内容正文:
课时作业(二十一) 函数y=Asin(wx+φ)及三角函数的应用
1.(2024·天津卷)已知函数f(x)=sin3 ωx
+π3 的最小正周期为π,则f(x)在 -π12,
π
6 的最小值为 ( )
A.- 32 B.-
3
2
C.0 D.32
2.(2024·湛江市第二中学校考质量检测)要
得到函数y=cosx-π6 的图象,只要将函
数y=cosx的图象 ( )
A.向左平移π3
个单位长度
B.向右平移π3
个单位长度
C.向左平移π6
个单位长度
D.向右平移π6
个单位长度
3.已知函数f(x)=2sinωx+π3 (ω>0)的最
小正周期为π,把函数f(x)的图象向右平移
π
6
个单位长度,所得图象对应函数解析式为
( )
A.y=2sin2x B.y=2cos2x
C.y=2sin2x+2π3 D.y=2sin2x+π6
4.(2024·河南统考模拟预测)若函数f(x)=
sin(ωx+π6
)(ω>0)在 0,2π3
恰有两个零
点,且在 -π12
,π
12
单调递增,则ω 的取值
范围是 ( )
A.114
,4
B.114
,4
C.114
,17
4
D.114,174
5.已知函数f(x)=12sin2x+
3
2cos2x
,则将
函数f(x)的图象向左平移φ(0<φ<
π
2
)个
单位后得到函数g(x)的图象,g(x)图象关
于原点对称,则 ( )
A.φ=
π
12 B.φ=
π
6
C.φ=
π
3 D.φ=
5π
12
6.把函数f(x)=sin(2x+φ)(0<φ<π)的图
象向左平移π
6
个单位后,得到一个偶函数的
图象,则φ= ( )
Aπ6 B.
π
3 C.
2π
3 D.
5π
6
7.将函数f(x)=2sin2x+π4 的图象向左平
移5
6π
个单位长度,得到函数y=g(x)的图
象,则函数g(x)在x∈ -π8
,3π
8
时的值域
为 ( )
A.[-2,1] B.[-1,2]
C.[-2,3] D.[- 3,2]
8.(2024·河南高三校联考阶段练习)将函数
f(x)=cosωx+π4 (ω>0)的图象向左平
移π
3
个单位长度后得到函数y=sinωx的图
象,则正实数ω的最小值为 ( )
A.214 B.
15
4 C.
9
4 D.2
9.(多选)已知函数f(x)=2sinxcosx+2 3
sin2x,则 ( )
A.f(x)的最小正周期为π
B.-π12
,3 是曲线f(x)的一个对称中心
C.x=-π12
是曲线f(x)的一条对称轴
D.f(x)在区间 π6
,5π
12 单调递增
—832—
课时作业
10.(多 选)已 知 π3
,0 是 函 数 f(x)=sin
ωx+π3 (0<ω<3)的一个对称中心,则 ( )
A.ω=2
B.x=π6
是函数f(x)的一条对称轴
C.将函数f(x)的图象向右平移π6
单位长
度后得到的图象关于原点对称
D.函数f(x)在区间 -π2
,0
的最小值是
- 32
11.(2024·江西省宜丰中学校考质量检测)函
数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,0<
φ<2π)一个周期的图象如图所示,则函数
f(x)的解析式为 .
12.设函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A,ω,φ是常数,
A>0,ω>0).若f(x)在区间 π12
,π
4
具有单
调性,且f π4 =f5π12 =-f π12 ,则f(x)
的最小正周期是 .
13.已知挂在弹簧方的小球振动,小球在时间t
(单位:s)时相对于平衡位置(即静止时的
位置)的距离h(单位:cm)由函数解析式
h(t)=Asin(ωt+φ)(A>0,ω>0,0<φ<
π
2
)决定,其部分图象如图所示
(1)求小球在振动过程中的振幅、最小正周
期和初相;
(2)若t∈[0,t0]时,小球至少有101次速
度为0cm/s,则t0 的最小值是多少?
14.已 知 函 数 f (x)= Asin(ωx +φ)
A>0,ω>0,|φ|<
π
2 的 部 分 图 象 如 图
所示.
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)将y=f(x)图象所有点先向右平移π6
个单位长度,再将纵坐标变为原来的2
倍,得到函数y=g(x),求y=g(x)在
0,π2
的值域.
—932—
班级: 姓名:
且tan(-π3
)=- 3,tanπ4=1
,
所以tanz∈(- 3,1).
故选:A.
8.AC 对于A:函数y=f(x)=sin2x满足y=f(-x)=
sin(-2x)=-sin2x=-f(x),
且y=f(x)=2sinx的定义域为R关于原点对称,即y=
f(x)=2sinx是奇函数,
且注意到其周期为T=2πω=
2π
2=π
,故A正确;
对于B:函数y=f(x)=sin|x|满足y=f(-x)=sin|-x|=
sin|x|=f(x),
且y=f(x)=sin|x|的定义域为R关于原点对称,
所以y=f(x)=sin|x|是偶函数,不是奇函数,故B错误;
对于C:y=cos2x-3π2 =cos2x+π2 =-sin2x,
由A选项分析易知y=f(x)=-sin2x是奇函数,
同时也是最小正周期是π的周期函数,故C正确;
对于D:函数y=f(x)=sin2x+π2 =cos2x满足f(-
x)=cos(-2x)=cos(2x)=f(x),
且y=f(x)=cos2x的定义域为R关于原点对称,
所以y=f(x)=cos2x 是 偶 函 数,不 是 奇 函 数,故 D
错误.
