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新高考数学一轮复习课时讲练 第4章 第6讲 函数y=Asin(ωx+φ)的图象及三角函数模型的简单应用 (含解析)
展开这是一份新高考数学一轮复习课时讲练 第4章 第6讲 函数y=Asin(ωx+φ)的图象及三角函数模型的简单应用 (含解析),共25页。试卷主要包含了y=Asin的有关概念,某地农业监测部门统计发现等内容,欢迎下载使用。
第6讲 函数y=Asin(ωx+φ)的图象及三角函数模型的简单应用
1.y=Asin(ωx+φ)的有关概念
y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0),x∈[0,+∞)表示一个振动量时
振幅
周期
频率
相位
初相
A
T=
f==
ωx+φ
φ
2.用五点法画y=Asin(ωx+φ)一个周期内的简图
用五点法画y=Asin(ωx+φ)一个周期内的简图时,要找五个关键点,如下表所示:
x
-
-
-
ωx+φ
0
π
2π
y=Asin(ωx+φ)
0
A
0
-A
0
3.三角函数图象变换的两种方法(ω>0)
[疑误辨析]
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)把y=sin x的图象上各点的横坐标缩短为原来的,纵坐标不变,所得图象对应的函数解析式为y=sinx.( )
(2)将y=sin 2x的图象向右平移个单位长度,得到y=sin的图象.( )
(3)函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A≠0)的最大值为A,最小值为-A.( )
(4)如果y=Acos(ωx+φ)的最小正周期为T,那么函数图象的两个相邻对称中心之间的距离为.( )
(5)若函数y=Asin(ωx+φ)为偶函数,则φ=2kπ+(k∈Z).( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)×
[教材衍化]
1.(必修4P58A组T3改编)函数y=2sin的振幅、频率和初相分别为( )
A.2,4π, B.2,,
C.2,,- D.2,4π,-
解析:选C.由题意知A=2,f===,初相为-.
2.(必修4P62例4改编)如图,某地一天从6~14时的温度变化曲线近似满足函数y=Asin(ωx+φ)+b,则这段曲线的函数解析式为____________________.
解析:从图中可以看出,从6~14时的是函数y=Asin(ωx+φ)+b的半个周期,
所以A=×(30-10)=10,b=×(30+10)=20,
又×=14-6,所以ω=.
又×10+φ=2π+2k,k∈Z,取φ=,
所以y=10sin+20,x∈.
答案:y=10sin+20,x∈
[易错纠偏]
(1)搞错图象平移的单位长度;
(2)搞错横坐标伸缩与ω的关系;
(3)搞不清f(x)在x=处取最值;
(4)确定不了解析式中φ的值.
1.将函数y=2sin的图象向右平移个周期后,所得图象对应的函数为( )
A.y=2sin B.y=2sin
C.y=2sin D.y=2sin
解析:选D.函数y=2sin的周期为π,将函数y=2sin(2x+)的图象向右平移个周期即个单位长度,所得函数为y=2sin=2sin,
故选D.
2.函数y=sin x的图象上所有点的纵坐标不变,横坐标伸长为原来的2倍得到的图象对应的函数解析式是________.
解析:根据函数图象变换法则可得.
答案:y=sinx
3.若函数f(x)=sin ωx(0<ω<2)在区间上单调递增,在区间上单调递减,则ω=________.
解析:由题意知当x=时,函数取得最大值,所以有sin =1,所以=+2kπ(k∈Z),所以ω=+6k(k∈Z),又0<ω<2,所以ω=.
答案:
4.已知简谐运动f(x)=2sin的图象经过点(0,1),则该简谐运动的初相φ为________.
解析:将点(0,1)代入函数表达式可得2sin φ=1,即sin φ=.因为|φ|<,所以φ=.
答案:
五点法作图及图象变换
(1)要得到函数y=sin的图象,只需将函数y=cos 2x的图象( )
A.向右平移个单位 B.向左平移个单位
C.向右平移个单位 D.向左平移个单位
(2)已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,-<φ<)的最小正周期是π,且当x=时,f(x)取得最大值2.
