人教版高中数学高考一轮复习训练-- 函数y=Asin(ωx+φ)
展开1.函数y=sin2x-π3在区间-π2,π上的简图是( )
2.(多选)已知曲线C1:y=3sin x,C2:y=3sin2x+π4,则下列说法正确的是( )
A.先把C1上各点的横坐标缩短为原来的12,纵坐标不变,再把得到的曲线向左平移π8个单位长度,得到曲线C2
B.先把C1上各点的横坐标缩短为原来的12,纵坐标不变,再把得到的曲线向左平移π4个单位长度,得到曲线C2
C.先把C1向左平移π4个单位长度,再把得到的曲线上各点的横坐标缩短为原来的12,纵坐标不变,得到曲线C2
D.先把C1向左平移π8个单位长度,再把得到的曲线上各点的横坐标缩短为原来的12,纵坐标不变,得到曲线C2
3.若将函数f(x)=sin 2x+cs 2x的图象向左平移φ(φ>0)个单位长度,所得的图象关于y轴对称,则φ的最小值是( )
A.π4B.3π8
C.π8D.5π8
4.已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<π)是奇函数,将y=f(x)的图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),所得图象对应的函数为g(x).若g(x)的最小正周期为2π,且gπ4=2,则f3π8等于( )
A.-2B.-2
C.2D.2
5.已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)其中A>0,ω>0,-π2<φ<π2的部分图象如图所示,则当x∈[-1,1]时,函数f(x)的值域为( )
A.-1,22B.22,1
C.-22,1D.[-1,1]
6.已知函数f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0,|φ|<π2)的部分图象如图所示,则y=fx+π6取得最小值时x的集合为( )
A.xx=kπ-π6,k∈Z
B.xx=kπ-π3,k∈Z
C.xx=2kπ-π6,k∈Z
D.xx=2kπ-π3,k∈Z
7.若关于x的方程2sin2x+π6=m在区间0,π2上有两个不等实根,则m的取值范围是( )
A.(1,3)B.[0,2]
C.[1,2)D.[1,3]
8.将函数f(x)的图象向左平移π3个单位长度后,得到g(x)=2sin2x+π6的图象,则f(x)= .
9.已知函数y=g(x)的图象由y=f(x)=sin 2x的图象向右平移φ(0<φ<π)个单位得到,这两个函数的部分图象如图所示,则φ= .
10.已知函数y=3sin12x-π4.
(1)用五点法作出函数的图象;
(2)说明此图象是由y=sin x的图象经过怎么样的变化得到的.
二、综合应用
11.(2020全国Ⅰ,理7)设函数f(x)=csωx+π6在区间[-π,π]上的图象大致如图,则f(x)的最小正周期为( )
A.10π9B.7π6C.4π3D.3π2
12.已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A,ω,φ均为正常数)的最小正周期为π,当x=2π3时,函数f(x)取得最小值,则下列结论正确的是( )
A.f(2)
A.函数f(x)的解析式为f(x)=2sin12x+π6
B.函数g(x)的解析式为g(x)=2sin2x-π6
C.函数f(x)图象的一条对称轴是直线x=-π3
D.函数g(x)在区间π,4π3上单调递增
14.将函数f(x)=sin2x+2π3的图象向右平移π4个单位长度后得到函数g(x)的图象,若函数g(x)在区间0,a3和4a,7π6上均单调递增,求实数a的取值范围.
三、探究创新
15.如图,将绘有函数f(x)=3sin(ωx+5π6)(ω>0)部分图象的纸片沿x轴折成直二面角,若A,B之间的空间距离为10,则f(-1)等于( )
A.-1B.1C.-32D.32
16.已知函数f(x)=Asin(2x+φ)-12(A>0,0<φ<π2)的图象在y轴上的截距为1,且关于直线x=π12对称,若存在x∈[0,π2],使m2-3m≥f(x)成立,则实数m的取值范围为 .
