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专题07 三角函数的图象与性质综合
(十三大题型九大易错题)
【题型1 求三角函数的定义域】
1.已知角α的终边经过点(−12
13 , 5
13),则tanα =( )
A.−5
12
B.−12
5
C.−12
13
D.5
13
【答案】A
【分析】由三角函数定义即可得解.
【详解】由题意tanα = 5
13 ÷(−12
13)=−5
12.
故选:A.
2.已知角α的顶点与坐标原点重合,始边与x轴的非负半轴重合,终边经过点
P(sinπ
3 ,cosπ
3 ),则cos(α +π
6 )=( )
A.0
B.1
2
C.√2
2
D.√3
2
【答案】B
【分析】由三角函数的定义即可求得α,从而得到结果.
【详解】由题意可得P(
√3
2 , 1
2),则tan α = 1
√3 = √3
3 ,所以α =π
6 +2k π ,k ∈Z,
所以cos(α +π
6 )=cos(
π
6 +2k π+π
6 )=cosπ
3 = 1
2.
故选:B
3.已知角α,角β的顶点均为坐标原点,始边均与x轴的非负半轴重合,终边分别过
A (1,3),B (−3,1),则tan α + β
2
=( )
1
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A.−2或1
2
B.2 或−1
2
C.1
2
D.−2
【答案】D
【分析】取AB的中点M,利用三角函数定义得出∠xOM = α + β
2
,再由倾斜角和斜率的
关系得出tan α + β
2
=kOM,最后利用OM ⊥AB得出答案.
【详解】记O为坐标原点,因为A (1,3),B (−3,1),所以|OA|=|OB|=√10,
所以点A (1,3),B (−3,1),均在以原点O为圆心√10为半径的圆上.
连接AB,取AB的中点M,连接OM,则OM ⊥AB,
不妨设α , β ∈(0,2π),则∠xOM =α + β −α
2
= α + β
2
,
所以tan α + β
2
=kOM =−1
k AB
=−2.
故选:D.
4.已知角α的终边经过点M (√2,1),则cosα =( )
A.√6
3
B.√3
3
C.√2
D.√2
2
【答案】A
【分析】根据三角函数的定义求解.
【详解】根据题意r =|OM|=√(√2)
2+1
2=√3,
由三角函数的定义得cosα = x
r = √2
√3 = √6
3 .
故选:A.
【题型2 求三角函数的值域(最值)】
2
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5.函数f (x)= 4 sin(5 x−π
6)在[0,π
5 ]上的值域为( )
A.[−2,2]
B.[−2,4]
C.[−2√3,4]
D.[−2√3,2]
【答案】B
【分析】先求得5 x−π
6 的范围,结合正弦函数的性质,即可容易求得结果.
【详解】因为x∈ [0,π
5 ],所以5 x−π
6 ∈[−π
6 , 5 π
6 ],所以sin(5 x−π
6)∈[−1
2 ,1],
故f (x)= 4 sin(5 x−π
6)在[0,π
5 ]上的值域为[−2,4].
故选:B.
6.已知函数f (x)=3sin x +√3cos x,若x∈[−π
2 ,π
2 ]时,函数f (x)的值域为( )
A.[−3,2√3]
B.[−3,3]
C.[−√3
2 ,1]
D.[−√3
2 , √3
2 ]
【答案】A
【分析】
先化简,然后利用正弦函数的性质求值域即可.
【详解】f (x)=3sin x +√3cos x =2√3sin(x +π
6 ),
因为x∈[−π
2 ,π
2 ],所以−π
3 ≤x +π
6 ≤2π
3
则−√3
2 ≤sin(x +π
6 )≤1,
所以函数f (x)的值域为[−3,2√3].
故选:A.
7.函数y =cos2 x +sin(
π
2 −x)的最小值为( )
A.-2
B.−9
8
C.−5
8
D.0
3
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【答案】B
【分析】化简y =cos2 x +sin(
π
2 −x)=2cos
2 x +cos x−1=2(cos x + 1
4 )
2
−9
8,对称轴处
取最小值即可.
【详解】y =cos2 x +sin(
π
2 −x)=2cos
2 x +cos x−1=2(cos x + 1
4 )
2
−9
8
当cos x =−1
4 时,取得最小值为−9
8
故选:B
【题型3 根据三角函数的值域求参数】
8.在锐角△ABC中,若B =2 A,则sin B
sin A 的取值范围是( )
A.(√2,√3)
B.[−1
2 , 1
2]
C.(
√3
3 , √2
2 )
D.(−1
2 , 1
2)
【答案】A
【分析】
根据题意,求得π
6 < A <π
4 ,结合倍角公式,得到则sin B
sin A = sin2 A
sin A =2cos A,即可求解.
【详解】
在锐角△ABC中,由B =2 A,可得C =π−3 A,于是¿,
解得π
6 < A <π
4 ,所以√2
2 <cos A < √3
2 ,则sin B
sin A = sin2 A
sin A =2cos A ∈(√2,√3).
故选:A.
9.当x∈[
π
6 ,m]时,函数f ( x)=cos(3 x + π
3)的值域是[−1,−√3
2 ],则m 的取值范围是
( )
A.[
π
9 , 7 π
18]
B.[
2π
9 , 7 π
18]
4
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C.[
π
9 , 5 π
18]
D.[
2π
9 , 5 π
18]
【答案】D
【分析】解法一:画出函数的图象,由x的范围求出3 x +π
3 的范围,根据f (x)的值域可得
答案;
解法二:由x的范围求出3 x +π
3 的范围,根据y =cos x的图象性质和f (x)的值域可得答案.
【详解】解法一:由题意,画出函数的图象,由x∈[
π
6 ,m],可知
5π
6 ≤3 x +π
3 ≤3m+π
3 ,
因为f(
π
6 )=cos 5π
6 =−√3
2 且f(
2π
9 )=cosπ =−1,
要使f (x)的值域是[−1,−√3
2 ],只要2π
9 ≤m≤5π
18 ,
即m∈[
2π
9 , 5π
18 ];
解法二:由题x∈[
π
6 ,m],可知5π
6 ≤3 x +π
3 ≤3m+π
3 ,
由y =cos x的图象性质知,要使f (x)的值域是[−1,−√3
2 ],
则π≤3m+π
3 ≤7π
6 ,解之得m∈[
2π
9 , 5π
18 ].
故选:D.
5
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10.函数f (x)=cos(ωx +φ)(ω>0,0<φ<π)的最小正周期为T =2π
3
,其图象关于点
(
π
18 ,0)对称,且当x∈[
π
6 ,m]时,f (x)的值域是[−1,−√3
2 ],则m的取值范围是( )
A.[
π
9
,7π
18 ]
B.[
2π
9
,7π
18 ]
C.[
π
9
,5π
18 ]
D.[
2π
9
,5π
18 ]
【答案】D
【分析】利用函数f (x)的基本性质可得出f (x)=cos(3 x +π
3 ),由x∈[
π
6 ,m]可求得
3 x +π
3 的取值范围,根据函数f (x)在区间[
π
6 ,m]的值域可得出关于m的不等式,解之即
可.
【详解】因为函数f (x)=cos(ωx +φ)(0<φ<π)的最小正周期为T =2π
3
,则ω= 2π
T
=3,
所以,f (x)=cos(3 x +φ),
又因为函数f (x)的图象关于点(
π
18 ,0)对称,则3×π
18 +φ=π
2 +k π(k ∈Z),
解得φ=π
3 +k π(k ∈Z),因为0<φ<π,故φ=π
3 ,故f (x)=cos(3 x +π
3 ),
6
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当x∈[
π
6 ,m]时,5π
6 ≤3 x +π
3 ≤3m+π
3 ,
且函数f (x)在[
π
6 ,m]上的值域为[−1,−√3
2 ],
所以,π≤3m+π
3 ≤7π
6 ,解得2π
9 ≤m≤5π
18 ,
故选:D.
11.已知函数y =√2sin(x−π
4 )在区间[0,a],[0,a+π
4 ]上的值域均为[−1,b],则实数
a的取值范围是( )
A.[
3π
4 , 5π
4 ]
B.[
π
2 , 5π
4 ]
C.[
3π
4 , 3π
2 ]
D.[
π
2 , 3π
2 ]
【答案】A
【分析】利用正弦型函数图象,数形结合可得.
【详解】在[0,a]上,x−π
4 ∈[−π
4 ,a−π
4 ],在[0,a+π
4 ]上,x−π
4 ∈[−π
4 ,a],
由题意,函数y =√2sin(x−π
4 )在两个区间上最值相同,且最小值为−1,即两区间左端
点函数值均为最小值,
所以两区间右端点函数值不能小于−1,但两区间内最大值相同,
如图y =√2sin(x−π
4 )的部分图象,数形结合得a≥3π
4 且a+π
4 ≤6π
4 ,即
a∈[
3π
4 , 5π
4 ].
7
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故选:A
12.已知函数f (x)=sin (ωx +φ)(ω>0,0<φ<π
2 )的图像上相邻最高点和最低点的距离为
2√2,且f (x)在(0,φ)上有最大值,则φ的取值范围为( )
A.(
π
π+2 ,π
2 (
π
4 +1))
B.(
π
π+2 ,π
2 )
C.(
π
6 ,π
2 )
D.(
π
6 , 7π
6 )
【答案】B
【分析】根据勾股定理,结合正弦型函数的最值性质进行求解即可.