①求f(x)的解析式;
②作出f(x)在[0,π]上的图象(要列表).
【解】 (1)选C.因为y=sin=
cos[-(2x-)]=cos=cos=cos[2(x-)],将函数y=cos 2x的图象向右平移个单位长度,可以得到y=cos的图象,即y=sin(2x-)的图象,故选C.
(2)①因为函数f(x)的最小正周期是π,
所以ω=2.
又因为x=时,f(x)取得最大值2.
所以A=2,
同时2×+φ=2kπ+,k∈Z,
φ=2kπ+,k∈Z,因为-<φ<,
所以φ=,所以函数y=f(x)的解析式为f(x)=2sin.
②因为x∈[0,π],所以2x+∈,
列表如下:
2x+
π
2π
x
0
π
f(x)
1
2
0
-2
0
1
描点、连线得图象:
(1)函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的图象的两种作法
①五点法:用“五点法”作y=Asin(ωx+φ)的简图,主要是通过变量代换,设z=ωx+φ,由z取0,,π,π,2π来求出相应的x,通过列表,计算得出五点坐标,描点后得出图象.
②图象变换法:由函数y=sin x的图象通过变换得到y=Asin(ωx+φ)的图象,有两种主要途径“先平移后伸缩”与“先伸缩后平移”.
(2)三角函数图象的左右平移时应注意的三点
①弄清楚平移方向,平移哪个函数的图象,得到哪个函数的图象.
②注意平移前后两个函数的名称一致,若不一致,应先利用诱导公式化为同名函数.
③由y=Asin ωx的图象得到y=Asin(ωx+φ)的图象时,需平移的单位数应为而不是|φ|.
1.(2020·瑞安市龙翔高中高三月考)函数y=sin
的图象经下列怎样的平移后所得的图象关于点中心对称( )
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B.假设将函数y=sin的图象平移ρ个单位长度得到y=sin关于点中心对称,
所以将x=-代入得到sin=sin=0,
所以+2ρ=kπ,k∈Z,
所以ρ=-+,
当k=0时,ρ=-.
2.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
解析:选D.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,故选D.
由图象确定y=Asin(ωx+φ)的解析式
(1)(2020·温州市十校联合体期初)函数y=f(x)在区间上的简图如图所示,则函数y=f(x)的解析式可以是( )
A.f(x)=sin B.f(x)=sin
C.f(x)=sin D.f(x)=sin
(2)已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)+b的图象的一部分如图所示,则f(x)的表达式为________.
【解析】 (1)由图象知A=1,
因为=-=,
所以T=π,所以ω=2,
所以函数的解析式是y=sin(2x+φ),
因为函数的图象过点,
所以0=sin,
所以φ=kπ-,k∈Z,
所以当k=0时,φ=-,
所以函数的解析式是y=sin,故选B.
(2)由图象可知,函数的最大值M=3,最小值m=-1,
则A==2,b==1,
又T=2=π,
所以ω===2,
所以f(x)=2sin(2x+φ)+1,
将x=,y=3代入上式,得sin=1,
所以+φ=+2kπ,k∈Z,
即φ=+2kπ,k∈Z,因为|φ|<,所以φ=,
所以f(x)=2sin+1.
【答案】 (1)B (2)f(x)=2sin+1
确定y=Asin(ωx+φ)+b(A>0,ω>0)的步骤和方法
(1)求A,b,确定函数的最大值M和最小值m,
则A=,b=.
(2)求ω,确定函数的最小正周期T,则可得ω=.
(3)求φ,常用的方法有:
①代入法:把图象上的一个已知点代入(此时A,ω,b已知)或代入图象与直线y=b的交点求解(此时要注意交点在上升区间上还是在下降区间上).
②特殊点法:确定φ值时,往往以寻找“最值点”为突破口.具体如下:
“最大值点”(即图象的“峰点”)时ωx+φ =+2kπ(k∈Z);“最小值点”(即图象的“谷点”)时ωx+φ=+2kπ(k∈Z).
