第五章三角函数【过题型】第01部分-2022-2023学年高一数学单元复习(人教A版2019必修第一册)
展开TOC \ "1-3" \h \z \u \l "_Tc115082515" 考点8 正弦函数与余弦函数的性质 PAGEREF _Tc115082515 \h 1
\l "_Tc115082516" 考点9 正弦函数的图像 PAGEREF _Tc115082516 \h 5
\l "_Tc115082517" 考点10 正切函数图像与性质 PAGEREF _Tc115082517 \h 8
\l "_Tc115082518" 考点11 给角求值 PAGEREF _Tc115082518 \h 10
\l "_Tc115082519" 考点12给值求值 PAGEREF _Tc115082519 \h 12
\l "_Tc115082520" 考点13给值求角 PAGEREF _Tc115082520 \h 14
\l "_Tc115082521" 考点14由函数图像求解析式 PAGEREF _Tc115082521 \h 16
\l "_Tc115082522" 考点15三角函数的综合运用 PAGEREF _Tc115082522 \h 20
考点8 正弦函数与余弦函数的性质
1.已知关于x的方程cs22021π2+x-sin2021π+x-2-a=0有实数解,则实数a的取值范围为______.
【答案】-94,0
【解析】
令fx=cs22021π2+x-sin2021π+x-2,则fx=sin2x+sinx-2,
所以fx=(sinx+12)2-94,又sinx∈-1,1,所以fx∈-94,0,
因为关于x的方程cs22021π2+x-sin2021π+x-2-a=0有实数解,
所以a=fx∈-94,0,
所以a的取值范围为-94,0,
故答案为:-94,0.
2.已知函数fx=2sinωx(ω>0)在区间-3π4,π3上单调递增,且函数gx=2sinωx+2在-2π,0上有且仅有一个零点,则实数ω的取值范围是_______.
【答案】14,23
【解析】
由题及-π2≤ωx≤π2得fx=2sinωx(ω>0)在-π2ω,π2ω单调递增,
又函数fx=2sinωx(ω>0)在区间-3π4,π3上单调递增,
所以,-3π4,π3⊆-π2ω,π2ω,得0<ω≤23 .
gx=2sinωx+2在-2π,0上有且仅有一个零点,可得14×2πω≤2π54×2πω>2π,
所以,14≤ω<54,
所以,14≤ω≤23.
故答案为:14,23.
3.已知函数fx=a-bsinxa,b∈R.
(1)若b>0,函数fx的最大值为0,最小值为-6,求a,b的值;
(2)当a=2时,函数gx=fx-sin2x的最大值为2,求b的值.
【答案】(1)a=-3b=3
(2)b=0
【解析】
(1)因为b>0,所以当sinx=-1时,fx最大,当sinx=1时,fx最小,
可得a+b=0a-b=-6,解得a=-3b=3.
(2)gx=fx-sin2x=2-bsinx-sin2x=-sinx+b22+b24+2.
令t=sinx,则t∈-1,1,y=b24+2-t+b22,t∈-1,1,
当-b2<-1,即b>2时,y=b24+2-t+b22在-1,1上单调递减,
ymax=b24+2--1+b22=2-1+b=2,得b=1(舍去);
当-1≤-b2≤1,即-2≤b≤2时,ymax=2+b24=2,得b=0;
当-b2>1,即b<-2时,y=b24+2-t+b22在-1,1上单调递增,
ymax=b24+2-1+b222=2-1-b=2,得b=-1(舍去).
综上可得,b=0.
4.已知函数fx=2sinx+π3,且函数y=gx的图象与函数y=fx的图象关于直线x=π4对称.
(1)求函数gx的解析式;
(2)若存在x∈0,π2,使等式gx2-mgx+2=0成立,求实数m的取值范围;
(3)若当x∈-π3,2π3时,不等式12fx-ag-x>a-2恒成立,求实数a的取值范围.
【答案】(1)gx=2sinx+π6;
(2)22,3;
(3)-2,23.
【解析】
(1)因函数y=gx的图象与函数y=fx的图象关于直线x=π4对称,则g(x)=f(π2-x),
所以g(x)=2sin(π2-x+π3)=2sin[π-(x+π6)]=2sin(x+π6).
