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2019版数学(文)二轮复习通用版讲义:专题一第二讲小题考法——三角函数的图象与性质
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第二讲 小题考法——三角函数的图象与性质
考点(一) 三角函数的图象及应用
主要考查三角函数的图象变换或根据图象求解析式(或参数).
[典例感悟]
[典例] (1)(2017·全国卷Ⅰ)已知曲线C1:y=cos x,C2:y=sin,则下面结论正确的是( )
A.把C1上各点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向右平移个单位长度,得到曲线C2
B.把C1上各点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向左平移个单位长度,得到曲线C2
C.把C1上各点的横坐标缩短到原来的倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向右平移个单位长度,得到曲线C2
D.把C1上各点的横坐标缩短到原来的倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向左平移个单位长度,得到曲线C2
(2)(2019届高三·广西南宁模拟)如图,函数f(x)=Asin(2x+φ)的图象过点(0,),则f(x)的函数解析式为( )
A.f(x)=2sin B.f(x)=2sin
C.f(x)=2sin D.f(x)=2sin
(3)(2018·石家庄模拟)若ω>0,函数y=cos的图象向右平移个单位长度后与函数y=sin ωx的图象重合,则ω的最小值为( )
A. B.
C. D.
[解析] (1)易知C1:y=cos x=sin,把曲线C1上的各点的横坐标缩短到原来的倍,纵坐标不变,得到函数y=sin的图象,再把所得函数的图象向左平移个单位长度,可得函数y=sin=sin的图象,即曲线C2.
(2)由函数图象可知,A=2,又函数f(x)的图象过点(0,),所以2sin φ=,即sin φ=,由于|φ|<,所以φ=,于是f(x)=2sin,故选B.
(3)将函数y=cos的图象向右平移个单位长度,得y=cos的图象.
因为所得函数图象与y=sin ωx,即y=cos的图象重合,
所以-+=+2kπ(k∈Z),
解得ω=--6k(k∈Z),
因为ω>0,所以当k=-1时,ω取得最小值,故选B.
[答案] (1)D (2)B (3)B
[方法技巧]
1.函数表达式y=Asin(ωx+φ)+B的确定方法
字母
确定途径
说明
A
由最值确定
A=
B
由最值确定
B=
ω
由函数的
周期确定
相邻的最高点与最低点的横坐标之差的绝对值为半个周期,最高点(或最低点)的横坐标与相邻零点之差的绝对值为个周期,ω=
φ
由图象上的
特殊点确定
一般把第一个零点作为突破口,可以从图象的升降找准第一个零点的位置,利用待定系数法并结合图象列方程或方程组求解
2.三角函数图象平移问题处理的“三看”策略
[演练冲关]
1.(2018·陕西模拟)为了得到函数y=sin的图象,只需把函数y=sin 2x的图象( )
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
解析:选D 函数y=sin 2x的图象向右平移个单位长度,可得到函数y=sin=sin的图象.故选D.
2.(2018·广州模拟)将函数y=2sinsin的图象向左平移φ(φ>0)个单位长度,所得图象对应的函数恰为奇函数,则φ的最小值为( )
A. B.
C. D.
解析:选A 由y=2sinsin可得y=2sincos=sin,该函数的图象向左平移φ个单位长度后,所得图象对应的函数解析式为g(x)=sin=sin,因为g(x)=sin为奇函数,所以2φ+=kπ(k∈Z),φ=-(k∈Z),又φ>0,故φ的最小值为,故选A.
3.函数f(x)=-4sin(ωx+φ)的部分图象如图所示,则f(16)的值为( )
A.- B.
C.-2 D.2
解析:选C 由图象得=8,所以T=16,因为ω>0,所以ω==,当x=-2时,f(x)=0,则×(-2)+φ=kπ,k∈Z,所以φ=kπ+,k∈Z.又|φ|<,所以φ=.所以函数f(x)的解析式为f(x)=-4sin.所以f(16)=-4sin=-4sin=-2.故选C.
4.(2018·山东日照一模)函数f(x)=Acos(ωx+φ)(A>0,ω>0,-π<φ<0)的部分图象如图所示,为了得到函数g(x)=Asin ωx的图象,只需将函数y=f(x)的图象( )
A.向左平移个单位长度
B.向左平移个单位长度
C.向右平移个单位长度
D.向右平移个单位长度
解析:选B 由图可得函数的最大值为2,即A=2.函数的周期T=2=π,所以=π,解得ω=2,所以f(x)=2cos(2x+φ).又f =2cos=2,即cos=1,所以+φ=2kπ(k∈Z),解得φ=2kπ-(k∈Z).又-π<φ<0,故k=0,φ=-.所以f(x)=2cos=2cos,而g(x)=2sin 2x=2cos=2cos=2cos 2,所以g(x)=f.因此把函数y=f(x)的图象向左平移个单位长度才能得到函数y=g(x)的图象.
考点(二)
三角函数的性质及应用
主要考查三角函数的奇偶性及对称性、周期性或求函数的单调区间
以及根据函数的单调性、奇偶性、周期性等求参数的值或范围.
[典例感悟]
[典例] (1)(2017·全国卷Ⅲ)设函数f(x)=cos,则下列结论错误的是( )
A.f(x)的一个周期为-2π
B.y=f(x)的图象关于直线x=对称
C.f(x+π)的一个零点为x=
D.f(x)在单调递减
(2)(2018·全国卷Ⅱ)若f(x)=cos x-sin x在[-a,a]是减函数,则a的最大值是( )
A. B.
C. D.π
(3)(2018·惠州模拟)函数f(x)=Asin(2x+θ)的部分图象如图所示,且f(a)=f(b)=0,对不同的x1,x2∈[a,b],若f(x1)=f(x2),有f(x1+x2)=,则( )
A.f(x)在上是减函数
B.f(x)在上是增函数
C.f(x)在上是减函数
D.f(x)在上是增函数
[解析] (1)根据函数解析式可知函数f(x)的最小正周期为2π,所以函数的一个周期为-2π,A正确;
当x=时,x+=3π,
所以cos=-1,所以B正确;
f(x+π)=cos=cos,
当x=时,x+=,所以f(x+π)=0,所以C正确;
函数f(x)=cos在上单调递减,在上单调递增,故D不正确.
(2)法一:f(x)=cos x-sin x=-sin,当x∈,即x-∈时,y=sin单调递增,则f(x)=-sin单调递减.
∵函数f(x)在[-a,a]是减函数,
∴[-a,a]⊆,∴0 ∴a的最大值为.
法二:因为f(x)=cos x-sin x,
所以f′(x)=-sin x-cos x,
则由题意,知f′(x)=-sin x-cos x≤0在[-a,a]上恒成立,
即sin x+cos x=sin≥0在[-a,a]上恒成立,
结合函数y=sin的图象可知有
解得a≤,
所以0 (3)由题图知A=2,设m∈[a,b],且f(0)=f(m),则f(0+m)=f(m)=f(0)=,∴2sin θ=,sin θ=,
又|θ|≤,∴θ=,∴f(x)=2sin.
令-+2kπ≤2x+≤+2kπ,k∈Z,
解得-+kπ≤x≤+kπ,k∈Z,此时f(x)单调递增;
令+2kπ≤2x+≤+2kπ,k∈Z,
解得+kπ≤x≤+kπ,k∈Z,此时f(x)单调递减.所以选项B正确.