1.(2020·宁波市高考模拟)函数f(x)=2sin(ωx+φ)(ω>0,-<φ<)的部分图象如图所示,则ω,φ的值分别是( )
A.2,-
B.2,-
C.4,-
D.4,
解析:选A.由图可得T=-=,所以T=π,所以T==π,ω=2,所以f(x)=2sin(2x+φ),又f(x)的图象经过点,所以f=2sin=2,所以sin=1,所以+φ=+2kπ(k∈Z),即φ=-+2kπ(k∈Z),又-<φ<,所以φ=-.
2.(2020·宁波诺丁汉大学附中高三期中)已知函数f(x)=sin(x∈R,ω>0)的图象如图,P是图象的最高点,Q是图象的最低点,且|PQ|=.
(1)求函数y=f(x)的解析式;
(2)将函数y=f(x)的图象向右平移1个单位后得到函数y=g(x)的图象,当x∈[0,2]时,求函数h(x)=f(x)·g(x)的最大值.
解:(1)过P作x轴的垂线PM,过Q作y轴的垂线QM(图略),则由已知得|PM|=2,|PQ|=,由勾股定理得|QM|=3,所以T=6,
又T=,所以ω=,
所以函数y=f(x)的解析式为f(x)=sin.
(2)将函数y=f(x)图象向右平移1个单位后得到函数y=g(x)的图象,
所以g(x)=sinx.
函数h(x)=f(x)·g(x)=sinsin x
=sin2x+sinxcos x
=+sin x
=sin+.
当x∈[0,2]时,x-∈,
所以当x-=,
即x=1时,h(x)max=.
三角函数图象与性质的综合应用(高频考点)
三角函数的图象与性质的综合问题是每年高考的热点内容,题型多为解答题,难度为中档题.主要命题角度有:
(1)图象变换与函数性质;
(2)恒等变换与函数性质;
(3)三角函数图象与性质;
(4)三角函数性质与平面向量;
(5)三角函数性质与解三角形((4)、(5)后面讲).
角度一 图象变换与函数性质
将函数f(x)=cos 2x-sin 2x的图象向左平移个单位后得到函数F(x)的图象,则下列说法中正确的是( )
A.函数F(x)是奇函数,最小值是-2
B.函数F(x)是偶函数,最小值是-2
C.函数F(x)是奇函数,最小值是-
D.函数F(x)是偶函数,最小值是-
【解析】 f(x)=cos 2x-sin 2x=cos,将f(x)的图象向左平移个单位后得F(x)的图象,则F(x)=cos=cos=-sin 2x,所以F(x)是奇函数,最小值为-.故选C.
【答案】 C
角度二 恒等变换与函数性质
(2019·高考浙江卷)设函数f(x)=sin x,x∈R.
(1)已知θ∈[0,2π),函数f(x+θ)是偶函数,求θ的值;
(2)求函数y=+的值域.
【解】 (1)因为f(x+θ)=sin(x+θ)是偶函数,所以对任意实数x都有sin(x+θ)=sin(-x+θ),
即sin xcos θ+cos xsin θ=-sin xcos θ+cos xsin θ,
故2sin xcos θ=0,
所以cos θ=0.
又θ∈[0,2π),因此θ=或.
(2)y=+
=sin2+sin2
=+
=1-
=1-cos.
因此,函数的值域是.
角度三 三角函数图象与性质
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,其中图象最高点和最低点的横坐标分别为和,图象在y轴上的截距为,给出下列四个结论:
①f(x)的最小正周期为π;②f(x)的最大值为2;
③f=1;④f为奇函数.
其中正确结论的个数是( )
A.1 B.2
C.3 D.4
【解析】 由图知,周期T=2=π,
则ω=2,由2×+φ=,得φ=.
由f(0)=,得Asin=,即A=2.
所以f(x)=2sin,则f=2sin(+)=2cos=1,f=2sin=2sin 2x为奇函数.所以四个结论都正确.