考点规范练22 函数y=Asin(ωx+φ)
1.A 令x=0,得y=sin-π3=-32,排除B,D.
由f-π3=0,fπ6=0,排除C,故选A.
2.AC 由C1:y=3sin x变换到C2:y=3sin2x+π4,
若先伸缩后平移,则先把C1上各点的横坐标缩短为原来的12,纵坐标不变,再把得到的曲线向左平移π8个单位长度,得到曲线C2;
若先平移后伸缩,则先把C1向左平移π4个单位长度,再把得到的曲线上各点的横坐标缩短为原来的12,纵坐标不变,得到曲线C2.所以正确的选项为AC.
3.C 将函数f(x)=sin 2x+cs 2x=2sin2x+π4的图象向左平移φ(φ>0)个单位长度,所得函数y=2sin2x+2φ+π4的图象关于y轴对称,
则有2φ+π4=kπ+π2(k∈Z).
解得φ=12kπ+π8(k∈Z).
由φ>0,则当k=0时,φ取得最小值π8.
故选C.
4.C 已知函数f(x)为奇函数,且|φ|<π,故φ=0,
即f(x)=Asin ωx,
则g(x)=Asinω2x.
∵g(x)的最小正周期为2π,
∴2πω2=2π,∴ω=2.
得g(x)=Asin x.
∵gπ4=2,即Asinπ4=2,
∴A=2,
∴f(x)=2sin 2x.
即f3π8=2sin 3π4=2,故选C.
5.B 由题意,知A=1,2πω=16,则ω=π8,即f(x)=sinπ8x+φ,把(1,1)代入可得π8+φ=π2+2kπ(k∈Z).
∵-π2<φ<π2,
∴φ=3π8,∴f(x)=sinπ8x+3π8,当x∈[-1,1]时,函数f(x)的值域为22,1.
6.B 根据题中所给图象,周期T=4×7π12-π3=π,故π=2πω,即ω=2,因此f(x)=sin(2x+φ),又图象经过点7π12,0,所以2×7π12+φ=kπ(k∈Z),再由|φ|<π2,得φ=-π6,故fx+π6=sin2x+π6,当2x+π6=-π2+2kπ(k∈Z),即x=-π3+kπ(k∈Z)时,y=fx+π6取得最小值.
7.C 方程2sin2x+π6=m可化为sin2x+π6=m2,当x∈0,π2时,2x+π6∈π6,7π6.
作出函数y=f(x)=sin2x+π6在区间0,π2上的图象如图所示.
由题意,得12≤m2<1,即1≤m<2,得m的取值范围是[1,2),故选C.
8.-2cs 2x 由题意可知,把g(x)=2sin2x+π6的图象向右平移π3个单位长度后,得到f(x)=2sin2x-π3+π6=2sin2x-π2=-2cs 2x的图象.
9.π3 由2x=π2,得函数f(x)=sin 2x的图象在y轴右侧自左向右的第一条对称轴的方程为x=π4.
直线x=π8关于直线x=π4对称的直线为x=3π8,
由题中图象可知,y=f(x)的图象通过向右平移之后,横坐标为x=3π8的点平移到横坐标为x=17π24的点处,
则φ=17π24−3π8=π3.
10.解 (1)列表:
描点、连线,如图所示:
(2)(方法一)“先平移,后伸缩”.
先把y=sin x的图象上所有点向右平移π4个单位长度,得到y=sinx-π4的图象,再把y=sinx-π4的图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),得到y=sin12x-π4的图象,最后将y=sin12x-π4的图象上所有点的纵坐标伸长到原来的3倍(横坐标不变),就得到y=3sin12x-π4的图象.
(方法二)“先伸缩,后平移”
先把y=sin x的图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),得到y=sin12x的图象,再把y=sin12x图象上所有的点向右平移π2个单位长度,得到y=sin12x-π2=sinx2-π4的图象,最后将y=sinx2−π4的图象上所有点的纵坐标伸长到原来的3倍(横坐标不变),就得到y=3sin12x-π4的图象.
