内容正文:
一、真题展示
1.(2024·北京卷)设函数f(x)=sin ωx(ω>0).已知f(x1)=-1,f(x2)=1,且|x1-x2|的最小值为,则ω=( )
A.1 B.2
C.3 D.4
2.(2022·全国统考高考真题)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____________.
二、真题溯源
[教科书P196]
3.设k为正数,若函数f(x)=sin 的最小正周期为,求k的值.
三、类法探究
三角函数是高中数学的重要组成部分,而ω是三角函数内容中的主要要素,求ω的值主要通过三角函数的性质来求解,数学运算是解决数学问题的基本手段,通过运算可促进学生思维的发展;而逻辑推理是得到数学结论、构建数学体系的重要方式.运算和推理贯穿于探究数学问题的始终,可交替使用,相辅相成.
类型一 三角函数的最值与ω的关系
已知函数f(x)=2sin ωx在区间上的最小值为-2,则ω的取值范围是____________.
[解析] 由题意显然ω≠0,若ω>0,当x∈时,-ω≤ωx≤ω,因为函数f(x)=2sin ωx在区间上的最小值为-2,所以-ω≤-,解得ω≥.若ω<0,当x∈时,ω≤ωx≤-ω,因为函数f(x)=2sin ωx在区间上的最小值为-2,所以ω≤-,解得ω≤-2.综上所述,符合条件的实数ω的取值范围是(-∞,-2]∪.
[答案] (-∞,-2]∪
[反思感悟] 利用三角函数的最值与周期的关系,列出关于ω的不等式,进而求出ω的值或取值范围.
类型二 三角函数的单调性与ω的关系
已知函数f(x)=sin (ω>0)在区间上单调递减,则实数ω的取值范围是( )
A. B.
C. D.
[解析] 依题意≥π-=,即T≥π,又T=,所以解得0<ω≤2,又x∈,所以ωx+∈,
所以<ω+≤.
要使函数在上单调递减,所以解得≤ω≤,故选B.
[答案] B
[反思感悟] 根据正弦函数的单调递减区间,确定函数f(x)的单调递减区间,根据函数f(x)=sin (ω>0)在区间上单调递减建立不等式,即可求ω的取值范围.
类型三 三角函数的对称性与ω的关系
记函数f=cos (ω>0)的最小正周期为T,且y=f的图象关于x=对称,当ω取最小值时,f=____________.
[解析] 由y=f的图象关于x=对称,则ω×+=kπ,k∈Z,
∴ω=6k-2(k∈Z),又∵ω>0,
∴当k=1,ω的最小值为4,
此时f=cos ,T==,
∴f=f=cos cos =-.故答案为-.
[答案] -
[反思感悟] 根据余弦函数的对称轴确定f(x)的对称轴,结合函数的最值列出方程求得ω的表达式,进一步求出最小值.
类型四 三角函数的图象变换与ω的关系
已知函数f(x)=sin (ω>0),将函数y=f(x)的图象向右平移个单位长度后,得到函数y=g(x)的图象,若g(-x)=g(x),则ω的最小值为( )
A.2 B.
C.3 D.
[解析] 由题可得y=g(x)=sin =sin ,
又g(-x)=g(x),
∴函数y=g(x)为偶函数,∴-ω+=kπ+,k∈Z,即ω=-3k-,k∈Z,ω>0,∴k=-1时,ω有最小值为.故选B.
[答案] B
[反思感悟] 借助于三角函数图象变换,由已知函数得到变换后的函数解析式,利用函数的性质列出方程加以求解.
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