【答案】 D
函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的性质
(1)奇偶性:φ=kπ(k∈Z)时,函数y=Asin(ωx+φ)为奇函数;φ=kπ+(k∈Z)时,函数y=Asin(ωx+φ)为偶函数.
(2)周期性:y=Asin(ωx+φ)存在周期,其最小正周期为T=.
(3)单调性:根据y=sin t和t=ωx+φ(ω>0)的单调性来研究,由-+2kπ≤ωx+φ≤+2kπ(k∈Z)得单调增区间;由+2kπ≤ωx+φ≤+2kπ(k∈Z)得单调减区间.
(4)对称性:利用y=sin x的对称中心为(kπ,0)(k∈Z)求解,令ωx+φ=kπ(k∈Z)得其对称中心.
利用y=sin x的对称轴为x=kπ+(k∈Z)求解,令ωx+φ=kπ+(k∈Z)得其对称轴.
1.(2020·宁波市十校联考模拟)将函数y=sin的图象向左平移个单位长度,所得函数图象的一条对称轴方程是( )
A.x=π B.x=-π
C.x=π D.x=π
解析:选A.将函数y=sin的图象向左平移个单位长度,可得y=sin=sin的图象,令2x+=kπ+,求得x=+,k∈Z,可得所得函数图象的对称轴方程为x=+,k∈Z,令k=1,可得所得函数图象的一条对称轴方程为x=,故选A.
2.(2020·杭州市高三期末检测)设A,B是函数f(x)=sin|ωx|与y=-1的图象相邻的两个交点,若|AB|min=2π,则正实数ω=( )
A. B.1
C. D.2
解析:选B.函数f(x)=sin|ωx|=,ω为正数,所以f(x)的最小值是-1,如图所示:
设A,B是函数f(x)=sin|ωx|与y=-1的图象相邻的两个交点,且|AB|min=T==2π,
解得ω=1.故选B.
3.(2020·宁波市高考模拟)已知函数f(x)=asin 2x+(a+1)cos 2x,a∈R,则函数f(x)的最小正周期为______,振幅的最小值为________.
解析:函数f(x)=asin 2x+(a+1)cos 2x,a∈R,
化简可得:f(x)=sin(2x+θ)=sin(2x+θ),其tan θ=.
函数f(x)的最小正周期T==π.
振幅为 ,
当a=-时,可得振幅的最小值.
答案:π
核心素养系列8 数学建模——三角函数实际问题中的核心素养
已知某海滨浴场的海浪高度y(米)是时间t(0≤t≤24,单位:小时)的函数,记作y=f(t).下表是某日各时的浪高数据:
t(小时)
0
3
6
9
12
15
18
21
24
y(米)
1.5
1.0
0.5
1.0
1.5
1.0
0.5
0.99
1.5
经长期观测,y=f(t)的曲线可近似地看成是函数y=Acos ωt+b(A>0,ω>0)的图象.根据以上数据,
(1)求函数f(t)的解析式;
(2)求一日(持续24小时)内,该海滨浴场的海浪高度超过1.25米的时间.
【解】 (1)由表格得解得
又因为T=12,所以ω==,
故y=f(t)=cost+1.
(2)由题意,令cost+1>1.25.
即cost>,
又因为t∈[0,24],所以t∈[0,4π],
故0≤t<或
如图,某市拟在长为8 km的道路OP的一侧修建一条运动赛道,赛道的前一部分为曲线段OSM,该曲线段为函数y=Asin ωx(A>0,ω>0),x∈[0,4]的部分图象,且图象的最高点为S(3,2);赛道的后一部分为折线段MNP.为保证参赛运动员的安全,限定∠MNP=120°.求A,ω的值和M,P两点间的距离.
【解】 连接MP(图略).
依题意,有A=2,=3,
又T=,所以ω=,所以y=2sinx.
当x=4时,y=2sin=3,
所以M(4,3).又P(8,0),
所以|MP|==5.
即M,P两点相距5 km.
三角函数模型的应用体现在两方面:一是已知函数模型求解数学问题;二是把实际问题抽象转化成数学问题,利用三角函数的有关知识解决问题.
