【同步练习】北师大版(2019) 高中数学 必修第二册 三角函数B
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一、单选题
1.已知函数(其中)的部分图像如图所示,则函数的解析式为( )
A. B.
C. D.
2.函数的部分图象如图所示,将的图象向右平移单位长度得到函数的图象,则函数的解析式是( )
A.
B.
C.
D.
3.设,,,则( )
A. B.
C. D.
4.将函数的图象向右平移个单位长度,得到函数的图象,则下列关于的说法正确的是( )
A.图象关于直线对称 B.图象关于对称
C.图象关于点中心对称 D.图象关于点中心对称
5.将正弦函数图象上各点的横坐标缩短为原来的,纵坐标不变,得到函数的图象.则图象的一个对称中心为( )
A. B. C. D.
6.与-2022°终边相同的最小正角是( )
A.138° B.132° C.58° D.42°
7.已知函数在上恰有三个零点,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
8.将函数图象向右平移个单位得到函数的图象,已知的图象关于原点对称,则的最小正值为( )
A.2 B.3 C.4 D.6
二、多选题
9.下面选项正确的有( )
A.分针每小时旋转弧度
B.中,若,则
C.在同一坐标系中,函数的图象和函数的图象有三个公共点
D.函数是奇函数
10.已知函数,则下列说法正确的是( )
A.直线是函数图象的一条对称轴
B.函数在区间上单调递减
C.将函数图象上的所有点向左平移个单位长度,得到函数的图象
D.若对任意的恒成立,则
11.已知角是第一象限角,则角可能在以下哪个象限( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
12.下列函数中,最小正周期为的有( )
A. B. C. D.
第II卷(非选择题)
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三、填空题
13.请写出一个函数_______,使之同时具有以下性质:①图象关于y轴对称;②,.
14.若,则________.
15.已知函数的部分图象如图所示.
①函数的最小正周期为;
②函数在单调递减;
③函数的图象关于直线对称;
④该图象向右平移个单位可得的图象,则下列说法正确的是__________.
16.已知角为第一象限角,其终边上一点满足,则________.
四、解答题
17.已知函数,函数的最小正周期为.
(1)求函数的解析式,及当时,的值域;
(2)当时,总有,使得,求实数m的取值范围.
18.已知函数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.
(1)求函数的解析式:
(2)设函数,若在区间上单调递减,求的最大值.
条件①:;条件②:;条件③:.
注:如果选择多个条件组合分别解答,则按第一个解答计分.
19.如图,在平面直角坐标系中,角的始边与x轴的非负半轴重合且与单位圆相交于A(1,0)点,它的终边与单位圆相交于x轴上方一点B,始边不动,终边在运动.
(1)若点B的横坐标为-,求sin的值;
(2)若△AOB为等边三角形,写出与角终边相同的角的集合;
(3)若,请写出弓形AB的面积S与的函数关系式(注:弓形是指在圆中由弦及其所对的弧组成的图形).
20.已知函数,函数的图象是由的图象上各点的横坐标缩短到原来的,再将图像向左平移个单位得到.
(1)若存在,使成立,求实数的取值范围;
(2)若函数在区间上有且只有一个零点,求实数的取值范围.
21.已知函数.
(1)求的最小正周期及最大值;
(2)求在区间上的值域.
22.函数的部分图象如图所示.
(1)求A,,的值;
(2)将函数的图象向右平移个单位长度,得到函数的图象,若,且,求的值.
参考答案:
1.B
【解析】
【分析】
根据题图有且,结合五点法求参数,即可得的解析式.
【详解】
由图知:且,则,
所以,则,即,
又,可得,,则,,
又,即有.
综上,.
故选:B
2.C
【解析】
【分析】
根据图象求出函数的解析式,再根据平移变换求出的解析式.
【详解】
由图可知;设周期为,则,所以;
又,所以.
由,,令,得.
所以;
因为将的图象向右平移单位长度得到函数的图象,
所以.
故选:C.
3.D
【解析】
【分析】
根据指数函数、对数函数以及三角函数的单调性分别判断的范围,即可比较大小.
【详解】
因为,即;,即可;
,即,故.
故选:D.
4.C
【解析】
【分析】
根据三角函数图象的平移变换可得,结合三角函数对称轴、对称中心的定义与验证法依次判断选项即可.
