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专题一 三角函数与解三角形
微专题1 含参三角函数特征量ω 问题
一、考点透析
考点1 三角函数的周期T 与ω 的关系
1.(25-26 高三上·广东·开学考试)已知函数
的图象
向右平移
个单位长度后与原图象重合,则
的最小值是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【知识点】周期变换及解析式特征、求图象变化前(后)的解析式
【分析】根据题意可得出三角函数的周期,然后求出结果即可.
【详解】由题可知
是该函数的周期的整数倍,即
,
解得
,又
,故其最小值为
.
故选:B.
2.(2025·湖北黄冈·模拟预测)已知函数
与
的图象在
上恰有
5 个公共点,且其中一个公共点的坐标为
,则
的值为( )
A.
B.2
C.
D.3
【答案】B
【知识点】正、余弦型三角函数图象的应用、周期变换及解析式特征
【分析】先根据
经过点
,得出
只能为整数,排除选项A,C;再结
合图像可验证选项B 满足题意,选项D 不满足题意.
【详解】由题意知
经过点
,
因此
,得:
,
即
只能为整数,排除选项A,C;
当
时,作出
与
在
上的图象:
由图像可得:
与
的图象在
上有5 个公共点,满足题意.
当
时,作出
与
在
上的图象:
由图象可得:
与
的图象在
上有7 个公共点,不满足题意.
故选:B.
考点2 三角函数的单调性与ω 的关系
1.(2025·辽宁·二模)已知函数
在区间
上单调,则
的
取值范围为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【分析】结合题设和函数的周期公式可得
,再根据余弦函数的性质可得
,进而求解即可.
【详解】由题可知
的最小正周期为
,因为
在区间
上单调,
所以
,则
,解得
,
当
时,
,
且
,
,
所以
,解得
,结合
,得
的取值范围为
.
故选:D.
2.(2025·北京高三阶段练习)已知函数f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0,|φ|≤π
2 ),f
(-π
4 )=0,|f(π
4 )|=1,且f(x)在(π
4 ,π
3 )上单调,则ω 的最大值为( )
A.7
B.9
C.11
D.13
【答案】C
【解析】(1)函数f(x)=sin(ωx+φ),因为f(-π
4 )=sin(-π
4 ω+φ)=0,
所以-π
4 ω+φ=kπ,k∈Z ①,又|f(π
4 )|=1,
所以x=π
4 是函数f(x)=sin(ωx+φ)的一条对称轴,
所以π
4 ω+φ=k'π+π
2 ,k'∈Z ②,由①②可得φ=k +k '
2
π+π
4 ,k,k'∈Z,
又因为|φ|≤π
2 ,所以φ=±π
4 ,且ω=-4k+1,k∈Z 或ω=-4k-1,k∈Z,
又函数f(x)=sin(ωx+φ)的最小正周期T=2π
ω ,又f(x)在(π
4 ,π
3 )上单调,
所以π
3 -π
4 ≤π
ω,所以0<ω≤12,所以ω 的最大值为11.
故选C.
考点3 三角函数的对称性与ω 的关系
1.(2025·山东青岛·三模)已知函数
的图象关于点
中心对称,
则
( )
A.0
B.1
C.2
D.3
【答案】C
【分析】由三角函数图象的对称性可得结果.
【详解】由题意,可得
,且
,即
,
所以
,解得:
,
,
函数
,
所以
.
故选:C.
2.(2025·湖南长沙·三模)将函数
的图象向左平移
个单位得
到的函数图象关于
轴对称,则
的值可以为( )
A.
B.1
C.2
D.5
【答案】B
【分析】利用三角函数平移规律得到函数
,由函数图象关于
轴对称,
推出函数为偶函数,求得
,结合选项即得.
【详解】函数
的图象向左平移
个单位得到的函数为:
,
依题意,函数
是偶函数,故
,
解得
,又
,结合选项,可得
可以取1.
考点4 三角函数的最值与ω 的关系
1.(2025·四川巴中·二模)已知函数
在区间
上的最小值为
,则
的取值范围为 .
【答案】
【分析】由
得
的范围,因此
在这个范围内,从而可得
的范围.
【详解】由题意,
在区间
上的最小值为
,
当
时,
;
当
时,
.
则
的取值范围为
或
.
故答案为:
.
2. 将函数f(x)=sin(2ωx+φ)(ω>0,φ∈[0,2π])图象上每点的横坐标变为原来的
2 倍,得到函数g(x)的图象,函数g(x)的部分图象如图所示,且g(x)在[0,2π]上
恰有一个最大值和一个最小值(其中最大值为1,最小值为-1),则ω 的取值范围是(
)
A.(7
12,13
12]
B.[7
12,13
12)
C.[11
12,17
12)
D.(11
12,17
12]
【答案】C
【解析】(2)由已知得函数g(x)=sin(ωx+φ),由g(x)图象过点(0,
❑√3
2 )以及
点在图象上的位置,知sin φ=
❑√3
2 ,φ=2π
3 ,∵0≤x≤2π,∴2π
3 ≤ωx+2π
3 ≤2πω+2π
3
,由g(x)在[0,2π]上恰有一个最大值和一个最小值,∴5 π
2 ≤2πω+2π
3 <7 π
2 ,∴11
12
≤ω<17
12.所以答案选C
考点5 三角函数的零点与ω 的关系
1.(2025·北京·高考真题)设函数
,若
恒成立,
且
在
上存在零点,则
的最小值为( )
A.8
B.6
C.4
D.3
【答案】C
【分析】由辅助角公式化简函数解析式,再由正弦函数的最小正周期与零点即可求解.