【详解】设f (x)的最小正周期为T,则(
T
2)
2
+2
2=(2√2)
2,
解得T = 4 = 2π
ω ,所以ω=π
2 ,所以f (x)=sin(
π
2 x +φ).
当x∈(0,φ)时,π
2 x +φ∈(φ ,π
2 φ+φ).又0<φ<π
2 ,
所以要使f (x)在(0,φ)上有最大值,
则π
2 φ+φ>π
2 ,所以φ的取值范围为(
π
π+2 ,π
2 ).
故选:B
13.已知函数f (x)=sin (ωx +φ)(ω>0,0<φ<π
2 )的图像上相邻最低点和最高点的距离为
2√2,且f (x)在(0,φ)上有最大值,则φ的取值范围为( )
A.(
π
π+2 ,π
3 ) B.(
π
π+2 ,π
2 )
C.(
π
6 ,π
2 )
D.(
π
6 ,π
3 )
【答案】B
【分析】先利用三角函数的性质与勾股定理求得,再根据正弦函数的性质求解即可.
【详解】设f (x)的最小正周期为T,则(
T
2)
2
+2
2=(2√2)
2,所以T = 4 = 2π
ω ,解得ω=π
2 ,
所以f (x)=sin(
π
2 x +φ),
8
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因为x∈(0,φ),所以π
2 x +φ∈(φ ,π
2 φ+φ),
又0<φ<π
2 ,
所以要使f (x)在(0,φ)上有最大值,则π
2 φ+φ>π
2 ,解得π
π+2 <φ<π
2 ,
所以φ的取值范围为(
π
π+2 ,π
2 ).
故选:B.
【题型4 求三角函数的单调区间】
14.函数f (x)=√3sin(x +π
3 )−cos x的单调递减区间为( )
A.[
π
3 +k π, 4π
3
+ k π],k ∈Z
B.[
π
6 +k π, 2π
3 + k π],k ∈Z
C.[
π
3 +2k π, 4π
3 +2k π],k ∈Z D.[
π
6 +2k π, 2π
3 +2k π],k ∈Z
【答案】C
【分析】先用三角恒等变换化简得到f (x)=sin( x +π
6 ),再用整体法求解单调递减区间.
【详解】f (x)=√3sin(x +π
3 )−cos x = √3
2 sin x + 1
2 cos x =sin( x +π
6 ),令
π
2 +2k π≤x +π
6 ≤3π
2 +2k π,k ∈Z ,解得:π
3 +2kπ ≤x ≤4 π
3 +2kπ ,k ∈Z,故f
(x)的单调递减区间为[
π
3 +2k π, 4π
3
+2k π],k ∈Z
故选:C
15.函数f (x)=2sin(x +π
3 ), x∈[0,π]的单调减区间是( )
A.[0,π
6 ]
B.[0,π
2 ]
C.[
π
6 ,2π
3 ]
D.[
π
6 ,π]
9
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【答案】D
【分析】利用整体法求解正弦型函数的单调性,即可求解.
【详解】令π
2 +2k π≤x +π
3 ≤3π
2 +2k π,k ∈Z,所以
π
6 +2k π≤x ≤7π
6 +2k π,k ∈Z,
当k =0,π
6 ≤x ≤7π
6 ,由于[
π
6 ,π]⊆[
π
6 , 7π
6 ],故D 正确,ABC 均错误,
故选:D
16.将函数y =sin(x +π
6 )的图象上每一点的横坐标变为原来的1
2(纵坐标不变),再向
右平移5π
12 个单位长度,所得图象对应的函数( )
A.在区间[−π
2 ,0]上单调递减
B.在区间[
π
10 , 7π
12 ]上单调递增
C.在区间[−π
6 ,π
3 ]上单测递减
D.在区间[−π
6 ,π
3 ]上单调递增
【答案】B
【分析】根据三角函数图象的变换及性质判定选项即可.
【详解】函数y =sin(x +π
6 )的图象上每一点的横坐标变为原来的1
2得y =sin(2 x +π
6 ),
再向右平移5π
12 个单位长度得y =sin[2(x−5π
12 )+π
6 ]=sin(2 x−2π
3 ),
即y =sin(2 x−2π
3 ),
由2k π−π
2 ≤2 x−2π
3 ≤2k π+π
2 ,k ∈Z得增区间为[k π+π
12 ,k π+ 7π
12 ],
k ∈Z.
当k =0时,一个增区间为[
π
12 , 7π
12 ],而[
π
10 , 7π
12 ]⊆[
π
12 , 7π
12 ],所以B 正确.
故选:B
10
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17.已知函数f ( x)=cos(ωx −π
3 ),ω>0, x∈R,且f (α )=−1,f ( β)=0.若|α −β |的
最小值为π
4 ,则f ( x)的单调递增区间为( )
A.[−π
3 +k π,π
6 + k π],k ∈Z
B.[−π
3 +2k π,π
6 +2k π],k ∈Z
C.[−π
12 +k π, 5π
12 +k π],k ∈Z
D.[−π
12 +2k π, 5π
12 +2k π],k ∈Z
【答案】A
【分析】先求出函数f ( x)的周期,再求出ω,求出函数f ( x)的解析式,再结合余弦函数的
性质,即可求解.
【详解】函数f ( x)=cos(ωx −π
3 ),ω>0, x∈R,且f (α )=−1,f ( β)=0,|α −β |的最
小值为π
4 ,
则T
4 =π
4 ,所以T =π,故2π
ω =π,所以ω=2,所以f ( x)=cos(2 x−π
3 ),
令2k π−π≤2 x−π
3 ≤2k π,k ∈Z得−π
3 +k π≤x ≤π
6 +k π,k ∈Z,
故f ( x)的单调递增区间为[−π
3 + k π,π
6 +k π],k ∈Z.
故选:A
18.函数f (x)=−3cos(2 x +π
6 )的单调递增区间为( )
A.[k π−π
3 ,k π+π
6 ],k ∈Z
B.[k π+π
6 ,k π+ 2π
3 ],k ∈Z
C.[k π−7π
12 ,k π−π
12],k ∈Z
D.[k π−π
12 ,k π+ 5π
12 ],k ∈Z
【答案】D
【分析】整体法得到不等式,求出单调递增区间.
【详解】f (x)=−3cos(2 x +π
6 ),令2k π≤2 x +π
6 ≤2k π+π,k ∈Z,
11
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∴k π−π
12 ≤x ≤k π+ 5π
12 ,k ∈Z,
故函数f (x)的单调递增区间为[k π−π
12 ,k π+ 5π
12 ],k ∈Z.
故选:D.
【题型5 已知函数的单调性求参数】
19.若函数f ( x)=sin(ωx)(ω>0)在(0,π
4 )上单调递增,则ω的取值范围为( )
A.(0, 1
2)
B.(0,2)
C.(0, 1
2]
D.(0,2]
【答案】D
【分析】由已知结合正弦函数得单调性即可求解.
【详解】函数f ( x)=sin(ωx)(ω>0)在(0,π
4 )上单调递增,当x∈(0,π
4 )时,
ωx ∈(0,π
4
ω),则π
4
ω≤π
2 ,解得0<ω≤2,
故选:D
20.若函数f (x)=sin(2 x−φ)(0≤φ<π)在(0,π
3 )上单调递增,则φ的最小值为( )
A.π
12
B.π
6
C.π
4
D.π
3
【答案】B
【分析】利用正弦型函数的单调性建立不等式,解不等式即可求解.
【详解】令2kπ −π
2
≤2 x−φ≤2k π+π
2
,(k ∈Z),
解得k π−π
4 + φ
2 ≤x ≤k π+π
4 + φ
2 ,(k ∈Z),
由于f ( x)在(0,π
3
)上单调递增,
所以k π−π
4 + φ
2 ≤0< x<π
3
≤k π+π
4 + φ
2 (k ∈Z),
12
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即−k π+π
12 ≤φ
2 ≤−k π+π
4 ,(k ∈Z),
因为0≤φ<π,所以当k =0时,φ的最小值为π
6
.
故选:B.
21.已知函数f ( x)=sin 2ωx +cos2ωx(ω>1)的一个零点是π
2 ,且f ( x)在(−π
6 ,π
16)
上单调,则ω=( )
A.5
4
B.7
4
C.9
4
D.11
4
【答案】B
【分析】整理可得f ( x)=√2sin(2ωx +π
4 ),以2ωx +π
4 为整体,根据单调性分析可得
1<ω≤2,再结合零点分析求解.
【详解】因为f ( x)=sin 2ωx +cos2ωx =√2sin(2ωx +π
4 ),
x∈(−π
6 ,π
16),且ω>1时,
可得2ωx +π
4 ∈(−π
3 ω+π
4 ,π
8 ω+π
4 ),且−π
3 ω+π
4 <0<π
8 ω+π
4 ,
若f ( x)在(−π
6 ,π
16)上单调,则¿,解得1<ω≤2,
又因为f ( x)的一个零点是π
2 ,则πω+π
4 =k π,k ∈Z,解得ω=k −1
4 ,k ∈Z,
所以k =2,ω= 7
4 .
故选:B.
【题型6 三角函数的奇偶性问题】
22.已知函数f (x)=e
axsin x
1+e
x 是定义在R上的奇函数,则实数a=( )
A.-1
B.0
C.1
2
D.1
【答案】C
【分析】
13
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利用奇函数定义求解.
