人教A版 (2019)必修 第一册5.6 函数 y=Asin( ωx + φ)课时训练
展开人教版2019 必修一 5.6 函数y=Asin(wx+φ)同步练习
一、单选题
1.函数f(x)=sin x3 +cos x3 的最小正周期和最大值分别是( )
A. 3 和 2 B. 3 和2 C. 6π 和 2 D. 6π 和2
2.把函数y=f(x)图象上所有点的横坐标缩短到原来的 12 倍,纵坐标不变,再把所得曲线向右平移 π3 个单位长度,得到函数y=sin(x- π4 )的图像,则f(x)=( )
A. sin( x2-7π12 ) B. sin( x2+π12 ) C. sin( 2x-7π12 ) D. sin( 2x+π12 )
3.已知函数 y=f(x) 的图像由函数 g(x)=cosx 的图像经如下变换得到:先将 g(x) 的图像向右平移 π6 个单位,再将图像上所有点的横坐标变为原来的一半,纵坐标不变,则函数 y=f(x) 的对称轴方程为( )
A. x=kπ2+π12 , k∈Z B. x=kπ2+π6 ,k∈Z
C. x=kπ+π12 , k∈Z D. x=kπ+π6 , k∈Z
4.已知函数 y=sin(ωx+π6)(ω>0) 图象的一条对称轴为 x=π12 ,则 ω 的最小值为( )
A. 2 B. 4 C. 6 D. 8
5.已知曲线 C:y=cos2x ,曲线 E:y=sin(x+π3) ,则下面结论正确的是( )
A. 把C上各点横坐标伸长到原来2倍(纵坐标不变)后,再向右平移 π6 个单位长度得到曲线E
B. 把C上各点横坐标伸长到原来2倍(纵坐标不变)后,再向左平移 π6 个单位长度得到曲线E
C. 把C上各点横坐标缩短到原来 12 倍(纵坐标不变)后,再向右平移 π6 个单位长度得到曲线E
D. 把C上各点横坐标缩短到原来 12 倍(纵坐标不变)后,再向左平移 π6 个单位长度得到曲线E
6.把函数 y=2sin2x 的图象向左平移 π3 个单位长度,再将所得图象向上平移1个单位长度,可得到函数 f(x) 的图象,则( )
A. f(x)=2sin(2x+π3)+1 B. f(x) 的最小正周期为 2π
C. f(x) 的图象关于直线 x=π6 对称 D. f(x) 在 [π6,5π12] 上单调递减
7.如图为 y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<π2) 图象的一段,则 φ= ( )
A. π6 B. π3 C. π4 D. 3π4
8.已知函数 f(x)=Asin(ωx+φ) ( A>0 , ω>0 , φ<π2 ),若 f(x) 的图象经过点 (2π3,0) ,相邻对称轴的距离为 π2 ,则 f(x) 的解析式可能为( )
A. f(x)=-cos(2x+π6) B. f(x)=2sin(x+π3)
C. f(x)=3cos(2x-π3) D. f(x)=4cos(x-π6)
二、多选题
9.为了得到函数 y=2cos(2x+π5) 的图象,只需将函数 y=2cos2x 的图象( )
A. 向左平移 π5 个单位长度 B. 向左平移 π10 个单位长度
C. 向右平移 4π5 个单位长度 D. 向右平移 9π10 个单位长度
10.已知函数 f(x)=asin2x+bcos2x(a>0,b>0) ,且 f(π3)=0 ,则下列说法正确的是( )
A. f(x) 的最小正周期为 π B. f(π12)=2a
C. 将 f(x) 图像向左平移 π3 个单位得到一个偶函数 D. f(x) 在 (π12,7π12) 上单调
11.已知函数 f(x)=cos2x+23sinxcosx-sin2x ,则( )
A. π 是函数 f(x) 的一个周期
B. x=-π6 是函数 f(x) 的一条对称轴
C. 函数 f(x) 的一个增区间是 (-π3,π6)
D. 把函数 y=2sin2x 的图像向左平移 π12 个单位,得到函数 f(x) 的图像
12.已知函数 f(x)=sin(ωx+φ)(ω∈N) 在区间 [-π12,π12] 和 [7π4,25π12] 上单调递增,下列说法中正确的是( )
A. ω 的最大值为3 B. 方程 f(x)=log2πx 在 [0,2π] 上至多有5个根
C. 存在 ω 和 φ 使 f(x)=sin(ωx+φ) 为偶函数 D. 存在 ω 和 φ 使 f(x)=sin(ωx+φ) 为奇函数
三、填空题
13.函数 y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,0<φ<π) 在一个周期内的图象如图所示,则此函数的解析式为________.