(2)由(1)知,gx=2sinx+π6,当x∈0,π2时,x+π6∈π6,2π3,则1≤gx≤2,
令gx=t,则1≤t≤2.存在x∈0,π2,使gx2-mgx+2=0成立,
即存在t∈1,2,使t2-mt+2=0成立,则存在t∈1,2,m=t+2t成立,
而函数m=t+2t在t∈[1,2]上递减,在t∈[2,2]上递增,
当t=2时,mmin=22,当t=1或2时,mmax=3
所以实数m的取值范围为22,3.
(3)由(1)知,不等式12f(x)-ag(-x)>a-2⇔sin(x+π3)+2asin(x-π6)>a-2,
当x∈[-π3,2π3]时,0≤x+π3≤π,-π2≤x-π6≤π2,
若a=0,因0≤sin(x+π3)≤1,即sin(x+π3)>-2恒成立,则a=0,
若a>0,因sin(x-π6)在[-π3,2π3]上单调递增,则当x=-π3时,sin(x+π3)+2asin(x-π6)取得最小值,
原不等式恒成立可转化为sin(-π3+π3)+2asin(-π3-π6)>a-2恒成立,即-2a>a-2,因此0若a<0,当x=2π3时,sin(x+π3)+2asin(x-π6)取得最小值,
原不等式恒成立可转化为sin(2π3+π3)+2asin(2π3-π6)>a-2恒成立,即a>-2,因此-2所以a的取值范围是(-2,23).
5.已知函数f(x)=sin(2x+φ)ω>0,φ<π2,______.
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)求函数f(x)在-π2,π12上的值域.
请在①函数f(x)的图象关于直线对称,②函数y=fx-π12的图象关于原点对称,③函数f(x)在-5π6,-π3上单调递减,在-π3,π6上单调递增这三个条件中任选一个,补充在上面的问题中,并加以解答.
注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
【答案】(1)f(x)=sin2x+π6
(2)-1,32
【解析】
(1)若选①,
函数f(x)的图象关于直线x=π6对称,
则2×π6+φ=π2+kπ,k∈Z,即φ=π6+kπ,k∈Z.
又因为φ<π2,所以φ=π6,所以f(x)=sin2x+π6.
若选②,
函数y=fx-π12=sin2x-π6+φ的图象关于原点对称,
则-π6+φ=kπ,k∈Z,即φ=π6+kπ,k∈Z,
又因为φ<π2,所以φ=π6,所以f(x)=sin2x+π6.
若选③,
函数f(x)在-5π6,-π3上单调递减,在-π3,π6上单调递增,
则函数f(x)在x=-π3处取得最小值,则f-π3=sin2×-π3+φ=-1,
则2×-π3+φ=-π2+2kπ,k∈Z,即φ=π6+2kπ,k∈Z.
又因为φ<π2,所以φ=π6,所以f(x)=sin2x+π6.
(2)由(1)可得函数f(x)=sin2x+π6,
因为x∈-π2,π12,所以2x+π6∈-5π6,π3,
所以当2x+π6=-π2时,f(x)min=sin-π2=-1;
当2x+π6=π3时,f(x)max=sinπ3=32.
所以函数f(x)在-π2,π12上的值域为-1,32.
考点9 正弦函数的图像
1.与图中曲线对应的函数可能是( )
A.y=sinxB.y=sinx
C.y=-sinxD.y=-sinx
【答案】D
【解析】
对于A选项,当0
对于B选项,当0
对于C选项,当π
f-x=-sin-x=-sinx=fx,故函数y=-sinx为偶函数,
当0
2.已知关于x的方程cs2x-sinx+2a=0在0,π2内有解,那么实数a的取值范围( )
A.a≤-58B.-12≤a≤0
C.-12<a≤12D.-12<a≤0
【答案】C
【解析】
方程cs2x-sinx+2a=0在0,π2内有解,即2a=-cs2x+sinx=sin2x+sinx-1在0,π2内有解,
令t=sinx,t∈0,1,则y=sin2x+sinx-1=t2+t-1=t+122-54∈-1,1,
所以-1<2a≤1,解得-12故选:C.
3.若函数fx=sinx+3sinx+bx∈0,2π恰有三个不同的零点,则b=_________.