【详解】函数
,
设函数
的最小正周期为T,由
可得
,
所以
,即
;
又函数
在
上存在零点,且当
时,
,
所以
,即
;
综上,
的最小值为4.
故选:C.
2.(2025·河北唐山·三模)已知函数
在区间
上恰好存
在5 个零点,则正整数
.
【答案】5
【分析】令
,得到
,并求出
,数形结合得到
,求出答案.
【详解】令
,即
,当
时,
,
因为
,故
或
,其中
,
从小到大,设函数零点分别为
,
则有
,
,
,
,
,
由题意知
,解得
,故正整数
.
故答案为:5
二、跟踪练习
1.(2025·天津·高考真题)
,在
上单调递增,
且
为它的一条对称轴,
是它的一个对称中心,当
时,
的最小值
为( )
A.
B.
C.1
D.0
【答案】A
【分析】利用正弦函数的对称性得出
,根据单调性得出
,从而确定
,
结合对称轴与对称中心再求出
,得出函数解析式,利用整体思想及正弦函数的性质即可
得解.
【详解】设
的最小正周期为
,根据题意有
,
,
由正弦函数的对称性可知
,
即
,
又
在
上单调递增,则
,
∴
,则
,
∵
,∴
时,
,∴
,
当
时,
,
由正弦函数的单调性可知
.
故选:A
2.函数f(x)=2sin (ωx +π
3 )(ω>0)在区间[0,20]上有50 个最大值,则ω 的取值范围
__________.
【答案】[589π
120 ,601π
120 )
【解析】因为函数f(x)=2sin (ωx +π
3 )(ω>0)在区间[0,20]上有50 个最大值,
第1 个最大值为:ωx+π
3 =π
2 ,
第2 个最大值为:ωx+π
3 =π
2 +2π,
第3 个最大值为:ωx+π
3 =π
2 +4π,
……
第50 个最大值为:ωx+π
3 =π
2 +49×2π,
第51 个最大值为:ωx+π
3 =π
2 +50×2π,
所以π
2 +49×2π≤20ω+π
3 <π
2 +50×2π,解得 π
120 + 49π
10 ≤ω<π
120+
5π,
综上:ω 的取值范围是[589π
120 ,601π
120 ).
3.(2025·辽宁·三模)函数
,其
,若对于
,都有
恒成立,则
的取值不可能是( )
A.
B.1
C.
D.2
【答案】C
【分析】根据给定条件,可得
在
上单调,借助函数图象的对称轴建立不等式
求出
范围即可.
【详解】依题意,函数
在
上单调,函数
图象对称轴为
,
,解得
,
由
,解得
,又
,则
或
,
所以
或
,
的取值不可能是
.
故选:C
4.(2025·福建九地市质量检测)已知函数f(x)=2sin ωx(❑√3sin ωx+cos ωx)(ω>
0)在(0,π
3 )上单调递增,且对任意的实数a,f(x)在(a,a+π)上不单调,则ω 的
取值范围为( )
A.(1,5
2]
B.(1,5
4 ]
C.(1
2,5
2]
D.(1
2,5
4 ]
【答案】D
【解析】 f(x)=2sin ωx(❑√3sin ωx+cos ωx)=2❑√3sin2ωx+2sin ωxcos ωx=2sin
(2ωx-π
3 )+❑√3,∵f(x)在(0,π
3 )上单调递增,∴2ω·π
3 -π
3 ≤π
2 ,解得ω≤5
4 ,又
对任意的实数a,f(x)在区间(a,a+π)上不单调,∴f(x)的周期T<2π,∴T=2π
2ω
<2π,∴ω>1
2,∴1
2<ω≤5
4 ,故选D.
5.已知函数f(x)=sin ωx-❑√3cos ωx+1(ω>0)在(0,2π)上有且只有5 个零点,则
实数ω 的取值范围是( )
A.(
11
2 ,37
6 ]
B.(
13
6 ,7
2]
C.(
25
12 ,11
4 ]
D.(
25
12 ,11
2 ]
【答案】C
【解析】因为f(x)=sin ωx-❑√3cos ωx+1=2sin (ωx −π
3 )+1,
令f(x)=2sin (ωx −π
3 )+1=0,即sin (ωx −π
3 )=-1
2,
所以sin (ωx −π
3 )=-1
2在(0,2π)上有且只有5 个零点,
因为x∈(0,2π),所以ωx-π
3 ∈(−π
3 ,2πω-π
3 ),
所以由正弦函数图象,如图,要使sin (ωx −π
3 )=-1
2在(0,2π)上有且只
有5 个零点,则23π
6
<2πω-π
3 ≤31π
6
,即25
12<ω≤11
4 ,
所以实数ω 的取值范围是(
25
12 ,11
4 ].故选C.