14.将函数 f(x)=sin(3x+π6) 的图象上各点的横坐标伸长到原来的 倍(纵坐标不变),再将所得到的图象向右平移 m(m>0) 个单位长度,得到函数 g(x) 的图象.若 g(x) 为奇函数,则 m 的最小值为________.
15.将函数 f(x)=2sin(x+π6)sin(π3-x) 图象向左平移 φ(φ>0) 个单位,所得图象对应的函数恰为偶函数,则 φ 的最小值为________.
16.将函数f(x)=2sin2x的图象向左平移 π6 单位,再向上平移1个单位,得到函数y=g(x)的图象,对任意a∈R,y=g(x)在区间[a,a+10π]上零点个数的所有可能值________.
四、解答题
17.函数 f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<π2) 的部分图象如图所示:
(1)求图中a,b的值及函数 f(x) 的递增区间;
(2)若 α∈[0,π] ,且 f(α)=2 ,求 α 的值.
18.已知函数 f(x)=2sin(2x+π6)+1
(Ⅰ)用“五点法”画出它在一个周期内的闭区间上的图象(完成横、纵坐标列表);
(Ⅱ)写出函数 y=f(x) 图象的对称中心坐标及对称轴的方程.
19.已知函数 f(x)=1+sin2xtan(π4+x) .
(1)求 f(x) 的最小正周期;
(2)将 y=f(x) 图象上每个点的横坐标变为原来的 2π 倍,再将所得图象向右平移 14 个长度单位得到 y=g(x) 的图象,若 x∈(0,a) 时, g(x) 恰有一个零点和两个极值点,求实数 a 的取值范围.
20.已知函数 f(x)=sinωx+3cosωx(ω>0) 的图象相邻两个零点差的绝对值为 π4 .
(1)若 f(x)=Asin(ωx+φ) ,分别求 A,ω ;
(2)将 f(x) 的图象上的所有点的横坐标变为原来的4倍,再将图象向右平移 π6 得到函数 g(x) 的图象,求函数 g(x) 的单调递增区间.
21.已知函数 f(x)=3sin(ωx+φ)+2cos2ωx+φ2-1(ω>0,0<φ<π) 为偶函数,且 f(x) 图象的相邻两个最高点的距离为 π .
(1)当 x∈[-π6,5π6] 时,求 f(x) 的单调递增区间;
(2)将函数 f(x) 的图象向右平移个单位长度,再把各点的横坐标缩小为原来 12 (纵坐标不变),得到函数 y=g(x) 的图象.求函数 g(x) 在区间 [-π12,π6] 上的最大值和最小值.
22.已知函数 f(x)=sin(ωx+φ) (ω>0 , |φ|<π2) 满足条件: f(x+π)=f(x) ,且 f(π3+x)=f(π3-x) .
(1)求 f(x) 的解析式;
(2)由函数 y=sinx 的图象经过适当的变换可以得到 f(x) 的图象.现提供以下两种变换方案:① y=sinx → y=sin(x+φ) → y=f(x) ② y=sinx → y=sinωx → y=f(x) 请你选择其中一种方案作答,并将变换过程叙述完整.
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】 C
【解】因为 f(x)=sin x3 +cos x3=22sin(x3+π4) ,所以周期T=2π13=6π ,值域[-2,2]。
即最大值是2,
故答案为:C。
2.【答案】 B
【解】根据图象平移的规律可知,将y= y=sin(x- π4 )的图像 上所有的点向左平移平移π3个单位,纵坐标不变,得到y=sin(x+π12),再把所得到的图象上所有点的横坐标扩大到原来的2倍,即函数的周期变原来的2倍,就得到函数y=sin(x2+π12) , 故答案为:B。
3.【答案】 A
【解】函数 g(x)=cosx 的图像向右平移 π6 个单位,得到 y=cos(x-π6) 的图像,
再将图像上所有点的横坐标变为原来的一半,纵坐标不变,得到 y=cos(2x-π6) 的图像,
即 f(x)=cos(2x-π6) ,则其对称轴满足: 2x-π6=kπ , k∈Z
即 x=kπ2+π12 , k∈Z
故答案为:A
4.【答案】 B
解:由题意知 πω12+π6=kπ+π2(k∈Z) ,得 ω=12k+4(k∈Z) ,∴ ωmin=4 .
故答案为:B.
