时,由于对任意的实数 ,方程 在一个形如 的区间上至多有两个根,
且在有两个根的情况下,这两个根的平均值 对应的直线 一定是 的的对称轴,
而 , ,从而 ,故
对应的直线 一定是 的的对称轴.
现在,由于 是 的对称中心, 是 的的对称轴,故 是 的对
称轴. 而 在 上单调递减, ,故 , 在
上单调递减.
再由 是 的对称中心,就知道 ,所以 ,故 .
此时得到 ,代入 得 ,即 .
从而 ,由 知 ,所以 ,即 .
经验证, 满足条件.
然后逐一验证各个选项:我们已经推出 ,故A正确;
由 ,知函数 在 处有定义但不过原点,从而不
可能是奇函数,B错误;
由于 当且仅当 ,即 ,即 ,
故 的对称轴是 ,C正确;
由于 当且仅当 ,即 ,即 ,故
在 上的全部零点是 ,只有2个,D错误.
故选:AC.
6.(2024·山东日照·二模)已知函数 的部分图象
如图中实线所示,图中圆 与 的图象交于 两点,且 在 轴上,则下列命题正
确的是( )
A.函数 的最小正周期是
B.函数 在 上单调递减
C.函数 的图象向左平移 个单位后关于直线 对称D.若圆 的半径为 ,则
【答案】ACD
【分析】A选项,先求出 点的横坐标,求出最小正周期,A正确;B选项,求出
,得到特殊点的函数值得到 ,得到函数解析式,整体法得到 在
上不单调递减,B错误;C选项,求出向左平移 个单位的解析式,代入检验
得到C正确;D选项,由 和勾股定理得到 ,代入 求出 ,得
到函数解析式.
【详解】A选项,由对称性可知 点的横坐标为 ,
设 的最小正周期为 ,则 ,解得 ,A正确;
B选项,因为 ,所以 ,
点 在图象上,即点 在图象上,将其代入函数解析式得 ,
又 ,故 ,解得 ,
故 ,
当 时, ,
又 , 在 上不单调,故函数 在 上不单调递减,B错误;
C选项,函数 的图象向左平移 个单位后得到
,
其中 ,故 关于直线 对称,C正确;
D选项,若圆 的半径为 ,即 ,
又 ,故 ,解得 ,
所以将 代入 中得, ,解得 ,
则 ,D正确.
故选:ACD
三、填空题
7.(22-23高三上·河北·阶段练习)如图是函数
的部分图象,A是图象的一个最高点,D是
图象与y轴的交点,B,C是图象与x轴的交点,且 , 的面积等于 .若
时,关于x的方程 恰有3个不同的实数根,则m的取值
范围是 .【答案】
【分析】根据三角函数的图象特征可求解析式为 ,根据 以及
有一共3个交点即可求解.
【详解】由题意可得 ,
设 的最小正周期为T,则 ,即 .所以 ,又图
象过点 ,则 ,又因为 ,所以 ,所以
,
当 时, , 在 上先增后减再增,且
,由 ,解得 在 上有2
个不同的实数根,所以 需要有1个实数根,此时 ,或 ,故m的取值范围为 .
故答案为:
8.(2024·全国·模拟预测)已知函数 的部分图象如图
所示,将 图象上所有点的横坐标缩小为原来的 ,纵坐标不变,得到 的
图象,若 在区间 上恰有两个极大值点,则实数m的取值范围是 .
【答案】
【分析】结合图象求得 的最小正周期,即可求得 ,然后结合图象上的点的坐标
及 可求得 ,得到 的解析式,进而利用三角函数图象的变换法则得到
的解析式,最后利用正弦函数的图象求得m的取值范围.
【详解】设 的最小正周期为T,则由图象知 ,
所以 ,则 ,
由 在 处取得最小值,可得 , ,
得 , .因为 ,所以 ,
所以 ;(或由题意可得 , ,亦可得 )
,
由 ,得 ,
所以由题意得 ,解得 ,
即实数m的取值范围是 .