11.C 由题图知f-4π9=cs-4π9ω+π6=0,所以-4π9ω+π6=π2+kπ(k∈Z),得ω=-3+9k4(k∈Z).
因为T<2π<2T(T为周期),即2π|ω|<2π<4π|ω|,
所以1<|ω|<2,解得-119
所以ω=32,最小正周期T=2π|ω|=4π3.
12.A 由周期T=2πω=π,得ω=2.
当x=2π3时,f(x)取得最小值,所以4π3+φ=3π2+2kπ(k∈Z),即φ=π6+2kπ(k∈Z),所以f(x)=Asin2x+π6.
所以f(0)=Asinπ6=A2>0,f(2)=Asin4+π6=32Asin 4+A2cs 4<0,f(-2)=Asin-4+π6=-32Asin 4+A2cs 4.
因为f(2)-f(-2)=3Asin 4<0,所以f(2)
=-Asin4-π6+12,
因为π<4-π6<π+π6<3π2,
所以sin4-π6>sinπ+π6=-12,
即sin4-π6+12>0,所以f(-2)
因为图象过点C(0,1),所以1=2sin 4φ,即sin 4φ=12.
因为0<φ<π8,所以0<4φ<π2,所以4φ=π6,
故f(x)=2sin12x+π6,故A项正确;
若其图象的纵坐标不变,横坐标缩短到原来的14,则所得图象对应的函数解析式为y=2sin2x+π6,再向右平移π6个单位长度,所得图象对应的函数解析式为g(x)=2sin2x-π6+π6=2sin2x-π6,故B项正确;
当x=-π3时,f-π3=2sin 0=0,即x=-π3时,f(x)不取最值,故直线x=-π3不是函数f(x)图象的一条对称轴,故C项错误;
令2kπ-π2≤2x-π6≤2kπ+π2(k∈Z),得kπ-π6≤x≤kπ+π3(k∈Z),故函数g(x)的单调递增区间是kπ-π6,kπ+π3(k∈Z),当k=1时,g(x)在区间5π6,4π3上单调递增,故D项正确.
14.解 ∵函数f(x)=sin2x+2π3的图象向右平移π4个单位长度后得到函数g(x)的图象,
∴g(x)=sin2x-π4+2π3=sin2x+π6,由2kπ-π2≤2x+π6≤2kπ+π2(k∈Z),可得kπ-π3≤x≤kπ+π6(k∈Z),即函数g(x)的单调递增区间为kπ-π3,kπ+π6(k∈Z).
∵函数g(x)在区间0,a3和4a,7π6上均单调递增,
∴a3≤π6,a3>0,4a≥2π3,4a<7π6,解得π6≤a<7π24.
15.D 由题设并结合题中图形可知
AB=(3)2+[(3)2+T22] 2=6+T24=6+π2ω2=10,得π2ω2=4,则ω=π2,所以函数f(x)=3sinπ2x+5π6,
所以f(-1)=3sin-π2+5π6=3sinπ3=32.
16.(-∞,1]∪[2,+∞) ∵函数f(x)=Asin(2x+φ)-12A>0,0<φ<π2的图象在y轴上的截距为1,
∴Asin φ-12=1,即Asin φ=32.
∵函数f(x)=Asin(2x+φ)-12的图象关于直线x=π12对称,∴2×π12+φ=kπ+π2(k∈Z).
又0<φ<π2,
∴φ=π3,∴Asinπ3=32,
∴A=3,∴f(x)=3sin2x+π3-12.
当x∈0,π2时,2x+π3∈π3,4π3,则当2x+π3=4π3,即x=π2时,f(x)min=-32−12=-2.
令m2-3m≥-2,解得m≥2或m≤1.
x
π2
3π2
5π2
7π2
9π2
12x-π4
0
π2
π
3π2
2π
3sin12x-π4
0
3
0
-3
0
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