内容正文:
课时冲关26 三角函数的图象与性质
对应学生用书 P244
[基础巩固练]
1.已知函数f(x)=sin(ω>0)的最小正周期为π,则f=( )
A.1 B. C.-1 D.-
解析:A [由题设知=π,所以ω=2,f(x)=sin,所以f=sin=sin =1.]
2.(2023·上海卷)已知a∈R,记y=sin x在[a,2a]的最小值为sa,在[2a,3a]的最小值为ta,则下列情况不可能的是( )
A.sa>0,ta>0 B.sa<0,ta<0
C.sa>0,ta<0 D.sa<0,ta>0
解析:D [由给定区间可知,a>0.
区间[a,2a]与区间[2a,3a]相邻,且区间长度相同.
取a=,则[a,2a]=,区间[2a,3a]=,可知sa>0,ta>0,故A可能;
取a=,则[a,2a]=,区间[2a,3a]=,可知sa>0,ta<0,故C可能;
取a=,则[a,2a]=,区间[2a,3a]=,可知sa<0,ta<0,故B可能.
结合选项可得,不可能的是sa<0,ta>0.]
3.(2024·成都石室中学模拟)函数f(x)=
2sinsin图象的对称轴可以是( )
A.直线x= B.直线x=
C.直线x= D.直线x=
解析:A [f(x)=2sin
sin=2cossin
=sin,令2x+=+kπ(k∈Z),解得x=-+(k∈Z),所以f(x)的对称轴为直线x=-+(k∈Z),当k=1时,x=.]
4.(2024·长沙湘府中学校考)若α∈,则sin α,cos α,tan α的大小顺序是( )
A.cos α<tan α<sin α B.tan α<cos α<sin α
C.cos α<sin α<tan α D.sin α<cos α<tan α
解析:C [当α∈,<sin α<1,0<cos α<,tan α>1,则0<cos α<<sin α<1<tan α,则cos α<sin α<tan α.]
5.(多选)(2024·山东日照高三统考期中)已知f(x)=cos(sin x),则下列选项中正确的是( )
A.f(x)=f(x+π)
B.f(x)关于x=π轴对称
C.f(x)关于中心对称
D.f(x)的值域为[-1,1]
解析:AB [A中,因为f(x)=cos(sin x),所以f(x+π)=cos[sin(x+π)]=cos(-sin x)=
cos(sin x)=f(x),所以A正确;B中,由A可得f(x+π)=f(x),f(-x+π)=cos[sin(-x+π)]=cos(sin x)=f(x),所以f(x+π)=f(-x+π),所以可得x=π是函数的对称轴,所以B正确;C中,因为f=cos=cos(cos x),而f
=cos=cos(cos x)=f,所以对称轴为x=,所以C不正确;D中,因为sin x∈[-1,1],所以f(x)∈[cos(sin 1),1],所以D不正确.]
6.(2024·江苏苏州高三统考期末)若函数f(x)=asin x+cos x的图象关于直线x=对称,则a=___________.
解析:因为函数f(x)=asin x+cos x的图象关于直线x=对称,
所以函数f(x)=asin x+cos x在x=时取得最值,
所以,结合辅助角公式得:f=±,即a+=±,
整理得:3a2-2a+1=(a-1)2=0,解得a=.
答案:
7.(2024·聊城一模)若f(x)=2sin(x+φ)-cos x为奇函数,则φ=________.(填写符合要求的一个值)
解析:f(x)=2sin(x+φ)-cos x=2(sin xcos φ+cos xsin φ)-cos x=2cos φsin x+(2sin φ-1)cos x,因为f(x)为奇函数,且y=sin x为奇函数,y=cos x为偶函数,所以2sin φ-1=0,即sin φ=,所以φ=2kπ+或φ=2kπ+,k∈Z,所以φ的值可以是(答案不唯一,符合题意均可).
答案:(答案不唯一,符合题意均可)
8.若函数f(x)=sin(ωx+φ)在区间上是单调递减函数,且函数值从1减少到-1,则f =________.
解析:由题意知=-=,故T=π,所以ω==2,又因为f =1,所以sin=1.因为|φ|<,所以φ=,
即f(x)=sin.
故f =sin=cos =.
答案:
9.已知函数f(x)=sinsin x-cos2x.
(1)求f(x)的最小正周期和对称中心的坐标;
(2)求f(x)在上的单调递减区间.
解:(1)函数f(x)=sinsin x-cos2x=cos xsin x-·=sin 2x-
cos 2x-=sin-,所以函数f(x)的周期为=π.令2x-=kπ,k∈Z*,求得x=+,k∈Z,可得对称中心的坐标为,k∈Z.
(2)令2kπ+≤2x-≤2kπ+,k∈Z,求得kπ+≤x≤kπ+,可得函数的减区间为,k∈Z.又x∈,故函数的减区间为.
10.已知函数f(x)=asin+a+b.
(1)若a=-1,求函数f(x)的单调递增区间;
(2)当x∈[0,π]时,函数f(x)的值域是[5,8],求a,b的值.
