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专题1.1:三角函数中的ω 取值范围
目录
思路梳理........................................................................................................................1
题型一:单调性与ω 的取值范围...............................................................................2
题型二:对称性与ω 的取值范围...............................................................................2
题型三:最值与ω 的取值范围...................................................................................3
题型四:零点与ω 的取值范围...................................................................................4
题型五:由几何问题求ω 的取值范围.......................................................................4
综合训练........................................................................................................................5
思路梳理
在三角函数中,ω(通常称为角频率或角速度)的取值范围需根据具体问题的条件和
性质来确定,以下是一些常见情况:
①一般情况:若无特殊限制,ω 可以是任意正实数,即 ω>0。这是因为ω 控制
三角函数的周期和变化速度,正数确保函数按常规方向周期性变化.
②由周期确定:若已知函数的最小正周期为T,则 ω= 2π
T
。此时ω 的取值由T
唯一确定,且ω>0.
③有单调性确定:若已知函数的最小正周期为T,则 ω= 2π
T
。此时ω 的取值由T
唯一确定,且ω>0.
④由零点个数确定:若函数在区间(a,b) 内有n 个零点,需满足区间长度与周期的
关系。例如,至少有n 个零点时,(b-a)≥n-1
2
⋅2π
ω
,由此可解出ω 的范围.
⑤由对称性确定:若函数图象有对称轴或对称中心,可通过对称点的坐标关系确定ω。
例如,对称轴x = x0 满足ω x0+φ =kπ + π
2
(k ∈Z),由此解出ω.
⑥由极值或最值确定:若函数在某区间内有极值或最值,需满足函数在该区间内完成
至少半个周期的变化。例如,函数y =sin (ωx +φ) 在区间(a,b) 内有极值,
则
b-a
π
ω
≥1,即 ω≥
π
b-a
.
对于较难的求ω取值范围的问题,往往是通过不等式求解的.
我们将ωx +φ看作一个整体,
如果满足单调性,则让ωx +φ落在这个单调区间内,解得ω的范围.
如果满足对称性,零点,极值点等,则具体的点坐标代入,解出ω的等式.
题型一:单调性与ω 的取值范围
例1.已知函数
的图象过点
,且对任意
,都有
,则
的取值范围是 .
例2.已知函数
,(
,
),
,
,且
在区间
上单调,则
的最大值为( )
A.3
B.5
C.6
D.7
例3.已知函数
,
,
,
在区间
上单调,则正整数
的最大值为
.
例4.设函数
,若
在
上单调递增,则
的取值
范围是 .
题型二:对称性与ω 的取值范围
例1.将函数
的图象向左平移
个单位长度后得到的图象关于坐标
原点对称,则
的值可以是( )
A.4
B.5
C.10
D.16
例2.已知函数
,将
的图象先向左平移
个单位长
度,得到函数
的图象,若
图象关于
对称,则
的值为( )
A.
B.
C.
D.
例3.(多选题)已知函数
在区间
上有且仅有4 条对称轴,
则下面给出的结论中,正确的是( ).
A.
的取值范围是
B.
的最小正周期可能是2
C.
在区间
上可能恰有4 个零点
D.
在区间
上可能单调递增
例4.
,
在
有且仅有一条对称轴,则
范围为
题型三:最值与ω 的取值范围
例1.已知函数
(
)在
上的图象有且仅有3 个最高点.下
面四个结论:
①
在
上的图象有且仅有3 个最低点;
②
在
至多有7 个零点;
③
在
单调递增;
④
的取值范围是
;
则正确的结论是 .(填写序号)
例2.已知
(
,
,
),其图象经过点
,若存
在
,
使得
为函数的最大值,
为函数的最小值,且同时满足
,则
的取值范围是 .
例3.若函数
在区间
上恰有5 个极值点,且在区间
上单调,则
的取值范围为 .
例4.已知
,
,若对任意实数x 均有
,则满足条件的有
序实数对
的组数为 .
题型四:零点与ω 的取值范围
例1.已知函数
的图象与
轴的交点为
,
,又在区间
上有且仅有一个零点,则
的取值范围是 .
例2.已知定义域为R 的函数
的解析式为
,若
在区
间
上至多出现2025 个最小值,且对任意实数s,
在
上至少出现2025 个零
点,则实数
的取值范围为 .
例3.已知函数
满足
恒成立.①
的取值范围是
;②若
,则
的最小值为 .
例4.已知函数
在区间
内不存在零点,则
的
取值范围是 .
题型五:由几何问题求ω 的取值范围
例1.已知函数
和函数
的图象上相
邻的四个交点构成的四边形的面积为
,且
,则( )
A.
,
B.
,
C.
,
D.
,
例2.如图,函数
的图象与它在原点
右侧的第二条对称轴
交于点
是
图象在原点左侧与
轴的第一个交点,点
在图象上,
,
,则
.
例3.已知
,曲线
与
,相邻的三个交点构成一个等腰直角
三角形,求
的值( )
A.
B.
C.
D.
例4.已知函数
,若存在实数
使得函数图象上的最低点或最
高点恰有2 个在椭圆
的内部(包含边界),则
的取值范围是 .
综合训练
1.将函数
的图象向左平移
后得到函数
的图象,若
的图象关于直线
对称,则
的最小值为( )
A.
B.
C.1
D.2
2.设A,B,C 是函数
与函数
的图象连续相邻的三
个交点,若
则
.
3.已知
,若对任意实数
均有
,则满足条件的有序实
数对
的个数为 .
4.已知函数
仅存在一个极值点和两个零点在区间
内,
则实数
的取值范围为 .
5.定义:闭区间[a,b]的长度为
,已知函数
同时满足以下3
个条件:①在任意一个区间长度为
的闭区间内,都不存在
,使得
;
②
;③
是函数
图象的一个对称中心,则实数
的最大值
为 .
6.已知函数
,点
,
分别为函数
图
象上的最高点和最低点,若线段
的长度的最小值为
,且
,则
的值为
.
7.若存在
使
满足
,则正数
的取值范围是 .
8.已知函数
,若存在
,
使得
,则
的最小值为 .
9.已知
,顺次连接函数
与
的任意四个相邻交点,所构
成的四边形的周长为
,则
.
10.若函数
在区间
上恰有5 个零点,则
的取值范围为
.
11.已知函数
(
,
),若
,
,且
在区间
上单调,则
.
12.已知函数
区间
内没有零点,则
的取值范围是
.
13.已知函数
在
上单调,且
,
则
的取值可能为 .
①
②
③
④12 ⑤
14.已知函数
,其中
,
,且
恒成立,若
在区间
上恰有个零点,则
的取值范围是 .
15.已知函数
在区间
上单调递减,且在区间
上恰有
个零点,则
的取值范围是 .
16.已知函数
和
的图象相邻的两个交
点为A,B,若
,则
的取值范围为 .
17.已知函数
,
,
,
且
在
上单调,则
的值为 .
18.已知
,若存在
、
,且
,使得
成立,则
的取值范围是 .
19.若存在
(
互不相等),满足
,
则
的取值范围为 .
20.设A,B,C 是函数
与函数
的图象连续
相邻的三个交点,若
是钝角三角形,则
的取值范围是 .