【详解】
∵f (x)为奇函数,∴f (−x)= f (x),
∴e
−axsin(−x)
1+e
−x
=−e
axsin x
1+e
x ,即e
−ax
1+e
−x =e
ax
1+e
x
∴e
xe
−ax
e
x+1
=e
ax
e
x+1 ,即x−ax =ax,解得a= 1
2,
故选:C.
23.若函数f (x)=(a+
2
2
x−1)cos x (a∈R)为奇函数,则实数a的值为( )
A.1
B.2
C.1
2
D.−1
2
【答案】A
【分析】利用奇函数的定义可求实数a的值.
【详解】因为f (x)=(a+
2
2
x−1)cos x (a∈R),定义域为(−∞,0)∪(0,+∞),
所以f (−x)=(a+
2
2
−x−1)cos(−x)=(a+ 2
x +1
1−2
x)cos x
=(a+ 2
x +1−2+2
1−2
x )cos x =(a−2+
2
1−2
x)cos x
因为f (x)为奇函数,所以f (−x)=−f (x),所以a−2=−a,即a=1.
故选:A
24.已知函数f (x)=cos(ωx +φ)(ω>0)是奇函数,则φ的值可以是( )
A.0
B.π
4
C.π
2
D.π
【答案】C
【分析】根据三角函数的奇偶性可得φ =π
2 +k π,k ∈Z,求解得答案.
【详解】由f (x)为奇函数,可得φ=π
2 +k π,k ∈Z,
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当k =0时,φ=π
2 .
故选:C.
25.定义在R上的函数f (x)周期为4,且f (2 x +1)为奇函数,则( )
A.f (x)为偶函数
B.f (x +1)为偶函数
C.f (x +2)为奇函数
D.f (x +3)为奇函数
【答案】D
【分析】根据周期性与奇偶性的定义推导B、D,利用反例说明A、C.
【详解】定义在R上的函数f (x)周期为4,所以f (x + 4)= f (x),
又f (2 x +1)为奇函数,所以f (−2 x +1)=−f (2 x +1),
即f (−x +1)=−f (x +1),所以f (x +1)为奇函数,故B 错误;
所以f (−x +2)=−f (x),则f (−x +2)=−f (x + 4),
所以f (−x +3)=−f (x +3),则f (x +3)为奇函数,故D 正确;
由f (−x +1)=−f (x +1),所以f (−x +1)+ f (x +1)=0,则f (x)关于(1,0)对称,
令f (x)=sin (π x),则f (x + 4)= sinπ (x + 4)= sinπ x = f (x),满足函数f (x)周期为4,
且f (2 x +1)=sin (2π x +π)=−sin (2π x)满足f (2 x +1)为奇函数,
但是f (x)=sin (π x)为奇函数,故A 错误;
令f (x)=cos(
π
2 x),则f (x + 4)=cos[
π
2
(x + 4)]=cos(
π
2 x)= f (x),满足函数f (x)周期
为4,
又f (2 x +1)=cos[
π
2
(2 x +1)]=cos(π x +π
2 )=−sin (π x)满足f (2 x +1)为奇函数,
但是f (x +2)=cos[
π
2
(x +2)]=cos(
π
2 x +π)=−cos(
π
2 x)为偶函数,故C 错误.
故选:D
26.已知函数f (x)=(2
x−a
2
x)cos x是偶函数,则实数a=( )
A.1
B.−1
C.2
D.−2
【答案】B
【分析】根据偶函数定义可直接构造方程求得结果.
【详解】∵f (−x)=(2
−x−a
2
−x)cos(−x)=(−a⋅2
x+ 1
2
x)cos x,f (x)为偶函数,
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∴f (−x)= f (x),则−a=1,解得:a=−1.
故选:B.
【题型7 三角函数的周期性问题】
27.函数f ( x)=sin(2 x +π
3 )的最小正周期为( )
A.π
B.π
2
C.π
3
D.π
6
【答案】A
【分析】由周期公式直接求解可得.
【详解】由周期公式得T = 2π
ω = 2π
2 =π.
故选:A
28.已知函数f (x)=sin(ωx +π
3 )在[−π
2 ,π
2 ]上的图象大致如图所示,则f (2 x)的最小
正周期为( )
A.2π
3
B.π
3
C.π
6
D.π
9
【答案】B
【分析】根据图象确定周期的范围,得出2<|ω|<4,再由特殊点求出ω=−3−36 k即可得
解.
【详解】由图可知,π
2 < 2π
|ω| <π,则2<|ω|<4.
−ωπ
18 +π
3 =π
2 +2k π,k ∈Z.解得ω=−3−36k,k ∈Z,故ω=−3,
则f (x)=sin(−3 x +π
3 ),所以f (2 x)=sin(−6 x +π
3 ),
故f (2 x)的最小正周期为2π
|−6|=π
3 .
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故选:B
29.已知函数f (x)=|cos(ωx +π
6 )|的部分图象如图所示,则ω=( )
A.1
B.3
2
C.2
D.5
2
【答案】B
【分析】设g(x)的最小正周期为T,由图象可知T <2π<2T,可推得−2<ω<−1或
1<ω<2.根据f(−4 π
9 )=0,可推得ω=−3+9k
4
(k ∈Z).分别求解−2<ω<−1以及
1<ω<2,即可得出答案.
【详解】设g(x)=cos(ωx +π
6 )的最小正周期为T,
由图象可知T <2π<2T,
则2π
|ω| <2π< 4π
|ω| ,所以1<|ω|<2,所以−2<ω<−1或1<ω<2.
又由题图知,f(−4 π
9 )=0,则−4π
9
ω+π
6 =π
2 +k π(k ∈Z),
解得ω=−3+9k
4
(k ∈Z).
解−2<−3+9k
4
<−1可得1
9 <k < 5
9,不满足条件;
解1<−3+9k
4
<2可得,−11
9 <k <−7
9,
当且仅当k =−1时,符合题意.
所以,k =−1,此时ω= 3
2.
故选:B.
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【题型8 三角函数的对称性问题】
30.将函数f (x)=3cos(2 x−π
4)的图象向左平移3 π
8 个单位长度后得到函数g(x)的图象,
则g(x)的图象的一条对称轴为( )
A.直线x = π
6
B.直线x = π
3
C.直线x = π
2
D.直线x = 3 π
4
【答案】D
【分析】
将原函数平移后借助诱导公式及正弦函数的性质即可得.
【详解】由题意可得g(x)=3cos(2 x +2× 3 π
8 −π
4)=−3sin 2 x,
令2 x = π
2 +k π (k ∈Z),则x = π
4 + k
2 π (k ∈Z),
当k =1时,有x = 3 π
4 ,其余选项均不符合.
故选:D.
31.已知函数f (x)=sin(ωx −π
3 )(ω>0)在区间[0,π]上有且仅有两条对称轴,则ω的
取值范围是( )
A.[
11
6 , 17
6 )
B.(
17
6 , 23
6 ]
C.(
11
6 , 17
6 ]
D.[
17
6 , 23
6 )
【答案】A
【分析】
由x的取值范围求出ωx −π
3 ,再结合题意及正弦函数的性质得到3π
2 ≤ωπ−π
3 < 5π
2 ,
解得即可.
【详解】当x∈[0,π],则ωx −π
3 ∈[−π
3 ,ωπ−π
3 ],(ω>0),
依题意可得3π
2 ≤ωπ−π
3 < 5π
2 ,解得ω∈[
11
6 , 17
6 ),
故选:A
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32.若函数f (x)=cos(π x +φ)(0<φ<π)的图象关于直线x = 1
3对称,则φ =( )
A.π
3
B.π
6
C.2π
3
D.5π
6
【答案】C
【分析】由余弦函数的对称性直接求解.
【详解】因为f (x)=cos(π x +φ)(0<φ<π)的图象关于直线x = 1
3对称,
所以π
3 +φ =k π(k ∈Z),得φ =−π
3 +k π(k ∈Z),
因为0<φ<π,所以φ= 2π
3 .
故选:C.
33.若函数f ( x)=3cos(2 x +φ−π
3 )(0<φ<π)的图象关于y轴对称,则φ =( )
A.π
6
B.π
3
C.2π
3
D.5π
6
【答案】B
【分析】根据给定条件,利用余弦函数的性质求解即得.
【详解】依题意,函数f ( x)=3cos(2 x +φ−π
3 )是偶函数,则φ−π
3 =k π,k ∈Z,
即φ=π
3 +k π,k ∈Z,而0<φ<π,所以φ=π
3 .
故选:B
【题型9 判断三角函数图象变换】
34.多选题已知函数f ( x)=2√2cos(
π
4 + x)cos(
π
4 −x),要得到函数
g( x)=sin 2 x −2cos
2 x +1的图象,只需将f ( x)的图象( )
A.向左平移π
8 个单位长度
B.向左平移3 π
4 个单位长度
C.向右平移3 π
4 个单位长度
D.向右平移3 π
8 个单位长度
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【答案】D
【分析】先把f (x),g(x)的解析式都化成y = A sin (ωx +φ)或y = A cos(ωx +φ)的形式,
再用图象的平移解决问题.
