高一数学同步备好课之题型全归纳(人教A版必修第一册)专题61函数y=Asin(ωx+φ)的性质及应用(原卷版+解析)
展开(1)简谐运动的振幅就是A.
(2)简谐运动的周期T=eq \f(2π,ω).
(3)简谐运动的频率f=eq \f(1,T)=eq \f(ω,2π).
(4)ωx+φ称为相位.
(5) x=0时的相位φ称为初相.
知识点二 函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的性质
题型一 已知函数图象求解析式
1.如图是函数y=Asin(ωx+φ)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(A>0,ω>0,|φ|<\f(π,2)))的图象的一部分,求此函数的解析式.
2.函数f(x)=sin(ωx+φ)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(ω>0,-\f(π,2)<φ<\f(π,2)))的部分图象如图所示,则φ的值为( )
A.-eq \f(π,3) B.eq \f(π,3) C.-eq \f(π,6) D.eq \f(π,6)
3.函数f(x)=Asin(ωx+φ)中A>0,ω>0,|φ|<eq \f(π,2),且图象如图所示,求其解析式.
4.如图所示为函数y=Asin(ωx+φ)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(A>0,ω>0,0<|φ|<\f(π,2)))的图象的一部分,则函数的一个解析式为( )
A.y=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(10,11)x+\f(π,6))) B.y=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(10,11)x-\f(π,6)))
C.y=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(π,6))) D.y=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x-\f(π,6)))
5.下列函数中,图象的一部分如图所示的是( )
A.y=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(π,6))) B.y=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x-\f(π,6))) C.y=cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(4x-\f(π,3))) D.y=cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x-\f(π,6)))
6.已知函数f(x)=2sin(ωx+φ)的图象如图所示,则feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(7π,12)))等于( )
A.eq \f(1,2) B.0 C.2 D.-2
7.已知函数f(x)=|Acs(x+φ)+1|eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(A>0,|φ|<\f(π,2)))的部分图象如图所示,则( )
A.A=2,φ=eq \f(π,6) B.A=3,φ=eq \f(π,6) C.A=2,φ=eq \f(π,3) D.A=3,φ=eq \f(π,3)
8.已知函数f(x)=Acs(ωx+φ)的图象如图所示,feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2)))=-eq \f(2,3),则f(0)=________.
9.已知函数f(x)=2cs(ωx-φ)(ω>0,φ∈[0,π])的部分图象如图所示.若Aeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2),\r(2))),Beq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3π,2),\r(2))),则f(0)=________.
10.已知函数y=Asin(ωx+φ)+B的一部分图象如图所示,如果A>0,ω>0,|φ|
11.已知函数f(x)=Acs(ωx+φ)+Beq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(A>0,ω>0,|φ|<\f(π,2)))的部分图象如图所示,则函数f(x)的解析式为( )
A.y=2cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(x,2)-\f(π,4)))+4 B.y=2cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(x,2)+\f(π,4)))+4 C.y=4cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(x,2)-\f(π,4)))+2 D.y=4cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(x,2)+\f(π,4)))+2
12.某函数部分图象如图所示,它的函数的解析式可能是( )
A.y=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(5,6)x+\f(3π,5))) B.y=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(6,5)x-\f(2π,5))) C.y=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(6,5)x+\f(3π,5))) D.y=-cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(5,6)x+\f(3π,5)))
13.函数f(x)=Asin(ωx+φ)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(A>0,ω>0,|φ|<\f(π,2)))的部分图象如图所示,则f(x)的解析式为______________.
14.下图是函数y=Asin(ωx+φ)(x∈R)在区间eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(-\f(π,6),\f(5π,6)))上的图象.为了得到这个函数的图象,只要将y=sinx(x∈R)的图象上所有的点( )
A.向左平移eq \f(π,3)个单位长度,再把所得各点的横坐标缩短到原来的eq \f(1,2)倍,纵坐标不变
B.向左平移eq \f(π,3)个单位长度,再把所得各点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变
C.向左平移eq \f(π,6)个单位长度,再把所得各点的横坐标缩短到原来的eq \f(1,2)倍,纵坐标不变
D.向左平移eq \f(π,6)个单位长度,再把所得各点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变
15.已知函数f(x)=sin(ωx+φ)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(ω>0,-\f(π,2)≤φ≤\f(π,2)))的图象上相邻的最高点和最低点的距离为2eq \r(2),且过点eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2,-\f(1,2))),则函数解析式为f(x)=______________.
16.已知函数y=Asin(ωx+φ)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(A>0,ω>0,0<φ <\f(π,2)))的最小值是-5,图象上相邻两个最高点与最低点的横坐标相差eq \f(π,4),且图象经过点eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(5,2))),求这个函数的解析式.
17.已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(A>0,ω>0,|φ|<\f(π,2)))的一个对称中心到相邻对称轴的距离为eq \f(π,4),且图象上有一个最低点为Meq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(7π,12),-3)).
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)求函数f(x)在[0,π]上的单调递增区间.
18.已知定义在(-∞,+∞)上的函数f(x),对任意x∈R,恒有feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(π,2)))=-f(x)成立.
(1)求证:函数f(x)是周期函数,并求出它的最小正周期;
(2)若函数f(x)=Asin(ωx+φ)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(A>0,ω>0,0<φ<\f(π,2)))
在一个周期内的图象如图所示,求出f(x)的解析式,并写出它的对称轴方程.
19.已知函数f(x)=Asin(ωx+φ),x∈Req \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(其中A>0,ω>0,0<φ<\f(π,2)))的图象与x轴的交点中,相邻两个交点的距离为eq \f(π,2),且图象上一个最低点为Meq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2π,3),-2)),求f(x)的解析式.
20.已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<eq \f(π,2))的部分图象如图所示.
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)如何由函数y=sin x的图象通过相应的平移与伸缩变换得到函数f(x)的图象,写出变换过程.
21.函数f(x)=Asin(ωx+φ)
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(A>0,ω>0,-\f(π,2)<φ<\f(π,2)))的部分图象如图所示.
(1)求函数y=f(x)的解析式;
(2)当x∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(-π,-\f(π,6)))时,求f(x)的取值范围.
22.函数f(x)=Asin(ωx+φ)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(ω>0,A>0,|φ|<\f(π,2)))的图象如图所示.
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)求函数y=f(x)在eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(-\f(π,4),\f(π,6)))上的值域.
23.如图为函数f(x)=Asin(ωx+φ)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(A>0,ω>0,|φ|<\f(π,2)))的一个周期内的图象.
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)求函数f(x)在x∈[-1,2]的值域.
24.函数f(x)=Asin(ωx+φ)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(A>0,ω>0,|φ|<\f(π,2)))的一段图象如图所示.
(1)求f(x)的解析式;
(2)把f(x)的图象向左至少平移多少个单位长度,才能使得到的图象对应的函数为偶函数?
25.已知曲线y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)上的一个最高点的坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2),\r(2))),由此点到相邻最低点间的曲线与x轴交于点eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3π,2),0)),若φ∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(π,2),\f(π,2))).
(1)试求这条曲线的函数解析式;
(2)写出函数的单调区间.