5.【答案】 A
【解】对于A:由已知得 y=cos(12⋅2x)=cosx ,从而有 y=cos(x-π6)=cos[(x+π3)-π2] =sin(x+π3) ,A符合题意;
对于B:由已知得 y=cos(12⋅2x)=cosx ,从而有 y=cos(x+π6)=cos[(x-π3)+π2] =-sin(x-π3) ,B不正确;
对于C:由已知得 y=cos(2⋅2x)=cos4x ,从而有 y=cos4(x-π6)=cos(4x-2π3)
=cos[(4x-π6)-π2]=sin(4x-π6) ,C不正确;
对于D:由已知得 y=cos(2⋅2x)=cos4x ,从而有 y=cos4(x+π6)=cos(4x+2π3)
=cos[(4x+π6)+π2]=-sin(4x+π6) ,D不正确;
故答案为:A
6.【答案】 D
【解】将函数 y=2sin2x 图象向左平移 π3 个单位长度得到y=2sin2(x+π3)=2sin(2x+2π3) 的图象,再向上平移1个单位长度可得到 f(x)=2sin(2x+2π3)+1 的图象,A不符合题意.
T=2π2=π ,B不符合题意;
令 2x+2π3=π2+kπ,k∈Z ,得 x=-π12+kπ2,k∈Z ,
当 k=0 时, x=-π12 ;当 k=1 时, x=512π ,C不符合题意.
令 π2+2kπ≤2x+2π3≤3π2+2kπ,k∈Z ,
-π12+kπ≤x≤5π12+kπ,k∈Z ,
所以 f(x) 在 [π6,5π12] 上单调递减,D符合题意.
故答案为:D.
7.【答案】 A
【解】因为 T2=2π3-π6=π2 ,所以 T=π,ω=2πT=2 ,
因为 sin(2×π6+φ)=1 ,所以 π3+φ=π2+2kπ(k∈Z),φ=π6+2kπ(k∈Z) ,
因为 |φ|<π2 ,因此 φ=π6 。
故答案为:A.
8.【答案】 A
【解】因为相邻对称轴的距离为周期的一半,所以函数 f(x) 的最小正周期 T=2×π2=π ,又 T=π=2πω ,所以 ω=2 ,故选项B,D错误;把点 (2π3,0) 代入选项A, f(2π3)=-cos(4π3+π6)=-cos3π2=0 ,选项A成立,而把点 (2π3,0) 代入选项C, f(2π3)=3cos(4π3-π3)=3cosπ=-3≠0 ,选项C不成立.
故答案为:A.
二、多选题
9.【答案】 B,D
【解】因为 y=2cos(2x+π5)=2cos2(x+π10) ,
所以将函数 y=2cos2x 的图象向左平移 π10 个单位长度,纵坐标不变,得到 y=2cos(2x+π5) 的图象,则A不符合题意,B符合题意;
因为 y=2cos(2x+π5)=2cos(2x+π5-2π)=2cos2(x-9π10) ,
所以将函数 y=2cos2x 的图象向右平移 9π10 个单位长度,纵坐标不变,得到 y=2cos(2x+π5) 的图象,则C不符合题意,D符合题意.
故答案为:BD.
10.【答案】 A,B,D
【解】由题意 f(x)=a2+b2sin(2x+φ) ,其中 cosφ=aa2+b2,sinφ=ba2+b2 , φ 为锐角,
最小正周期是 T=2π2=π ,A符合题意;
f(π3)=a2+b2sin(2π3+φ)=0 , 2π3+φ=kπ,k∈Z ,而 φ 为锐角,所以 φ=π3 , a2+b2=2a ,
f(π12)=a2+b2sin(π6+π3)=a2+b2=2a ,B符合题意;
将 f(x) 图像向左平移 π3 个单位得到的图象的解析式为 y=a2+b2sin[2(x+π3)+π3]=-a2+b2sin2x ,为奇函数,C不符合题意;
x∈(π2,7π12) 时, 2x+π3∈[4π3,3π2] , f(x) 是递增的,D符合题意.
故答案为:ABD.
11.【答案】 A,C,D
【解】依题意: f(x)=3sin2x+cos2x=2sin(2x+π6) ,
对于A选项: f(x) 的周期 T=2π2=π ,即A符合题意;
对于B选项:因 f(-π6)=2sin[2(-π6)+π6]=2sin(-π6)=-1 ,则 x=-π6 不是函数 f(x) 的对称轴,即B不正确;
对于C选项: 2kπ-π2<2x+π6<2kπ+π2(k∈Z) 得 kπ-π3
对于D选项:函数 y=2sin2x 的图像向左平移 π12 个单位得 y=2sin2(x+π12)=2sin(2x+π6) ,即D符合题意.