【详解】
f ( x)=2√2cos(
π
4 + x)cos(
π
4 −x)=2√2cos(
π
4 + x)sin(
π
4 + x)=√2sin(
π
2 +2 x)=√2cos2 x
,
g( x)=sin 2 x−2cos
2 x +1=sin 2 x−cos2 x =√2sin(2 x−π
4)=√2cos(2 x−3 π
4 ),
故将f ( x)的图象向右平移3 π
8 个单位长度可得y =√2cos2(x−3 π
8 )=√2cos(2 x−3 π
4 ),
即为g( x)的图象.
故选:D
35.多选题为得到函数y =6sin(2 x +π
3 )的图象,只需要将函数y =6sin2 x的图象
( )
A.向左平行移动π
6 个单位
B.向左平行移动π
3 个单位
C.向右平行移动5π
6 个单位
D.向右平行移动11π
6
个单位
【答案】ACD
【分析】根据已知条件,逐项分析各个选项,利用诱导公式化简函数解析式即可判断.
【详解】A 选项,向左平行移动π
6 个单位,有y =6sin[2(x +π
6 )]=6sin(2 x +π
3 ),A
正确;
B 选项,向左平行移动π
3 个单位,有y =6sin[2(x +π
3 )]=6sin(2 x +2π
3 ),B 错误;
C 选项,向右平行移动5π
6 个单位,有y =6sin[2(x−5π
6 )]=6sin(2 x−5π
3 ),
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y =6sin(2 x−5π
3 )=6sin[(2 x +π
3 )−2π]=6sin(2 x +π
3 ),C 正确;
D 选项,向右平行移动11π
6
个单位,有y =6sin[2(x−11π
6 )]=6sin(2 x−11π
3 ),
y =6sin(2 x−11π
3 )=6sin[(2 x +π
3 )−4π]=6sin(2 x +π
3 ),D 正确;
故选:ACD
36.多选题为了得到函数y =sin(4 x−π
3 )的图象,只需将函数y =sin(x +π
6 )的图象
( )
A.所有点的横坐标缩短到原来的1
4 ,纵坐标不变,再把得到的图象向右平移π
8 个单
位长度
B.所有点的横坐标缩短到原来的1
4 ,纵坐标不变,再把得到的图象向左平移π
8 个单
位长度
C.向右平移π
2 个单位长度,再把得到的图象上所有点的横坐标缩短到原来的1
4 ,纵
坐标不变
D.向左平移π
2 个单位长度,再把得到的图象上所有点的横坐标摍短到原来的1
4 ,纵
坐标不变
【答案】AC
【分析】根据三角函数的图象变换规律逐个分析可得答案.
【详解】将y =sin(x +π
6 )图象上所有点的横坐标缩短到原来的1
4 ,得到
y =sin(4 x +π
6 ),纵坐标不变,
再把得到的图象向右平移π
8 个单位长度,得到函数y =sin(4 x−π
3 )的图象,A 正确;
将y =sin(x +π
6 )的图象向右平移π
2 个单位长度,得到y =sin(x−π
3 ),
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再把得到的图象上所有点的横坐标缩短到原来的1
4 ,纵坐标不变,得到函数
y =sin(4 x−π
3 )的图象,C 正确.
故选:AC
【题型10 由三角函数图象确定解析式】
37.函数f (x)=2sin (ωx +φ)(ω>0,0<φ<π
2 )的图象如图所示A(−5
3 ,−2),B(
1
3 ,2).将
f (x)的图象向右平移2 个单位长度,得到函数g(x)的图象,则g(x)的解析式为( )
A.g(x)=2sin(
π
2 x−π
3 )
B.g(x)=2sin(
π
2 x +π
3 )
C.g(x)=−2sin(
π
2 x−π
3 )
D.g(x)=−2sin(
π
2 x +π
3 )
【答案】D
【分析】先根据题意求出函数的周期,即可求出ω,再利用待定系数法求出φ,即可得函数
f (x)的解析式,再根据平移变换的原则即可求出g(x)的解析式.
【详解】由题意可知f (x)的周期T满足T
2 = 1
3 −(−5
3)=2,得T = 4,
即2π
ω = 4,得ω=π
2 ,
所以f (x)=2sin(
π
2 x +φ),
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因为点B(
1
3 ,2)是f (x)图象的一个点,
所以f(
1
3)=2sin(
π
6 +φ)=2,sin(
π
6 +φ)=1,
则π
6 +φ=π
2 +2k π,k ∈Z,又0<φ<π
2 ,所以φ=π
3 ,
所以f (x)=sin(
π
2 x +π
3 ),
将f (x)的图象向右平移2 个单位长度,
得到函数g(x)=2sin[
π
2
(x−2)+π
3 ]=−2sin(
π
2 x +π
3 ).
故选:D.
38.已知函数f ( x)= A sin(ωx +φ),(ω>0,0<φ<π),及其导函数的图象如图所示,则
函数f ( x)的解析式为( )
A.f ( x)=2sin( x +π
3 )
B.f ( x)=2sin(2 x +π
3 )
C.f ( x)=sin(2 x +π
3 )
D.f ( x)=sin( x +π
6 )
【答案】C
【分析】根据给定图象,由f (0)>0可得A >0,由x∈[0,π
12 )时f
′( x)>0可得函数f ( x)
的单调性,进而确定f ( x)及其导函数图象求解.
【详解】观察图象知,f (0)= A sin φ>0,而0<φ<π,sin φ>0,则A >0,
当x∈[0,π
12 )时,f
′( x)>0,则函数f ( x)在[0,π
12 )上单调递增,
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因此最大值为1 的函数图象为函数f ( x)的图象,即A =1,
由f ( x)= A sin(ωx +φ),求导得f
′( x)=ωA cos(ωx +φ),则ωA =2,解得ω=2,
即f ( x)=sin(2 x +φ),由f (π
12 )=1,得2×π
12 +φ =π
2 +2k π,k ∈Z,又0<φ<π,
于是k =0,φ =π
3 ,所以函数f ( x)的解析式为f ( x)=sin(2 x +π
3 ).
故选:C
39.函数f (x)=2sin(ωx +φ)(ω>0,−π<φ<π)的部分图像如图所示,把函数f (x)的图
像向右平移π
12得到g(x),则g(x)的解析式为( )
A.−2cos2 x
B.2cos2 x
C.2sin(2 x−π
6 )
D.2sin(2 x +π
6 )
【答案】A
【分析】利用函数图象求得函数f (x)的解析式为f (x)=2sin(2 x−π
3 ),再由平移规则即
可得g(x)=−2cos2 x.
【详解】根据图像可知5π
12 −(−π
3 )= 3
4 π= 3
4 T,可得T =2π
ω =π,即ω=2;
又f(
5π
12 )=2sin(2× 5π
12 +φ)=2,可得2× 5π
12 +φ=π
2 +2k π,k ∈Z,
解得φ =−π
3 +2k π,k ∈Z,由−π<φ<π可知φ =−π
3 ;
即可得f (x)=2sin(2 x−π
3 ),
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把函数f (x)的图像向右平移π
12得到
g(x)=2sin(2(x−π
12)−π
3 )=2sin(2 x−π
2 )=−2cos2 x;
即g(x)=−2cos2 x.
故选:A
40.下图是函数y = A sin(ωx +φ)的部分图象,则该函数的解析式可以是( )
A.y =2sin(
1
2 x +π
3 )
B.y =2sin(
1
2 x−π
3 )
C.y =2sin(2 x +π
3 )
D.y =2sin(2 x−π
3 )
【答案】C
【分析】利用图象易得A值和周期,从而可求ω,代入最值点坐标确定φ,即得.
【详解】由图可得:A =2, 3
4 T =π
12 −(−2π
3 )= 3
4 π,即T =π= 2π
|ω| ,即ω=±2,
观察各选项可知,本题考虑ω=2即可,则y =2sin(2 x +φ),
把点(π
12 ,2)代入y =2sin(2 x +φ)中,可得:sin(π
6 +φ)=1,
故π
6 +φ=π
2 +2k π,k ∈Z,即φ=π
3 +2k π,k ∈Z,
所以y =2sin(2 x +π
3 +2k π)=2sin(2 x +π
3 ).
故选:C.
41.函数f (x)= A sin (ωx +φ)(A >0,ω>0,|φ|< π
2)的部分图象如图所示,则将y = f ( x)
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的图象向右平移π
6 个单位长度后,得到的函数图象解析式为( )
A.y =sin(2 x−π
6) B.y =cos2 x
C.y =sin2 x
D.y =sin(2 x + 2π
3 )
【答案】A
【分析】由最大值可得A、周期可得ω,代入最大值点可得φ,即可得y = f ( x),即可得平
移后函数图象解析式.
【详解】由图可得|A|=1,又A >0,故A =1,3
4 T = 11π
12 −π
6 = 3
4 π,故T = π,
则|ω|= 2π
T = 2π
π =2,又ω>0,故ω=2,
f(
π
6)=sin(2× π
6 +φ)=1,即π
3 +φ= π
2 +2k π,k ∈Z,
故φ= π
6 +2k π,k ∈Z,又|φ|< π
2 ,故φ= π
6 ,
则f (x)=sin(2 x + π
6),将y = f ( x)的图象向右平移π
6 个单位长度后,
可得y =sin[2(x−π
6)+ π
6]=sin(2 x−π
6),
故选:A.
【题型11 求图象变换前(后)的解析式 】
42.将函数y =sin2 x的图像向右平移π
6 个单位长度后得到曲线C1,再将C1上所有点的横
坐标伸长到原来的2 倍得到曲线C2,则C2的解析式为( )
A.y =sin(x +π
3 )
B.y =sin(x−π
6 )
C.y =sin(x−π
3 )
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D.y =sin(4 x−π
3 )
【答案】C
【分析】由平移变换和伸缩变换得出C2的解析式.