【答案】-2
【解析】
由题意得,fx=sinx+3sinx+b=0在x∈0,2π上有3个不同的实数根,即y=-b和y=sinx+3sinx在x∈0,2π上有3个不同的交点,
令gx=sinx+3sinx,则gx=4sinx,x∈0,π-2sinx,x∈π,2π,画出函数gx的图象,结合图象可知-b=2,即b=-2.
故答案为:-2.
4.已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)A>0,ω>0,|φ|<π2的部分图象如图所示,则fπ3=__________.
【答案】1
【解析】
由题意知:A=2,34T=11π12-π6=3π4,则T=2πω=π,解得ω=2,即f(x)=2sin(2x+φ),又sinB+C=3sinAcsB,
又φ<π2,则φ=π6,即f(x)=2sin(2x+π6),则fπ3=2sin(2×π3+π6)=1.
故答案为:1.
5.已知函数fx=1-2sinx.
(1)用“五点法”做出函数fx在x∈0,2π上的简图;
(2)若方程fx=a在x∈-2π3,5π6上有两个实根,求a的取值范围.
【答案】(1)答案见解析
(2)-1,0⋃1+3,3
【解析】
(1)列表:
作图:
(2)若方程fx=a在x∈-2π3,5π6上有两个实根,
则y=sinx与y=1-a2在x∈-2π3,5π6上有两个不同的交点,
因为x∈-2π3,5π6,所以sinx∈-1,1
作出函数y=sinx在x∈-2π3,5π6的图象,如下图所示:
又sin-2π3=-32,sin-π2=-1,sin5π6=12,sinπ2=1,
由图象可得,-1<1-a2≤-32或12≤1-a2<1,
故a的取值范围是-1,0⋃1+3,3.
考点10 正切函数图像与性质
1.若函数fx=tanπ+ωxω>0的图象的相邻两支截直线y=1所得的线段长为π3,则fπ12=______.
【答案】1
【解析】
因为fx=tanπ+ωx=tanωxω>0,
且函数fx的图象的相邻两支截直线y=1所得的线段长为π3,
所以,函数fx的最小正周期T=π3=πω,所以ω=3,则fx=tan3x,
因此,fπ12=tanπ4=1.
故答案为:1.
2.若函数fx=tanx在区间-aπ3,aπ2上是增函数,则实数a的取值范围是______.
【答案】0,1
【解析】
因为aπ2>-aπ3,所以a>0,
所以a>0-aπ3≥-π2aπ2≤π2,解得0故答案为:0,1
3.直线x=-3π8,x=π8都是函数f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0,0<φ<π)的对称轴,且函数f(x)在区间-3π8,π8上单调递增,则函数f(x)的解析式为f(x)=__________.
【答案】sin2x+π4
【解析】
由题意,x=-3π8,x=π8为fx的两条相邻的对称轴,且当x=-3π8时fx取得最小值,当x=π8时fx取得最大值.故周期T=2×π8--3π8=π,故2πω=π,解得ω=2.又当x=π8时fx取得最大值,故2×π8+φ=π2+2kπk∈Z,即φ=π4+2kπk∈Z,又0<φ<π,故φ=π4.所以fx=sin2x+π4
故答案为:sin2x+π4
4.设函数fx=tanx2-π3.
(1)求函数fx的定义域和单调区间;
(2)求不等式fx≤3的解集.
【答案】(1)定义域为xx≠2kπ+5π3,k∈Z;无单调递减区间;单调递增区间为-π3+2kπ,5π3+2kπk∈Z
(2)-π3+2kπ,4π3+2kπk∈Z
【解析】
(1)由题意得:x2-π3≠kπ+π2k∈Z,解得:x≠2kπ+5π3k∈Z,
∴fx的定义域为xx≠2kπ+5π3,k∈Z;
令-π2+kπ
(2)由fx≤3得:-π2+kπ
5.已知函数f(x)=-tan12x-π4
(1)求f(x)的定义域和最小正周期;
(2)求f(x)的单调区间.
