内容正文:
(考试用时:120分钟,满分:150分)
一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.-1120°角所在的象限是( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
解析 -1120°=-360°×4+320°,-1120°角所在象限与320°角所在象限相同.又320°角为第四象限角,故选D.
答案 D
2.已知sin =,则cos 等于( )
A. B.-
C. D.-
解析 cos =sin =sin =-sin =-.
答案 D
3.已知cos =,且|φ|<,则tan φ=( )
A.- B.
C.- D.
解析 cos =sin φ=,
又|φ|<,则cos φ=,所以tan φ=.
答案 D
4.函数f(x)=2sin (ωx+φ)的部分图象如下图所示,则ω,φ的值分别是( )
A.2,- B.4,
C.4,- D.2,-
解析 由题图可知=-,
∴T=π,ω==2,
又2×+φ=,所以φ=-.
答案 A
5.已知函数f(x)=2sin x,对任意的x∈R都有f(x1)≤f(x)≤f(x2),则|x1-x2|的最小值为( )
A. B.
C.π D.2π
解析 ∵f(x)=2sin x的周期为2π,
∴|x1-x2|的最小值为π.
答案 C
6.如果函数y=3cos (2x+φ)的图象关于点中心对称,那么|φ|的最小值为( )
A. B.
C. D.
解析 由题意得3cos
=3cos =3cos =0,
∴+φ=kπ+,k∈Z,
∴φ=kπ-,k∈Z.取k=0,
得|φ|的最小值为.
答案 A
7.(2024·天津卷)下列函数是偶函数的是( )
A.f(x)=
B.f(x)=
C.f(x)=
D.f(x)=
解析 通解 对于A,f(-x)==≠f(x),故f(x)不是偶函数;对于B,f(-x)===f(x),故f(x)是偶函数;对于C,f(x)的定义域为{x|x≠-1},不关于原点对称,故f(x)不是偶函数;对于D,f(-x)===-=-f(x),故f(x)是奇函数.故选B.
优解一(特殊值法) 对于A,f(1)==,f(-1)==,f(1)≠f(-1),故f(x)不是偶函数;对于B,f(-x)===f(x),故f(x)是偶函数;对于C,f(x)的定义域为{x|x≠-1},不关于原点对称,故f(x)不是偶函数;对于D,f(π)==,f(-π)==,f(π)≠f(-π),故f(x)不是偶函数,故选B.
优解二(性质法) 易知y=x2+1与y=e|x|均为偶函数,且恒为正.
对于A,由于y=ex-x2是非奇非偶函数,所以f(x)也是非奇非偶函数;对于B,y=cos x+x2是偶函数,所以f(x)是偶函数;对于C,易知f(x)的定义域不关于原点对称,所以f(x)是非奇非偶函数;对于D,y=sin x+4x是奇函数,所以f(x)是奇函数,故选B.
答案 B
8.设函数f(x)=cos 在[-π,π]的图象大致如下图,则f(x)的最小正周期为( )
A. B.
C. D.
解析 由图象知π<T<2π,
即π<<2π,所以1<|ω|<2.
因为图象过点,所以cos =0,
所以-ω+=kπ+,k∈Z,
所以ω=-k-,k∈Z.
因为1<|ω|<2,故k=-1,得ω=.
故f(x)的最小正周期为T==.故选C.
答案 C
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9.函数y=sin (2x+φ)的图象沿x轴向左平移个单位长度后,得到一个偶函数的图象,则φ的可能的值为( )
A.- B.0
C. D.
解析 平移后的图象对应的函数为y=sin =sin ,此函数为偶函数,所以+φ=+kπ,k∈Z.
∴φ的可能值为,.
答案 CD
10.已知函数f(x)=-2a sin +2a+b(a<0)的定义域是,值域为[-5,1],则a,b的值分别为( )
A.a=2 B.b=2
C.a=-2 D.b=1
解析 f(x)=-2a sin +2a+b.
又∵x∈,∴2x+∈
∴-≤sin ≤1.
∵-5≤f(x)≤1,a<0,
∴
∴
答案 CD
11.(2024·新课标Ⅱ卷)对于函数f(x)=sin 2x和g(x)=sin ,下列说法中正确的有( )
A.f(x)与g(x)有相同的零点
B.f(x)与g(x)有相同的最大值
C.f(x)与g(x)有相同的最小正周期
D.f(x)与g(x)的图象有相同的对称轴
解析 (直接法) 对于A,令f(x)=0,则x=,k∈Z,又g≠0,故A错误;对于B,f(x)与g(x)的最大值都为1,故B正确;对于C,f(x)与g(x)的最小正周期都为π,故C正确;对于D,f(x)图象的对称轴方程为2x=+kπ,k∈Z,即x=+,k∈Z,g(x)图象的对称轴方程为2x-=+kπ,k∈Z,即x=+,k∈Z,故f(x)与g(x)的图象的对称轴不相同,故D错误.故选BC.
答案 BC
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12.函数y=A sin (ωx+φ)的图象如图所示,则y的表达式为________.
解析 由图象可知A=2,
=-=
所以T=π,所以ω=2,
所以y=2sin (2x+φ).