[基础题组练]
1.函数y=sin在区间上的简图是( )
解析:选A.令x=0,得y=sin=-,排除B,D.由f=0,f=0,排除C.
2.(2020·温州瑞安七中高考模拟)函数y=sin(2x+φ)的图象沿x轴向左平移个单位后,得到一个偶函数的图象,则φ的一个可能的值为( )
A. B.
C.0 D.-
解析:选B.令y=f(x)=sin(2x+φ),则f=sin=sin,因为f为偶函数,所以+φ=kπ+,所以φ=kπ+,k∈Z,所以当k=0时,φ=.故φ的一个可能的值为.故选B.
3.(2020·湖州市高三期末考试)若把函数y=f(x)的图象沿x轴向左平移个单位,沿y轴向下平移1个单位,然后再把图象上每个点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标保持不变),得到函数y=sin x的图象,则y=f(x)的解析式为( )
A.y=sin+1 B.y=sin+1
C.y=sin-1 D.y=sin-1
解析:选B.函数y=sin x的图象,把图象上每个点的横坐标缩短到原来的倍(纵坐标保持不变),得到y=sin 2x,沿y轴向上平移1个单位,得到y=sin 2x+1,图象沿x轴向右平移个单位,得到函数y=sin+1=sin+1.故选B.
4.(2020·宁波市余姚中学高三期中)已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)在x=时取得最大值,且它的最小正周期为π,则( )
A.f(x)的图象过点
B.f(x)在上是减函数
C.f(x)的一个对称中心是
D.f(x)的图象的一条对称轴是x=
解析:选C.因为函数f(x)=Asin(ωx+φ)的最小正周期为π,
所以T==π,
所以ω=2,即函数f(x)=Asin(2x+φ),
又因为函数f(x)=Asin(2x+φ)在x=时取得最大值,
所以sin=±1,
即2×+φ=±+2kπ(k∈Z),
又因为-<φ<,所以φ=,
所以f(x)=Asin,其中A<0;
对于选项A,因为f(0)=Asin=≠,
所以选项A不正确;
对于选项B,因为函数f(x)=Asin的单调递增区间满足+2kπ≤2x+≤+2kπ,
所以f(x)在上是增函数,所以选项B不正确;
对于选项C,因为f=Asin=0,
所以f(x)的一个对称中心是,即选项正确;
对于选项D,因为f=Asin=0,
所以x=不是f(x)图象的一条对称轴,即选项D错误.故选C.
5.(2020·杭州中学高三月考)将函数y=2sin(ωx-)(ω>0)的图象分别向左、向右各平移个单位后,所得的两个图象的对称轴重合,则ω的最小值为( )
A. B.1
C.2 D.4
解析:选C.把函数y=2sin(ω>0)的图象向左平移个单位长度后,所得图象对应的函数解析式为
y1=2sin=2sin,
向右平移个单位长度后,所得图象对应的函数解析式为y2=2sin=2sin.
因为所得的两个图象对称轴重合,
所以ωx+π=ωx-π①,或ωx+π=ωx-π+kπ,k∈Z②.
解①得ω=0,不合题意;解②得ω=2k,k∈Z.
所以ω的最小值为2.故选C.
6.已知函数f(x)=2sin(ωx+φ)的图象如图所示,则函数y=f(x)+ω图象的对称中心的坐标为( )
A.(k∈Z) B.(k∈Z)
C.(k∈Z) D.(k∈Z)
解析:选D.由题图可知=-=,所以T=3π,又T=,所以ω=,所以f(x)=2sin,因为f(x)的图象过点,所以2sin=2,所以+φ=2kπ+(k∈Z),所以φ=2kπ+(k∈Z).又因为|φ|<,所以φ=.所以f(x)=2sin.由x+=kπ(k∈Z),得x=kπ-(k∈Z),则函数y=f(x)+图象的对称中心的坐标为(k∈Z).
7.(2020·金丽衢十二校联考)若函数f(x)=2sin(ωx+φ),x∈R,其中ω>0,|φ|<,f(x)的最小正周期为π,且f(0)=,则ω=________,φ=________.