26.如图为函数f(x)=Asin(ωx+φ)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(A>0,ω>0,|φ|<\f(π,2)))的一个周期内的图象.
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)若g(x)的图象与f(x)的图象关于直线x=2对称,求函数g(x)的解析式及g(x)的最小正周期.
27.已知函数f(x)=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(ωx+φ-\f(π,6)))+1(ω>0,0<φ<π)
为偶函数,且函数f(x)的图象的两相邻对称轴间的距离为eq \f(π,2).
(1)求feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,8)))的值;
(2)将函数f(x)的图象向右平移eq \f(π,6)个单位长度后,再将得到的图象上各点的横坐标伸长为原来的4倍,纵坐标不变,得到函数g(x)的图象,求函数g(x)的单调递减区间.
28.已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)+B(A>0,ω>0,|φ|<eq \f(π,2))的一系列对应值如下表:
(1)根据表格提供的数据求函数f(x)的一个解析式;
(2)根据(1)的结果,若函数y=f(kx)(k>0)的最小正周期为eq \f(2π,3),当x∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(0,\f(π,3)))时,方程f(kx)=m恰有两个不同的实数解,求实数m的取值范围.
题型二 三角函数图象与性质的综合应用
1.函数y=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)x+\f(π,6)))的对称中心是___________,对称轴方程是__________________.
2.函数y=eq \f(1,2)sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(π,3)))的图象的一条对称轴是( )
A.x=-eq \f(π,2) B.x=eq \f(π,2)
C.x=-eq \f(π,6) D.x=eq \f(π,6)
3.将函数f(x)=2cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(π,6)))图象上所有点的横坐标缩短到原来的eq \f(1,2)倍(纵坐标不变),得到函数y=g(x)的图象,则函数y=g(x)的图象的一个对称中心是( )
A.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,12),0)) B.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,3),0)) C.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(5π,12),0)) D.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2π,3),0))
4.若将函数y=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x-\f(π,4)))的图象上的各点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),再向右平移eq \f(π,6)个单位,则所得函数g(x)图象的一个对称中心为( )
A.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(5π,12),0)) B.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4),0)) C.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,6),0)) D.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,12),0))
5.在函数y=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(4x+\f(2π,3)))的图象的对称中心中,离原点最近的一个中心的坐标是________.
6.同时具有性质“①最小正周期是π;②图象关于直线x=eq \f(π,3)对称;③在eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(-\f(π,6),\f(π,3)))上单调递增”的一个函数是( )
A.y=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(x,2)+\f(π,6))) B.y=cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(π,3)))
C.y=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x-\f(π,6))) D.y=cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x-\f(π,6)))
7.在函数y=2sin(ωx+φ)(ω>0)的一个周期上,当x=eq \f(π,6)时,有最大值2,当x=eq \f(2π,3)时,有最小值-2,则ω=________.
8.已知函数f(x)=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(π,3))),以下命题中为假命题的是( )
A.函数f(x)的图象关于直线x=eq \f(π,12)对称
B.x=-eq \f(π,6)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eq \f(π,3)个单位长度得到
D.函数f(x)在eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(0,\f(π,12)))上是增函数
9.函数f(x)=3sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x-\f(π,3)))的图象为C,则以下结论中正确的是________.(写出所有正确结论的编号)
①图象C关于直线x=eq \f(π,12)对称;②图象C关于点eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2π,3),0))对称;
③函数f(x)在区间eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(π,12),\f(5π,12)))内是增函数;④由y=3sin 2x的图象向右平移eq \f(π,3)个单位长度可以得到图象C.
10.函数f(x)=sin(2x+φ)(-π<φ<0)图象的一条对称轴是直线x=eq \f(π,6),则φ的值为________.
11.函数f(x)=cs(2x+φ)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(|φ|<\f(π,2)))的图象向右平移eq \f(π,6)个单位后得到的函数是奇函数,则函数f(x)的图象( )
A.关于点eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(π,3),0))对称 B.关于直线x=-eq \f(π,6)对称
C.关于点eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,12),0))对称 D.关于直线x=eq \f(π,12)对称
12.已知函数f(x)=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(ωx+\f(π,3)))(ω>0),若feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,6)))=feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,3))),且f(x)在区间eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,6),\f(π,3)))上有最小值,无最大值,则ω=( )
A.eq \f(2,3) B.eq \f(14,3) C.eq \f(26,3) D.eq \f(38,3)
13.已知函数f(x)=eq \f(\r(3),2)sinxcsx+eq \f(1,2)cs2x+1.
(1)求f(x)的振幅、最小正周期及单调增区间;
(2)求f(x)的图象的对称轴方程和对称中心;
(3)求f(x)的最小值及取得最小值时的x的取值集合.
14.已知函数f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0,0≤φ<π)是R上的偶函数,其图象关于点Meq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3π,4),0))对称,且在区间eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(0,\f(π,2)))上是单调函数,求φ和ω的值.
15.将函数f(x)=sin(ωx+φ)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(ω>0,-\f(π,2)<φ<\f(π,2)))图象上每一点的横坐标缩短为原来的一半,纵坐标不变,再向右平移eq \f(π,6)个单位长度得到y=sin x的图象.
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)当x∈[0,3π]时,方程f(x)=m有唯一实数根,求m的取值范围.
16.已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<π),在同一周期内,当x=eq \f(π,12)时,f(x)取得最大值3;当x=eq \f(7,12)π时,f(x)取得最小值-3.
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)求函数f(x)的单调递减区间;
(3)若x∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(-\f(π,3),\f(π,6)))时,函数h(x)=2f(x)+1-m有两个零点,求实数m的取值范围.
17.已知函数f(x)=2cs2ωx-1+2eq \r(3)sin ωxcs ωx(0<ω<1),直线x=eq \f(π,3)是函数f(x)的图象的一条对称轴.
(1)求函数f(x)的单调递增区间;
(2)已知函数y=g(x)的图象是由y=f(x)的图象上各点的横坐标伸长到原来的2倍,然后再向左平移eq \f(2π,3)个单位长度得到的,若geq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2α+\f(π,3)))=eq \f(6,5),α∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(π,2))),求sin α的值.
18.设m为实常数,已知方程eq \r(2)sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(π,4)))=m在开区间(0,2π)内有两相异实根α,β.
(1)求m的取值范围;(2)求α+β的值.
x
-eq \f(π,6)
eq \f(π,3)
eq \f(5π,6)
eq \f(4π,3)
eq \f(11π,6)
eq \f(7π,3)
eq \f(17π,6)
y
-1
1
3
1
-1
1
3
专题61 函数y=Asin(ωx+φ)的性质及应用
知识点一 函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)中,A,ω,φ的物理意义
(1)简谐运动的振幅就是A.
(2)简谐运动的周期T=eq \f(2π,ω).
(3)简谐运动的频率f=eq \f(1,T)=eq \f(ω,2π).
(4)ωx+φ称为相位.
(5) x=0时的相位φ称为初相.
知识点二 函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的性质
题型一 已知函数图象求解析式
1.如图是函数y=Asin(ωx+φ)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(A>0,ω>0,|φ|<\f(π,2)))的图象的一部分,求此函数的解析式.