【详解】
由题意得,,
∴,,,
故A,B,D错误,又,
∴图象关于点中心对称.
故选:C.
5.A
【解析】
【分析】
利用正弦函数的对称中心,结合伸缩变换,即可求解的对称中心.
【详解】
正弦函数的对称中心是,若图象上各点的横坐标缩短为原来的,纵坐标不变,那么对称中心是,,当时,对称中心是
,A符合,其他选项不成立.
故选:A
6.A
【解析】
【分析】
根据任意角的周期性,将-2022°化为,即可确定最小正角.
【详解】
由-2022°,
所以与-2022°终边相同的最小正角是138°.
故选:A
7.D
【解析】
【分析】
根据题意,将原问题转化为函数在区间上恰有三个零点,根据正弦函数的性质,即可求出结果.
【详解】
因为,所以,
又函数在上恰有三个零点,等价于函数在区间上恰有三个零点,
由正弦函数的性质可知,,
所以,即的取值范围为.
故选:D.
8.B
【解析】
【分析】
根据图象平移求出g(x)解析式,g(x)为奇函数,则g(0)=0,据此即可计算ω的取值.
【详解】
根据已知,可得,
∵的图象关于原点对称,所以,从而,Z,
所以,其最小正值为3,此时.
故选:B.
9.BD
【解析】
【分析】
A选项,按照角的定义进行判断;B选项,结合三角形中角的范围可以求解;C选项,画出函数图象即可确定交点个数;D选项,利用定义判断函数的奇偶性.
【详解】
分针每小时旋转一圈且顺时针旋转,即弧度,A错误;
中,,若,则,B正确;
在同一坐标系中,函数的图象和函数的图象如图所示,
两图象只有一个交点,C错误;
函数定义域为,且,故函数是奇函数.
故选:BD
10.ACD
【解析】
【分析】
直接利用函数的关系式,利用正弦型函数的性质的应用和恒成立问题的应用判断A、B、C、D的结论.
【详解】
函数,
对于A:f()==1,故A正确;
对于B:由于,所以,故函数在该区间上有增有减,故B错误;
对于C:将函数的图象上的所有点向左平移个单位,得到函数的图象,故C正确;
对于D:函数,整理得,即求出函数的最小值即可,
由于,
所以,故当x=0时取得最小值,故a<﹣1,故D正确.
故选:ACD.
11.ABC
【解析】
【分析】
由所在的象限求出的范围,再求出的范围,最后对分类讨论,即可判断;
【详解】
解:因为角是第一象限角,所以,,所以,, 当,时,,,位于第一象限,当,时,,,位于第二象限,当,时,,,位于第三象限,综上可得位于第一、二、三象限;
故选:ABC
12.AB
【解析】
【分析】
逐项分析即得.
【详解】
对于A,的最小正周期为,故A正确;
对于B,的最小正周期为,故B正确;
对于C,的最小正周期为,故C错误;
对于D,的最小正周期为2,故D错误.
故选:AB.
13.(答案不唯一)
【解析】
【分析】
根据题设函数性质的描述,只需写出一个周期为4的偶函数,结合余弦函数的性质即可写出函数解析式.
【详解】
由题设,写出一个周期为4的偶函数即可,
所以满足题设要求.
故答案为:(答案不唯一)
14.
【解析】
【分析】
由,可得,然后利用诱导公式和同角三角函数的关系对原式化简,再代值计算即可
【详解】
由,得,
所以
,
故答案为:
15.③④
【解析】
【分析】
由函数的图象的顶点坐标求出,由周期求出,由五点法作图求出的值,可得的解析式,再利用函数的图象变换规律,正弦函数的图象和性质,即可得出结论.
【详解】
解:根据函数,,的部分图象,
可得,,
所以,
利用五点法作图,可得,可得,
所以,
可得函数的最小正周期为,故①错误;
当,,,函数没有单调性,故②错误;
令,求得,为最小值,故函数的图象关于直线对称,故③正确;
把的图象向右平移个单位可得的图象,故④正确.
故答案为:③④.
16.1
【解析】
【分析】
根据对数的运算及性质化简可得,再由三角函数的定义求解即可.