[答案] (1)D (2)A (3)B
[方法技巧]
1.求函数单调区间的2种方法
(1)代换法:求形如y=Asin(ωx+φ)(或y=Acos(ωx+φ))(A,ω,φ为常数,A≠0,ω>0)的单调区间时,令ωx+φ=z,得y=Asin z(或y=Acos z),然后由复合函数的单调性求得.
(2)图象法:画出三角函数的图象,结合图象求其单调区间.
2.判断对称中心与对称轴的方法
利用函数y=Asin(ωx+φ)的对称轴一定经过图象的最高点或最低点,对称中心一定是函数的零点这一性质,通过检验f(x0)的值进行判断.
3.求三角函数周期的常用结论
(1)y=Asin(ωx+φ)和y=Acos(ωx+φ)的最小正周期为,y=tan的最小正周期为.
(2)正弦曲线、余弦曲线相邻两对称中心、相邻两对称轴之间的距离是个周期,相邻的对称中心与对称轴之间的距离是个周期;正切曲线相邻两对称中心之间的距离是个周期.
[演练冲关]
1.(2018·全国卷Ⅰ)已知函数f(x)=2cos2x-sin2x+2,则( )
A.f(x)的最小正周期为π,最大值为3
B.f(x)的最小正周期为π,最大值为4
C.f(x)的最小正周期为2π,最大值为3
D.f(x)的最小正周期为2π,最大值为4
解析:选B ∵f(x)=2cos2x-sin2x+2=1+cos 2x-+2=cos 2x+,∴f(x)的最小正周期为π,最大值为4.故选B.
2.(2018·西安八校联考)已知函数f(x)=cos(x+θ)(0<θ<π)在x=时取得最小值,则f(x)在[0,π]上的单调递增区间是( )
A. B.
C. D.
解析:选A 因为0<θ<π,所以<+θ<,又f(x)=cos(x+θ)在x=时取得最小值,所以+θ=π,θ=,所以f(x)=cos.由0≤x≤π,得≤x+≤.由π≤x+≤,得≤x≤π,所以f(x)在[0,π]上的单调递增区间是,故选A.
3.(2018·四川宜宾二诊)先将函数y=2sin图象上所有点的横坐标缩短为原来的,纵坐标不变,再向右平移个单位长度,得到函数y=g(x)的图象,则下列说法正确的是( )
A.函数g(x)图象的一条对称轴是x=
B.函数g(x)图象的一个对称中心是
C.函数g(x)图象的一条对称轴是x=
D.函数g(x)图象的一个对称中心是
解析:选C 先将函数y=2sin图象上所有点的横坐标缩短为原来的,纵坐标不变,可得函数y=2sin的图象,再向右平移个单位长度,得到函数g(x)=2sin=2sin=2cos 2x的图象.令2x=kπ,k∈Z,得x=,k∈Z.所以函数g(x)图象的对称轴方程为x=,k∈Z.当k=1时,
对称轴方程为x=.显然=没有整数解,所以x=不是函数g(x)的对称轴.排除A.令2x=kπ+,k∈Z,得x=+,k∈Z,故函数g(x)图象的对称中心为,k∈Z.显然+=和+=没有整数解,所以和不是函数g(x)的对称中心.排除B,D.故选C.
4.(2018·开封模拟)已知函数f(x)=2sin(π+x)sin的图象关于原点对称,其中φ∈(0,π),则φ=________.
解析:因为f(x)=2sin(π+x)sin的图象关于原点对称,所以函数f(x)=2sin(π+x)sin为奇函数,则y=sin为偶函数,则+φ=+kπ,k∈Z,又φ∈(0,π),所以φ=.
答案:
考点(三) 三角函数的值域与最值问题
主要考查求三角函数的值域或最值,以及根据函数的值域或最值求参数.
[典例感悟]
[典例] (1)已知函数f(x)=2sincos-sin(2x+3π).若将函数f(x)的图象向左平移个单位长度,得到函数g(x)的图象,则函数g(x)在区间上的最大值和最小值之和为( )
A.- B.-1
C. D.1
(2)(2017·全国卷Ⅱ)函数f(x)=sin2x+cos x-的最大值是________.
(3)(2018·全国卷Ⅰ)已知函数f(x)=2sin x+sin 2x,则f(x)的最小值是________.
[解析] (1)f(x)=2sincos-sin(2x+3π)=sin+sin 2x=sin 2xcos+cos 2xsin +sin 2x=sin 2x+cos 2x=sin.由题意知函数g(x)=f=sin=sin=cos,因为x∈,所以2x+∈,故当2x+=π,即x=时,函数g(x)取得最小值,且g(x)min=-1;当2x+=,即x=0时,函数g(x)取得最大值,且g(x)max=.所以函数g(x)在区间上的最大值和最小值之和为-.故选A.
(2)依题意,f(x)=sin2x+cos x-=-cos2x+cos x+=-2+1,因为x∈,所以cos x∈[0,1],因此当cos x=时,f(x)max=1.
(3)f′(x)=2cos x+2cos 2x=2cos x+2(2cos2x-1)=2(2cos2x+cos x-1)=2(2cos x-1)(cos x+1).∵cos x+1≥0,∴当cos x<时,f′(x)<0,f(x)单调递减;当cos x>时,f′(x)>0,f(x)单调递增.∴当cos x=,f(x)有最小值.又f(x)=2sin x+sin 2x=2sin x(1+cos x),∴当sin x=-时,f(x)有最小值,即f(x)min=2××=-.
[答案] (1)A (2)1 (3)-
[方法技巧]
求三角函数的值域(最值)的常见函数类型及方法
三角函数类型
求值域(最值)方法
y=asin x+bcos x+c
先化为y=Asin(x+φ)+k的形式,再求值域(最值)
y=asin2x+bsin x+c
可先设sin x=t,化为关于t的二次函数,再求值域(最值)
y=asin xcos x+
b(sin x±cos x)+c
可先设t=sin x±cos x,化为关于t的二次函数,再求值域(最值)
y=asin 2x+bsin x
求导,利用导数工具解决
[演练冲关]
1.已知函数y=asin 2x+cos 2x的最大值为2,则a的值为( )
A.1 B.-1
C.±1 D.2-
解析:选C 由条件知a≠0,且y=asin 2x+cos 2x=sin(2x+φ),其中tan φ=,则a2+3=4,∴a2=1,∴a=±1.
2.已知函数f(x)=(1+tan x)cos x,0≤x<,则f(x)的最大值为( )
A.+1 B.4 C.3 D.2
解析:选D ∵f(x)=cos x=cos x+sin x=2sin,∵x∈.∴x+∈,∴当且仅当x+=,即x=时,f(x)max=2.
3.已知函数f(x)=cos,其中x∈,若f(x)的值域是,则m的取值范围是________.
解析:由x∈,可知≤3x+≤3m+,∵f=cos=-,且f=cos π=-1,∴要使f(x)的值域是,需要π≤3m+≤,即≤m≤.