故答案为:ACD
12.【答案】 A,B,D
【解】由函数 f(x)=sin(ωx+φ) 在 [-π12,π12] 和 [7π4,25π12] 上单调递增,
可知当周期 T 最小时,令 T2=25π12-7π4=π3 ,则 T=2π3 , ω=2πT=3 ,经检验 ω=3 符合题意;当周期 T 最大时,令 T2=7π4-π12=5π3 ,则 T=10π3 , ω=2πT=35 ,因为 ω∈N ,则 ω=1 ,经检验 ω=1 符合题意,则 ω 的可能取值为1,2,3,A符合题意;
若方程 f(x)=log2πx 在 [0,2π] 上的根最多,则函数 f(x)=sin(ωx+φ) 的周期最小,即 ω=3 ,画出两个函数的图象,由图中可知至多有五个交点,B符合题意;
因为 f(x) 在 [-π12,π12] 上为增函数,故不可能存在 ω 和 φ 使 f(x)=sin(ωx+φ) 为偶函数,C不符合题意;
当 ω=2 且 φ=0 时, f(x)=sin2x 为奇函数,满足题意,D符合题意,
故答案为:ABD.
三、填空题
13.【答案】 y=2sin(2x+2π3)
【解】由题意 A=2 ,又 T=2×[5π12-(-π12)]=π ,∴ ω=2ππ=2 ,
由 2sin(2×5π12+φ)=-2 得 φ=2kπ+2π3,k∈Z ,又 0<φ<π ,∴ φ=2π3 .
故答案为: y=2sin(2x+2π3) .
14.【答案】 π3
【解】将函数 f(x)=sin(3x+π6) 的图象上各点的横坐标伸长到原来的 倍(纵坐标不变),
得到函数 y=sin(3x×16+π6)=sin(12x+π6) 的图象,
再将所得函数图象向右平移 m(m>0) 个单位长度,得到 g(x)=sin[12(x-m)+π6]=sin(12x+π6-12m) 的图象,
由于函数 y=g(x) 为奇函数,则 π6-12m=kπ(k∈Z) , ∴m=π3-2kπ(k∈Z) ,
当 k=0 时,正数 m 取得最小值 π3 .
故答案为: π3 .
15.【答案】 π12 【解】 ∵f(x)=2sin(x+π6)sin(π3-x)=2sin(x+π6)cos(π2-(π3-x)) =2sin(x+π6)cos(x+π6)=sin(2x+π3) ,
∴f(x) 向左平移 φ 个单位得: f(x+φ)=sin(2x+2φ+π3) ,
∵f(x+φ) 为偶函数, ∴2φ+π3=π2+kπ(k∈Z) ,解得: φ=π12+kπ2(k∈Z) ,
又 φ>0 , ∴φ 的最小值为 π12 .
故答案为: π12 .
16.【答案】20或者21
解:f(x)=2sin2x, 将y=f(x)的图象向左平移 π6 个单位,再向上平移1个单位后得到y=2sin2(x+ π6 )+1的图象,所以g(x)=2sin2(x+ π6 )+1.
令g(x)=0,得x=kπ+ 512 π或x=kπ+ 34 π(k∈z),
因为[a,a+10π]恰含10个周期,所以,当a是零点时,在[a,a+10π]上零点个数21,
当a不是零点时,a+kπ(k∈z)也都不是零点,区间[a+kπ,a+(k+1)π]上恰有两个零点,故在[a,a+10π]上有20个零点.
综上,y=g(x)在[a,a+10π]上零点个数的所有可能值为21或20.
故答案为:20或者21.四、解答题
17.【答案】 (1)解:由图可得 A=2 , 3T4=5π12-(-π3)=3π4 ,则 T=π , ∴ω=2ππ=2 ,
∴f(x)=2sin(2x+φ) ,
∵f(-π3)=2sin(-2π3+φ)=-2 ,则 φ-2π3=-π2+2kπ,k∈Z ,
则 φ=π6+2kπ,k∈Z , ∵|φ|<π2 , ∴φ=π6 ,
∴f(x)=2sin(2x+π6) ,
∴b=2sinπ6=1 , a=-π3-T4=-π3-π4=-7π12 ,
令 -π2+2kπ≤2x+π6≤π2+2kπ,k∈Z ,解得 -π3+kπ≤x≤π6+kπ,k∈Z ,
f(x) 的递增区间为 [-π3+kπ,π6+kπ],k∈Z
(2)解: ∵f(α)=2sin(2α+π6)=2 ,即 sin(2α+π6)=22 ,
∵α∈[0,π] , ∴2α+π6∈[π6,13π6] ,
∴2α+π6=π4 或 2α+π6=3π4 ,则 α=π24 或 7π24
18.【答案】 解:(Ⅰ)
2x+π6
0
π2
π
3π2
2π
x
-π12
π6
5π12
2π3
11π12
y
1
3
1
-1
1
图象如下:
(II)观察图象可得出,
对称中心的坐标为: (kπ2-π12,1) , k∈Z ,
对称轴方程为: x=kπ2+π6 , k∈Z
19.【答案】 (1)解:因为 f(x)=sin2x+cos2x+2sinxcosx1+tanx1-tanx =(sinx+cosx)2(cosx-sinxcosx+sinx)
=cos2x-sin2x=cos2x .