又因为图象过点,
即sin=1,
所以解得φ=2kπ+,k∈Z,
因为|φ|<,
所以当k=0时,φ=,
y的表达式为y=2sin .
答案 y=2sin
13.函数y=的定义域为________.
解析 由2cos -1≥0,得
cos ≥,进而-+2kπ≤πx-≤+2kπ(k∈Z),解得2k≤x≤+2k(k∈Z).
答案 (k∈Z)
14.化简:sin2+sin2+2sin2α的结果是________.
解析 原式=+cos2α+2sin2α
=cos2α+cos2α+2sin2α
=2.
答案 2
四、解答题:本题共5小题,共77分,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15.(13分)已知函数f(x)=2sin .
(1)求f(x)的最小正周期;
(2)讨论f(x)在区间上的单调性.
解析 (1)f(x)=2sin .
所以f(x)的最小正周期T==π.
(2)令z=2x-,则函数y=2sin z的单调递增区间是,k∈Z.
由-+2kπ≤2x-≤+2kπ,
得-+kπ≤x≤+kπ,k∈Z.
设A=,
B=,
易知A∩B=,
所以当x∈时,
f(x)在区间上单调递增,
在区间上单调递减.
16.(15分)(2024·扬州高一期末)已知函数f(x)=2sin 的图象关于点
对称.
(1)当x∈时,求函数f的值域;
(2)若将y=f图象上各点的纵坐标保持不变,横坐标变为原来的倍(其中ω>0),所得图象的解析式为y=g.若函数g在上有两个零点,求ω的取值范围.
解析 (1)因为函数f=2sin (2x+φ)的图象关于点对称,
则2×+φ=kπ,可得φ=kπ-,∵<,故φ=-,
所以f=2sin ,
当x∈时,-≤2x-≤,则-≤sin ≤1,则f∈.
因此,当x∈时,函数f的值域为.
(2)由题意可得,g=f=2sin ,
当x∈时,因为ω>0,则-≤ωx-≤-,
因为函数g在上有两个零点,则π≤-<2π,解得≤ω<.
因此,ω的取值范围是.
17.(15分)已知函数f=A sin (ωx+φ)的部分图象如图.
(1)求函数f的解析式;
(2)将函数f的图象上所有点的横坐标变为原来的2倍,纵坐标不变,再将所得图象向左平移个单位,得到函数g的图象,当x∈时,求g的值域.
解析 (1)由图象可知,f的最大值为2,最小值为-2,A>0,故A=2,
周期T==π,
∴=π,ω>0,则ω=2,
从而f(x)=2sin (2x+φ),代入点,得sin =1,
则+φ=+2kπ,k∈Z,即φ=-+2kπ,k∈Z,又|φ|<,则φ=-.
∴f(x)=2sin .
(2)将函数f的图象上所有点的横坐标变为原来的2倍,纵坐标不变,故可得y=2sin ;再将所得图象向左平移个单位,得到函数g的图象,
故可得g(x)=2sin .
∵x∈∴x-∈,
sin ∈,
2sin ∈,
∴g(x)的值域为[-,2].
18.(17分)(2024·盐城高一校考期末)已知函数f(x)=a sin +b(ω>0),f(x)图象的一条对称轴离最近的对称中心的距离为.
(1)若a=2,b=0.①求函数f(x)图象的对称轴方程和对称中心的坐标;
②求函数f(x)在上的单调增区间.
(2)若f(x)在R上的最大值为6,最小值为0,求实数a,b的值.
解析 (1)若a=2,b=0,函数f(x)=a sin +b=2sin ,
∵f(x)图象的一条对称轴离最近的对称中心的距离为×=,
∴ω=2,函数f(x)=2sin .
①令2x+=kπ+,k∈Z,求得x=+,k∈Z,
可得函数f(x)图象的对称轴方程为x=+,k∈Z,
令2x+=kπ,k∈Z,求得x=-,k∈Z,
可得函数f(x)图象的对称中心的坐标为,k∈Z;
②令2kπ-≤2x+≤2kπ+,k∈Z,求得kπ-≤x≤kπ+,k∈Z,
可得函数的增区间为,k∈Z,
结合x∈,可得增区间为,,;
(2)f(x)=a sin +b,x∈R时,-1≤sin ≤1,
若f(x)在R上的最大值为6,最小值为0,所以a≠0,
当a>0时,-a+b≤f(x)≤a+b,此时解得a=3,b=3;
当a<0时,a+b≤f(x)≤-a+b,此时解得a=-3,b=3,
综上,a=3,b=3或a=-3,b=3.
19.(17分)已知函数y=5cos (其中k∈N),对任意实数a,在区间[a,a+3]上要使函数值出现的次数不少于4次且不多于8次,求k的值.
解析 由5cos =,
得cos =.
∵函数y=cos x在每个周期内出现函数值有两次,而区间[a,a+3]长度为3,为了使长度为3的区间内出现函数值不少于4次且不多于8次,必须使3不小于2个周期长度且不大于4个周期长度.
即2×≤3,且4×≥3.
∴≤k≤.又k∈N,故k=2,3.
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