答案:
[必备知能·自主补缺] 依据学情课下看,针对自身补缺漏;临近高考再浏览,考前温故熟主干
[主干知识要记牢]
1.三角函数的图象及常用性质
函数
y=sin x
y=cos x
y=tan x
图象
单调性
在(k∈Z)上单调递增;在(k∈Z)上单调递减
在[-π+2kπ,2kπ](k∈Z)上单调递增;在[2kπ,π+2kπ](k∈Z)上单调递减
在(k∈Z)上单调递增
对称性
对称中心:(kπ,0)(k∈Z);对称轴:x=+kπ(k∈Z)
对称中心:(k∈Z);对称轴:x=kπ(k∈Z)
对称中心:(k∈Z)
2.三角函数的两种常见的图象变换
(1)y=sin xy=sin(x+φ)
y=sin(ωx+φ)
y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0).
(2)y=sin xy=sin ωx
y=sin(ωx+φ)
y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0).
[二级结论要用好]
1.sin α-cos α>0⇔α的终边在直线y=x上方(特殊地,当α在第二象限时有 sin α-cos α>1).
2.sin α+cos α>0⇔α的终边在直线y=-x上方(特殊地,当α在第一象限时有sin α+cos α>1).
[易错易混要明了]
求y=Asin(ωx+φ)的单调区间时,要注意ω,A的符号.ω<0时,应先利用诱导公式将x的系数转化为正数后再求解;在书写单调区间时,弧度和角度不能混用,需加2kπ时,不要忘掉k∈Z,所求区间一般为闭区间.
如求函数f(x)=2sin的单调减区间,可将函数化为f(x)=-2sin,转化为求函数y=sin的单调增区间.
A级——12+4提速练
一、选择题
1.函数f(x)=sin(ωx+φ)的部分图象如图所示,则函数f(x)的解析式为( )
A.f(x)=sin B.f(x)=sin
C.f(x)=sin D.f(x)=sin
解析:选A 由题图可知, 函数f(x)的最小正周期为T==×4=π,所以ω=2,即f(x)=sin(2x+φ).又函数f(x)的图象经过点,所以sin=1,则+φ=2kπ+(k∈Z),解得φ=2kπ+(k∈Z),又|φ|<,所以φ=,即函数f(x)=sin,故选A.
2.(2018·重庆模拟)函数f(x)=sin的图象的一个对称中心是( )
A. B.
C. D.
解析:选C 令x-=kπ(k∈Z),得x=kπ+(k∈Z),当k=0时,x=,所以函数f(x)=sin的图象的一个对称中心是,故选C.
3.(2018·宝鸡质检)函数f(x)=tan的单调递增区间是( )
A.(k∈Z)
B.(k∈Z)
C.(k∈Z)
D.(k∈Z)
解析:选B 由kπ-<2x-
4.(2018·福州模拟)将函数y=2sin x+cos x的图象向右平移个周期后,所得图象对应的函数为( )
A.y=sin x-2cos x B.y=2sin x-cos x
C.y=-sin x+2cos x D.y=-2sin x-cos x
解析:选D 因为y=2sin x+cos x=sin(x+θ),其中θ满足cos θ=,sin θ=,所以函数y=2sin x+cos x的周期为2π,所以个周期为π.于是由题设知平移后所得图象对应的函数为y=2sin(x-π)+cos(x-π)=-2sin x-cos x.故选D.
5.(2018·郑州模拟)若将函数f(x)=sin图象上的每一个点都向左平移个单位长度,得到g(x)的图象,则函数g(x)的单调递增区间为( )
A.(k∈Z)
B.(k∈Z)
C.(k∈Z)
D.(k∈Z)
解析:选A 将函数f(x)=sin图象上的每一个点都向左平移个单位长度,得到函数g(x)=sin=sin=-sin 2x的图象,令+2kπ≤2x≤+2kπ(k∈Z),可得+kπ≤x≤+kπ(k∈Z),因此函数g(x)的单调递增区间为(k∈Z),故选A.
6.(2018·唐山模拟)把函数y=sin的图象向左平移个单位长度后,所得函数图象的一条对称轴的方程为( )
A.x=0 B.x=
C.x= D.x=-
解析:选C 将函数y=sin的图象向左平移个单位长度后得到y=sin=sin的图象,令2x+=+kπ(k∈Z),得x=+(k∈Z),令k=0,则x=,选C.
7.(2018·成都模拟)已知函数f(x)=sin x+cos x在x=θ时取得最大值,则cos=( )
A.- B.-
C. D.
解析:选C ∵f(x)=sin x+cos x=2sin,又f(x)在x=θ时取得最大值,∴θ+=+2kπ(k∈Z),即θ=+2kπ(k∈Z),于是cos=cos=cos=×-×=,故选C.
8.(2019届高三·福州四校联考)函数f(x)=sin ωx(ω>0)的图象向右平移个单位长度得到函数y=g(x)的图象,并且函数g(x)在区间上单调递增,在区间上单调递减,则实数ω的值为( )
A. B.
C.2 D.
解析:选C 因为将函数f(x)=sin ωx(ω>0)的图象向右平移个单位长度得到函数y=g(x)的图象,所以g(x)=sin,又函数g(x)在区间上单调递增,在区间上单调递减,所以g=sin=1且≥,所以所以ω=2,故选C.
9.(2018·合肥一模)将函数y=cos x-sin x的图象先向右平移φ(φ>0)个单位长度,再将所得的图象上每个点的横坐标变为原来的a倍,得到y=cos 2x+sin 2x的图象,则φ,a的可能取值为( )
A.φ=,a=2 B.φ=,a=2
C.φ=,a= D.φ=,a=
解析:选D 将函数y=cos x-sin x=cos的图象向右平移φ(φ>0)个单位长度,可得y=cos的图象,再将函数图象上每个点的横坐标变为原来的a倍,得到y=cos的图象,又y=cos=cos 2x+sin 2x=cos,∴=2,-φ=-+2kπ(k∈Z),∴a=,φ=+2kπ(k∈N),又φ>0,结合选项知选D.
10.(2018·开封模拟)若存在正整数ω和实数φ使得函数f(x)=sin2(ωx+φ)的图象如图所示(图象经过点(1,0)),那么ω的值为( )
A.1 B.2
C.3 D.4
解析:选B 由f(x)=sin2(ωx+φ)=及其图象知,<×<1,即<ω<π,所以正整数ω=2或3.由函数f(x)的图象经过点(1,0),得f(1)==0,得2ω+2φ=2kπ(k∈Z),即2φ=2kπ-2ω(k∈Z).由图象知f(0)>,即=>,得cos 2ω<0,所以ω=2,故选B.
11.(2018·沈阳模拟)已知函数f(x)=sin,以下命题中为假命题的是( )
A.函数f(x)的图象关于直线x=对称
B.x=-是函数f(x)的一个零点
C.函数f(x)的图象可由g(x)=sin 2x的图象向左平移个单位长度得到
D.函数f(x)在上是增函数
解析:选C 令2x+=kπ+(k∈Z),当k=0时,x=,即函数f(x)的图象关于直线x=对称,选项A正确;令2x+=kπ(k∈Z),当k=0时,x=-,即x=-是函数f(x)的一个零点,选项B正确;2x+=2,故函数f(x)的图象可由g(x)=sin 2x的图象向左平移个单位长度得到,选项C错误;若x∈,则2x+∈,故f(x)在上是增函数,选项D正确.故选C.