故答案为: .
9.(2024·江西南昌·一模)“南昌之星”摩天轮半径为80米,建成时为世界第一高摩天轮,
成为南昌地标建筑之一.已知摩天轮转一圈的时间为30分钟,甲乙两人相差10分钟坐上摩
天轮,那么在摩天轮上,他们离地面高度差的绝对值的取值范围是 .
【答案】
【分析】由已知设甲乙两人坐上摩天轮的时间分别为 , ,得到甲乙两人坐上摩天轮
转过的角度,分别列出甲乙离地面的高度 , ,
然后得到 ,由 的取值范围即可求解.
【详解】设甲乙两人坐上摩天轮的时间分别为 , ,
则甲乙两人坐上摩天轮转过的角度分别为 , ,
则甲距离地面的高度为 ,
乙距离地面的高度为 ,则
因为 ,所以 ,所以 ,
即 .
故答案为: .
四、解答题
10.(23-24高三上·山西·阶段练习)已知函数 的部分图象如
图所示.
(1)求 的解析式;
(2)求 在 上的值域.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据 得到 ,根据 的图象关于直线 对称得到 ,即可得到 的解析式;
(2)根据正弦型函数的单调性求值域即可.
【详解】(1)由图可得, 的最小正周期 .
因为 ,且 ,所以 .
因为 的图象关于直线 对称,
所以 ,解得 .
因为 ,所以 .
故 .
(2)由 ,得 .
当 ,即 时, 取得最大值,最大值为2;
当 ,即 时, 取得最小值,最小值为 .
故 在 上的值域为 .
11.(2023·四川绵阳·一模)已知函数 的部分图象
如图所示.
(1)求函数 的解析式;
(2)将函数 的图象向右平移 个单位长度,得到 的图象,求函数 在上的单调递减区间.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据函数图象求出 , ,进而得出 .根据“五点法”,即可求出
的值;
(2)先求出 ,根据已知得出 .结合正弦函数的单调性,
解 ,即可得出答案.
【详解】(1)由图易知 , ,
所以 , .
易知 ,故函数 的图象经过点 ,
所以 .
又 ,∴ .
∴ .
(2)由题意,易知 ,
因为 时,所以 .
解 可得, ,
此时 单调递减,故函数 的单调递减区间为
【综合提升练】
一、单选题
1.(2024·四川·模拟预测)已知函数 的部分图象如图
所示,则下列结论正确的是( ).
A.当 时, 的最小值为
B. 在区间 上单调递增
C. 的最小正周期为
D. 的图象关于直线 对称
【答案】D
【分析】先由函数图象得到函数解析式,A选项,整体法求解函数的值域;B选项,整体法
求解函数单调性;C选项,利用 得到C正确;D选项,代入得到 ,D正确.
【详解】由图可知, ,
又因为 ,所以 ,所以 ,所以 ,即 .
对于A:当 , ,∴ ,A错误;
对于B: , ,
由于 在 上单调递增,在 上单调递减,
所以 在 上先增后减,B错误;
对于C: 的最小正周期为 ,C错误;
对于D:当 时, ,故 ,
所以 的图象关于直线 对称,D正确,
故选:D.
2.(2024·陕西渭南·三模)将函数 的图象向左平移 个单位长度,
所得图象关于原点对称,则 的值可以为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据三角函数的图象变换,整理变换之后的函数解析式,结合三角函数的奇偶性,
可得答案.
【详解】由题意可知函数 的图象关于原点对称,
则 ,整理可得 ,当 时, .
故选:D.
3.(2023·辽宁抚顺·模拟预测)水车是古老黄河的文化符号,是我国劳动人民智慧的结晶,
是最早的自动灌溉系统.黄河边上的一架水车直径为16米,入水深度4米,为了计算水车
的旋转速度,某人给刚出水面的一个水斗(图中点A)做上记号,经过60秒该水斗到达水
车最顶端(图中点B),再经过11分20秒,做记号的水斗与水面的距离为n米,则n所在
的范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】理解题意,可列出时间x(分钟)后距离水面高度y满足关系,从而可将 代
入即可得出结论.