所以 T=2π2=π
(2)解:将 y=f(x) 的横坐标变为原来的 2π 倍后得到 y=cosπx ,
再将 y=cosπx 向右平移 14 个长度单位得到 g(x)=cos(πx-π4) ,
当 x∈(0,a) 时, πx-π4∈(-π4,πa-π4) ,因为 g(x) 恰有唯一零点和两个极值点,
所以 {πa-π4>ππa-π4≤3π2 ,
所以 54 20.【答案】 (1)解: f(x)=2sin(ωx+π3) ,所以 A=2 ,
因为 f(x) 的相邻两个零点差的绝对值为 π4 ,则 T2=π4 ,即 T=π2 ,
所以 2πω=π4 ,所以 ω=4
(2)解:由(1)得, f(x)=2sin(4x+π3) ,所以 g(x)=2sin(x+π6) ,
令 2kπ-π2⩽x+π6⩽2kπ+π2(k∈Z) ,即 2kπ-2π3⩽x⩽2kπ+π3 时,
函数 g(x) 单调递增,
所以函数 g(x) 的单调递增区间为 [2kπ-2π3,2kπ+π3](k∈Z)
21.【答案】 (1)解:由题意函数 f(x)=3sin(ωx+φ)+2cos2ωx+φ2-1
=3sin(ωx+φ)+cos(ωx+φ)=2sin(ωx+φ+π6) ,
因为函数 f(x) 图象的相邻两个最高点的距离为 π ,
所以 T=π ,可得 ω=2 .
又由函数 f(x) 为偶函数可得 f(0)=2sin(φ+π6)=±2 ,
所以 φ+π6=kπ+π2 , k∈Z ,则 φ=kπ+π3 , k∈Z .
因为 0<φ<π ,所以 φ=π3 ,所以函数 f(x)=2cos2x ,
令 2kπ-π≤2x≤2kπ , k∈Z ,解得 kπ-π2≤x≤kπ , k∈Z ,
当 k=0 时, -π2≤x≤0 ;当 k=1 时, π2≤x≤π ,又 x∈[-π6,5π6] ,
可得函数 f(x) 的单调递增区间为 [-π6,0] 和 [π2,5π6]
(2)解:将函数 f(x) 的图象向右平移 π6 个单位长度可得 y=2cos(2x-π3) 的图象,再把各点的横坐标缩小为原来的 12 ,得到函数 g(x)=2cos(4x-π3) 的图象,
当 x∈[-π12,π6] 时, 4x-π3∈[-2π3,π3] .
当 4x-π3=-2π3 ,即 x=-π12 时,
函数 g(x) 取得最小值,最小值为 -1 ;
当 4x-π3=0 ,即 x=π12 时,
函数 g(x) 取得最大值,最大值为2.
所以函数 g(x) 在区间 [-π12,π6] 上的最大值是 ,最小值是-1
22.【答案】 (1)解:由 f(x+π)=f(x) ,知函数 f(x) 的周期为π ,
所以 T=2πω=π ,即 ω=2 .
由 f(π3+x)=f(π3-x) ,知函数 f(x) 的图象关于 x=π3 对称
所以 sin(2×π3+φ)=±1 ,即 2π3+φ=kπ+π2,k∈Z ,
所以 φ=kπ-π6,k∈Z .
因为 |φ|<π2 ,所以 φ=-π6 ,
所以 f(x)=sin(2x-π6)
(2)解:方案①:
将 y=sinx 的图象向右平移 π6 个单位后,得到 y=sin(x-π6) 的图象;再将图象上所有点的横坐标变为原来的 12 ,纵坐标不变,得到 y=sin(2x-π6) 的图象
方案②:
将 y=sinx 图象上所有点的横坐标变为原来的 12 ,纵坐标不变,得到 y=sin2x 的图象;再将所得图象向右平移 π12 个单位,得到得到 y=sin(2x-π6) 的图象
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