解:(1)当a=-1时,f(x)=-sin+b-1,由2kπ+≤x+≤2kπ+(k∈Z),得2kπ+≤x≤2kπ+(k∈Z),所以f(x)的单调递增区间为[2kπ+,2kπ+](k∈Z).
(2)因为0≤x≤π,所以≤x+≤,所以-≤sin≤1,依题意知a≠0.
①当a>0时,有所以a=3-3,b=5;
②当a<0时,有所以a=3-3,b=8.
综上所述,a=3-3,b=5或a=3-3,b=8.
[能力提升练]
11.数学中一般用min{a,b}表示a、b中的较小值,关于函数f(x)=min{sin x+ cos x,sin x- cos x}有如下四个命题:
①f(x)的最小正周期为2π;②f(x)的图象关于直线x=对称;③f(x)的值域为[-2,2];④f(x)在区间上单调递增.
其中真命题的个数为( )
A.1个 B.2个
C.3个 D.4个
解析:C [设g(x)=sin x+ cos x=2sin,
h(x)=sin x-cos x=2sin,
则f(x)=min{g(x),h(x)}
=
函数f(x)的图象如图所示:
对①,由图可知,函数f(x)的最小正周期为2π,故①正确;
对②,由图可知,x=为函数f(x)的对称轴,故②正确;
对③,f=1,由图可知,函数f(x)的值域为[-2,1],故③错误;
对④,f=-2,f=1,由图可知,函数f(x)在区间上单调递增,故④正确.综上,真命题的个数为3个.]
12.(2024·深圳中学模拟)声音是由物体振动产生的声波,其中包含着正弦函数.纯音的数学模型是函数y=Asin ωt,我们听到声音是由纯音合成的,称之为复合音.若一个复合音的数学模型是函数f(x)=sinx-sin x,则f(x)( )
A.f(x)在区间(0,2π)内有一个零点
B.f(x)在[0,π]上单调递减
C.f(x)在区间(0,2π)内有最大值
D.f(x)的图象在x=0处的切线方程为y=x
解析:C [对于选项A,因为x∈(0,2π),则∈(0,π),可得sinx,cosx∈(0,1),
则f(x)=sinx-sin x=sinx>0,所以f(x)在区间(0,2π)内无零点,故A错误;
对于选项B,因为f(0)=0,f(π)=1,不满足f(0)>f(π),所以f(x)在[0,π]上不是单调递减,故B错误;
对于选项C,因为f′(x)=cosx-cos x=,
当x∈时,f′(x)>0,f(x)单调递增;
当x∈时,f′(x)<0,f(x)单调递减;
因此当x=时,f(x)取得最大值f(x)=,故C正确;
对于选项D,由选项C可得:f′(0)=0,且f(0)=0,因此f(x)图象在原点处的切线方程为y=0,故D错误.]
13.(2022·全国乙卷)记函数f(x)=cos(ωx+φ)(ω>0,0<φ<π)的最小正周期为T.若f(T)=,x=为f(x)的零点,则ω的最小值为________.
解析:f(T)=f(0)=cos φ=,且0<φ<π,
故φ=,
f=cos=0⇒ω+=+kπ(k∈Z)⇒ω=3+9k(k∈Z),
又ω>0,故ω的最小值为3.
答案:3
14.(2023·北京卷)已知函数f(x)=sin ωxcos φ+cos ωxsin φ,ω>0,|φ|<.
(1)若f(0)=-,求φ的值;
(2)若f(x)在上单调递增,且
f=1,再从条件①、条件②、条件③这三个条件中选择一个作为已知,求ω、φ的值.
条件①:f=1;
条件②:f=-1;
条件③:f(x)在上单调递减.
注:如果选择的条件不符合要求,第(2)问得0分;如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
解:(1)因为函数f(x)=sin ωxcos φ+
cos ωxsin φ,ω>0,|φ|<,
所以f(0)=sin(ω·0)cos φ+cos(ω·0)sin φ=sin φ=-,
因为|φ|<,所以φ=-.
(2)因为f(x)=sin ωxcos φ+cos ωxsin φ,ω>0,
|φ|<,
所以f(x)=sin(ωx+φ),ω>0,|φ|<,所以f(x)的最大值为1,最小值为-1.
若选条件①:因为f(x)=sin(ωx+φ)在上单调递增,f=1,所以f=1无解,故条件①不能使函数f(x)存在;
若选条件②:因为f(x)在上单调递增,且f=1,f=-1,
所以=-=π,
所以T=2π,ω==1,
所以f(x)=sin(x+φ),
又因为f=-1,所以sin=-1,
所以-+φ=-+2kπ,k∈Z,
所以φ=-+2kπ,k∈Z,因为|φ|<,所以φ=-.
所以ω=1,φ=-;
若选条件③:因为f(x)在上单调递增,在上单调递减,
所以f(x)在x=-处取得最小值-1,
即f=-1.以下与条件②相同.
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