【详解】以水面与水车的交线为x轴,过水车轴垂直水面的直线为y轴建立平面直角坐标
系,水斗从A转到B,则转过的角为 ,从点B开始,记水斗经过时间x(分钟)后距离
水面高度y满足关系; ,又当 分钟时,
.
故选:B.
4.(2024·广东广州·二模)已知函数 的部分图象如图所
示,若将函数 的图象向右平移 个单位后所得曲线关于 轴对称,则 的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据给定的图象特征,结合五点法作图列式求出 和 ,再根据图象的平移变换,
以及图象的对称性即可得解.
【详解】由 ,得 ,又点 及附近点从左到右是上升的,则
,
由 ,点 及附近点从左到右是下降的,且上升、下降的两段图象相邻,得
,
联立解得 , ,而 ,于是 , ,
若将函数 的图像向右平移 个单位后,得到 ,
则 ,而 ,因此 ,
所以当 时, 取得最小值为 .
故选:A
5.(2024·陕西安康·模拟预测)已知函数 的部
分图象如图所示,其图象上最高点的纵坐标为2,且图象经过点 ,则( )
A. B.1 C.-1 D.
【答案】A
【分析】先通过图象经过点 列方程求出 ,进而可得 的解析式,再代
入 计算即可.
【详解】由已知得 ,
所以 ,
又图象经过点 ,
则 ,即 ,
又 为单调减区间上的点, 为单调增区间上的点,且在一个周期内,
所以 ,
两式相减得 ,所以 ,又 ,
所以 ,所以 ,
所以 .
故选:A.
6.(2024·甘肃酒泉·三模)函数 ,其部分图象
如图所示,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据最值可得 ,最小正周期可得 ,分析可知 为 的最大值点,
进而可得 ,即可得结果.
【详解】设 的最小正周期为 ,
由题意可知: , ,即 ,
且 ,则 ,
可得 ,
由图象可知: 为 的最大值点,
则 ,解得 ,
且 ,可知 ,所以 .故选:B.
7.(23-24高三下·河南·阶段练习)已知函数 ,将
的图象向左平移 个单位长度后,得到函数 的图象.若 , 是关于x的方程
在 内的两个不同的根,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用辅助角公式化简 ,根据图象的平移变换可得 的表达式,再结合题意
利用正弦函数的对称性可得 ,即可求得答案.
【详解】 ,
其中 为辅助角, , ,
则 ,
当 时, , , ,
因为 , 是关于 的方程 在 内的两个不同根,
所以 ,
因此 .
故选:C.8.(2024·重庆·模拟预测)将函数 的图象向右平移 个单位后,
所得图象关于坐标原点对称,则 的值可以为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由三角函数的平移变化结合奇函数的性质可得 ,解方程即可得
出答案.
【详解】因为 向右平移 个单位后解析式为 ,
又图象关于原点对称,
时, ,
故选:B.
二、多选题
9.(2024·安徽合肥·三模)已知 是函数 的两个零点,且
的最小值是 ,则( )
A. 在 上单调递增
B. 的图象关于直线 对称
C. 的图象可由 的图象向右平移 个单位长度得到
D. 在 上仅有1个零点
【答案】ABD
【分析】依题意可得 的最小正周期 ,即可求出 ,从而得到 解析式,再根
据正弦函数的性质一一判断即可.【详解】由题意可知,函数 的最小正周期 , ,
.
对于 ,当 时, ,
因为 在 上单调递增,所以 在 上单调递增,故A正确;
对于B,因为 ,
所以 的图象关于直线 对称,故B正确;
对于C,将 的图象向右平移 个单位长度得到:
,故C错误;
对于D,当 时, ,仅当 ,即 时, ,
即 在 上仅有1个零点,故D正确.
故选:ABD.
