内容正文:
课时冲关28 正弦型函数的图像和性质
学生用书 P313
[基础训练组]
1.(2024·永州模拟)函数y=2cos的部分图像大致是( )
解析:A [由y=2cos可知,函数的最大值为2,故排除D;又因为函数图像过点,故排除B;又因为函数图像过点,故排除C.]
2.(2024·吴忠市模拟)已知函数f(x)=sin ,要得到g(x)=cos x的图像,只需将函数y=f(x)的图像( )
A.向右平移个单位
B.向右平移个单位
C.向左平移个单位
D.向左平移个单位
解析:D [将函数y=f(x)=sin 的图像向左平移个单位,可得y=sin =cos x的图像.]
3.(多选)将函数f(x)=2sin x的图像向左平移个单位长度,然后纵坐标不变,横坐标变为原来的2倍,得到g(x)的图像,下列四个结论不正确的是( )
A.函数g(x)在区间上单调递增
B.将函数g(x)的图像向右平移个单位长度后得到的图像关于原点对称
C.点是函数g(x)图像的一个对称中心
D.函数g(x)在[π,2π]上的最大值为4
解析:BCD [将函数f(x)=2sin x的图像向左平移个单位长度,可得y=2sin 的图像,然后纵坐标不变,横坐标变为原来的2倍,得到g(x)=2sin 的图像,若x∈,则+∈,故函数g(x)在区间上单调递增,故A正确;将函数g(x)的图像向右平移个单位长度后,得到y=2sin 的图像,显然所得图像不关于原点对称,故B错误;令x=,得g(x)=2sin =,故点不是函数g(x)图像的一个对称中心,故C错误;当x∈[π,2π]时,+∈,所以函数g(x)在[π,2π]上的最大值为,故D错误.]
4.(2023·全国乙卷)已知函数f(x)=sin(ωx+φ)在区间单调递增,直线x=和x=为函数y=f(x)的图像的两条相邻对称轴,则f=( )
A.- B.-
C. D.
解析:D [因为f(x)=sin(ωx+φ)在区间上单调递增,x=,x=π为f(x)图像的对称轴,所以=-=,且ω>0,则T=π,ω==2,
当x=时,f(x)取得最小值,则
2·+φ=2kπ-,k∈Z,
则φ=2kπ-,k∈Z,
不妨取k=0,则f(x)=sin,
则f=sin=.]
5.(多选)若函数f(x)=cos 2x+sin x,则关于f(x)的性质说法正确的有( )
A.f(x)为偶函数
B.f(x)的最小正周期为π
C.f(x)既有最大值也有最小值
D.f(x)有无数个零点
解析:CD [对于A,f(-x)=cos(-2x)+sin(-x)=cos 2x-sin x≠f(x),故A错误;对于B,f(x+π)=cos[2(x+π)]+sin(x+π)=cos 2x-sin x≠f(x), 故B错误;对于C,f(x)=cos 2x+sin x=1-2 sin2x+sin x=-22+,当sin x=时,f(x)有最大值,当sin x=-1时,f(x)有最小值,故C正确;对于D,令f(x)=cos 2x+sin x=0,则有1-2sin2x+sin x=0,解得sin x=1或sin x=-,所以x=2kπ+(k∈Z)或x=2kπ+(k∈Z)或x=2kπ+(k∈Z),故D正确.]
6.(多选)函数f(x)=2sin的图像为C,如下结论正确的是( )
A.f(x)的最小正周期为π
B.对任意的x∈R,都有f+f=0
C.f(x)在上是减函数
D.由y=2sin 2x的图像向右平移个单位长度可以得到图像C
解析:AB [由y=2sin,所以f(x)的最小正周期为=π,故A正确;f=2sin=0,即函数f(x)的图像关于点对称,即对任意的x∈R,都有f+f=0成立,故B正确;当x∈时,2x-∈,所以f(x)在上是增函数,故C错误;由y=2sin 2x的图像向右平移个单位长度得到y=2sin 2=2sin的图像,故D错误.]
7.(2024·安顺模拟)函数f(x)=Asin (ωx+φ)(A,ω,φ是常数,A>0,ω>0,|φ|<)的部分图像如图所示,则f(0)=________.
解析:由函数f(x)=Asin (ωx+φ)的部分图像知,A=,T=4×=π,∴ω==2.
又x=时,f=sin =-,
∴+φ=+2kπ,k∈Z;
∴φ=-+2kπ,k∈Z;
∴f(x)=sin
=sin ;
∴f(0)=sin=-.
答案:-
8.(2024·昌吉质检二)若函数y=tan在上单调递减,且在上的最大值为,则ω=__________.
解析:因为函数y=tan在上单调递减,
所以ω<0,≥π,则-≤ω<0,
又因为函数在上的最大值为,
所以-ω+=+kπ,k∈Z,即ω=--3k,k∈Z,所以ω=-.