[解析]解法一:逐一定参法:由图象知A=3,T=eq \f(5π,6)-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(π,6)))=π,∴ω=eq \f(2π,T)=2,∴y=3sin(2x+φ).
∵点eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(π,6),0))在函数图象上,且是上升趋势的零点,∴-eq \f(π,6)×2+φ=2kπ,得φ=eq \f(π,3)+2kπ(k∈Z).
∵|φ|
可得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(\f(πω,3)+φ=π,,\f(5πω,6)+φ=2π,))解得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(ω=2,,φ=\f(π,3).))∴y=3sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(π,3))).
解法三:图象变换法
由A=3,T=π,点eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(π,6),0))在图象上,可知函数图象由y=3sin2x向左平移eq \f(π,6)个单位长度而得,
所以y=3sin2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(π,6))),即y=3sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(π,3))).
2.函数f(x)=sin(ωx+φ)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(ω>0,-\f(π,2)<φ<\f(π,2)))的部分图象如图所示,则φ的值为( )
A.-eq \f(π,3) B.eq \f(π,3) C.-eq \f(π,6) D.eq \f(π,6)
[解析]由图象知T=eq \f(2π,ω)=2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,6)+\f(π,3)))=π,所以ω=2,2×eq \f(π,6)+φ=2kπ(k∈Z),又因为-eq \f(π,2)<φ
3.函数f(x)=Asin(ωx+φ)中A>0,ω>0,|φ|<eq \f(π,2),且图象如图所示,求其解析式.
[解析]法一:(五点作图原理法)由图象知,振幅A=3,T=eq \f(5π,6)-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(π,6)))=π,所以ω=2,又由点eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(π,6),0)),
根据五点作图原理(可判为“五点法”中的第一点)-eq \f(π,6)×2+φ=0得φ=eq \f(π,3),所以f(x)=3sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(π,3))).
法二:(方程法)由图象知,振幅A=3,T=eq \f(5π,6)-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(π,6)))=π,所以ω=2,又图象过点eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(π,6),0)),
所以feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(π,6)))=3sineq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(π,6)))+φ))=0,
所以sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(π,3)+φ))=0,-eq \f(π,3)+φ=kπ(k∈Z),又因为|φ|<eq \f(π,2),所以k=0,φ=eq \f(π,3),所以f(x)=3sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(π,3))).
法三:(变换法)由图象知,振幅A=3,T=eq \f(5π,6)-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(π,6)))=π,所以ω=2,且f(x)=Asin(ωx+φ)是由y=3sin 2x向左平移eq \f(π,6)个单位而得到的,解析式为f(x)=3sineq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(π,6)))))=3sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(π,3))).
4.如图所示为函数y=Asin(ωx+φ)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(A>0,ω>0,0<|φ|<\f(π,2)))的图象的一部分,则函数的一个解析式为( )
A.y=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(10,11)x+\f(π,6))) B.y=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(10,11)x-\f(π,6)))
C.y=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(π,6))) D.y=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x-\f(π,6)))
[解析]由图象知A=2,eq \f(T,2)=eq \f(2π,3)-eq \f(π,6)=eq \f(π,2),∴T=π=eq \f(2π,ω),∴ω=2,
∵图象过eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,6),2)),∴2=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2×\f(π,6)+φ)),∴sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,3)+φ))=1,∴eq \f(π,3)+φ=eq \f(π,2)+2kπ,k∈Z,
∴φ=eq \f(π,6)+2kπ,k∈Z,又∵0<|φ|
A.y=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(π,6))) B.y=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x-\f(π,6))) C.y=cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(4x-\f(π,3))) D.y=cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x-\f(π,6)))
[解析]由图知T=4×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,12)+\f(π,6)))=π,∴ω=eq \f(2π,T)=2.
又x=eq \f(π,12)时,y=1,经验证,可得D项解析式符合题目要求.[答案] D
6.已知函数f(x)=2sin(ωx+φ)的图象如图所示,则feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(7π,12)))等于( )
A.eq \f(1,2) B.0 C.2 D.-2
[解析]解法一:由图可知,eq \f(3,2)T=eq \f(5π,4)-eq \f(π,4)=π,即T=eq \f(2π,3),∴ω=eq \f(2π,T)=3.
∴y=2sin(3x+φ),将eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4),0))代入上式得,sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3π,4)+φ))=0,又eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,4)π,0))是图象上升的趋势的点,
∴eq \f(3π,4)+φ=2kπ,k∈Z,则φ=2kπ-eq \f(3π,4).∴feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(7π,12)))=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(7π,4)+2kπ-\f(3π,4)))=0.
解法二:由图可知,eq \f(3,2)T=eq \f(5π,4)-eq \f(π,4)=π,即T=eq \f(2π,3).
又由正弦图象性质可知,若f(x0)=0,则feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x0+\f(T,2)))=0.∴feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(7π,12)))=feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)+\f(π,3)))=0.[答案] B
7.已知函数f(x)=|Acs(x+φ)+1|eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(A>0,|φ|<\f(π,2)))的部分图象如图所示,则( )
A.A=2,φ=eq \f(π,6) B.A=3,φ=eq \f(π,6) C.A=2,φ=eq \f(π,3) D.A=3,φ=eq \f(π,3)
[解析]由题图知:A=eq \f(3-(-1),2)=2,又f(0)=|2cs φ+1|=2,
所以cs φ=eq \f(1,2)或cs φ=-eq \f(3,2)(舍),因为|φ|
8.已知函数f(x)=Acs(ωx+φ)的图象如图所示,feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2)))=-eq \f(2,3),则f(0)=________.
[解析]由图象可得最小正周期为eq \f(2π,3).所以f(0)=feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2π,3))),注意到eq \f(2π,3)与eq \f(π,2)关于eq \f(7π,12)对称,故feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2π,3)))=-feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2)))=eq \f(2,3).
9.已知函数f(x)=2cs(ωx-φ)(ω>0,φ∈[0,π])的部分图象如图所示.若Aeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2),\r(2))),Beq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3π,2),\r(2))),则f(0)=________.
[解析]由函数图象可知函数f(x)的周期T=eq \f(3π,2)-eq \f(π,2)=π,ω=eq \f(2π,T)=2.又feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2)))=2cs(π-φ)=-2cs φ=eq \r(2),
则cs φ=-eq \f(\r(2),2).因为φ∈[0,π],所以φ=eq \f(3π,4),所以f(x)=2cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x-\f(3π,4))),则f(0)=-eq \r(2).
10.已知函数y=Asin(ωx+φ)+B的一部分图象如图所示,如果A>0,ω>0,|φ|
[解析]由图象可知,A=2,eq \f(1,4)T=eq \f(5π,12)-eq \f(π,6)=eq \f(π,4),T=π,ω=2.因为2×eq \f(π,6)+φ=eq \f(π,2),所以φ=eq \f(π,6),故选C.