10.(2024·浙江金华·三模)已知 在 上是单调函数,且
的图象关于点 对称,则( )
A.若 ,则
B. 的图象的一条对称轴方程为
C.函数 在 上无零点D.将 的图象向左平移 个单位长度后得到的函数为偶函数
【答案】ABC
【分析】利用 在 上单调,可得 ,再根据 的图象关于点
对称,可得 ,进而可得 ,结合每个选项计算可判断其
正确性.
【详解】 ,
当 ,可得 ,又 在 上单调,
所以 ,解得 ,
又 的图象关于点 对称,所以 ,解得 ,
当 时, ,符合题意,所以 ,
对于A:若 ,则可得 分别为函数 的极大值与极小值,
可得 ,故A正确;
,所以 的图象的一条对称轴方程为 ,故B正确;
因为 ,所以 ,所以函数 在 上无零点,故C正确;
将 的图象向左平移 个单位长度后得到的函数为
,
所以 的图象向左平移 个单位长度后得到的函数不为偶函数,故D不正确.
故选:ABC.11.(2024·河北石家庄·三模)函数 的部分图象
如图所示,则下列说法中正确的是( )
A.
B. 的图象关于直线 对称
C.
D.若方程 在 上有且只有5个根,则
【答案】ACD
【分析】根据图象可求得函数 的解析式,再根据三角函数的性质依次判断各选项.
【详解】对于A,由 ,得 ,即 ,又 ,
,故A正确;
对于C,又 的图象过点 ,则 ,即 ,
,即得 , ,又 , ,
所以 ,故C正确;
对于B,因为 ,而 ,故直线 不是函数 的对称轴,故B错误;
对于D,由 ,得 ,
解得 或 , ,
方程 在 上有5个根,从小到大依次为: ,
而第7个根为 ,所以 ,故D正确.
故选:ACD.
三、填空题
12.(2024·江苏·模拟预测)将函数 图象上的每个点的横坐标变为原来
的 倍(纵坐标不变),再将得到的图象向左平移 个单位长度,所得的图象关于 轴对
称,写出一个符合条件的 的值 .
【答案】 (答案不唯一)
【分析】由函数平移、伸缩变换法则得新函数表达式,结合三角函数奇偶性即可列式求得
参数 的值.
【详解】将函数 图象上的每个点的横坐标变为原来的 倍(纵坐标不
变),
再将得到的图象向左平移 个单位长度,所得的图象对应的解析式为
,
由题意 的图象关于 轴对称,
所以 ,解得 , ,令 ,得 .故答案为: (答案不唯一).
13.(2024·贵州贵阳·一模)函数 的部分图象如图
所示,已知 ,且 ,则 .
【答案】1
【分析】先求出 的解析式,再根据 得到 ,从
而得到 的值.
【详解】由函数的部分图象得 ,函数 的周期 , ,
即 ,由 ,得 ,而 ,
于是 , ,由 ,得 ,
整理得 ,
因此 或 ,
即 或 与 矛盾,
于是 , ,
所以 .
故答案为:1【点睛】思路点睛:依据图象求解析式时,要遵循“两看一算”即看周期与振幅,利用对
称轴算初相位,另外,已知三角函数值的关系要求自变量的关系时,要利用诱导公式化成
同名的三角函数的相等关系,再依据终边的位置关系得到自变量的关系.
14.(2024高三·全国·专题练习)已知函数 的部分
图象如图所示,将函数 图象上所有点的横坐标缩短为原来的 ,纵坐标伸长到原来的
2倍,再把得到的图象向左平移 个单位长度,可得到 的图象.若方程
在 上有两个不相等的实数根,则 的取值范围为 .
【答案】
【分析】易得 ,再由点 在 的图象上,代入函数解析式求得
,再利用伸缩变换和平移变换得到 ,作出其图象,
利用数形结合法求解.
【详解】解:由 的部分图象,可得 .
由图可知点 在 的图象上,则 , ,
由五点作图法可得 , ,解得 ,则
.将函数 图象上所有点的横坐标缩短为原来的 ,纵坐标伸长到原来的2倍得到
的图象,
再把得到的图象向左平移 个单位长度,可得到 的图象.