【答案】(1)定义域为x∣x≠3π2+2kπ,k∈Z;最小正周期为2π
(2)单调递减区间为-π2+2kπ,3π2+2kπ(k∈Z)
【解析】
(1)要使函数fx有意义,只需12x-π4≠π2+kπ k∈Z,
解得x≠3π2+2kπ,k∈Z
所以函数fx的定义域为x∣x≠3π2+2kπ,k∈Z.
函数fx的最小正周期为T=π12=2π.
(2)由于正切函数y=tanx在区间-π2+kπ,π2+kπk∈Z上单调递增,
对于函数y=tan12x-π4令-π2+kπ<12x-π4<π2+kπ,k∈Z
解得-π2+2kπ
而函数y=tan12x-π4与fx=-tan12x-π4单调性相反
故函数fx=-tan12x-π4单调递减区间为-π2+2kπ,3π2+2kπk∈Z
考点11 给角求值
1.计算:2⋅sin40°⋅sin80°cs40∘+cs60∘=( )
A.-22B.-12C.22D.12
【答案】C
【解析】
因为sin40°⋅sin80°cs40°+cs60°=sin(60°-20°)⋅sin(60°+20°)cs40°+12=(32cs20°)2-(12sin20°)232-2sin220°
=34cs220°-14sin220°2(34-sin220°)=34-sin220°2(34-sin220°)=12,所以原式=22
故选:C
2.sin110∘cs250∘cs225∘-sin2155∘的值为( )
A.-12B.12C.32D.-32
【答案】A
【解析】
原式=-sin70∘cs70∘cs225∘-sin225∘=-12sin140∘cs50∘=-12sin40∘sin40∘=-12.
故选:A
3.4sin10°+3tan10°=______.
【答案】1
【解析】
4sin10°+3tan10°=4sin10°cs10°cs10°+3sin10°cs10°=2sin20°+2sin60°sin10°cs10°
=2sin20°+2×-12cs60°+10°-cs60°-10°cs10°=2sin20°-cs70°+cs50°cs10°
=2cs70°-cs70°+cs50°cs10°=cs70°+cs50°cs10°=2cs60°cs10°cs10°=2cs60°=1
故答案为:1
4.tan30°+tan70°sin10°=___________.
【答案】33
【解析】
tan30°+tan70°sin10°=(sin30°cs30°+sin70°cs70°)sin10°
=(sin30°cs70°+cs30sin70°)sin10°cs30°cs70°
=sin100°sin10°32sin20°=2sin10°cs10°3sin20°=33.
故答案为:33.
5.cs80°-2cs250°+1cs35°cs65°+cs55°cs155°= ______.
【答案】-2
【解析】
原式=cs80°-2cs250°+1sin55°cs65°-cs55°sin65°=cs80°-cs100°sin55°-65°=2cs80°sin-10°=-2.
故答案为:-2.
考点12给值求值
1.已知sinα-sinβ=-23,csα-csβ=23,且α,β∈0,π2,则tanα-β的值为( )
A.-2145B.±2145C.52D.±52
【答案】A
【解析】
由sinα-sinβ=-23可得sin2α-2sinαsinβ+sin2β=49,
由csα-csβ=23可得cs2α-2csαcsβ+cs2β=49,
两式相加可得2-2csα-β=89,所以csα-β=59,
因为sinα-sinβ=-23<0,α,β∈0,π2,所以α-β∈-π2,0,
所以sinα-β=-2149,tanα-β=-2145
故选:A
2.已知cs52π-α=2cs2π+α,且tanα+β=13,则tanβ的值为( )
A.-7B.7C.1D.-1
【答案】D
【解析】
因为cs52π-α=2cs2π+α,所以sinα=2csα,
所以tanα=sinαcsα=2,又tanα+β=13,
所以tanβ=tanα+β-α=tanα+β-tanα1+tanα+βtanα=13-21+13×2=-1.
故选:D
3.已知 csπ6-a=23,则sinπ6+2a=________.
【答案】-19
【解析】
因为2π6-a+π6+2a=π2,所以sinπ6+2a=sinπ2-2π6-a=cs2π6-a=2cs2π6-a-1=2×49-1=-19.
故答案为:-19.
4.已知α,β均为锐角sinα=45,cs(α+β)=-1213,则sinβ=______.