11.已知函数f(x)=Acs(ωx+φ)+Beq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(A>0,ω>0,|φ|<\f(π,2)))的部分图象如图所示,则函数f(x)的解析式为( )
A.y=2cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(x,2)-\f(π,4)))+4 B.y=2cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(x,2)+\f(π,4)))+4 C.y=4cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(x,2)-\f(π,4)))+2 D.y=4cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(x,2)+\f(π,4)))+2
[解析]由函数f(x)的最大值和最小值得A+B=6,-A+B=2,所以A=2,B=4,
函数f(x)的周期为eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(π,2)-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(π,2)))))×4=4π,又ω>0,所以ω=eq \f(1,2),又因为点eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2),6))在函数f(x)的图象上
所以6=2cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)×\f(π,2)+φ))+4,所以cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)+φ))=1,
所以eq \f(π,4)+φ=2kπ,k∈Z,所以φ=2kπ-eq \f(π,4),k∈Z,又|φ|<eq \f(π,2)
所以φ=-eq \f(π,4),所以f(x)=2cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)x-\f(π,4)))+4.
12.某函数部分图象如图所示,它的函数的解析式可能是( )
A.y=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(5,6)x+\f(3π,5))) B.y=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(6,5)x-\f(2π,5))) C.y=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(6,5)x+\f(3π,5))) D.y=-cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(5,6)x+\f(3π,5)))
[解析]eq \f(T,4)=eq \f(3π,4)-eq \f(π,3)=eq \f(5π,12),于是eq \f(2π,ω)=eq \f(5π,3),即ω=eq \f(6,5),排除A、D.
不妨令该函数解析式为y=Asin(ωx+φ),由题图知A=1,于是eq \f(6,5)·eq \f(π,3)+φ=2kπ+π(k∈Z),
所以φ=2kπ+eq \f(3π,5)(k∈Z),所以φ可以是eq \f(3π,5),故选C.
13.函数f(x)=Asin(ωx+φ)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(A>0,ω>0,|φ|<\f(π,2)))的部分图象如图所示,则f(x)的解析式为______________.
[解析]由题图得A=2,eq \f(T,2)=eq \f(π,3)-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(π,6)))=eq \f(π,2),即T=π.由ω>0,T=eq \f(2π,ω)=π得ω=2.
又当x=eq \f(π,3)时,ωx+φ=eq \f(π,2)+2kπ(k∈Z),即2×eq \f(π,3)+φ=eq \f(π,2)+2kπ(k∈Z),所以φ=2kπ-eq \f(π,6)(k∈Z),又|φ|
14.下图是函数y=Asin(ωx+φ)(x∈R)在区间eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(-\f(π,6),\f(5π,6)))上的图象.为了得到这个函数的图象,只要将y=sinx(x∈R)的图象上所有的点( )
A.向左平移eq \f(π,3)个单位长度,再把所得各点的横坐标缩短到原来的eq \f(1,2)倍,纵坐标不变
B.向左平移eq \f(π,3)个单位长度,再把所得各点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变
C.向左平移eq \f(π,6)个单位长度,再把所得各点的横坐标缩短到原来的eq \f(1,2)倍,纵坐标不变
D.向左平移eq \f(π,6)个单位长度,再把所得各点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变
[解析] 由图象可知A=1,T=eq \f(5π,6)-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(π,6)))=π,∴ω=eq \f(2π,T)=2.∵图象过点eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,3),0)),
∴sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2π,3)+φ))=0,∴eq \f(2π,3)+φ=π+2kπ,k∈Z,∴φ=eq \f(π,3)+2kπ,k∈Z.∴y=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(π,3)+2kπ))=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(π,3))).
故将函数y=sinx先向左平移eq \f(π,3)个单位长度后,再把所得各点的横坐标缩短到原来的eq \f(1,2),纵坐标不变,可得原函数的图象.[答案] A
15.已知函数f(x)=sin(ωx+φ)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(ω>0,-\f(π,2)≤φ≤\f(π,2)))的图象上相邻的最高点和最低点的距离为2eq \r(2),且过点eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2,-\f(1,2))),则函数解析式为f(x)=______________.
[解析]由函数图象上相邻最高点和最低点距离为2eq \r(2),得 eq \r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(T,2)))2+1+12)=2eq \r(2).
解得T=4,∴ω=eq \f(2π,T)=eq \f(π,2),∴f(x)=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(πx,2)+φ)).
又∵函数图象过点eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2,-\f(1,2))),∴f(2)=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2)×2+φ))=-sinφ=-eq \f(1,2).
又∵-eq \f(π,2)≤φ≤eq \f(π,2),∴φ=eq \f(π,6),∴f(x)=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(πx,2)+\f(π,6))).
16.已知函数y=Asin(ωx+φ)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(A>0,ω>0,0<φ <\f(π,2)))的最小值是-5,图象上相邻两个最高点与最低点的横坐标相差eq \f(π,4),且图象经过点eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(5,2))),求这个函数的解析式.
[解析]由题意知A=5,eq \f(T,2)=eq \f(π,4),所以T=eq \f(π,2)=eq \f(2π,ω),所以ω=4,所以y=5sin(4x+φ).
又因为图象经过点eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(5,2))),所以eq \f(5,2)=5sin φ,
即sin φ=eq \f(1,2),所以φ=eq \f(π,6)+2kπ(k∈Z)或φ=eq \f(5π,6)+2kπ(k∈Z),又因为0<φ
17.已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(A>0,ω>0,|φ|<\f(π,2)))的一个对称中心到相邻对称轴的距离为eq \f(π,4),且图象上有一个最低点为Meq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(7π,12),-3)).
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)求函数f(x)在[0,π]上的单调递增区间.
[解析] (1)由函数f(x)的一个对称中心到相邻对称轴的距离为eq \f(π,4),可知函数f(x)的周期为π,所以ω=eq \f(2π,π)=2.
又函数f(x)图象上有一个最低点为Meq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(7π,12),-3)),|φ|
(2)由2kπ-eq \f(π,2)≤2x+eq \f(π,3)≤2kπ+eq \f(π,2),k∈Z, 可得kπ-eq \f(5π,12)≤x≤kπ+eq \f(π,12),k∈Z,
又x∈[0,π],则可得单调递增区间为eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(0,\f(π,12))),eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(7π,12),π)).
18.已知定义在(-∞,+∞)上的函数f(x),对任意x∈R,恒有feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(π,2)))=-f(x)成立.
(1)求证:函数f(x)是周期函数,并求出它的最小正周期;
(2)若函数f(x)=Asin(ωx+φ)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(A>0,ω>0,0<φ<\f(π,2)))
在一个周期内的图象如图所示,求出f(x)的解析式,并写出它的对称轴方程.
[解析] (1)因为feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(π,2)))=-f(x),所以feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(π,2)+\f(π,2)))=-feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(π,2)))=-[-f(x)]=f(x),
所以f(x)是周期函数,它的最小正周期为π.
(2)由(1)知f(x)的最小正周期为π,ω>0,所以eq \f(2π,ω)=π,所以ω=2.
由题中图象知A=2,所以f(x)=2sin(2x+φ).
又2×eq \f(π,3)+φ=π,所以φ=eq \f(π,3),所以f(x)=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(π,3))).由2x+eq \f(π,3)=kπ+eq \f(π,2)(k∈Z),得x=eq \f(kπ,2)+eq \f(π,12)(k∈Z),
所以它的对称轴方程为x=eq \f(kπ,2)+eq \f(π,12)(k∈Z).