【详解】y =sin2 x的图像向右平移π
6 个单位长度后得到
y =sin2(x−π
6 )=sin(2 x−π
3 )的图像,再将C1上所有点的横坐标伸长到原来的2 倍
得到y =sin(x−π
3 ).
即C2的解析式为y =sin(x−π
3 ).
故选:C
43.已知函数f (x)=sin ωx cosωx + √3cos2ωx
2
(ω>0)图象的相邻的对称轴之间的距离为
2,将函数f (x)的图象向右平移1
6个单位长度﹐再将得到的图象上各点的横坐标伸长为原来
的2 倍﹐纵坐标不变,得到函数g(x)的图象,则函数g(x)的解析式为( )
A.g(x)=sin(2π x +π
6 )
B.g(x)=sin(
π x
2 +π
6 )
C.g(x)=sin(
π x
4 +π
6 )
D.g(x)=sin(
π x
4 +π
4 )
【答案】D
【分析】利用三角函数的恒等变换可得f (x)=sin(2ωx +π
3 ),根据周期求出ω,即得到
f (x)的表达式,从而根据三角函数图象变换可得g(x)=sin(
π x
4 +π
4 ).
【详解】
f (x)=sin ωx cosωx + √3cos2ωx
2
= 1
2 sin 2ωx + √3cos2ωx
2
=sin(2ωx +π
3 )(ω>0),
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由题意知,最小正周期T =2×2= 4,又T = 2π
2ω =π
ω = 4,所以ω=π
4 ,所以
f (x)=sin(
π
2 x +π
3 );
将f (x)的图象向右平移个1
6个单位后,得到y =sin[
π
2 (x−1
6)+π
3 ]=sin(
π
2 x +π
4 )的
图象,
再将所得图象所有点的横坐标伸长到原来的2 倍,纵坐标不变,
得到y =sin(
π
4 x +π
4 )的图象,所以g(x)=sin(
π x
4 +π
4 ).
故选:D
44.函数f ( x)= A sin(ωx +φ)( A >0,ω>0,0<φ<π)的部分图象如图所示,将y = f ( x)
的图象向左平移π
6 个单位长度得到函数y = g( x)的图象,则函数y = g( x)的解析式是
( )
A.g( x)=−sin 2 x
B.g( x)=sin(2 x +π
3 )
C.g( x)=sin(2 x−π
3 )
D.g( x)=sin(2 x + 2π
3 )
【答案】D
【分析】由图象求出函数f ( x)的解析式,然后由图象变换得结论.
【详解】由图象得A =1,T = 4×(7π
12 −π
3 )=π,所以|ω|= 2π
T
=2,又ω>0,所以
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ω=2,
又sin(2× 7π
12 +φ)=−1,φ+7π
6 =2k π+3π
2 ,φ=2k π+π
3 ,k ∈Z,
由0<φ<π得φ=π
3 ,
所以f ( x)=sin(2 x +π
3 ),
因为将y = f ( x)的图象向左平移π
6 个单位长度得到函数y = g( x)的图象,
所以g( x)=sin[2( x +π
6 )+π
3 ]=sin(2 x +2π
3 ).
故选:D.
45.已知函数f ( x)=2√3sin x
2 cos x
2 +2cos
2 x
2,将函数f ( x)图象上所有点的横坐标缩短
到原来的1
2,纵坐标保持不变,再将图象向上平移a(a>0)个单位长度后得到函数g( x)的
图象,且函数g( x)的最大值为6,则g( x)的解析式为( )
A.g( x)=2sin(2 x +π
6 )+ 4
B.g( x)=2sin(
1
2 x +π
6 )+ 4
C.g( x)=3sin(2 x +π
6 )+3
D.g( x)=3sin(
1
2 x +π
6 )+3
【答案】A
【分析】化简可得f (x)=2sin(x +π
6 )+1,然后通过变换可得
g( x)=2sin(2 x +π
6 )+1+a.根据函数最大值,解出a=3,即可得出答案.
【详解】f ( x)=2√3sin x
2 cos x
2 +2cos
2 x
2 =√3sin x +cos x +1=2sin(x +π
6 )+1,
将其图象上所有点横坐标缩短到原来的1
2,纵坐标保持不变,得到y =2sin(2 x +π
6 )+1,
再将图象向上平移a(a>0)个单位长度后得到函数g( x)=2sin(2 x +π
6 )+1+a的图象,
因为g( x)的最大值为6,
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所以1+a+2=6,解得a=3,
故g( x)=2sin(2 x +π
6 )+ 4.
故选:A.
46.已知函数f (x)= A sin (ωx +φ)(A ,ω,φ为常数,ω>0, A >0)的部分图像如图所示,
若将f (x)的图像向左平移π
6 个单位长度,得到函数g(x)的图像,则g(x)的解析式可以为
( )
A.g(x)=2√2sin(3 x + π
4)
B.g(x)=2√2cos(3 x + π
4)
C.g(x)=2√2sin(3 x−π
4)
D.g(x)=−2√2cos(3 x−π
4)
【答案】A
【分析】首先根据已知条件得到f (x)=2√2sin(3 x−π
4),再根据三角函数平移变换求解
g(x)即可。
【详解】由题意得11π
12 −5
12 π = π
2 = 3
4 T,所以T = 2π
3 ,故ω=3,
因为3× 5 π
12 +φ= π +2k π,k ∈Z,所以φ=−π
4 +2k π,k ∈Z,
即 f (x)= A sin(3 x−π
4 +2k π)= A sin(3 x−π
4).
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又因为f(
π
2)= A sin(
3 π
2 −π
4)= A sin(
5 π
4 )=−2,A >0解得A =2√2.
即f (x)=2√2sin(3 x−π
4).
将f (x)的图像向左平移π
6 个单位长度,
得到函数g(x)=2√2sin[3(x + π
6)−π
4]=2√2sin(3 x + π
4).
故选:A
【考题型12 由图象变换研究函数的性质】
47.函数f ( x)= A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0,|φ|<π
2 )的部分图象如图所示,下列说法正
确的是( )
A.A =2,φ =π
6
B.函数f ( x)的最小正周期为2π
C.函数f ( x)在(
π
3 ,π
2 )上单调递减
D.函数f ( x)的图象上的所有点向左平移π
12 个单位长度后,所得的图象关于y轴对称
【答案】C
【分析】根据图象求出函数f ( x)的解析式,再对选项中的命题分析判断正误即可.
【详解】由f (x)max =2得A =2,f (0)=2sin φ =−1,
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所以sin φ =−1
2,又|φ|<π
2
,所以φ=−π
6 ,故A 错误;
x = 7π
12 时,ωx +φ= 7π
12 ω−π
6 =π,所以ω=2,T = 2π
|ω| =π,故B 错误;
f (x)=2sin(2 x−π
6 ),令t =2 x−π
6 ,则y =2sint,
x∈(
π
3 ,π
2 )时,t ∈(
π
2 , 5π
6 ),此时t =2 x−π
6 单调递增,y =2sint单调递减,
故f ( x)在(
π
3 ,π
2 )上单调递减,故C 正确;
f ( x)的图象上的所有点向左平移π
12 个单位长度,
得到y =2sin[2(x +π
12)−π
6 ]=2sin 2 x,图象关于原点对称,故D 错误.
故选:C.
48.若函数f (x)=sin(2 x +π
6 )的图象向左平移m(m>0)个单位长度后,其图象与函数
g(x)=cos2 x的图象重合,则m的值可以为( )
A.5π
6
B.2π
3
C.π
3
D.π
6
【答案】D
【分析】利用三角函数图象的平移变换,代入计算即可.
【详解】由题可得f (x +m)=sin(2 x +2m+π
6 )的图象与函数g(x)=cos2 x的图象重合,
则f (m)=sin(2m+π
6 )= g(0)=1,即2m+π
6 =π
2 +2k π,k ∈Ζ,
解得m=π
6 +k π,k ∈Ζ,故m的值可以为π
6 .
故选:D.
49.将函数f (x)=sin(ωx +π
6 )(ω>0)的图象向右平移π
3 个单位长度后与函数
g(x)=cos(ωx)的图象重合,则ω的最小值为( )
A.1
B.2
C.4
D.5
【答案】D
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【分析】由正弦函数的平移法则以及周期性可得−π
3 ω+π
6 =2k π+π
2 ,结合ω>0即可
求解.
【详解】由题意可得y = f(x−π
3 )=sin[ω(x−π
3 )+π
6 ]=sin(ωx −π
3 ω+π
6 )
=cos(ωx)=sin(ωx +π
2 ),∴−π
3 ω+π
6 =2k π+π
2 ,k ∈Z,解得ω=−6k −1,
k ∈Z,
又ω>0,∴当k =−1时,ω取得最小值为5.
故选:D.
50.将函数f (x)=sin(2 x + π
12)的图象向左平移π
6 个单位长度后得到函数g(x)的图象,若
函数g(x)在[−2m,m](m>0)上单调递增,则实数m的取值范围是( )
A.(0, 11π
48 ]
B.(0, π
24]
C.[
π
24 , 11π
48 ]
D.(
π
24 , 11π
48 ]
【答案】B
【分析】根据三角函数平移变换原则可得g( x),采用整体代换的方式,结合正弦函数单调
性可构造不等式组求得m的范围,结合m>0和k ∈Z进行讨论即可求得结果.