解析:由原函数的最小正周期为π,得到ω=2(ω>0),又由f(0)=且|φ|<得到φ=.
答案:2
8.某地农业监测部门统计发现:该地区近几年的生猪收购价格每四个月会重复出现.下表是今年前四个月的统计情况:
月份x
1
2
3
4
收购价格y(元/斤)
6
7
6
5
选用一个函数来近似描述收购价格y(元/斤)与相应月份x之间的函数关系为________.
解析:设y=Asin(ωx+φ)+B(A>0,ω>0),由题意得A=1,B=6,T=4,因为T=,
所以ω=,所以y=sin+6.
因为当x=1时,y=6,所以6=sin+6,
结合表中数据得+φ=2kπ,k∈Z,
可取φ=-,所以y=sin+6=6-cosx.
答案:y=6-cosx
9.函数f(x)=2sin(ωx+φ)(ω>0,0<φ<π)的图象如图所示,已知图象经过点A(0,1),B,则f(x)=________.
解析:因为图象经过点A(0,1),B,
A,B两个点的纵坐标互为相反数,从点A到点B经过半个周期,所以==,解得ω=3.
又因为图象经过点A(0,1),f(x)=2sin(ωx+φ),
所以1=2sin φ,即sin φ=,
所以由0<φ<π及函数的图象可得φ=,
所以f(x)=2sin.
答案:2sin
10.函数y=sin(ωx+φ)在一个周期内的图象如图所示,M、N分别是最高点、最低点,O为坐标原点,且·=0,则函数f(x)的最小正周期是________.
解析:由题图可知,M,N(xN,-1),
所以·=·(xN,-1)=xN-1=0,
解得xN=2,所以函数f(x)的最小正周期是2×=3.
答案:3
11.如图,某地一天6~14时的温度变化曲线近似满足y=Asin(ωt+φ)+b(A>0,ω>0,0<φ<π).
(1)求解析式;
(2)若某行业在当地需要的温度在区间[20-5,20+5 ]之间为最佳营业时间,那么该行业在6~14时,最佳营业时间为多少小时.
解:(1)由图象知A=10,·=14-6,
所以ω=,所以y=10sin+b.①
ymax=10+b=30,所以b=20.
当t=6时,y=10代入①得φ=,
所以解析式为y=10sin+20,t∈[6,14].
(2)由题意得,
20-5≤10sin+20≤20+5,
即-≤sin≤,
所以kπ-≤t+≤kπ+,k∈Z.
即8k-8≤t≤8k-4,
因为t∈[6,14],所以k=2,即8≤t≤12,
所以最佳营业时间为12-8=4小时.
12.已知函数f(x)=sin x+cos x(x∈R).
(1)若α∈[0,π]且f(α)=2,求α;
(2)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行移动θ(θ>0)个单位长度,得到的图象关于直线x=对称,求θ的最小值.
解:(1)f(x)=sin x+cos x
=2=2sin.
由f(α)=2,得sin=,
即α+=2kπ+或α+=2kπ+,k∈Z.
于是α=2kπ-或α=2kπ+,k∈Z.
又α∈[0,π],故α=.
(2)将y=f(x)图象上所有点的横坐标缩短到原来的(纵坐标不变),得到y=2sin的图象,再将y=2sin图象上所有点的横坐标向右平行移动θ个单位长度,得到y=2sin的图象.由于y=sin x的图象关于直线x=kπ+(k∈Z)对称,令2x-2θ+=kπ+,
解得x=+θ+,k∈Z.
由于y=2sin的图象关于直线x=对称,令+θ+=,
解得θ=-+,k∈Z.
由θ>0可知,当k=1时,θ取得最小值.
[综合题组练]
1.已知函数f(x)=2sin(ω>0)的最大值与最小正周期相同,则函数f(x)在[-1,1]上的单调递增区间为 ( )
A. B.
C. D.
解析:选D.由T==,又f(x)的最大值为2,所以=2,即ω=,
所以f(x)=2sin.