【详解】
由题意知,,
即,
化简得,
则
故答案为:1
17.(1),值域为
(2)
【解析】
【分析】
(1)由正弦函数的周期求得得解析式,利用正弦函数的性质可得函数值域;
(2)利用时,的值域是集合的子集,分类讨论求得的最大值和最小值,得出不等关系,从而得出结论.
(1)
,.
因为,所以,所以的值域为.
(2)
当时,总有,使得,
即时,函数的值域是的子集,即当时,.
函数,其对称轴,开口向上.
当时,即,可得,,
所以,解得;
当即时,在上单调递减,在上单调递增;
所以,所以.
当时,即,可得,,
所以,此时无解.
综上可得实数m的取值范围为.
18.(1)
(2)
【解析】
【分析】
(1)由图象可知,若选①②可得函数的周期,进而可得,代入点,即可得,即可得函数解析式;若选①③可得函数的周期,进而可得,代入点,即可得,即可得函数解析式;若选②③可得函数的周期,进而可得,代入点,即可得,即可得函数解析式.
(2)结合(1)可得函数解析式,进而可求函数的单调区间,根据单调性可得参数的取值范围.
(1)
选条件①②:
因为,所以,即,则.
由题意可知,则.
因为,,
所以,即.
因为,所以,.
所以.
选条件①③:
因为,所以,即,则.
由题意可知,则.
因为,,
所以,即.
因为,所以,.
所以.
选条件②③:
因为,,所以,即,则.
由题意可知,则.
因为,,
所以,即.
因为,所以,.
所以.
(2)
由题意得.
函数的单调递减区间为.
由,
得.
因为函数在区间上单调递减,且,此时.
所以,所以的最大值是.
19.(1);
(2);
(3)
【解析】
【分析】
(1)利用三角函数的定义直接求解;
(2)先求出角,即可写出与角终边相同的角的集合;
(3)过O作于H,表示出,,分别表示出扇形面积和三角形面积,即可求出弓形AB的面积.
(1)
因为角的终边与单位圆相交于B,且点B的横坐标为-,因为B在x轴上方,所以.
由三角函数的定义,可得:.
(2)
当△AOB为等边三角形时,因为B在x轴上方,则,即,
所以,即与角终边相同的角的集合.
(3)
弓形AB的面积:.
扇形的圆心角为,所以.
过O作于H,则,,
所以.
所以.
20.(1);
(2)或
【解析】
【分析】
(1)根据三角函数图像变换规律得函数的解析式,再由整体法,计算函数的值域,令,换元后可得,再由二次函数的性质得函数的值域,列不等式即可求解的取值范围;(2)作出函数的图像,再数形结合,由交点个数列不等式,求解的取值范围
(1)
由题意,可得,若,则,所以,令,,所以,令,对称轴为,所以函数在上单调递增,所以,由题意可知,,可得的取值范围为.
(2)
由(1)知,作出函数的图像如图所示,因为函数在区间上有且只有一个零点,即函数与的图像在区间上有且只有一个交点,又,,由图可知,当或,故的取值范围为或.
【点睛】
函数零点的求解与判断方法:
(1)直接求零点:令,如果能求出解,则有几个解就有几个零点.
(2)零点存在性定理:利用定理不仅要函数在区间上是连续不断的曲线,且,还必须结合函数的图象与性质(如单调性、奇偶性)才能确定函数有多少个零点.
(3)利用图象交点的个数:将函数变形为两个函数的差,画两个函数的图象,看其交点的横坐标有几个不同的值,就有几个不同的零点.
21.(1),;
(2).
【解析】
【分析】
(1)利用周期公式及正弦函数的性质即得;
(2)由,求出的范围,再利用正弦函数的性质即可求解.
(1)
∵函数,
∴最小正周期,
∵,,
∴当时,.
(2)
当时,,
∴当时,即时,,
当时,即时,,
∴在区间上的值域为.
22.(1),,
(2)或
【解析】
【分析】
(1)根据函数的部分图象即可求出A,,然后代入点,由即可求出的值;
(2)根据三角函数的图象变换先求出函数的解析式,然后利用,结合即可确定的值.
(1)
解:由图可知,,,所以,即,所以.
将点代入得,,
又,所以;
(2)
解:由(1)知,
由题意有,
所以,即,
因为,所以,
所以或,即或,
所以的值为或.
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