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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)

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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)

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    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


    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



    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 即0≤t<2或10 所以在一日内该海滨浴场的海浪高度超过1.25米的时间为8小时.
    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 A. B.
    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 即f(B)的范围是.
    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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