答案:-
9.(2024·衡阳市模拟)若函数f(x)=sin(2x+θ)+cos(2x+θ)的图像关于点P成中心对称,则函数f(x)在上的最小值与最大值的和是________.
解析:f(x)=sin(2x+θ)+cos(2x+θ)=2sin,则由题意,知f=0,
又|θ|<,∴θ=,
所以f(x)=2sin=2cos 2x,
又x∈,∴2x∈,
f(x)max=f(0)=2,f(x)min=f
=f=1,
∴f(x)max+f(x)min=3.
答案:3
[能力提升组]
10.(2024·太原模拟)已知函数y=Asin(ωx+φ)的部分图像如图所示,则函数的表达式是( )
A.y=2sin B.y=sin
C.y=2sin D.y=sin
解析:A [设函数y=Asin(ωx+φ)的最小正周期为T,由题图可得T=π-π=π,所以T=π,ω==2,由五点作图法可知为其第二个点的横坐标,则2×+φ=,可得φ=,所以函数y=Asin.将(0,1)代入函数方程中可得A=2,所以y=2sin.]
11.(2024·金昌联考)已知函数f(x)=Acos(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<)的部分图像如图所示,设使f(x)=-f(2a-x)成立的a的最小正值为m,f(0)=n,则m+n=( )
A.+1 B.+
C.+1 D.+
解析:B [使f(x)=-f(2a-x)成立的a即为f(x)的对称中心的横坐标,
∴a的最小正值为=,∴m=,由题图可知A=,=-=,T=π,∴ω==2,
将点代入f(x)=cos(2x+φ),
得cos=-1,
∴+φ=π+2kπ,k∈Z,
φ=+2kπ,k∈Z,∵|φ|<,∴取φ=,
∴f(x)=cos,∴f(0)=,
即n=,
∴m+n=+.]
12.(2022·全国甲卷,11)已知f(x)=sin在区间(0,π)上恰有三个极值点,两个零点,则ω的取值范围是( )
A. B.
C. D.
解析:C [设ωx+=t,则t∈,有两个零点可得2π<πω+≤3π,即<ω≤,又因为有三个极值点,(sin t)′=cos t,所以<πω+≤,所以<ω≤,综上得<ω≤.]
13.(2024·九江模拟)函数f(x)=sin x-|cos x|的值域为______.
解析:当x∈,k∈Z时,
f(x)=sin x-cos x=2sin,
而2kπ-≤x-≤2kπ+,
∴-1≤sin≤,
此时f(x)∈[-2,].
当x∈,k∈Z时,
f(x)=sin x+cos x=2sin,
而2kπ+≤x+≤2kπ+,
∴-1≤sin≤,
此时f(x)∈[-2,].
∴f(x)的值域为[-2,].
答案:[-2,]
14.(2024·山东高考预测卷)在①f(x)的图像关于直线x=对称;②f(x)的图像关于点对称;③f(x)在上单调递增这三个条件中任选一个,补充在下面的问题中,若问题中的正实数a存在,求出a的值;若a不存在,说明理由.
已知函数f(x)=4sin+a(ω∈N+)的最小正周期不小于,且________,是否存在正实数a,使得函数f(x)在上有最大值3?
解:由于函数f(x)的最小正周期不小于,所以≥,所以1≤ω≤6,ω∈N+.
若选择①,即f(x)的图像关于直线x=对称,则有ω+=kπ+(k∈Z),解得ω=k+(k∈Z),由于1≤ω≤6,ω∈N+,k∈Z,所以k=3,ω=4.
此时,f(x)=4sin+a.
由x∈,得4x+∈,因此当4x+=,即x=时,f(x)取得最大值4+a,令4+a=3,解得a=-1,不符合题意.
故不存在正实数a,使得函数f(x)在上有最大值3;
若选择②,即f(x)的图像关于点对称,则有ω+=kπ(k∈Z),
解得ω=k-(k∈Z),由于1≤ω≤6,ω∈N+,k∈Z,所以k=1,ω=3.
此时,f(x)=4sin+a.
由x∈,得3x+∈,因此当3x+=,即x=时,f(x)取得最大值4sin+a=++a,令++a=3,解得a=3--,不符合题意.
故不存在正实数a,使得函数f(x)在上有最大值3;
若选择③,即f(x)在上单调递增,则有(k∈Z),
解得
由于1≤ω≤6,ω∈N+,k∈Z,所以k=0,ω=1.
此时,f(x)=4sin+a.
由x∈,得x+∈,因此当x+=,即x=时,f(x)取得最大值2+a,令2+a=3,解得a=3-2,符合题意.
故存在正实数a=3-2,使得函数f(x)在上有最大值3.
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