当2kπ-≤πx-≤2kπ+,
即2k-≤x≤2k+,k∈Z时函数f(x)单调递增,则f(x)在[-1,1]上的单调递增区间为.
2.(2020·杭州市七校联考)已知函数y=4sin,x∈的图象与直线y=m有三个交点,其交点的横坐标分别为x1,x2,x3(x1
C. D.
解析:选C.由函数y=4sin的图象可得,当x=和x=时,函数分别取得最大值和最小值,
由正弦函数图象的对称性可得x1+x2=2×=,x2+x3=2×=.
故x1+2x2+x3=+=,故选C.
3.已知函数f(x)=sin ωx-cos ωx(ω>0),若方程f(x)=-1在(0,π)上有且只有四个实数根,则实数ω的取值范围为________.
解析:因为f(x)=2sin,方程2sin=-1在(0,π)上有且只有四个实数根,即sin=-在(0,π)上有且只有四个实数根.故ωx-=-+2kπ或ωx-=+2kπ,k∈Z.所以x=+或x=+,k∈Z.设直线y=-1与y=f(x)在(0,+∞)上从左到右的第4个交点为A,第5个交点为B,则xA=+,xB=+.因为方程f(x)=-1在(0,π)上有且只有四个实数根,所以xA<π≤xB,即+<π≤+,计算得出<ω≤.
答案:
4.将函数f(x)=2sin的图象向左平移个单位,再向下平移2个单位,得到g(x)的图象,若g(x1)g(x2)=16,且x1,x2∈[-2π,2π],则2x1-x2的最大值为________.
解析:函数f(x)=2sin的图象向左平移个单位,
可得y=2sin的图象,
再向下平移2个单位,
得到g(x)=2sin-2的图象,
若g(x1)g(x2)=16,且x1,x2∈[-2π,2π],
则g(x1)=g(x2)=-4,
则2x+=-+2kπ,k∈Z,
即x=-+kπ,k∈Z,
由x1,x2∈[-2π,2π],
得x1,x2∈,
当x1=,x2=-时,2x1-x2取最大值,故答案为.
答案:
5.(2020·温州中学高三模考)已知函数f(x)=sincos+cos2.
(1)求函数f(x)图象对称中心的坐标;
(2)如果△ABC的三边a,b,c满足b2=ac,且边b所对的角为B,求f(B)的取值范围.
解:(1)f(x)=sin+=sin+cos+=sin+,
由sin=0即+=kπ(k∈Z)得x=π,k∈Z,
即对称中心为,k∈Z.
(2)由已知b2=ac,cos B==≥=,所以≤cos B<1,0,所以sin
6.已知函数f(x)=sin(ωx+φ)+b(ω>0,-<φ<)相邻两对称轴间的距离为,若将f(x)的图象先向左平移个单位,再向下平移1个单位,所得的函数g(x)为奇函数.
(1)求f(x)的解析式,并求f(x)的对称中心;
(2)若关于x的方程3[g(x)]2+m·g(x)+2=0在区间上有两个不相等的实根,求实数m的取值范围.
解:(1)由题意可得==,
所以ω=2,
f(x)=sin(2x+φ)+b,
所以g(x)=sin+b-1
=sin(2x++φ)+b-1.
再结合函数g(x)为奇函数,可得+φ=kπ,k∈Z,且b-1=0,再根据-<φ<,
可得φ=-,b=1,
所以f(x)=sin+1,g(x)=sin 2x.
令2x-=nπ,n∈Z,可得x=+,
所以f(x)的对称中心(n∈Z).
(2)由(1)可得g(x)=sin 2x,在区间上,2x∈[0,π],令t=g(x),则t∈[0,1].
由关于x的方程3[g(x)]2+m·g(x)+2=0在区间上有两个不相等的实根,
可得关于t的方程3t2+m·t+2=0在区间(0,1)上有唯一解.
令h(t)=3t2+m·t+2,因为h(0)=2>0,则满足h(1)=3+m+2<0,或
解得m<-5或m=-2.
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