作出函数 的部分图象如图所示,
由根据函数 的图象知:
当 时,直线 与函数 在 上的图象有两个交点,
即方程 在 上有两个不相等的实数根.
故答案为:
四、解答题
15.(23-24高三上·吉林白城·阶段练习)已知函数
为奇函数,且 图象的相邻两条
对称轴间的距离为 .
(1)求 的解析式与单调递减区间;
(2)将函数 的图象向右平移 个单位长度,再把横坐标缩小为原来的 (纵坐标不变),得到函数 的图象,当 时,求方程 的所有根的和.
【答案】(1) ,
(2) .
【分析】(1)利用恒等变换化简后,结合三角函数的性质求解;
(2)利用图象变换法,求得 的函数表达式,解方程求得 的值,利用换元思想,
结合三角函数的图象和性质分析求出即可.
【详解】(1)由题意可得:
因为 图象的相邻两条对称轴间的距离为 ,
所以 的最小正周期为 ,即可得 ,
又 为奇函数,则 ,
又 ,所以 ,故 .
令 ,得 ,
所以函数 的递减区间为 .
(2)将函数 的图象向右平移 个单位长度,可得 的图象,
再把横坐标缩小为原来的 ,得到函数 的图象,
又 ,则 或 ,即 或 .
令 ,当 时, ,
画出 的图象如图所示:
的两个根 对应的点 关于直线 对称,即 ,
有 ,
在 上有两个不同的根 ,
所以 ;
又 的根为 ,
所以方程 在 内所有根的和为 .
16.(2024·福建三明·三模)已知函数 (其中 )其中图象
的两条相邻对称轴间的距离为 .
(1)若 在 上有最大值无最小值,求实数 的取值范围;
(2)将函数 的图象向右平移 个单位长度;再将图象上所有点的横坐标变为原来的2倍(纵坐标不变),得到 的图象,设 ,求 在 的极大值点.
【答案】(1)
(2) 和
【分析】(1)化简函数 ,利用周期求出 解析式,再结合正弦函数图象求解即可.
(2)先根据图象的平移伸缩变换得到 的解析式,再求导求其极大值点即可.
【详解】(1)
因为图象相邻对称轴间的距离为 ,
所以周期 ,即 ,
因此 ,
当 时,
若 在 有最大值无最小值,由正弦函数图象得
只需 ,解得 ,
即 的取值范围为 .
(2)将 的图象向右平移 个单位得
再将图象所有点横坐标变为原来2倍得 ,
所以
,
令 得 ,解得 或 或 ,
当 时, , 单调递增,
当 时, , 单调递减,
当 时, , 单调递增,
当 时, , 单调递减,
所以 的极大值点为 和 .
17.(2023·贵州遵义·模拟预测)已知函数 的部分
图象如图所示.
(1)
求函数 的解析式;
(2)若函数 在区间 上恰有两个零点 ,求 的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)结合五点法作图,由周期得 ,结合最值点可得 ,代入点 的坐标
得A,即可得函数解析式;(2)由题意知 和 的图象有两个不同交点,作出函数
在 上的图象,结合函数的对称性可得 的值.
【详解】(1)设 的最小正周期为 ,则 ,可得 ,
且 ,解得 ,
由图象可知:当 时, 取到最大值,
且 ,则 ,
可得 ,解得 ,
又因为 ,可得 ,则 ,
且 的图象过点 ,则 ,解得 ,
所以 .
(2)令 ,
由 ,可得 ,
可知 的零点等价于 与 的图象交点横坐标,
且 ,作出 在 内的图象,不妨设 ,如图所示:
由图象可知: ,且 关于直线 对称,所以
.
18.(2023·海南省直辖县级单位·模拟预测)如图为函数
的部分图象,且 , .