19.已知函数f(x)=Asin(ωx+φ),x∈Req \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(其中A>0,ω>0,0<φ<\f(π,2)))的图象与x轴的交点中,相邻两个交点的距离为eq \f(π,2),且图象上一个最低点为Meq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2π,3),-2)),求f(x)的解析式.
[解析]由最低点Meq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2π,3),-2)),得A=2.
在x轴上两相邻交点之间的距离为eq \f(π,2),故eq \f(T,2)=eq \f(π,2),即T=π,ω=eq \f(2π,T)=eq \f(2π,π)=2.
由点Meq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2π,3),-2))在图象上得2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2×\f(2π,3)+φ))=-2,即sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(4π,3)+φ))=-1,故eq \f(4π,3)+φ=2kπ-eq \f(π,2)(k∈Z),
∴φ=2kπ-eq \f(11π,6)(k∈Z).又φ∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(π,2))),∴φ=eq \f(π,6).故f(x)=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(π,6))).
20.已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<eq \f(π,2))的部分图象如图所示.
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)如何由函数y=sin x的图象通过相应的平移与伸缩变换得到函数f(x)的图象,写出变换过程.
[解析] (1)由图象知A=1.f(x)的最小正周期T=4×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(5π,12)-\f(π,6)))=π,故ω=eq \f(2π,T)=2,
将点eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,6),1))代入f(x)的解析式得sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,3)+φ))=1,
又|φ|<eq \f(π,2),∴φ=eq \f(π,6).故函数f(x)的解析式为f(x)=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(π,6))).
(2)变换过程如下:y=sin x图象上的eq \(――――――――――――――――→,\s\up15(所有点的横坐标缩小为原来1/2倍),\s\d15(纵坐标不变))y=sin 2x的图象,
再把y=sin 2x的图象,向左平移eq \f(π,12)个单位y=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(π,6)))的图象.
21.函数f(x)=Asin(ωx+φ)
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(A>0,ω>0,-\f(π,2)<φ<\f(π,2)))的部分图象如图所示.
(1)求函数y=f(x)的解析式;
(2)当x∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(-π,-\f(π,6)))时,求f(x)的取值范围.
[解析] (1)由函数图象得A=1,eq \f(T,4)=eq \f(2π,3)-eq \f(π,6)=eq \f(π,2),所以T=2π,则ω=1.
将点eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,6),1))代入得sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,6)+φ))=1,而-eq \f(π,2)<φ
22.函数f(x)=Asin(ωx+φ)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(ω>0,A>0,|φ|<\f(π,2)))的图象如图所示.
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)求函数y=f(x)在eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(-\f(π,4),\f(π,6)))上的值域.
[解析] (1)由图象可知A=1,eq \f(T,4)=eq \f(2π,4ω)=eq \f(7π,12)-eq \f(π,3)=eq \f(π,4),所以ω=2.
又由图象知2·eq \f(π,3)+φ=2kπ+π,k∈Z,
所以φ=2kπ+eq \f(π,3),k∈Z,又|φ|
所以f(x)=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(π,3)))∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(-\f(1,2),1)),所以函数f(x)的值域为eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(-\f(1,2),1)).
23.如图为函数f(x)=Asin(ωx+φ)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(A>0,ω>0,|φ|<\f(π,2)))的一个周期内的图象.
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)求函数f(x)在x∈[-1,2]的值域.
[解析] (1)由题图,知A=2,T=7-(-1)=8,所以ω=eq \f(2π,T)=eq \f(2π,8)=eq \f(π,4),
所以f(x)=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)x+φ)).将点(-1,0)代入,得0=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(π,4)+φ)).因为|φ|<eq \f(π,2),所以φ=eq \f(π,4),
所以f(x)=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)x+\f(π,4))).
(2)因为-1≤x≤2,所以0≤eq \f(π,4)x+eq \f(π,4)≤eq \f(3,4)π,所以0≤sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)x+\f(π,4)))≤1,所以0≤2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)x+\f(π,4)))≤2.
所以函数f(x)的值域为[0,2].
24.函数f(x)=Asin(ωx+φ)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(A>0,ω>0,|φ|<\f(π,2)))的一段图象如图所示.
(1)求f(x)的解析式;
(2)把f(x)的图象向左至少平移多少个单位长度,才能使得到的图象对应的函数为偶函数?
[解析] (1)A=3,eq \f(2π,ω)=eq \f(4,3)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(4π-\f(π,4)))=5π,ω=eq \f(2,5).
由f(x)=3sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2,5)x+φ))过eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4),0)),得sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,10)+φ))=0.
又∵|φ|
知eq \f(2m,5)-eq \f(π,10)=kπ+eq \f(π,2),即m=eq \f(5,2)kπ+eq \f(3π,2),k∈Z∵m>0,∴mmin=eq \f(3π,2).
故把f(x)的图象向左至少平移eq \f(3π,2)个单位长度,才能使得到的图象对应的函数是偶函数.
25.已知曲线y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)上的一个最高点的坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2),\r(2))),由此点到相邻最低点间的曲线与x轴交于点eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3π,2),0)),若φ∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(π,2),\f(π,2))).
(1)试求这条曲线的函数解析式;
(2)写出函数的单调区间.
[解析] (1)依题意,得A=eq \r(2),T=4×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3π,2)-\f(π,2)))=4π,
∵T=eq \f(2π,|ω|)=4π,ω>0,∴ω=eq \f(1,2).∴y=eq \r(2)sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)x+φ)).∵曲线上的最高点为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2),\r(2))),
∴sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)×\f(π,2)+φ))=1.∴φ+eq \f(π,4)=2kπ+eq \f(π,2),k∈Z.∵-eq \f(π,2)<φ<eq \f(π,2),∴φ=eq \f(π,4).∴y=eq \r(2)sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)x+\f(π,4))).
(2)令2kπ-eq \f(π,2)≤eq \f(1,2)x+eq \f(π,4)≤2kπ+eq \f(π,2),k∈Z,∴4kπ-eq \f(3π,2)≤x≤4kπ+eq \f(π,2),k∈Z.
∴函数f(x)的单调递增区间为eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(4kπ-\f(3π,2),4kπ+\f(π,2)))(k∈Z).
令2kπ+eq \f(π,2)≤eq \f(1,2)x+eq \f(π,4)≤eq \f(3π,2)+2kπ,k∈Z,∴4kπ+eq \f(π,2)≤x≤4kπ+eq \f(5π,2),k∈Z.
∴函数f(x)的单调递减区间为eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(4kπ+\f(π,2),4kπ+\f(5π,2)))(k∈Z).
26.如图为函数f(x)=Asin(ωx+φ)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(A>0,ω>0,|φ|<\f(π,2)))的一个周期内的图象.
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)若g(x)的图象与f(x)的图象关于直线x=2对称,求函数g(x)的解析式及g(x)的最小正周期.
[解析] (1)由图,知A=2,T=7-(-1)=8,∴ω=eq \f(2π,T)=eq \f(2π,8)=eq \f(π,4),∴f(x)=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)x+φ)).
将点(-1,0)代入,得0=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(π,4)+φ)).∵|φ|<eq \f(π,2),∴φ=eq \f(π,4),∴f(x)=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)x+\f(π,4))).