【详解】由题意知:g( x)= f ( x + π
6 )=sin[2( x + π
6 )+ π
12 ]=sin(2 x + 5 π
12 ),
当x∈[−2m,m]时,2 x + 5 π
12 ∈[−4 m+ 5 π
12 ,2m+ 5 π
12 ],
∵g( x)在[−2m,m]上单调递增,∴ ¿,∴ ¿;
若11π
48 −kπ
2 > π
24 +kπ(k ∈Z),则9 π
48 > 3kπ
2 ,∴ k < 3
24 ,此时m≤π
24 +kπ,
又m>0,
∴k =0,
∴ 0<m≤π
24 ;
若11π
48 −kπ
2 ≤π
24 +kπ(k ∈Z),则9 π
48 ≤3kπ
2 ,∴ k ≥3
24 ,k ≥1,此时m≤11π
48 −kπ
2 <0,
与m>0矛盾,不合题意;
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综上所述:实数m的取值范围为(0, π
24 ].
故选:B.
【题型13 三角函数在生活中的应用】
51.多选题海水受日月的引力,在一定的时候发生涨落的现象叫潮.一般地,早潮叫潮,
晚潮叫汐.在通常情况下,船在涨潮时驶进航道,靠近码头;卸货后,在落潮时返回海洋.
已知某港口水深f (t )(单位:m)与时间t(单位:h)从0~24时的关系可近似地用函数
f (t )= A sin(ωt +φ)+b(A >0,ω>0,|φ|<π
2 )来表示,函数f (t )的图象如图所示,则(
)
A.f (t )=3sinπ
6 t +5(0≤t ≤24)
B.函数f (t )的图象关于点(12,0)对称
C.当t =5时,水深度达到6.5m
D.已知函数g(t )的定义域为[0,6],g(2t )= f (2t )−n有2个零点t1,t2,则
tanπ
t1+t2
=√3
【答案】ACD
【分析】根据图象的最值求出A ,b,再根据图象得到其周期则得到ω,代入最高点求出φ,
则得到三角函数解析式,则判断A,再结合其对称性即可判断B,代入计算即可判断C,利
用整体法和其对称性即可判断D.
【详解】对A,由图知f (t )max =8,f (t )min=2,∴A = f (t )max−f (t )min
2
=3,
b= f (t )max+ f (t )min
2
=5,
∵f (t )的最小正周期T =12,∴ω= 2π
T
=π
6 ,
∵f (3)=3sin(
π
2 +φ)+5=8,∴π
2 +φ =π
2 +2k π(k ∈Z),解得:φ =2k π(k ∈Z),
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又|φ|<π
2 ,∴φ =0,∴f (t )=3sinπ
6 t +5(0≤t ≤24),故A 正确;
对B,令π
6 t =k π,(k ∈Z),解得t =6k,(k ∈Z),
当k =2时,t =12,
则f (12)=3sin2π +5=5,
则函数f (t )的图象关于点(12,5)对称,故B 错误;
对C,f (5)=3sinπ
6 ×5+5=6.5,故C 正确;
对D,2t ∈[0,6],则t ∈[0,3],令g(2t )= f (2t )−n=0,
则f (2t )=n,令2t =m,则根据图象知两零点m1,m2关于直线t =3,
则m1+m2=6,即2t1+2t2=6,则t1+t2=3,
则tanπ
t1+t2
= tanπ
3 =√3,故D 正确.
故选:ACD.
【点睛】关键点睛:本题的关键是利用三角函数模型结合图象求出其解析式.
52.多选题在新农村建设中,某村准备将如图所示的∠BAC内区域规划为村民休闲中心,
其中∠CAD区域设计为人工湖(点D 在∠BAC的内部),∠DAB区域则设计为公园,种
植各类花草.现打算在AC,AB上分别选一处E,F,修建一条贯穿两区域的直路EF,供汽
车通过,设AD与直路EF的交点为P,现已知AB = AC = 400米,∠BAC = 2π
3 ,
∠CAD =π
6 ,AP =200米,PE,PF段的修路成本分别为100 万元/百米,50 万元/百米,
设∠AFP=α,修路总费用为关于α的函数S (α ),(单位万元),则下列说法正确的是
( )
A.PE =
100
cos(
π
6 +α)
米
B.S (α )=
100
sin(
π
6 +α)
+ 100
sin α(0<α <π
3 )
C.修路总费用最少要400 万元
D.当修路总费用最少时,PF长为400 米
【答案】ACD
【分析】对A,在△AEP中,由正弦定理判断即可;对B,由题意∠PAF =π
2 ,再分别分
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析PE,PF段的修路成本相加即可;对CD,由B 可得S (α )=
100
cos(
π
6 +α)
+ 100
sin α ,再根据
三角恒等变换,换元结合三角函数的单调性判断即可.
【详解】
对A,在△AEP中,由正弦定理
AP
sin∠AEP =
PE
sin∠EAP ,故
PE =
200× 1
2
sin(
π
3 −α)
=
100
cos(
π
6 +α)
,故A 正确;
对B,在△APF中,因为∠BAC = 2π
3 ,∠CAD =π
6 ,故∠PAF =π
2 .
故sin α = AP
PF ,故PF = AP
sin α = 200
sin α ,故S (α )=1×
100
cos(
π
6 +α)
+0.5× 200
sin α
=
100
cos(
π
6 +α)
+ 100
sin α ,(0<α <π
3 ),故B 错误;
对CD,S (α )=
100sin α +100cos(
π
6 +α)
sin α cos(
π
6 +α)
= 100sin α +50√3cosα −50sin α
sin α(
√3
2 cosα −1
2 sin α)
=
100sin(α +π
3 )
√3
4 sin 2α −1
2 sin
2α
=
100sin(α +π
3 )
√3
4 sin 2α +1
4 cos2α −1
4
=
400sin(α +π
3 )
2sin(2α +π
6 )−1
.
因为0<α <π
3 ,故π
3 <α +π
3 <2π
3 ,设θ =α +π
3 ,则√3
2 <sinθ≤1,
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S (α )=
400sinθ
2sin(2θ−π
2 )−1
=
400sinθ
−2(1−2sin
2θ)−1
= 400sinθ
4 sin
2θ−3
=
400
4 sinθ−
3
sinθ
,
设t =sinθ,√3
2 <t ≤1,则y = 4t −3
t 为增函数,y = 400
4t −3
t
为减函数.
故当t =sinθ =1,即α +π
3 =π
2 时,α =π
6 时,S (α )取最小值400万元,故C 正确;
对D,S (α )取最小值时α +π
3 =π
2 ,故∠AFP=π
6 ,此时PF = AP
sin α = 400米,故D 正确.
故选:ACD
53.多选题通过研究宋代李诫所著的《营造法式》等古建资料,可以得到中国宋代建筑的
屋顶蕴含着丰富的数学元素,体现了数学的对称美,并且符合两个特点:一、从檐口到屋
脊的曲线为屋面曲线,左、右屋面曲线对称,可用圆弧拟合屋面曲线,且圆弧所对的圆心
角为30°±2°;二、从檐口到屋脊的垂直距离为坡屋面高度半径,水平距离为半坡宽度,且
坡屋面高度半径
半坡宽度
=0.57±0.3.如图为某宋代建筑模型的结构图,其中A 为屋脊,B,C
为檐口,且´AC所对的圆心角θ =π
6 ,´AC所在圆的半径为4,√3≈1.732,则( )
A.´AC的长为2
3 π
B.AC =2√6−√2
C.若´AB与´AC所在两圆的圆心距为4√3,则此建筑的屋顶不符合宋代建筑屋顶的特
点
D.若´AB与´AC所在两圆的圆心距为4,要想此建筑的屋顶符合宋代建筑屋顶的特点,
可将圆心角θ 缩小
【答案】ACD
【分析】结合图形特征,利用两角差的正弦正切公式,弧长公式和三角函数,求解选项中
的数据.
【详解】记´AB,´AC所在圆的圆心分别为E,F,连接AE,AF,CF,EF,
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则AE = AF =CF = 4,∠AFC =π
6 ,
选项A:根据弧长公式得´AC的长为π
6 ×4 = 2
3 π,故A 正确.
选项B:1
2 AC = AF ×sinπ
12 = 4 sin(
π
4 −π
6 )= 4× √6−√2
4
=√6−√2,则
AC =2(√6−√2),故B 错误.(也可以在△AFC中利用余弦定理求解)
选项C:如图1,过点A,C 分别作EF 的平行线,与过点F 的EF 的垂线分别交于点D,
G,∵AE = AF = 4,EF = 4√3,∴∠EFA =π
6 ,
∵∠AFC =π
6 ,∴∠CFG=π
6 ,∠AFD =π
3 .
由题易知AD﹣CG 为半坡宽度,DG 为坡屋面高度半径,
AD = AF sin ∠AFD =2√3,CG =CF sin ∠CFG =2,
FG =CF cos∠CFG =2√3,FD = AF cos∠AFD =2,
∴
DG
AD−CG = 2√3−2
2√3−2 =1>0.57+0.3=0.87,不符合宋代建筑屋顶的第二个特点,C 正确.