(1)求 , 的值;
(2)将 的图象上所有点的横坐标扩大到原来的3倍(纵坐标不变),再向右平移 个
单位长度,得到函数 的图象,讨论函数 在区间 的零点个数.
【答案】(1) ,
(2)答案见解析
【分析】(1)由周期求出 ,根据 求出 ;(2)首先求出 的解析式,函数 在区间 的零点个数即为函数
的图象与直线 在 上的交点个数,由 的取值范围,求出 的取值范围,
再结合余弦函数的图象即可得解.
【详解】(1)根据题意得, ,故 , ,故 .
将 代入,得 ,解得 ,
又 ,故 .
(2)依题意, .
函数 在区间 的零点个数即为函数 的图象与直线 在 上
的交点个数.
当 时, ,结合余弦函数图象可知,
当 时, 单调递减,当 时, 单调递增,
且 , , ,
作出函数 在 上的大致图象如图所示.观察可知,当 或 时, 有 个零点;
当 时, 有 个零点;
当 或 时, 有 个零点.
19.(2023·陕西安康·一模)已知函数 的部分
图象如图所示.
(1)求函数 的解析式;
(2)将函数 图象上所有的点向右平移 个单位长度,再将所得图象上每一个点的横
坐标变为原来的2倍(纵坐标不变),得到函数 的图象.当 时,方程
恰有三个不相等的实数根, ,求实数a的取值范围以及
的值.
【答案】(1)
(2) ,
【分析】(1)由三角函数图象的最大值与最小值,求出 ,得到最小正周期,求出 ,再代入特殊点的坐标,求出 ,得到函数解析式;
(2)先根据平移变换和伸缩变换得到 ,令 ,换
元后利用整体法求出函数的单调性和端点值,得到 ,再根据对称性得到
,相加后得到 ,求出
答案.
【详解】(1)由图示得: ,解得: ,
又 ,所以 ,所以 ,
所以 .
又因为 过点 ,所以 ,即 ,
所以 ,解得 ,
又 ,所以 ,所以 .
(2) 图象上所有的点向右平移 个单位长度,得到
,
将所得图象上每一个点的横坐标变为原来的2倍(纵坐标不变),得到
,
当 时, ,令 ,则 ,
令 ,在 上单调递增,在 上单调递减,
在 上单调递增,
且 ,
,
所以 时,.当 时,方程 恰有三个不相等的实数根.
因为 有三个不同的实数根 ,
且 关于 对称, 关于 对称,
则 ,
两式相加得: ,
即 ,所以 .
【拓展冲刺练】
一、单选题
1.(2024·四川攀枝花·三模)将函数 的图象向右平移 个单位长度后
得到的图象与 的图象关于原点对称,则 的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据已知条件利用二倍角公式化简求出函数的解析式 ,根据函数的变化规律结合诱导公式即可求得结论.
【详解】令 ,则有 ,
设 向右平移 个单位长度后得到的函数为 ,
则有 ,
根据已知条件 的图象与 的图象关于原点对称,
则有 ,即 ,
所以 ,解得 ,
又因为 ,所以当 时, 取最小值为 .
故选:B
2.(2024·辽宁·三模)已知函数 ,图象如图所示,
下列说法正确的是( )
A.函数 的振幅是 ,初相是
B.若函数 的图象上的所有点向左平移 后,对应函数为奇函数,则
C.若函数 在 上单调递减,则 的取值范围为
D.若函数 的图象关于 中心对称,则函数 的最小正周期 的最小值为【答案】C
【分析】根据函数图象得到 ,由 求出 ,即可得到 ,再根
据正弦函数的性质一一判断即可.
【详解】由图可知 ,且 ,即 ,
又 ,所以 ,所以 ,
故函数 的振幅是 ,初相是 ,故A错误;
将 的图象上的所有点向左平移 得到
,
依题意 ,解得 ,故B错误;
若函数 在 上单调递减,则 ,即 ,则 ,解得
,
又 ,所以 ,
又 ,所以 ,解得 ,
即函数 在 上单调递减,则 的取值范围为 ,故C正确;
若函数 的图象关于 中心对称,则 ,
解得 ,
又 ,所以 ,又函数的最小正周期 ,显然 没有最小值,故D错误.