【答案】6365
【解析】
∵α,β都是锐角,
∴α+β∈(0,π),
又sinα=45,cs(α+β)=-1213,
所以csα=35,sin(α+β)=513,
则sinβ=sin[(α+β)-α]
=sin(α+β)csα-cs(α+β)sinα
=513×35+1213×45
=6365.
故答案为:6365.
5.已知sinα=2sinβ,tanα=3tanβ,则cs2α=____.
【答案】-14或1
【解析】
∵sinα=2sinβ,∴sinβ=12sinα ①.
∵tanα=3tanβ,∴sinαcsα=3sinβcsβ,可得csβ=32csα②,或sinα=0③.
若②成立,则把①、②平方相加可得 1=14sin2α+94cs2α=14+2cs2α,
解得cs2α=38.可得:cs2α=2cs2α-1=-14,
若③成立,则有cs2α=1.可得cs2α=2cs2α-1=1,
综上可得,cs2α=-14,或cs2α=1.
故答案为:-14或1.
考点13给值求角
1.设α,β∈-π2,π2,且sinα=1010,sinβ=-55,则α-β=( )
A.π4B.-π4C.π3D.π4或-π4
【答案】A
【解析】
因为sinα>0,sinβ<0,所以0<α<π2,-π2<β<0.易知csα=31010,csβ=255,0<α-β<π,则csα-β=31010×255+1010×-55=22,故α-β=π4.
故选:A
2.若csα=17,sin(α+β)=5314,0<α<π2,0<β<π2,则角β的值为( )
A.π3B.5π12C.π6D.π4
【答案】A
【解析】
∵0<α<π2,0<β<π2,
∴0<α+β<π,
由csα=17,sinα+β=5314,得sinα=437,cs(α+β)=±1114,
若cs(α+β)=1114,
则sinβ=sin[(α+β)-α]
=sin(α+β)csα-cs(α+β)sinα
=5314×17-1114×437<0,
与sinβ>0矛盾,故舍去,
若cs(α+β)=-1114,
则csβ=cs[(α+β)-α]=cs(α+β)csα+sin(α+β)sinα
=-1114×17+5314×437=12,
又∵β∈(0,π2),
∴β=π3.
故选:A.
3.已知α,β都是锐角,csα=17,cs(α+β)=-1114,则β=___________.
【答案】π3
【解析】
∵α、β为锐角,∴0<α+β<π
∵csα=17,cs(α+β)=-1114
∴sinα=1-cs2α=437,sin(α+β)=1-cs2α+β=5314
∴csβ=cs[(α+β)-α]
=cs(α+β)csα+sin(α+β)sinα=(-1114)×17+5314×437=12
由于β为锐角,∴β=π3
故答案为: π3
4.已知sinπ4-α=-55,sin3π4+β=1010,且α∈π4,3π4,β∈0,π4,求α-β的值为_____.
【答案】π4
【解析】
α∈π4,3π4,β∈0,π4,则α-β∈0,3π4,注意到
α-β=π-π4-α+3π4+β,于是
sin(α-β)=sinπ-π4-α+3π4+β=sinπ4-α+3π4+β,不妨记
x=π4-α ,y=3π4+β,于是sin(α-β)=sin(x+y)=sinxcsy+sinycsx,而x∈-π2,0,sinx=-55,于是csx=255(负值舍去),又y∈3π4,π,siny=1010,则csy=-31010(正值舍去),于是计算可得:
sin(α-β)=sin(x+y)=sinxcsy+sinycsx=22,而α-β∈0,3π4,于是
α-β=π4.
故答案为:π4.
5.若1+3tan80∘=1sinα,则α的一个可能角度值为__________.
【答案】50∘,130∘,410∘,490∘等答案较多
【解析】
1+3tan80∘=sin80∘+3cs80∘sin80∘=2sin(80∘+60∘)sin80∘=2sin140∘2sin40∘cs40∘
=2sin40∘2sin40∘cs40∘=1cs40∘=1sin50∘=1sinα
则sinα=sin50∘,故α=k⋅360+50∘,k∈Z,或α=k⋅360+130∘,k∈Z
故答案为:50∘,130∘,410∘,490∘等均符合题意.