12.(2018·江苏南京模拟)已知函数f(x)=sin(ω>0),若f(0)=-f且f(x)在上有且仅有三个零点,则ω=( )
A. B.2
C. D.或6
解析:选D f(0)=sin=-,
令ωx1-=0得,x1=,而==,故x1=.
又f(0)=-f,
如图,若f(x)在上有且仅有3个零点,
则=T+×2或=,即T=或T=,则ω=或6,故选D.
二、填空题
13.(2018·广州模拟)函数f(x)=4cos xsin-1(x∈R)的最大值为________.
解析:∵f(x)=4cos xsin-1=4cos x-1=2sin xcos x+2cos2x-1=sin 2x+cos 2x=2sin,∴f(x)max=2.
答案:2
14.(2018·北京东城质检)函数f(x)=sin2x+sin xcos x在区间上的最小值为________.
解析: 由函数f(x)=sin2x+sin xcos x=-cos 2x+sin 2x=sin+.
∵x∈,∴2x-∈.
当2x-=时,函数f(x)取得最小值为1.
答案:1
15.(2018·武汉调研)若函数f(x)=2sin(ω>0)的图象的对称轴与函数g(x)=cos(2x+φ)的图象的对称轴完全相同,则φ=________.
解析:因为函数f(x)=2sin(ω>0)的图象的对称轴与函数g(x)=cos(2x+φ)的图象的对称轴完全相同,故它们的最小正周期相同,即=,所以ω=2,故函数f(x)=2sin.令2x+=kπ+,k∈Z,则x=+,k∈Z,故函数f(x)的图象的对称轴为x=+,k∈Z.令2x+φ=mπ,m∈Z,则x=-,m∈Z,故函数g(x)的图象的对称轴为x=-,m∈Z,故+-+=,m,n,k∈Z,即φ=(m+n-k)π-,m,n,k∈Z,又|φ|<,所以φ=-.
答案:-
16.设函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0).若函数f(x)在区间上具有单调性,且f=f=-f,则函数f(x)的最小正周期为________.
解析:法一:∵f(x)在区间上具有单调性,且f=f,∴x=和x=均不是f(x)的极值点,其极值应该在x==处取得,∵f=-f,∴x=也不是函数f(x)的极值点,又f(x)在区间上具有单调性,∴x=-=为f(x)的另一个相邻的极值点,故函数f(x)的最小正周期T=2×=π.
法二:由已知可画出草图,如图所示,则=-,解得T=π.
答案:π
B级——难度小题强化练
1.(2018·宜昌模拟)设函数f(x)=sin-cos的图象关于原点对称,则角θ=( )
A.- B.
C.- D.
解析:选D ∵f(x)=2sin,且f(x)的图象关于原点对称,∴f(0)=2sin=0,即sin=0,∴θ-=kπ(k∈Z),即θ=+kπ(k∈Z),又|θ|<,∴θ=.
2.(2018·洛阳模拟)已知函数f(x)=sin x+cos x(x∈R),先将y=f(x)的图象上所有点的横坐标缩短到原来的(纵坐标不变),再将得到的图象上所有点向右平移θ(θ>0)个单位长度,得到的图象关于y轴对称,则θ的最小值为( )
A. B.
C. D.
解析:选C f(x)=sin x+cos x=2sin,将其图象上所有点的横坐标缩短到原来的(纵坐标不变),得y=2sin的图象,再将得到的图象上所有的点向右平移θ(θ>0)个单位长度,得y=2sin=2sin的图象.由y=2sin的图象关于y轴对称得-3θ=+kπ,k∈Z,即θ=-π,k∈Z,又θ>0,故当k=-1时,θ取得最小值,故选C.
3.(2018·洛阳尖子生统考)已知函数f(x)=sin(sin x)+cos(sin x),x∈R,则下列说法正确的是( )
A.函数f(x)是周期函数且最小正周期为π
B.函数f(x)是奇函数
C.函数f(x)在区间上的值域为[1,]
D.函数f(x)在上是增函数
解析:选C f(x)=sin(sin x)+cos(sin x)=sin,因为f(π+x)=sin=sin≠f(x),所以π不是函数f(x)的最小正周期,故A错误;f(-x)=sin=sin≠-f(x),故B错误;当x∈时,sin x∈[0,1],sin x+∈,所以sin∈,则sin∈[1,],故C正确;当x∈时,sin x∈,sin x+∈,而∈,所以函数f(x)在上不是单调函数,故D错误.
4.(2018·武汉调研)函数f(x)=Acos(ω>0)的部分图象如图所示,给出以下结论:
①f(x)的最大值为A;
②f(x)的最小正周期为2;
③f(x)图象的一条对称轴为直线x=-;
④f(x)在,k∈Z上是减函数.
则正确结论的个数为( )
A.1 B.2
C.3 D.4
解析:选B 若A>0,则最大值是A,若A<0,则最大值是-A,故①不正确;由题图可知,函数f(x)的最小正周期T=2×=2,故②正确;因为函数f(x)的图象过点和,所以函数f(x)图象的对称轴为直线x=+=+k(k∈Z),而+k=-无整数解,故直线x=-不是函数f(x)图象的对称轴,故③不正确;由图可知,当-+kT≤x≤++kT(k∈Z),即2k-≤x≤2k+(k∈Z)时,f(x)是减函数,故④正确.故选B.
5.(2018·山东淄博质检)若函数y=sin2x+acos x+a-在闭区间上的最大值是1,则实数a的值为________.
解析:y=1-cos2x+acos x+a-=-2++a-.∵0≤x≤,∴0≤cos x≤1.
①若>1,即a>2,则当cos x=1时,ymax=a+a-=1⇒a=<2(舍去);
②若0≤≤1,即0≤a≤2,则当cos x=时,ymax=+a-=1,∴a=或a=-4<0(舍去);
③若<0,即a<0,则当cos x=0时,ymax=a-=1⇒a=>0(舍去).
答案:
6.已知函数f(x)=asin(πωx+φ),直线y=a与f(x)的图象的相邻两个交点的横坐标分别是2和4,现有如下命题:
①该函数在[2,4]上的值域是[a,a];
②在[2,4]上,当且仅当x=3时函数取得最大值;
③该函数的最小正周期可以是;
④f(x)的图象可能过原点.
其中是真命题的为________(写出序号即可).
解析:对于①,∵直线y=a与函数f(x)=asin(πωx+φ)的图象的相邻两个交点的横坐标分别为2和4,∴结合图象可以看出,当a>0时,f(x)在[2,4]上的值域为[a,a],当a<0时,f(x)在[2,4]上的值域为[a,a],①错误;
对于②,根据三角函数图象的对称性,显然x=2和x=4的中点是x=3,即当a>0时,f(x)在x=3处有最大值f(3)=a,当a<0时,f(x)在x=3处有最小值f(3)=a,②错误;
对于③,∵函数f(x)=asin(πωx+φ)的最小正周期T==,当ω=时,T=>4-2=2,因此f(x)的最小正周期可以是,③正确;
对于④,f(0)=asin φ,令f(0)=0,得φ=0,此时f(x)=asin πωx,由asin πωx=a得sin πωx=,
则πωx=2kπ+(k∈Z)或πωx=2kπ+(k∈Z),
∴x=(k∈Z)或x=(k∈Z),
∵直线y=a与函数f(x)=asin(πωx+φ)的图象的相邻两个交点的横坐标分别为2和4,
∴令解得k=∉Z,即不存在这样的k符合题意,④错误.综上,只有③正确.