选项D:如图2,过点A 作EF 的垂直平分线,交EF 于点M,过点C 作CN ⊥AM,垂足
为N,
MF = 1
2 AF
,
∠FAM =π
6
,当
∠AFC <π
6
时,
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∠FAC > 5π
12
,
∴∠CAN =π−∠FAM −∠FAC < 5π
12 ,∴∠ACN =π
2 −∠CAN >π
12.
易知CN 为半坡宽度,AN 为坡屋面高度半径,
∴AN
CN = tan ∠ACN >tanπ
12 =tan(
π
4 −π
6 )=2−√3≈0.268,D 正确.
故选:ACD
【点睛】方法点睛:
理解题目中坡屋面高度半径和半坡宽度的定义是解题关键,结合图形特征,利用三角函数
知识求解.
54.筒车亦称为“水转筒车”,一种以流水为动力,取水灌田的工具,筒车发明于隋而盛
于唐,距今已有1000多年的历史.如图,假设在水流量稳定的情况下,一个半径为3米的筒
车按逆时针方向做每6分钟转一圈的匀速圆周运动,筒车的轴心O距离水面BC的高度为1.5
米,设筒车上的某个盛水筒P的初始位置为点D(水面与筒车右侧的交点),从此处开始
计时,t分钟时,该盛水筒距水面距离为
H = f (t )= A sin(ωt +φ)+b(A >0,ω>0,|φ|<π
2 ,t ≥0),则f (2023)= .
【答案】3
【分析】由题意得T =6,ω= 2π
T
=π
3 ,A =3,b=1.5,又t =0时,H =0,代入求值,得
到φ =−π
6 ,求出函数解析式,求出答案.
【详解】由题意得T =6,又ω>0,故ω= 2π
T
=π
3 ,
且A +b= 4.5,−A +b=−1.5,解得A =3,b=1.5,
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故H = f (t )=3sin(
π
3 t +φ)+1.5,
当t =0时,H =0,即3sinφ+1.5=0,sinφ =−1
2,
又|φ|<π
2 ,解得φ=−π
6 ,
故H = f (t )=3sin(
π
3 t −π
6 )+1.5,
所以f (2023)=3sin(
2023π
3
−π
6 )+1.5=3sin(674π+π
6 )+1.5
=3sinπ
6 +1.5=3.
故答案为:3
【易错点1 三角函数的周期性】
1.若偶函数
的
最小正周期为
,则( )
A.ω=2
B.φ 的值是唯一的
C.f(x)的最大值为
D.f(x)图象的一条对称轴为
【答案】D
【
解
答
】
解
:
偶
函
数
的最小正周期
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为
,
对于A,因为周期只与ω 有关,因此只需考虑f(x)=|cosωx|+|sinωx|的情况.
若对任意x∈R,都有
,
即
=
,
所以
,所以ω=1,所以A 错;
对于B,因为f(x)为偶函数,所以f(﹣x)=f(x).
因为f(x)=|cos(x+φ)|+|sin(x+φ)|,f(﹣x)=|cos(﹣x+φ)|+|sin(﹣x+φ)|,
所以
.又
,所以φ=0 或
,所以B 错误;
对于C,
,
当|sin2(x+φ)|=1 时取得最大值
,所以C 错误;
对
于
D
,
容
易
知
道
φ
=
0
或
时
,
+cos|x﹣φ|=
f(x),
所以f(x)的图象关于直线
对称.所以D 正确.
故选:D.
【易错点2 正弦函数的单调性】
2 .已知函数
,
,
,且f(x)在
上单调,则ω 的最大值为
5
.
【答案】5.
【解答】解:函数f(x)=2sin(ωx+φ),
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∴f(﹣
)=2sin(﹣
ω+φ)=0,
∴﹣
ω+φ=kπ,k∈Z ①;
又
,
∴x=
是f(x)图象的对称轴,
∴
ω+φ=k′π+
,k′∈Z ②;
由①②得,φ=
π+
,k∈Z,
∴取φ=
,且ω=﹣4k+1,k∈Z;
∴f(x)=2sin(ωx+
)的最小正周期为T=
;
又f(x)在
上单调,
∴
﹣
<
,即
<
,
解得ω<6;
综上,ω 的最大值为5.
故答案为:5.
3.若函数f(x)=2sinωx(ω>0)在
上单调递增,则ω 的最大值为
.
【答案】见试题解答内容
【解答】解∵f(x)在[﹣
]上递增,
故
⊆
即
≥
.
∴ω≤
.
42
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∴ωmax=
.
故答案为:
【易错点3 正弦函数的奇偶性和对称性】
4.函数f(x)=Asin(ωx+φ)的部分图象如图中实线所示,图中圆C 与f(x)的图象交
于M,N 两点,且M 在y 轴上,则下列说法中正确的是( )
A.函数f(x)的最小正周期是 2π
B.函数f(x)的图象关于点
成中心对称
C.函数f(x)在
单调递增
D.函数f(x)的图象向右平移
后关于原点成中心对称
【答案】B
【解答】解:由圆的性质知,C=
=
,
则
=
﹣(﹣
)=
,即周期T=π,
则
=π,得ω=2,故A 错误,
∵函数关于点(
,0),对称,
∴函数的对称中心为(
+
,0),则当k=2 时,对称中心为(
,0),故B
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正确,
函数的一条对称轴为x=
=
,函数的相邻最小值的对称轴x=
+
=
,前一条对称轴为x=
﹣
=﹣
,
则函数的单调递增区间为[﹣
+kπ,
+kπ],k∈Z,
当k =0 时,函数的单调递增区间为[﹣
,
] ,k∈Z ,此时f (x )在
单调递增错误,故C 错误,
∵f(x)的一条对称轴为x=﹣
,
∴函数f (x)的图象向右平移
,此时函数关于y 轴对称,故D 错误,
故选:B.
【易错点4 余弦函数的图象】
5.已知函数f(x)=2cos(ωx+φ)+2(ω>0,﹣
<φ<
)的两个相邻的零点之差
的绝对值为
,且
是f(x)的最小正零点,则f(φ)=
1
.
【答案】1.
【解答】解:令函数f(x)=2cos(ωx+φ)+2=0,得cos(ωx+φ)=﹣1,
所以函数f(x)两个相邻的零点之差的绝对值为T=
,即
=
,解得ω=
3,
又因为
是f(x)的最小正零点,所以f(
)=2cos(3×
+φ)+2=0,
即cos(
+φ)=﹣1,解得
+φ=π+2kπ,k∈Z,
又因为φ=
+2kπ,k∈Z;且﹣
<φ<
,所以φ=
,
所以f(φ)=2cos(3×
+
)+2=﹣2sin
+2=1.
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故答案为:1.
【易错点5 正切函数的图象】
6.函数
的图象为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【
解
答
】
解
:
因
为
y
=
tanx
是
奇
函
数
,
所
以
是奇函数,因此B,C
不正确,又因为
时函数为正数,所以D 不正确,A
正确;
故选:A.
7.已知α,β∈R,则“α=β”是“tanα=tanβ”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
【答案】D
【解答】解:α,β∈R,则“α=β”如果α=β=90°,不存在tanα,tanβ 所以不可能得
到“tanα=tanβ”;
“tanα=tanβ”可得角α,β 的终边可能相同,也可能不相同,推不出“α=β”,
45
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所以α,β∈R,则“α=β”是“tanα=tanβ”的既不充分也不必要条件.
故选:D.
【易错点6 函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换】
8.已知函数f(x)=asinωx+cosωx(ω>0)的图象中相邻两条对称轴之间的距离为
,
且f(0)+f(
)=3,为了得到函数g(x)=sinωx﹣acosωx 的图象,只要把f(x)
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】B
【解答】解:f(x)=asinωx+cosωx=
sin(ωx+φ),
∵图象中相邻两条对称轴之间的距离为
,
∴
,即T=π,
则
,即ω=2,
则f(x)=asin2x+cos2x,
∵f(0)+f(
)=3,
∴cos0+asin
+cos
=3,
即1+
a+
=3,
即
a=
,得a=
,
即f(x)=
sin2x+cos2x=2sin(2x+
),
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g(x)=sin2x﹣
cos2x=2sin(2x﹣
)=2sin(2x﹣
﹣
+
)
=2sin(2x﹣
+
)=2sin[2(x﹣
)+
],
即只要把f(x)图象上所有的点向右平移
个单位长度即可.
故选:B.
9.已知函数f(x)=sin(2x+φ)(0<φ<π)的图象关于点
中心对称,则(
)
A.直线
是函数f(x)图象的对称轴
B.f(x)在区间
上有两个极值点
C.f(x)在区间
上单调递减
D.函数f(x)的图象可由y=cos2x 向左平移
个单位长度得到
【答案】C
【解答】解:因为函数f (x )的图象关于点
中心对称,所以
,
可得
,结合0<φ<π,得
,所以f(x)=sin(2x+
),
对于A,
=
=0,所以直线
不是函数f(x)图
象的对称轴,故A 不正确;
对于B,当x∈
时,
∈(
),所以函数f(x)在区间
(
,
)上只有一个极值点,故B 不正确;
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对于C,当
时,
∈(
,
),所以函数f(x)在区间(
)上单调递减,故C 正确;
对于D,y=cos2x 左移
个单位长度后得到
,故D 错误.
故选:C.