(2)作出与f(x)的图象关于直线x=2对称的图象(图略),可以看出g(x)的图象相当于将f(x)的图象向右平移2个单位长度得到的,∴g(x)=2sineq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(π,4)x-2+\f(π,4)))=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4)x-\f(π,4))),
∴g(x)的最小正周期为eq \f(2π,\f(π,4))=8.
27.已知函数f(x)=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(ωx+φ-\f(π,6)))+1(ω>0,0<φ<π)
为偶函数,且函数f(x)的图象的两相邻对称轴间的距离为eq \f(π,2).
(1)求feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,8)))的值;
(2)将函数f(x)的图象向右平移eq \f(π,6)个单位长度后,再将得到的图象上各点的横坐标伸长为原来的4倍,纵坐标不变,得到函数g(x)的图象,求函数g(x)的单调递减区间.
[解析] (1)∵f(x)为偶函数,∴φ-eq \f(π,6)=kπ+eq \f(π,2)(k∈Z),∴φ=kπ+eq \f(2π,3)(k∈Z).
又0<φ<π,∴φ=eq \f(2π,3),∴f(x)=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(ωx+\f(π,2)))+1=2cs ωx+1.
又函数f(x)的图象的两相邻对称轴间的距离为eq \f(π,2),∴T=eq \f(2π,ω)=2×eq \f(π,2),∴ω=2,∴f(x)=2cs 2x+1,
∴feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,8)))=2cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2×\f(π,8)))+1=eq \r(2)+1.
(2)将f(x)的图象向右平移eq \f(π,6)个单位长度后,得到函数feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(π,6)))的图象,再将所得图象上各点的横坐标伸长为原来的4倍,纵坐标不变,得到feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(x,4)-\f(π,6)))的图象,
所以g(x)=feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(x,4)-\f(π,6)))=2cs eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(x,4)-\f(π,6)))))+1=2cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(x,2)-\f(π,3)))+1.
当2kπ≤eq \f(x,2)-eq \f(π,3)≤2kπ+π(k∈Z),即4kπ+eq \f(2π,3)≤x≤4kπ+eq \f(8π,3)(k∈Z)时,g(x)单调递减.
∴函数g(x)的单调递减区间是eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(4kπ+\f(2π,3),4kπ+\f(8π,3)))(k∈Z).
28.已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)+B(A>0,ω>0,|φ|<eq \f(π,2))的一系列对应值如下表:
(1)根据表格提供的数据求函数f(x)的一个解析式;
(2)根据(1)的结果,若函数y=f(kx)(k>0)的最小正周期为eq \f(2π,3),当x∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(0,\f(π,3)))时,方程f(kx)=m恰有两个不同的实数解,求实数m的取值范围.
[解析] (1)设f(x)的最小正周期为T,则T=eq \f(11π,6)-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(π,6)))=2π,由T=eq \f(2π,ω),得ω=1,又eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(B+A=3,,B-A=-1,))
解得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(A=2,,B=1,))令ω·eq \f(5π,6)+φ=eq \f(π,2),即eq \f(5π,6)+φ=eq \f(π,2),解得φ=-eq \f(π,3),∴f(x)=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(π,3)))+1.(答案不唯一)
(2)∵函数y=f(kx)=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(kx-\f(π,3)))+1的最小正周期为eq \f(2π,3),且k>0,∴k=3.令t=3x-eq \f(π,3),∵x∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(0,\f(π,3))),
∴t∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(-\f(π,3),\f(2π,3))),如图所示,
当sin t=s在eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(-\f(π,3),\f(2π,3)))上有两个不同的实数解时,s∈eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(\r(3),2),1)),∴当x∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(0,\f(π,3)))时,由方程f(kx)=m恰有两个不同的实数解得m∈[eq \r(3)+1,3),即实数m的取值范围是[eq \r(3)+1,3).
题型二 三角函数图象与性质的综合应用
1.函数y=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)x+\f(π,6)))的对称中心是___________,对称轴方程是__________________.
[解析] 函数的对称中心:eq \f(1,2)x+eq \f(π,6)=kπ,k∈Z,∴x=2kπ-eq \f(π,3),k∈Z,即eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2kπ-\f(π,3),0))(k∈Z),
对称轴方程:eq \f(1,2)x+eq \f(π,6)=kπ+eq \f(π,2),k∈Z,∴x=2kπ+eq \f(2π,3),k∈Z.
2.函数y=eq \f(1,2)sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(π,3)))的图象的一条对称轴是( )
A.x=-eq \f(π,2) B.x=eq \f(π,2)
C.x=-eq \f(π,6) D.x=eq \f(π,6)
[解析]∵x-eq \f(π,3)=kπ+eq \f(π,2),k∈Z,∴x=kπ+eq \f(5π,6),k∈Z,令k=-1,得x=-eq \f(π,6).
3.将函数f(x)=2cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(π,6)))图象上所有点的横坐标缩短到原来的eq \f(1,2)倍(纵坐标不变),得到函数y=g(x)的图象,则函数y=g(x)的图象的一个对称中心是( )
A.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,12),0)) B.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,3),0)) C.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(5π,12),0)) D.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2π,3),0))
[解析]由题意g(x)=2cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(π,6))),令2x+eq \f(π,6)=eq \f(π,2)+kπ,k∈Z,
解得x=eq \f(π,6)+eq \f(kπ,2),k∈Z,当k=1时,x=eq \f(2π,3),故函数y=g(x)的图象的一个对称中心是eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2π,3),0)).
4.若将函数y=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x-\f(π,4)))的图象上的各点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),再向右平移eq \f(π,6)个单位,则所得函数g(x)图象的一个对称中心为( )
A.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(5π,12),0)) B.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,4),0)) C.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,6),0)) D.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,12),0))
[解析]将y=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x-\f(π,4)))的图象上各点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),
可以得到y=sineq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)x))-\f(π,4)))=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(π,4)))的图象,再向右平移eq \f(π,6)个单位可以得到y=sineq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(π,6)))-\f(π,4)))=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(5π,12)))的图象,因此,g(x)=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(5π,12))),由geq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(5π,12)))=sin 0=0,选项A正确.
5.在函数y=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(4x+\f(2π,3)))的图象的对称中心中,离原点最近的一个中心的坐标是________.
[解析] 设4x+eq \f(2π,3)=kπ(k∈Z),得x=eq \f(kπ,4)-eq \f(π,6)(k∈Z),
∴函数y=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(4x+\f(2π,3)))图象的对称中心坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(kπ,4)-\f(π,6),0))(k∈Z).取k=1得eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,12),0))满足条件.
6.同时具有性质“①最小正周期是π;②图象关于直线x=eq \f(π,3)对称;③在eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(-\f(π,6),\f(π,3)))上单调递增”的一个函数是( )
A.y=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(x,2)+\f(π,6))) B.y=cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(π,3)))
C.y=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x-\f(π,6))) D.y=cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x-\f(π,6)))
[解析] 由①知T=π=eq \f(2π,ω),ω=2,排除A.由②③知x=eq \f(π,3)时,f(x)取最大值,验证知只有C符合要求.