答案:③
考点(一) 三角函数的图象及应用
主要考查三角函数的图象变换或根据图象求解析式(或参数).
[典例感悟]
[典例] (1)(2017·全国卷Ⅰ)已知曲线C1:y=cos x,C2:y=sin,则下面结论正确的是( )
A.把C1上各点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向右平移个单位长度,得到曲线C2
B.把C1上各点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向左平移个单位长度,得到曲线C2
C.把C1上各点的横坐标缩短到原来的倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向右平移个单位长度,得到曲线C2
D.把C1上各点的横坐标缩短到原来的倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向左平移个单位长度,得到曲线C2
(2)(2019届高三·广西南宁模拟)如图,函数f(x)=Asin(2x+φ)的图象过点(0,),则f(x)的函数解析式为( )
A.f(x)=2sin B.f(x)=2sin
C.f(x)=2sin D.f(x)=2sin
(3)(2018·石家庄模拟)若ω>0,函数y=cos的图象向右平移个单位长度后与函数y=sin ωx的图象重合,则ω的最小值为( )
A. B.
C. D.
[解析] (1)易知C1:y=cos x=sin,把曲线C1上的各点的横坐标缩短到原来的倍,纵坐标不变,得到函数y=sin的图象,再把所得函数的图象向左平移个单位长度,可得函数y=sin=sin的图象,即曲线C2.
(2)由函数图象可知,A=2,又函数f(x)的图象过点(0,),所以2sin φ=,即sin φ=,由于|φ|<,所以φ=,于是f(x)=2sin,故选B.
(3)将函数y=cos的图象向右平移个单位长度,得y=cos的图象.
因为所得函数图象与y=sin ωx,即y=cos的图象重合,
所以-+=+2kπ(k∈Z),
解得ω=--6k(k∈Z),
因为ω>0,所以当k=-1时,ω取得最小值,故选B.
[答案] (1)D (2)B (3)B
[方法技巧]
1.函数表达式y=Asin(ωx+φ)+B的确定方法
字母
确定途径
说明
A
由最值确定
A=
B
由最值确定
B=
ω
由函数的
周期确定
相邻的最高点与最低点的横坐标之差的绝对值为半个周期,最高点(或最低点)的横坐标与相邻零点之差的绝对值为个周期,ω=
φ
由图象上的
特殊点确定
一般把第一个零点作为突破口,可以从图象的升降找准第一个零点的位置,利用待定系数法并结合图象列方程或方程组求解
2.三角函数图象平移问题处理的“三看”策略
[演练冲关]
1.(2018·陕西模拟)为了得到函数y=sin的图象,只需把函数y=sin 2x的图象( )
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
解析:选D 函数y=sin 2x的图象向右平移个单位长度,可得到函数y=sin=sin的图象.故选D.
2.(2018·广州模拟)将函数y=2sinsin的图象向左平移φ(φ>0)个单位长度,所得图象对应的函数恰为奇函数,则φ的最小值为( )
A. B.
C. D.
解析:选A 由y=2sinsin可得y=2sincos=sin,该函数的图象向左平移φ个单位长度后,所得图象对应的函数解析式为g(x)=sin=sin,因为g(x)=sin为奇函数,所以2φ+=kπ(k∈Z),φ=-(k∈Z),又φ>0,故φ的最小值为,故选A.
3.函数f(x)=-4sin(ωx+φ)的部分图象如图所示,则f(16)的值为( )
A.- B.
C.-2 D.2
解析:选C 由图象得=8,所以T=16,因为ω>0,所以ω==,当x=-2时,f(x)=0,则×(-2)+φ=kπ,k∈Z,所以φ=kπ+,k∈Z.又|φ|<,所以φ=.所以函数f(x)的解析式为f(x)=-4sin.所以f(16)=-4sin=-4sin=-2.故选C.
4.(2018·山东日照一模)函数f(x)=Acos(ωx+φ)(A>0,ω>0,-π<φ<0)的部分图象如图所示,为了得到函数g(x)=Asin ωx的图象,只需将函数y=f(x)的图象( )
A.向左平移个单位长度
B.向左平移个单位长度
C.向右平移个单位长度
D.向右平移个单位长度
解析:选B 由图可得函数的最大值为2,即A=2.函数的周期T=2=π,所以=π,解得ω=2,所以f(x)=2cos(2x+φ).又f =2cos=2,即cos=1,所以+φ=2kπ(k∈Z),解得φ=2kπ-(k∈Z).又-π<φ<0,故k=0,φ=-.所以f(x)=2cos=2cos,而g(x)=2sin 2x=2cos=2cos=2cos 2,所以g(x)=f.因此把函数y=f(x)的图象向左平移个单位长度才能得到函数y=g(x)的图象.
考点(二)
三角函数的性质及应用
主要考查三角函数的奇偶性及对称性、周期性或求函数的单调区间
以及根据函数的单调性、奇偶性、周期性等求参数的值或范围.
[典例感悟]
[典例] (1)(2017·全国卷Ⅲ)设函数f(x)=cos,则下列结论错误的是( )
A.f(x)的一个周期为-2π
B.y=f(x)的图象关于直线x=对称
C.f(x+π)的一个零点为x=
D.f(x)在单调递减
(2)(2018·全国卷Ⅱ)若f(x)=cos x-sin x在[-a,a]是减函数,则a的最大值是( )
A. B.
C. D.π
(3)(2018·惠州模拟)函数f(x)=Asin(2x+θ)的部分图象如图所示,且f(a)=f(b)=0,对不同的x1,x2∈[a,b],若f(x1)=f(x2),有f(x1+x2)=,则( )
A.f(x)在上是减函数
B.f(x)在上是增函数
C.f(x)在上是减函数
D.f(x)在上是增函数
[解析] (1)根据函数解析式可知函数f(x)的最小正周期为2π,所以函数的一个周期为-2π,A正确;
当x=时,x+=3π,
所以cos=-1,所以B正确;
f(x+π)=cos=cos,
当x=时,x+=,所以f(x+π)=0,所以C正确;
函数f(x)=cos在上单调递减,在上单调递增,故D不正确.
(2)法一:f(x)=cos x-sin x=-sin,当x∈,即x-∈时,y=sin单调递增,则f(x)=-sin单调递减.
∵函数f(x)在[-a,a]是减函数,
∴[-a,a]⊆,∴0 ∴a的最大值为.
法二:因为f(x)=cos x-sin x,
所以f′(x)=-sin x-cos x,
则由题意,知f′(x)=-sin x-cos x≤0在[-a,a]上恒成立,
即sin x+cos x=sin≥0在[-a,a]上恒成立,
结合函数y=sin的图象可知有
解得a≤,
所以0 (3)由题图知A=2,设m∈[a,b],且f(0)=f(m),则f(0+m)=f(m)=f(0)=,∴2sin θ=,sin θ=,
又|θ|≤,∴θ=,∴f(x)=2sin.
令-+2kπ≤2x+≤+2kπ,k∈Z,
解得-+kπ≤x≤+kπ,k∈Z,此时f(x)单调递增;
令+2kπ≤2x+≤+2kπ,k∈Z,
解得+kπ≤x≤+kπ,k∈Z,此时f(x)单调递减.所以选项B正确.