考点14由函数图像求解析式
1.函数fx=Asinωx+φA>0,ω>0,φ<π2的部分图象如图所示,则f(π2)的值为( )
A.-62B.-32C.-22D.-1
【答案】A
【解析】
由函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,φ<π2)的部分图象知,
A=2,T4=2π4ω=7π12-π3,解得ω=2,
再由五点法作图可得2×π3+φ=π,解得φ=π3;
∴f(x)=2sin(2x+π3),
∴fπ2=2sin2×π2+π3=-2sinπ3=-62.
故选:A.
2.如图表示电流强度I与时间t的关系I=Asinωx+φA>0,ω>0在一个周期内的图像,则下列说法正确得是( )
A.ω=50π
B.φ=π6
C.t=0时,I=1503
D.t=1100时,I=300
【答案】C
【解析】
由图像可知,A=300,T=21150+1300=150,则ω=2πT=100π,
I=300sin100πt+φ代入-1300,0,得φ=π3,∴I=300sin100πt+π3
当t=0时,I=300sinπ3=1503,故C正确.
对于D,当t=1100时,I=300sinπ+π3=-1503≠300,I取得最大值300,故D错误.
故选:C.
3.已知函数fx=Asinωx+φA>0,ω>0,φ<π2的部分图象如图所示.将函数fx的图象向右平移3π16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),得到函数y=gx的图象,则gx=( )
A.2sinx-π8B.2sinx+π8C.2sin4x-π8D.2sin4x+π8
【答案】A
【解析】
由图象可知:A=fxmax-fxmin2=2,最小正周期T=43π8-π8=π,∴ω=2πT=2,∴fx=2sin2x+φ,
∵fπ8=2sinπ4+φ=2,∴π4+φ=2kπ+π2k∈Z,解得:φ=2kπ+π4k∈Z,
又φ<π2,∴φ=π4,∴fx=2sin2x+π4;
将fx图象向右平移3π16个单位长度可得:fx-3π16=2sin2x-3π8+π4=2sin2x-π8;
将fx-3π16横坐标变为原来的2倍得:gx=2sinx-π8.
故选:A.
4.函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,0<φ<π)的部分图像如图所示,将f(x)的图像向右平移π3个单位长度得到函数g(x)的图像,则g(x)=__________.
【答案】sin2x-π3
【解析】
由题图可知:A=1,14T=7π12-π3=π4,又T=2πω,所以ω=2.
又2×π3+φ=π+2kπ,k∈Z,又0<φ<π,所以令k=0,得φ=π3.
所以f(x)=sin2x+π3,所以gx=sin2x-π3+π3=sin2x-π3.
故答案为:sin2x-π3.
5.已知函数fx=Acsωx+φA>0,ω>0,φ<π2的部分图象如图所示,则函数fx的解析式为______.
【答案】fx=2cs2x-π6
【解析】
根据函数fx=Acsωx+φA>0,ω>0,φ<π2的部分图象,
可得12⋅2πω=712π-π12,∴ω=2
由题得2×π12+φ=2kπ,k∈Z,求得φ=-π6.
所以fx=Acs2x-π6.
再根据图象经过点0,3,可得Acs-π6=3,
∴A=2,所以fx=2cs2x-π6.
故答案为:fx=2cs2x-π6.
考点15三角函数的综合运用
1.已知函数f(x)=sin(π6-2x)-12,g(x)=2cs(2x+π6)-2-m,
(1)求函数f(x)的单调递减区间;
(2)求函数g(x)的最大值、最小值及对应的x值的集合;
(3)若对任意x1∈[-π6,π3],存在x2∈[-π6,π3],使得f(x1)=g(x2),求实数m的取值范围.
【答案】(1)kπ-π6,kπ+π3k∈Z.
(2)x=kπ-π12,k∈Z时, gxmax=-m;x=kπ+π12,k∈Z 时,gxmin=-m-4.
(3)m∈-12-3,-12
【解析】
(1)2kπ-π2≤π6-2x≤2kπ+π2,k∈Z,解不等式得:x∈kπ-π6,kπ+π3,k∈Z ,
所以函数的单调递减区间为kπ-π6,kπ+π3,k∈Z.