7.在函数y=2sin(ωx+φ)(ω>0)的一个周期上,当x=eq \f(π,6)时,有最大值2,当x=eq \f(2π,3)时,有最小值-2,则ω=________.
[解析]依题意知eq \f(T,2)=eq \f(2π,3)-eq \f(π,6)=eq \f(π,2),所以T=π,又T=eq \f(2π,ω)=π,得ω=2.
8.已知函数f(x)=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(π,3))),以下命题中为假命题的是( )
A.函数f(x)的图象关于直线x=eq \f(π,12)对称
B.x=-eq \f(π,6)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eq \f(π,3)个单位长度得到
D.函数f(x)在eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(0,\f(π,12)))上是增函数
[解析]令2x+eq \f(π,3)=kπ+eq \f(π,2)(k∈Z),当k=0时,x=eq \f(π,12),即函数f(x)的图象关于直线x=eq \f(π,12)对称,选项A正确;
令2x+eq \f(π,3)=kπ(k∈Z),当k=0时,x=-eq \f(π,6),即x=-eq \f(π,6)是函数f(x)的一个零点,选项B正确;2x+eq \f(π,3)=2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(π,6))),故函数f(x)的图象可由g(x)=sin 2x的图象向左平移eq \f(π,6)个单位长度得到,选项C错误;若x∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(0,\f(π,12))),
则2x+eq \f(π,3)∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(π,3),\f(π,2))),故f(x)在eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(0,\f(π,12)))上是增函数,选项D正确.故选C.
9.函数f(x)=3sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x-\f(π,3)))的图象为C,则以下结论中正确的是________.(写出所有正确结论的编号)
①图象C关于直线x=eq \f(π,12)对称;②图象C关于点eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2π,3),0))对称;
③函数f(x)在区间eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(π,12),\f(5π,12)))内是增函数;④由y=3sin 2x的图象向右平移eq \f(π,3)个单位长度可以得到图象C.
[解析] feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,12)))=3sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2×\f(π,12)-\f(π,3)))=3sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(π,6)))=-eq \f(3,2).feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2,3)π))=3sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(4,3)π-\f(π,3)))=0,故①错,②正确.
令-eq \f(π,2)+2kπ≤2x-eq \f(π,3)≤eq \f(π,2)+2kπ,k∈Z,解得-eq \f(π,12)+kπ≤x≤eq \f(5,12)π+kπ,k∈Z,故③正确.
函数y=3sin 2x的图象向右平移eq \f(π,3)个单位长度,得到函数y=3sin 2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-\f(π,3)))=3sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x-\f(2,3)π))的图象,故④错.
10.函数f(x)=sin(2x+φ)(-π<φ<0)图象的一条对称轴是直线x=eq \f(π,6),则φ的值为________.
[解析]由题意知2×eq \f(π,6)+φ=eq \f(π,2)+kπ,k∈Z,所以φ=eq \f(π,6)+kπ,k∈Z,又-π<φ<0,所以φ=-eq \f(5,6)π.
11.函数f(x)=cs(2x+φ)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(|φ|<\f(π,2)))的图象向右平移eq \f(π,6)个单位后得到的函数是奇函数,则函数f(x)的图象( )
A.关于点eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(π,3),0))对称 B.关于直线x=-eq \f(π,6)对称
C.关于点eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,12),0))对称 D.关于直线x=eq \f(π,12)对称
[解析]将函数f(x)=cs(2x+φ)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(|φ|<\f(π,2)))的图象向右平移eq \f(π,6)个单位后,可得y=cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x-\f(π,3)+φ))的图象,根据得到的函数是奇函数,可得-eq \f(π,3)+φ=kπ+eq \f(π,2),k∈Z,又|φ|
令x=-eq \f(π,6),求得f(x)=cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(π,2)))=0,故排除B;令x=eq \f(π,12),求得f(x)=cs 0=1,为函数的最大值,排除C,选D.
12.已知函数f(x)=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(ωx+\f(π,3)))(ω>0),若feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,6)))=feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,3))),且f(x)在区间eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,6),\f(π,3)))上有最小值,无最大值,则ω=( )
A.eq \f(2,3) B.eq \f(14,3) C.eq \f(26,3) D.eq \f(38,3)
[解析]因为feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,6)))=feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,3))),所以直线x=eq \f(\f(π,6)+\f(π,3),2)=eq \f(π,4)是函数f(x)图象的一条对称轴,
又因为f(x)在区间eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,6),\f(π,3)))上有最小值,无最大值,所以当x=eq \f(π,4)时,f(x)取得最小值.
所以eq \f(π,4)ω+eq \f(π,3)=2kπ-eq \f(π,2),k∈Z,解得ω=8k-eq \f(10,3),(k∈Z)
又因为T=eq \f(2π,ω)≥eq \f(π,3)-eq \f(π,6)=eq \f(π,6),所以ω≤12,又因为ω>0,所以k=1,即ω=8-eq \f(10,3)=eq \f(14,3).
13.已知函数f(x)=eq \f(\r(3),2)sinxcsx+eq \f(1,2)cs2x+1.
(1)求f(x)的振幅、最小正周期及单调增区间;
(2)求f(x)的图象的对称轴方程和对称中心;
(3)求f(x)的最小值及取得最小值时的x的取值集合.
[解析] (1)f(x)=eq \f(\r(3),4)sin2x+eq \f(cs2x+1,4)+1=eq \f(\r(3),4)sin2x+eq \f(1,4)cs2x+eq \f(5,4)=eq \f(1,2)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(\r(3),2)sin2x+\f(1,2)cs2x))+eq \f(5,4)=eq \f(1,2)sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(π,6)))+eq \f(5,4).
所以函数f(x)的振幅为eq \f(1,2),最小正周期T=eq \f(2π,2)=π.由2kπ-eq \f(π,2)≤2x+eq \f(π,6)≤2kπ+eq \f(π,2)(k∈Z)得kπ-eq \f(π,3)≤x≤kπ+eq \f(π,6)(k∈Z),f(x)的单调增区间为eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(kπ-\f(π,3),kπ+\f(π,6)))(k∈Z).
(2)令2x+eq \f(π,6)=kπ+eq \f(π,2)(k∈Z),得x=eq \f(kπ,2)+eq \f(π,6)(k∈Z),所以对称轴方程为x=eq \f(kπ,2)+eq \f(π,6)(k∈Z).
令2x+eq \f(π,6)=kπ(k∈Z),得x=eq \f(kπ,2)-eq \f(π,12)(k∈Z),所以对称中心为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(kπ,2)-\f(π,12),\f(5,4)))(k∈Z).
(3)当sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(π,6)))=-1,即2x+eq \f(π,6)=-eq \f(π,2)+2kπ(k∈Z),
所以x=-eq \f(π,3)+kπ(k∈Z)时,f(x)的最小值为eq \f(3,4),此时x的取值集合是eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(x\b\lc\|\rc\ (\a\vs4\al\c1(x=-\f(π,3)+kπ,k∈Z)))).
14.已知函数f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0,0≤φ<π)是R上的偶函数,其图象关于点Meq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3π,4),0))对称,且在区间eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(0,\f(π,2)))上是单调函数,求φ和ω的值.