[答案] (1)D (2)A (3)B
[方法技巧]
1.求函数单调区间的2种方法
(1)代换法:求形如y=Asin(ωx+φ)(或y=Acos(ωx+φ))(A,ω,φ为常数,A≠0,ω>0)的单调区间时,令ωx+φ=z,得y=Asin z(或y=Acos z),然后由复合函数的单调性求得.
(2)图象法:画出三角函数的图象,结合图象求其单调区间.
2.判断对称中心与对称轴的方法
利用函数y=Asin(ωx+φ)的对称轴一定经过图象的最高点或最低点,对称中心一定是函数的零点这一性质,通过检验f(x0)的值进行判断.
3.求三角函数周期的常用结论
(1)y=Asin(ωx+φ)和y=Acos(ωx+φ)的最小正周期为,y=tan的最小正周期为.
(2)正弦曲线、余弦曲线相邻两对称中心、相邻两对称轴之间的距离是个周期,相邻的对称中心与对称轴之间的距离是个周期;正切曲线相邻两对称中心之间的距离是个周期.
[演练冲关]
1.(2018·全国卷Ⅰ)已知函数f(x)=2cos2x-sin2x+2,则( )
A.f(x)的最小正周期为π,最大值为3
B.f(x)的最小正周期为π,最大值为4
C.f(x)的最小正周期为2π,最大值为3
D.f(x)的最小正周期为2π,最大值为4
解析:选B ∵f(x)=2cos2x-sin2x+2=1+cos 2x-+2=cos 2x+,∴f(x)的最小正周期为π,最大值为4.故选B.
2.(2018·西安八校联考)已知函数f(x)=cos(x+θ)(0<θ<π)在x=时取得最小值,则f(x)在[0,π]上的单调递增区间是( )
A. B.
C. D.
解析:选A 因为0<θ<π,所以<+θ<,又f(x)=cos(x+θ)在x=时取得最小值,所以+θ=π,θ=,所以f(x)=cos.由0≤x≤π,得≤x+≤.由π≤x+≤,得≤x≤π,所以f(x)在[0,π]上的单调递增区间是,故选A.
3.(2018·四川宜宾二诊)先将函数y=2sin图象上所有点的横坐标缩短为原来的,纵坐标不变,再向右平移个单位长度,得到函数y=g(x)的图象,则下列说法正确的是( )
A.函数g(x)图象的一条对称轴是x=
B.函数g(x)图象的一个对称中心是
C.函数g(x)图象的一条对称轴是x=
D.函数g(x)图象的一个对称中心是
解析:选C 先将函数y=2sin图象上所有点的横坐标缩短为原来的,纵坐标不变,可得函数y=2sin的图象,再向右平移个单位长度,得到函数g(x)=2sin=2sin=2cos 2x的图象.令2x=kπ,k∈Z,得x=,k∈Z.所以函数g(x)图象的对称轴方程为x=,k∈Z.当k=1时,
对称轴方程为x=.显然=没有整数解,所以x=不是函数g(x)的对称轴.排除A.令2x=kπ+,k∈Z,得x=+,k∈Z,故函数g(x)图象的对称中心为,k∈Z.显然+=和+=没有整数解,所以和不是函数g(x)的对称中心.排除B,D.故选C.
4.(2018·开封模拟)已知函数f(x)=2sin(π+x)sin的图象关于原点对称,其中φ∈(0,π),则φ=________.
解析:因为f(x)=2sin(π+x)sin的图象关于原点对称,所以函数f(x)=2sin(π+x)sin为奇函数,则y=sin为偶函数,则+φ=+kπ,k∈Z,又φ∈(0,π),所以φ=.
答案:
考点(三) 三角函数的值域与最值问题
主要考查求三角函数的值域或最值,以及根据函数的值域或最值求参数.
[典例感悟]
[典例] (1)已知函数f(x)=2sincos-sin(2x+3π).若将函数f(x)的图象向左平移个单位长度,得到函数g(x)的图象,则函数g(x)在区间上的最大值和最小值之和为( )
A.- B.-1
C. D.1
(2)(2017·全国卷Ⅱ)函数f(x)=sin2x+cos x-的最大值是________.
(3)(2018·全国卷Ⅰ)已知函数f(x)=2sin x+sin 2x,则f(x)的最小值是________.
[解析] (1)f(x)=2sincos-sin(2x+3π)=sin+sin 2x=sin 2xcos+cos 2xsin +sin 2x=sin 2x+cos 2x=sin.由题意知函数g(x)=f=sin=sin=cos,因为x∈,所以2x+∈,故当2x+=π,即x=时,函数g(x)取得最小值,且g(x)min=-1;当2x+=,即x=0时,函数g(x)取得最大值,且g(x)max=.所以函数g(x)在区间上的最大值和最小值之和为-.故选A.
(2)依题意,f(x)=sin2x+cos x-=-cos2x+cos x+=-2+1,因为x∈,所以cos x∈[0,1],因此当cos x=时,f(x)max=1.
(3)f′(x)=2cos x+2cos 2x=2cos x+2(2cos2x-1)=2(2cos2x+cos x-1)=2(2cos x-1)(cos x+1).∵cos x+1≥0,∴当cos x<时,f′(x)<0,f(x)单调递减;当cos x>时,f′(x)>0,f(x)单调递增.∴当cos x=,f(x)有最小值.又f(x)=2sin x+sin 2x=2sin x(1+cos x),∴当sin x=-时,f(x)有最小值,即f(x)min=2××=-.
[答案] (1)A (2)1 (3)-
[方法技巧]
求三角函数的值域(最值)的常见函数类型及方法
三角函数类型
求值域(最值)方法
y=asin x+bcos x+c
先化为y=Asin(x+φ)+k的形式,再求值域(最值)
y=asin2x+bsin x+c
可先设sin x=t,化为关于t的二次函数,再求值域(最值)
y=asin xcos x+
b(sin x±cos x)+c
可先设t=sin x±cos x,化为关于t的二次函数,再求值域(最值)
y=asin 2x+bsin x
求导,利用导数工具解决
[演练冲关]
1.已知函数y=asin 2x+cos 2x的最大值为2,则a的值为( )
A.1 B.-1
C.±1 D.2-
解析:选C 由条件知a≠0,且y=asin 2x+cos 2x=sin(2x+φ),其中tan φ=,则a2+3=4,∴a2=1,∴a=±1.
2.已知函数f(x)=(1+tan x)cos x,0≤x<,则f(x)的最大值为( )
A.+1 B.4 C.3 D.2
解析:选D ∵f(x)=cos x=cos x+sin x=2sin,∵x∈.∴x+∈,∴当且仅当x+=,即x=时,f(x)max=2.
3.已知函数f(x)=cos,其中x∈,若f(x)的值域是,则m的取值范围是________.
解析:由x∈,可知≤3x+≤3m+,∵f=cos=-,且f=cos π=-1,∴要使f(x)的值域是,需要π≤3m+≤,即≤m≤.