(多选)10.关于函数y=2sin(3x+
)+1,下列叙述正确的是( )
A.其图象关于直线x=﹣
对称
B.其图象关于点(
,1)对称
C.其值域是[﹣1,3]
D.其图象可由y=2sin(x+
)+1 图象上所有点的横坐标变为原来的
得到
【答案】ACD
【解答】解:因为sin[3×
+
]=﹣1,y 取得最小值,故
是对称轴,故A
正确;
因为
,故
不是对称中心,故B 错误;
因为sin(3x+
)∈[﹣1,1],故2sin(3x+
)+1∈[﹣1,3],故C 正确;
由y=2sin(x+
)+1 到y=2sin(3x+
)+1 系数中,只有x 的系数变成了原来的3
倍,故所有点的横坐标变成原来的
,故D 正确.
故选:ACD.
11.已知函数
,将f(x)的图像向右平移
个单
位长度后的函数g(x)的图像,若g(x)为偶函数,则函数f(x)在[0,
]上的值域
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为
[ ﹣
,
2]
.
【答案】[﹣
,2].
【解答】解:函数f(x)=2sin(2x+φ)的图像向右平移
个单位长度,得g(x)=f
(x﹣
)=2sin[2(x﹣
)+φ]=2sin(2x﹣
+φ)的图像,
若g(x)为偶函数,则﹣
+φ=
+kπ,k∈Z;解得φ=
+kπ,k∈Z;
因为|φ|<
,所以φ=﹣
,所以函数f(x)=2sin(2x﹣
);
因为x∈[0,
],所以2x﹣
∈[﹣
,
],所以sin(2x﹣
)∈[﹣
,1];
所以f(x)在[0,
]上的值域为[﹣
,2].
故答案为:[﹣
,2].
【易错点7 由y=Asin(ωx+φ)的部分图象确定其解析式】
12.函数f(x)=3sin(ωx+φ)(ω>0,0<φ<π)的部分图象如图所示,则( )
A.
B.f(x)图象的一条对称轴方程是x=﹣
C.f(x)图象的对称中心是(k
,0),k∈Z
D.函数
是奇函数
【答案】B
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【解答】解:由函数f(x)=3sin(ωx+φ)的图象知,
T=
﹣(﹣
)=
,
解得T=π,
所以ω=
=2,f(x)=3sin(2x+φ),
又因为f(﹣
)=3sin(φ﹣
)=3,所以φ﹣
=
+2kπ,k∈Z,即φ=
+2kπ,k∈Z;
因为0<φ<π,所以φ=
,f(x)=3sin(2x+
);
对于A,f(x)=3sin(2x+
),所以选项A 错误;
对于B,f(﹣
)=3sin(﹣
+
)=3sin(﹣
)=﹣3,选项B 正确;
对于C,令2x+
=kπ,k∈Z,解得x=
kπ﹣
,k∈Z,所以f(x)的对称中心是
(
kx﹣
,0),k∈Z,所以选项C 错误;
对于D ,设g (x )=f (x+
)=3sin (2x+
+
)=3sin (2x+
)=
3cos2x,则g(x)的定义域为R,g(x)为偶函数,选项D 错误.
故选:B.
(多选)13.函数
的部分图像
如图所示,
,
,则下列选项中正确的有( )
A.
B.
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C.将f(x)的图像右移
个单位所得函数为奇函数
D.f(x)的单调递增区间
【答案】BC
【解答】解:由函数f(x)=Acos(ωx+φ)的部分图像知,
=
﹣
=
,
解得T=
,所以ω=
=3;
由f(
)=f(
)=0,所以3×
+φ=
+2kπ,k∈Z;解得φ=﹣
+2kπ,k∈Z;
又因为|φ|<
,所以φ=﹣
,选项A 错误;
由f(
)=﹣
,得Acos(3×
﹣
)=﹣Asin
=﹣
A=﹣
,解得A=
,选项B 正确;
由f(x)=
cos(3x﹣
),f(x)的图像右移
个单位,
得y=f(x﹣
)=
cos[3(x﹣
)﹣
]=
cos(3x﹣
)=
sin3x
的图像,是奇函数,选项C 正确;
令﹣π+2kπ≤3x﹣
≤2kπ,k∈Z;解得﹣
+
≤x≤
+
,k∈Z;
所以f(x)的单调递增区间为[﹣
+
,
+
],k∈Z;选项D 错误.
故选:BC.
(多选)14.函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,﹣π<φ<0)的部分图象如图所
示,则( )
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A.A=2
B.ω+φ=0
C.f(x)的图象关于点(23,0)对称
D.不等式f(4x)>1 的解集为
【答案】ABD
【解答】解:设f(x)的最小正周期为T,由图像可知A=2,
,解得T
=8,
所以
,所以
,
将(﹣1,﹣2)代入解析式,得
,所以
,
所以
,选项A,B 正确;
,选项C 错误;
f(4x)>1,即
,得
,
得
,
解得
,选项D 正确.
故选:ABD.
(多选)15.已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,π<φ<2π)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(
)
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A.
B.ω=3
C.f(x)在
上单调递减
D.方程f(x)=a(﹣2<a<﹣1)在[0,π]内恰有4 个互不相等的实根
【答案】BCD
【解答】解:由题意得A=2,将(0,﹣1)代入可得f(0)=2sinφ=﹣1,所以
,
又π<φ<2π,所以
或
,
根据图象知点(0,﹣1)在其递减区间上,所以
,选项A 错误;
将
代
入
得
,
结
合
图
象
得
,所以ω=3+6k,k∈Z,
且T>2﹣0=2,所以
,则0<ω<π,所以ω=3,选项B 正确;
则
,当
时,
,
则f(x)在
上单调递减,选项C 正确;
当x∈[0,π]时,则
,可得f(x)在x∈[0,π]上的图象如下:
由图可得方程f(x)=a(﹣2<a<﹣1)在[0,π]内恰有4 个互不相等的实根,选项D
正确.
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故选:BCD.
(多选)16.已知f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,0<φ<π)是某个简谐运动的函
数解析式,其部分图象如图所示,则下列命题正确的是( )
A.ω=2
B.这个简谐运动的初相为
或
C.f(x)在
上单调递减
D.将函数f(x)的图象向左平移
个单位长度得到的图象对应的函数是偶函数
【答案】AD
【解答】解:由函数图象知,A=2,当x=0 时,f(0)=2sinφ=1,
又0<φ<π,所以
或
,
当
时,
时,f(x)不单调递增,不符合题意,所以
,选
项B 错误;
由
,可得ω=12k+2,k∈Z;
又ω>0,周期
,所以ω<3,所以k=0,ω=2,选项A 正确;
,当
时,
,
此时f(x)不单调递减,选项C 错误;
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将函数f(x)的图象向左平移
个单位长度得到的图象对应的函数解析式为:
g(x)=2sin[2(x+
)+
]=2sin(2x+
)=2cos2x,所以g(x)是偶函数,选项
D 正确.
故选:AD.
17.已知函数f(x)=2sin(ωx+φ)(ω>0),若函数f(x)的图象关于点
中
心对称,且关于直线
轴对称,则ω 的最小值为
3
.
【答案】3.
【解答】解:当对称中心
与对称轴
的横向距离最小时,最小正周期最
大,ω 最小,
此时T=4(
﹣
)=
,
.
故答案为:3.
【易错点8 y=Asin(ωx+φ)中参数的物理意义
(多选)18.单摆是一种简谐运动,摆球的运动情况可以用三角函数表达为y=Asin
(ωx+φ),A>0,ω>0,|φ|<π,其中x 表示时间(s),y 表示位移(cm),A 表示
振幅,
表示频率,φ 表示初相位.如图1 甲某个小球做单摆运动,规定摆球向右偏
移的位移为正,竖直方向为平衡位置.图乙表示该小球在[0,3]秒运动时的位移随时间
变化情况.根据秒表记录有:当x=
时,小球第一次到平衡位置;当
时,小球的
位移第一次到反向最大值.根据以上图文信息,下列选项中正确的是( )
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A.频率为
B.初相位
C.振幅A=10
D.当
时,小球第三次回到平衡位置
【答案】ACD
【解答】解:根据题意知,三角函数的周期为T=4×(
﹣
)=2,所以ω=
=
π,
所以频率为f=
=
=
,选项A 正确;
当x=
时,小球第一次到平衡位置,即(
,0)是正弦函数减区间上的零点,且|φ|<
π,所以sin(
+φ)=0,解得φ=
,选项B 错误;
根据图中的信息知(3,﹣5
)在函数的图象上,所以Asin(3π+
)=﹣5
,解
得A=10,选项C 正确;
当x=
时,小球第一次到达平衡位置,当x=
+2=
时,小球第三次到达平衡位置,
选项D 正确.
故选:ACD.
【易错点9 三角函数的最值】
19.奇函数f(x)=cos(ωx+φ),(ω>0,φ∈(0,π))在区间[﹣
,
]上恰有一
个最大值和一个最小值,则ω 的取值范围是( )
A.[2,6)
B.[2,
)
C.[
,
)
D.[
,6)
【答案】B
【解答】解:因为函数f(x)=cos(ωx+φ)为奇函数,且ω>0,φ∈(0,π),所以
φ=
,
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所以f(x)=﹣sinωx,
所以x∈[﹣
,
]时,ωx∈[﹣
ω,
ω],
因为f(x)在区间[﹣
,
]上恰有一个最大值和一个最小值,
所以
,解得2≤ω<
,
所以ω 的取值范围是[2,
).
故选:B.
57