[解析]由f(x)是偶函数,得f(-x)=f(x),即函数f(x)的图象关于y轴对称,
∴f(x)在x=0时取得最值,即sin φ=1或-1.依题设0≤φ<π,∴解得φ=eq \f(π,2).
由f(x)的图象关于点M对称,可知sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3π,4)ω+\f(π,2)))=0,即eq \f(3π,4)ω+eq \f(π,2)=kπ,解得ω=eq \f(4k,3)-eq \f(2,3),k∈Z.
又f(x)在eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(0,\f(π,2)))上是单调函数,所以T≥π,即eq \f(2π,ω)≥π.∴ω≤2,又ω>0,
∴k=1时,ω=eq \f(2,3);k=2时,ω=2.故φ=eq \f(π,2),ω=2或eq \f(2,3).
15.将函数f(x)=sin(ωx+φ)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(ω>0,-\f(π,2)<φ<\f(π,2)))图象上每一点的横坐标缩短为原来的一半,纵坐标不变,再向右平移eq \f(π,6)个单位长度得到y=sin x的图象.
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)当x∈[0,3π]时,方程f(x)=m有唯一实数根,求m的取值范围.
[解析] (1)将y=sin x的图象向左平移eq \f(π,6)个单位长度得到y=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(π,6)))的图象,保持纵坐标不变,横坐标变为原来的2倍,可得y=f(x)=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)x+\f(π,6)))的图象.
(2)因为x∈[0,3π],所以eq \f(1,2)x+eq \f(π,6)∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(π,6),\f(5π,3))),
sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)x+\f(π,6)))∈[-1,1],因为当x∈[0,3π]时,方程f(x)=m有唯一实数根,
所以函数f(x)的图象和直线y=m只有一个交点,如图所示:
故方程f(x)=m有唯一实数根m的取值范围为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(\r(3),2),\f(1,2)))∪{1,-1}.
16.已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<π),在同一周期内,当x=eq \f(π,12)时,f(x)取得最大值3;当x=eq \f(7,12)π时,f(x)取得最小值-3.
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)求函数f(x)的单调递减区间;
(3)若x∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(-\f(π,3),\f(π,6)))时,函数h(x)=2f(x)+1-m有两个零点,求实数m的取值范围.
[解析] (1)由题意,易知A=3,T=2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(7,12)π-\f(π,12)))=π,∴ω=eq \f(2π,T)=2.由2×eq \f(π,12)+φ=eq \f(π,2)+2kπ,k∈Z,
得φ=eq \f(π,3)+2kπ,k∈Z.又∵-π<φ<π,∴φ=eq \f(π,3),∴f(x)=3sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(π,3))).
(2)由eq \f(π,2)+2kπ≤2x+eq \f(π,3)≤eq \f(3π,2)+2kπ,k∈Z,得eq \f(π,12)+kπ≤x≤eq \f(7π,12)+kπ,k∈Z,
∴函数f(x)的单调递减区间为eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(π,12)+kπ,\f(7π,12)+kπ)),k∈Z.
(3)由题意知,方程sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(π,3)))=eq \f(m-1,6)在区间eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(-\f(π,3),\f(π,6)))上有两个实根.
∵x∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(-\f(π,3),\f(π,6))),∴2x+eq \f(π,3)∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(-\f(π,3),\f(2π,3))),∴sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(π,3)))∈eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(\r(3),2),1)),∴eq \f(m-1,6)∈eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(\r(3),2),1)),∴m∈[1+3eq \r(3),7).
17.已知函数f(x)=2cs2ωx-1+2eq \r(3)sin ωxcs ωx(0<ω<1),直线x=eq \f(π,3)是函数f(x)的图象的一条对称轴.
(1)求函数f(x)的单调递增区间;
(2)已知函数y=g(x)的图象是由y=f(x)的图象上各点的横坐标伸长到原来的2倍,然后再向左平移eq \f(2π,3)个单位长度得到的,若geq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2α+\f(π,3)))=eq \f(6,5),α∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(π,2))),求sin α的值.
[解析] (1)f(x)=cs 2ωx+eq \r(3)sin 2ωx=2sin2ωx+eq \f(π,6),
由于直线x=eq \f(π,3)是函数f(x)=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2ωx+\f(π,6)))的图象的一条对称轴,所以eq \f(2π,3)ω+eq \f(π,6)=kπ+eq \f(π,2)(k∈Z),
解得ω=eq \f(3,2)k+eq \f(1,2)(k∈Z),又0<ω<1,所以ω=eq \f(1,2),所以f(x)=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(π,6))).
由2kπ-eq \f(π,2)≤x+eq \f(π,6)≤2kπ+eq \f(π,2)(k∈Z),得2kπ-eq \f(2π,3)≤x≤2kπ+eq \f(π,3)(k∈Z),
所以函数f(x)的单调递增区间为[2kπ-eq \f(2π,3),2kπ+eq \f(π,3)](k∈Z).
(2)由题意可得g(x)=2sineq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(1,2)\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(2π,3)))+\f(π,6))),即g(x)=2cseq \f(x,2),
由geq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2α+\f(π,3)))=2cseq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(1,2)\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2α+\f(π,3)))))=2cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α+\f(π,6)))=eq \f(6,5),得cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α+\f(π,6)))=eq \f(3,5),
又α∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(π,2))),故eq \f(π,6)<α+eq \f(π,6)<eq \f(2π,3),所以sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α+\f(π,6)))=eq \f(4,5),
所以sin α=sineq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α+\f(π,6)))-\f(π,6)))=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α+\f(π,6)))·cseq \f(π,6)-cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α+\f(π,6)))·sineq \f(π,6)=eq \f(4,5)×eq \f(\r(3),2)-eq \f(3,5)×eq \f(1,2)=eq \f(4\r(3)-3,10).
18.设m为实常数,已知方程eq \r(2)sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(π,4)))=m在开区间(0,2π)内有两相异实根α,β.
(1)求m的取值范围;(2)求α+β的值.
[解析]作出函数y=eq \r(2)sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(π,4)))在区间(0,2π)上的图象如图所示.
(1)若方程eq \r(2)sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(π,4)))=m在区间(0,2π)内有两相异实根α,β,则y=eq \r(2)sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(π,4)))的图象与y=m有两个相异的交点.观察图象知,当-eq \r(2)<m<eq \r(2)且m≠1时有两个相异的交点,即方程eq \r(2)sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(π,4)))=m在区间(0,2π)内有两个相异实根,故实数m的取值范围为(-eq \r(2),1)∪(1,eq \r(2)).
(2)当m∈(-eq \r(2),1)时,由图象易知两交点关于直线x=eq \f(5π,4)对称,∴eq \f(α+β,2)=eq \f(5π,4),α+β=eq \f(5π,2).
当m∈(1,eq \r(2))时,由图象易知两交点关于直线x=eq \f(π,4)对称,∴eq \f(α+β,2)=eq \f(π,4),α+β=eq \f(π,2),故α+β的值为eq \f(5π,2)或eq \f(π,2).
x
-eq \f(π,6)
eq \f(π,3)
eq \f(5π,6)
eq \f(4π,3)
eq \f(11π,6)
eq \f(7π,3)
eq \f(17π,6)
y
-1
1
3
1
-1
1
3
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