答案:
[必备知能·自主补缺] 依据学情课下看,针对自身补缺漏;临近高考再浏览,考前温故熟主干
[主干知识要记牢]
1.三角函数的图象及常用性质
函数
y=sin x
y=cos x
y=tan x
图象
单调性
在(k∈Z)上单调递增;在(k∈Z)上单调递减
在[-π+2kπ,2kπ](k∈Z)上单调递增;在[2kπ,π+2kπ](k∈Z)上单调递减
在(k∈Z)上单调递增
对称性
对称中心:(kπ,0)(k∈Z);对称轴:x=+kπ(k∈Z)
对称中心:(k∈Z);对称轴:x=kπ(k∈Z)
对称中心:(k∈Z)
2.三角函数的两种常见的图象变换
(1)y=sin xy=sin(x+φ)
y=sin(ωx+φ)
y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0).
(2)y=sin xy=sin ωx
y=sin(ωx+φ)
y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0).
[二级结论要用好]
1.sin α-cos α>0⇔α的终边在直线y=x上方(特殊地,当α在第二象限时有 sin α-cos α>1).
2.sin α+cos α>0⇔α的终边在直线y=-x上方(特殊地,当α在第一象限时有sin α+cos α>1).
[易错易混要明了]
求y=Asin(ωx+φ)的单调区间时,要注意ω,A的符号.ω<0时,应先利用诱导公式将x的系数转化为正数后再求解;在书写单调区间时,弧度和角度不能混用,需加2kπ时,不要忘掉k∈Z,所求区间一般为闭区间.
如求函数f(x)=2sin的单调减区间,可将函数化为f(x)=-2sin,转化为求函数y=sin的单调增区间.
A级——12+4提速练
一、选择题
1.函数f(x)=sin(ωx+φ)的部分图象如图所示,则函数f(x)的解析式为( )
A.f(x)=sin B.f(x)=sin
C.f(x)=sin D.f(x)=sin
解析:选A 由题图可知, 函数f(x)的最小正周期为T==×4=π,所以ω=2,即f(x)=sin(2x+φ).又函数f(x)的图象经过点,所以sin=1,则+φ=2kπ+(k∈Z),解得φ=2kπ+(k∈Z),又|φ|<,所以φ=,即函数f(x)=sin,故选A.
2.(2018·重庆模拟)函数f(x)=sin的图象的一个对称中心是( )
A. B.
C. D.
解析:选C 令x-=kπ(k∈Z),得x=kπ+(k∈Z),当k=0时,x=,所以函数f(x)=sin的图象的一个对称中心是,故选C.
3.(2018·宝鸡质检)函数f(x)=tan的单调递增区间是( )
A.(k∈Z)
B.(k∈Z)
C.(k∈Z)
D.(k∈Z)
解析:选B 由kπ-<2x-
A.y=sin x-2cos x B.y=2sin x-cos x
C.y=-sin x+2cos x D.y=-2sin x-cos x
解析:选D 因为y=2sin x+cos x=sin(x+θ),其中θ满足cos θ=,sin θ=,所以函数y=2sin x+cos x的周期为2π,所以个周期为π.于是由题设知平移后所得图象对应的函数为y=2sin(x-π)+cos(x-π)=-2sin x-cos x.故选D.
5.(2018·郑州模拟)若将函数f(x)=sin图象上的每一个点都向左平移个单位长度,得到g(x)的图象,则函数g(x)的单调递增区间为( )
A.(k∈Z)
B.(k∈Z)
C.(k∈Z)
D.(k∈Z)
解析:选A 将函数f(x)=sin图象上的每一个点都向左平移个单位长度,得到函数g(x)=sin=sin=-sin 2x的图象,令+2kπ≤2x≤+2kπ(k∈Z),可得+kπ≤x≤+kπ(k∈Z),因此函数g(x)的单调递增区间为(k∈Z),故选A.
6.(2018·唐山模拟)把函数y=sin的图象向左平移个单位长度后,所得函数图象的一条对称轴的方程为( )
A.x=0 B.x=
C.x= D.x=-
解析:选C 将函数y=sin的图象向左平移个单位长度后得到y=sin=sin的图象,令2x+=+kπ(k∈Z),得x=+(k∈Z),令k=0,则x=,选C.
7.(2018·成都模拟)已知函数f(x)=sin x+cos x在x=θ时取得最大值,则cos=( )
A.- B.-
C. D.
解析:选C ∵f(x)=sin x+cos x=2sin,又f(x)在x=θ时取得最大值,∴θ+=+2kπ(k∈Z),即θ=+2kπ(k∈Z),于是cos=cos=cos=×-×=,故选C.
8.(2019届高三·福州四校联考)函数f(x)=sin ωx(ω>0)的图象向右平移个单位长度得到函数y=g(x)的图象,并且函数g(x)在区间上单调递增,在区间上单调递减,则实数ω的值为( )
A. B.
C.2 D.
解析:选C 因为将函数f(x)=sin ωx(ω>0)的图象向右平移个单位长度得到函数y=g(x)的图象,所以g(x)=sin,又函数g(x)在区间上单调递增,在区间上单调递减,所以g=sin=1且≥,所以所以ω=2,故选C.
9.(2018·合肥一模)将函数y=cos x-sin x的图象先向右平移φ(φ>0)个单位长度,再将所得的图象上每个点的横坐标变为原来的a倍,得到y=cos 2x+sin 2x的图象,则φ,a的可能取值为( )
A.φ=,a=2 B.φ=,a=2
C.φ=,a= D.φ=,a=
解析:选D 将函数y=cos x-sin x=cos的图象向右平移φ(φ>0)个单位长度,可得y=cos的图象,再将函数图象上每个点的横坐标变为原来的a倍,得到y=cos的图象,又y=cos=cos 2x+sin 2x=cos,∴=2,-φ=-+2kπ(k∈Z),∴a=,φ=+2kπ(k∈N),又φ>0,结合选项知选D.
10.(2018·开封模拟)若存在正整数ω和实数φ使得函数f(x)=sin2(ωx+φ)的图象如图所示(图象经过点(1,0)),那么ω的值为( )
A.1 B.2
C.3 D.4
解析:选B 由f(x)=sin2(ωx+φ)=及其图象知,<×<1,即<ω<π,所以正整数ω=2或3.由函数f(x)的图象经过点(1,0),得f(1)==0,得2ω+2φ=2kπ(k∈Z),即2φ=2kπ-2ω(k∈Z).由图象知f(0)>,即=>,得cos 2ω<0,所以ω=2,故选B.
11.(2018·沈阳模拟)已知函数f(x)=sin,以下命题中为假命题的是( )
A.函数f(x)的图象关于直线x=对称
B.x=-是函数f(x)的一个零点
C.函数f(x)的图象可由g(x)=sin 2x的图象向左平移个单位长度得到
D.函数f(x)在上是增函数
解析:选C 令2x+=kπ+(k∈Z),当k=0时,x=,即函数f(x)的图象关于直线x=对称,选项A正确;令2x+=kπ(k∈Z),当k=0时,x=-,即x=-是函数f(x)的一个零点,选项B正确;2x+=2,故函数f(x)的图象可由g(x)=sin 2x的图象向左平移个单位长度得到,选项C错误;若x∈,则2x+∈,故f(x)在上是增函数,选项D正确.故选C.
12.(2018·江苏南京模拟)已知函数f(x)=sin(ω>0),若f(0)=-f且f(x)在上有且仅有三个零点,则ω=( )
A. B.2
C. D.或6
解析:选D f(0)=sin=-,
令ωx1-=0得,x1=,而==,故x1=.