(2)2x+π6=2kπ,即x=kπ-π12,k∈Z时, gxmax=-m,
2x+π6=2kπ+π,即x=kπ+5π12,k∈Z 时,gxmin=-m-4;
(3)x1∈[-π6,π3]时,-π2≤π6-2x1≤π2,-32≤fx1≤12,
x2∈[-π6,π3]时,2x2+π6∈-π6,5π6 ,g(x2)∈-m-2-3,-m ,
要使得f(x1)=g(x2),只需{-m≥12-m-2-3≤-32,∴m∈-12-3,-12 .
2.设函数f(x)=sinx+3csx(x∈R).
(1)求函数y=[f(x+π2)]2的最小正周期;
(2)求函数y=f(x)f(x-π3)在区间[0,π2]上的值域.
【答案】(1)函数y=[f(x+π4)]2的最小正周期为:π
(2)函数y=f(x)f(x-π3)在区间[0,π2]的值域为:0,3.
【解析】
(1)由辅助角公式得:f(x)=sinx+3csx=2sin(x+π3),
则y=[f(x+π2)]2=[2sin(x+π2+π3)]2
=4cs2x+π3=22cs2x+π3-1+1=2cs2x+2π3+2,
所以该函数的最小正周期T=2π2=π;
∴ 函数y=[f(x+π4)]2的最小正周期为:π.
(2)由(1)可知,f(x)=2sin(x+π3)
∴y=f(x)f(x-π3)
=2sin(x+π3)⋅2sinx
=4sinx⋅(12sinx+32csx)
=2sin2x+23sinxcsx
=1-cs2x+3sin2x
=3sin2x-cs2x+1
=2sin(2x-π6)+1
由x∈[0,π2]可得2x-π6∈[-π6,5π6],
∴ -12≤sin(2x-π6)≤1
∴ 0≤2sin(2x-π6)+1≤3即0≤y≤3
∴函数y=f(x)f(x-π3)在区间[0,π2]的值域为:0,3.
3.在①函数fx=sinωx+3csωx2-2ω>0;②函数fx=4csωxsinωx+π6-1ω>0;这两个条件中任选一个作为已知条件,补充在下面的问题中,然后解答补充完整的题.
已知______(只需填序号),函数fx的图象相邻两条对称轴之间的距离为π2.
(1)求函数y=fx的解析式;
(2)求函数y=fx的单调递减区间及其在x∈0,π2上的最值.
【答案】(1)f(x)=2sin2x+π6;
(2)kπ+π6,kπ+2π3(k∈Z),最小值为-1,最大值为2.
【解析】
(1)选条件①:
f(x)=(sinωx+3csωx)2-2
=sin2ωx+3cs2ωx+23sinωxcsωx-2
=2cs2ωx-1+3sin2ωx
=3sin2ωx+cs2ωx
=2sin2ωx+π6,
又由函数fx的图象相邻两条对称轴之间的距离为π2,ω>0,
可知函数最小正周期T=2π2ω=π,∴ω=1,∴f(x)=2sin2x+π6.
选条件②:
f(x)=4csωxsinωx+π6-1
=4csωxsinωxcsπ6+csωxsinπ6-1
=23sinωxcsωx+2cs2ωx-1
=3sin2ωx+cs2ωx
=2sin2ωx+π6,
又函数fx的图象相邻两条对称轴之间的距离为π2,ω>0,所以可得最小正周期T=2π2ω=π,∴ω=1,∴f(x)=2sin2x+π6;
(2)由(1)知f(x)=2sin2x+π6,由2kπ+π2≤2x+π6≤2kπ+32π(k∈Z),解得kπ+π6≤x≤kπ+23π(k∈Z),
∴函数f(x)单调递减区间为kπ+π6,kπ+2π3(k∈Z).
由x∈0,π2⇒2x+π6∈π6,7π6,从而sin2x+π6∈-12,1,
故f(x)在区间0,π2上的最小值为-1,最大值为2..
4.已知函数f(x)=2cs2ωx+23sinωxcsωx+a(ω>0,a∈R).再从条件①、条件②、条件③这三个条件中选择能确定函数f(x)解析式的两个合理条件作为已知,条件①:f(x)的最大值为1;条件②:f(x)的一条对称轴是直线x=-π12ω;条件③:f(x)的相邻两条对称轴之间的距离为π2.求:
(1)求函数f(x)的解析式;并求f(x)的单调递增区间、对称中心坐标;
(2)若将函数f(x)图象上的点纵坐标不变,横坐标变为原来的12,再向右平移π12单位,得到函数g(x)的图象,若g(x)在区间[0,m]上的最小值为g(0),求m的最大值.