故选:C
3.(2024·内蒙古呼和浩特·二模)如图所示的曲线为函数
的部分图象,将 图象上所有点的横坐标
伸长到原来的 倍,再将所得曲线向左平移 个单位长度,得到函数 的图像,则
的解析式为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】结合图象,以及周期公式,求出 ,再结合平移伸缩的法则即可求解.
【详解】由图象可知 ,
则 的一个最低点为 ,
的最小正周期为 ,则 ,
,即 ,
所以 ,又因为 ,所以 ,
所以 ,
将 图象上所有点的横坐标伸长到原来的 倍,
得 的图象,
再将所得曲线向左平移 个单位长度,
得 ,
故 ,
故选:D.
4.(2024·山东聊城·三模)设函数 的图象与函数 的图象关于
轴对称,将 的图象向右平移 个单位长度后得到函数 的图象,则函数
的图象与 的图象的所有交点的横坐标之和为( )
A.8 B.6 C.4 D.2
【答案】C
【分析】利用轴对称求得函数 ,利用三角函数平移变换得到函数 ,再利用函数
的对称中心计算得到结果.
【详解】由题意得 ,则
.函数 的图象由函数 图形向右平移1个单位得到.
由函数 的图象与 的图象关于点 对称,在定义域内有4个交点.
所以函数 的图象与 的图象的所有交点的横坐标之和为
故选:C.
二、多选题
5.(2024·山东泰安·模拟预测)已知函数 则下列结论正确的是
( )
A.当 时, 的图象关于 中心对称
B.当 时,将 图象向右平移 个单位长度后的函数图象关于y轴对称
C.当 时, 在 上单调递减
D.设 的周期为T,若 时, , 为方程 的两个不相等实根,则
【答案】ABD
【分析】由已知可得 结合每个选项条件计算可判断其正确性.
【详解】
对于A:当 时, 又 ,所以 的图象关于 中心对称,故A正确;
对于B:当 时,
将 图象向右平移 个单位长度后的函数为
所以 为偶函数,
所以将 图象向右平移 个单位长度后的函数图象关于y轴对称,故B正确;
对于C:当 时, 因为 ,
所以 ,所以 在 上不是单调递减函数,故C错误;
设 的周期为T,若 时,则 ,解得 ,
当 时, 由
则可得 或 ,
所以 ,
当 时, 由
则可得 或 ,
所以 ,故D正确.
故选:ABD.
6.(2023·湖南·模拟预测)已知函数 的部分图象如图
所示,则( )A.
B. 在区间 上单调递增
C.将函数 图象上各点横坐标变为原来的 (纵坐标不变),再将所得图象向
右平移 个单位长度,可得函数 的图象
D.函数 的零点个数为7
【答案】ABD
【分析】根据给定的函数图象,结合五点法作答求出函数 的解析式,再分析判断
ABC;换元并构造函数,利用导数结合图形判断D作答.
【详解】观察图象知,函数 的周期 ,则 ,而 ,
即有 ,由 知, ,因此 ,A正确;
显然 ,当 时, ,因此 单调递增,B
正确;
将 图象上各点横坐标变为原来的 得 ,再将所得图象向右平移 个单位
长度,得 ,
而 ,C错误;由 ,得 ,令 ,则 ,
令 ,显然当 时, ,即恒有 ,函数 在
上无零点,
当 时, ,令 , ,
函数 在 上都递减,即有 在 上递减,
,
,因此存在 , ,
当 时, ,当 时, ,有 在 上递增,在
递减,
, ,
于是存在 , ,当 时, ,当 时, ,
则函数 在 上递减,在 递增, , ,
从而函数 在 上存在唯一零点,而函数 周期为 , 在 上单
调递增,如图,
, , ,从而函数 在 上各有一个零点,又0是 的零点,即函数
在定义域上共有7个零点,
所以函数 的零点个数为7,D正确.