又f(0)=-f,
如图,若f(x)在上有且仅有3个零点,
则=T+×2或=,即T=或T=,则ω=或6,故选D.
二、填空题
13.(2018·广州模拟)函数f(x)=4cos xsin-1(x∈R)的最大值为________.
解析:∵f(x)=4cos xsin-1=4cos x-1=2sin xcos x+2cos2x-1=sin 2x+cos 2x=2sin,∴f(x)max=2.
答案:2
14.(2018·北京东城质检)函数f(x)=sin2x+sin xcos x在区间上的最小值为________.
解析: 由函数f(x)=sin2x+sin xcos x=-cos 2x+sin 2x=sin+.
∵x∈,∴2x-∈.
当2x-=时,函数f(x)取得最小值为1.
答案:1
15.(2018·武汉调研)若函数f(x)=2sin(ω>0)的图象的对称轴与函数g(x)=cos(2x+φ)的图象的对称轴完全相同,则φ=________.
解析:因为函数f(x)=2sin(ω>0)的图象的对称轴与函数g(x)=cos(2x+φ)的图象的对称轴完全相同,故它们的最小正周期相同,即=,所以ω=2,故函数f(x)=2sin.令2x+=kπ+,k∈Z,则x=+,k∈Z,故函数f(x)的图象的对称轴为x=+,k∈Z.令2x+φ=mπ,m∈Z,则x=-,m∈Z,故函数g(x)的图象的对称轴为x=-,m∈Z,故+-+=,m,n,k∈Z,即φ=(m+n-k)π-,m,n,k∈Z,又|φ|<,所以φ=-.
答案:-
16.设函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0).若函数f(x)在区间上具有单调性,且f=f=-f,则函数f(x)的最小正周期为________.
解析:法一:∵f(x)在区间上具有单调性,且f=f,∴x=和x=均不是f(x)的极值点,其极值应该在x==处取得,∵f=-f,∴x=也不是函数f(x)的极值点,又f(x)在区间上具有单调性,∴x=-=为f(x)的另一个相邻的极值点,故函数f(x)的最小正周期T=2×=π.
法二:由已知可画出草图,如图所示,则=-,解得T=π.
答案:π
B级——难度小题强化练
1.(2018·宜昌模拟)设函数f(x)=sin-cos的图象关于原点对称,则角θ=( )
A.- B.
C.- D.
解析:选D ∵f(x)=2sin,且f(x)的图象关于原点对称,∴f(0)=2sin=0,即sin=0,∴θ-=kπ(k∈Z),即θ=+kπ(k∈Z),又|θ|<,∴θ=.
2.(2018·洛阳模拟)已知函数f(x)=sin x+cos x(x∈R),先将y=f(x)的图象上所有点的横坐标缩短到原来的(纵坐标不变),再将得到的图象上所有点向右平移θ(θ>0)个单位长度,得到的图象关于y轴对称,则θ的最小值为( )
A. B.
C. D.
解析:选C f(x)=sin x+cos x=2sin,将其图象上所有点的横坐标缩短到原来的(纵坐标不变),得y=2sin的图象,再将得到的图象上所有的点向右平移θ(θ>0)个单位长度,得y=2sin=2sin的图象.由y=2sin的图象关于y轴对称得-3θ=+kπ,k∈Z,即θ=-π,k∈Z,又θ>0,故当k=-1时,θ取得最小值,故选C.
3.(2018·洛阳尖子生统考)已知函数f(x)=sin(sin x)+cos(sin x),x∈R,则下列说法正确的是( )
A.函数f(x)是周期函数且最小正周期为π
B.函数f(x)是奇函数
C.函数f(x)在区间上的值域为[1,]
D.函数f(x)在上是增函数
解析:选C f(x)=sin(sin x)+cos(sin x)=sin,因为f(π+x)=sin=sin≠f(x),所以π不是函数f(x)的最小正周期,故A错误;f(-x)=sin=sin≠-f(x),故B错误;当x∈时,sin x∈[0,1],sin x+∈,所以sin∈,则sin∈[1,],故C正确;当x∈时,sin x∈,sin x+∈,而∈,所以函数f(x)在上不是单调函数,故D错误.
4.(2018·武汉调研)函数f(x)=Acos(ω>0)的部分图象如图所示,给出以下结论:
①f(x)的最大值为A;
②f(x)的最小正周期为2;
③f(x)图象的一条对称轴为直线x=-;
④f(x)在,k∈Z上是减函数.
则正确结论的个数为( )
A.1 B.2
C.3 D.4
解析:选B 若A>0,则最大值是A,若A<0,则最大值是-A,故①不正确;由题图可知,函数f(x)的最小正周期T=2×=2,故②正确;因为函数f(x)的图象过点和,所以函数f(x)图象的对称轴为直线x=+=+k(k∈Z),而+k=-无整数解,故直线x=-不是函数f(x)图象的对称轴,故③不正确;由图可知,当-+kT≤x≤++kT(k∈Z),即2k-≤x≤2k+(k∈Z)时,f(x)是减函数,故④正确.故选B.
5.(2018·山东淄博质检)若函数y=sin2x+acos x+a-在闭区间上的最大值是1,则实数a的值为________.
解析:y=1-cos2x+acos x+a-=-2++a-.∵0≤x≤,∴0≤cos x≤1.
①若>1,即a>2,则当cos x=1时,ymax=a+a-=1⇒a=<2(舍去);
②若0≤≤1,即0≤a≤2,则当cos x=时,ymax=+a-=1,∴a=或a=-4<0(舍去);
③若<0,即a<0,则当cos x=0时,ymax=a-=1⇒a=>0(舍去).
答案:
6.已知函数f(x)=asin(πωx+φ),直线y=a与f(x)的图象的相邻两个交点的横坐标分别是2和4,现有如下命题:
①该函数在[2,4]上的值域是[a,a];
②在[2,4]上,当且仅当x=3时函数取得最大值;
③该函数的最小正周期可以是;
④f(x)的图象可能过原点.
其中是真命题的为________(写出序号即可).
解析:对于①,∵直线y=a与函数f(x)=asin(πωx+φ)的图象的相邻两个交点的横坐标分别为2和4,∴结合图象可以看出,当a>0时,f(x)在[2,4]上的值域为[a,a],当a<0时,f(x)在[2,4]上的值域为[a,a],①错误;
对于②,根据三角函数图象的对称性,显然x=2和x=4的中点是x=3,即当a>0时,f(x)在x=3处有最大值f(3)=a,当a<0时,f(x)在x=3处有最小值f(3)=a,②错误;
对于③,∵函数f(x)=asin(πωx+φ)的最小正周期T==,当ω=时,T=>4-2=2,因此f(x)的最小正周期可以是,③正确;
对于④,f(0)=asin φ,令f(0)=0,得φ=0,此时f(x)=asin πωx,由asin πωx=a得sin πωx=,
则πωx=2kπ+(k∈Z)或πωx=2kπ+(k∈Z),
∴x=(k∈Z)或x=(k∈Z),
∵直线y=a与函数f(x)=asin(πωx+φ)的图象的相邻两个交点的横坐标分别为2和4,
∴令解得k=∉Z,即不存在这样的k符合题意,④错误.综上,只有③正确.
答案:③
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