【答案】(1)f(x)=2sin(2x+π6)-1;[-π3+kπ,π6+kπ](k∈Z);(-π12+kπ2,-1)(k∈Z)
(2)π3
【解析】
(1)fx=2cs2ωx+23sinωxcsωx+a
=cs2ωx+3sin2ωx+a+1=2sin2ωx+π6+a+1,
当选条件①时,a+3=1,解得a=-2;
当选条件②时,2ω⋅-π12ω+π6=0≠π2+kπ,k∈Z,
显然条件②不合理;
当选条件③时,T2=π2,即T=2π2ω=π,
解得ω=1;
综上所述,条件①③能确定函数fx解析式,
且f(x)=2sin2x+π6-1;
令-π2+2kπ≤2x+π6≤π2+2kπ,
得-π3+kπ≤x≤π6+kπ,k∈Z
所以函数f(x)的单调递增区间为[-π3+kπ,π6+kπ](k∈Z);
令2x+π6=kπ,得x=-π12+kπ2,k∈Z,
所以函数f(x)的对称中心坐标为(-π12+kπ,-1),k∈Z;
(2)将函数f(x)图象上的点纵坐标不变,横坐标变为原来的12,
得到y=2sin(4x+π6)-1的图象,再向右平移π12单位,
得到函数y=2sin[4(x-π12)+π6]-1=2sin(4x-π6)-1的图象,
即gx=2sin4x-π6-1;
因为x∈0,m,所以4x-π6∈-π6,4m-π6,
因为gx在区间0,m上的最小值为g0,
所以4m-π6≤7π6m>0,解得0
5.已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,0<φ<π)的部分图象如图所示,在条件①、条件②、条件③这三个条件中选择两个作为已知.
条件①:c-a=π2;条件②:b=π3;条件③:c=7π12.
注:如果选择多个条件组合分别解答,则按第一个解答计分.
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)设函数g(x)=f(x)⋅cs2x+π3,若g(x)在区间[0,m]上单调递减,求m的最大值.
【答案】(1)条件选择见解析,f(x)=2sin2x+π3
(2)5π24
【解析】
(1)选条件①②:
因为c-a=π2,所以T2=π2,即T=π,则ω=2πT=2.
由图可知A=2,则f(x)=2sin(2x+φ).
因为b=π3,f(b)=2sin2π3+φ=0,所以2π3+φ=kπ,k∈Z,即φ=-2π3+kπ.
因为0<φ<π,所以φ=π3,k=1,
所以f(x)=2sin2x+π3.
选条件①③:
因为c-a=π2,所以T2=π2,即T=π,则ω=2πT=2.
由题意可知A=2,则f(x)=2sin(2x+φ).
因为c=7π12,f(c)=2sin7π6+φ=-2,
所以7π6+φ=3π2+2kπ,k∈Z,即φ=π3+2kπ.
因为0<φ<π,所以φ=π3,k=0.
所以f(x)=2sin2x+π3.
选条件②③:
因为b=π3,c=7π12,所以c-b=π4=T4,即T=π,则ω=2πT=2.
由题意可知A=2,则f(x)=2sin(2x+φ).
因为c=7π12,f(c)=2sin7π6+φ=-2,
所以7π6+φ=3π2+2kπ,k∈Z,即φ=π3+2kπ.
因为0<φ<π,所以φ=π3,k=0,
所以f(x)=2sin2x+π3.
(2)g(x)=2sin2x+π3⋅cs2x+π3=sin4x+2π3.
由π2+2kπ≤4x+2π3≤3π2+2kπ,
得-π24+kπ2≤x≤5π24+kπ2.
因为函数y=g(x)在区间[0,m]上单调递减,且0∈-π24,5π24,此时k=0.
所以m≤5π24,所以m的最大值是5π24.x
0
π2
π
3π2
2π
fx
1
-1
1
3
1
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