故选:ABD
【点睛】方法点睛:函数零点个数判断方法:(1)直接法:直接求出f(x)=0的解;(2)图象法:
作出函数f(x)的图象,观察与x轴公共点个数或者将函数变形为易于作图的两个函数,作出
这两个函数的图象,观察它们的公共点个数.
三、填空题
7.(2024·全国·模拟预测)已知函数 的部分图像如图所
示.若函数 的图像在区间 上有两条对称轴,且 ,则 的
取值范围是 .
【答案】
【分析】根据题意,由函数图像可得其解析式为 ,再由其对称性,代
入计算,即可得到结果.
【详解】设函数 的最小正周期为 .
由题意得 ,即 ,所以 ,所以 ,又 的图像过点 ,
所以 ,所以 ,
故 ,又 ,所以 ,
所以 .
因为 ,且 的图像在区间 上有两条对称轴,
所以 ,
即 ,所以 .
故答案为:
8.(2024高三·全国·专题练习)已知函数 的部分图象
如图所示,则 .
【答案】
【分析】由图象得到 ,并结合 可得 ,再结合图象得到 及 的
大致范围,进而得到 的值,即可得解.【详解】由 得 ,又 位于减区间上,所以 ,
又 ,故 .
由 得 ,又 位于增区间上,
所以 ,得 .
设 的最小正周期为 ,则 ,即 ,
得 .又 ,所以 ,
故 .
故答案为:
9.(2024·辽宁抚顺·一模)已知 是函数 的两个
零点,且 ,若将函数 的图象向左平移 个单位后得到的图象关于 轴对
称,且函数 在 内恰有2个最值点,则实数 的取值范围为 .
【答案】
【分析】根据函数零点的最小距离可得 ,再利用平移规则和函数奇偶性可求得
,根据函数 在 内恰有2个最值点可限定出 ,即可解得
实数 的取值范围.
【详解】由 可得 或;
根据正弦函数图象性质可知 ,解得 ;
将函数 的图象向左平移 个单位后可得
为偶函数,
则 ,又 可得 ;
因此 ;
当 时,可知 ,
若函数 在 内恰有2个最值点,可知 ,
解得 ,
所以实数 的取值范围为 .
故答案为: .
【点睛】关键点点睛:本题关键在于利用正弦函数图象性质根据两零点的最小距离求得
,再由平移后的函数为偶函数求得 ,得出函数 的解析式后问题便迎刃而
解.
四、解答题
10.(2023·四川泸州·一模)已知函数 的相邻两
对称轴间的距离为 .
(1)求函数 的解析式;(2)将函数 图象上点的横坐标伸长到原来的 倍,纵坐标不变,再向右平移 个单位长
度得到函数 的图象,若 , ,求 的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)化简 解析式,根据 的对称轴求出周期从而求出 ,进而求得
的解析式.
(2)根据三角函数图象变换求得 ,由 ,求得 ,
,
然后构造方程组结合余弦的二倍角公式,即可求解.
【详解】(1)由题意知:
,
且可得 的周期 ,得: ,
所以: ,
故: .
(2)由题意得: ,因为: ,所以: ,得: ,
因为: ,所以: ,由 ,
所以: ,
所以:
故: .
11.(22-23高一下·安徽马鞍山·阶段练习)已知函数
的部分图像如图所示,其中 的图像与 轴
的一个交点的横坐标为 .
(1)求这个函数的解析式;
(2)若函数 在区间 上存在零点,求实数 的取值范围.
【答案】(1) ;
(2) .【分析】(1)利用图像分别求出 ;
(2)利用分离常数法得到 ,求出 在区间 上的值域,即可求解.
【详解】(1)由图知: .
,所以 ,所以 .
所以 .
由 ,且 ,
所以 .
所以 .
(2)令 得: .
对于 , ,
则 .
由 的图像和性质可得: 在区间 上的值域为 .
所以函数 在区间 上存在零点,有 .