故选:AC.
9.ACD f(x)=sin(ωx+φ)(ω≠0)为偶函数,因此f(x)=
cosωx或f(x)=-cosωx.所以φ=
π
2+kπ
,k∈Z,故A,
C,D正确,故选:ACD.
10.BD 画出y=sinx-1,x∈[0,2π]的图象.如图:直线y
=0和y=-2与y=sinx-1,x∈[0,2π]的图象只有一
个交点,
故a=0或a=-2.
故选:BD.
11.答案:(-2,-1)
解析:由题设sin 2x+π6 =m2在 π2,π 有两个不同
的实数根,
又 2x + π6 ∈
7π
6
,13π
6 ,故 y =sin 2x+π6 在
π
2
,π 的图象如,
只需y=sin2x+π6 与y=m2在给定区间内有两个交
点即可,
如图,-1<m2<-
1
2
,则-2<m<-1.
故答案为:(-2,-1)
12.答案:(0,+∞)
解析:设z=x+π6
,因为x∈ -π6
,π
3 ,
可得z∈ 0,π2 ,
因为正切函数y=tanz在 0,π2 的值域为(0,+∞),
即函数y=tanx+π6 在 -π6,π3 的值域为(0,+∞).
故答案为:(0,+∞).
13.答案:(0,1]
解析:因为aπ
2>-
aπ
3
,所以a>0,
所以
a>0
-aπ3≥-
π
2
aπ
2≤
π
2
,解得0<a≤1,即a∈(0,1].
故答案为:(0,1]
14.解析:(1)令-π2+2kπ≤4x+
π
6≤
π
2+2kπ
,k∈Z,
得-π6+
kπ
2≤x≤
π
12+
kπ
2
,k∈Z,
所以f(x)的单调递增区间为 -π6+
kπ
2
,π
12+
kπ
2 (k∈
Z).
令π
2+2kπ≤4x+
π
6≤
3π
2+2kπ
,k∈Z,得π12+
kπ
2≤x≤
π
3+
kπ
2
,k∈Z,
所以f(x)的 单 调 递 减 区 间 为 π12+
kπ
2
,π
3+
kπ
2 (k∈
Z),
综 上 所 述,f (x ) 的 单 调 递 增 区 间 为
-π6+
kπ
2
,π
12+
kπ
2 (k ∈ Z),单 调 递 减 区 间 为
π
12+
kπ
2
,π
3+
kπ
2 (k∈Z);
(2)由(1)知f(x)在 -π6
,π
12 单调递增,在 π12,π3 单
调递减,
故f(x)在 0,π12 的 最 大 值 为f π12 =2,最 小 值 为
f(0)=1,
在 π
12
,π
3 的最大值为f π12 =2,最小值为f π3 =
-2.
所以f(x)在 0,π3 的最大值为2,最小值为-2,
即f(x)在 0,π3 的值域为[-2,2].
课时作业(二十一)
1.A 由f(x)的最小正周期为π,可得π=2π3ω
,所以ω=23
,
所 以 f(x)=sin(2x +π)= -sin2x.当 x ∈
—543—
-π12
,π
6 时,2x∈ -π6,π3 ,sin2x∈ -12,32 ,所
以f(x)min=-
3
2
,故选A.
2.D 由三角函数图象的相位变换可知,将函数y=cosx的
图象向右平移π
6
个单位长度所得图象的解析式为y=
cosx-π6 .故选:D.
3.A 因为ω>0,所以2πω=π
,故ω=2,
则f(x)=2sin2x+π3 ,
则 向 右 平 移 π
6
个 单 位 长 度 后 得 到 y = 2sin
2x-π6 +π3 =2sin2x.故选:A.
4.B 由题意得:∵函 数f(x)=sin(ωx+π6
)(ω>0)在
0,2π3 恰有两个零点,
∴2π≤ω·2π3+
π
6<3π
,
解得:11
4≤ω<
17
4 ①
,
又∵f(x)在 -π12
,π
12 单调递增,
∴
-π12ω+
π
6≥-
π
2
π
12ω+
π
6≤
π
2
ω>0
,解得:0<ω≤4 ②,
由①②式联立可知ω的取值范围是 114
,4 .故选:B
5.C ∵f(x)=12sin2x+
3
2cos2x
∴f(x)=12sin2x+
3
2cos2x=sin2x+
π
3 ,
∴将函数f(x)的图象向左平移φ 0<φ<
π
2 个单位后
得到函数g(x)的图象,
即g(x)=sin2(x+φ)+
π
3 =sin2x+2φ+π3 ,
又g(x)图象关于原点对称,可得2φ+
π
3=kπ
,k∈Z,
即φ=
kπ
2-
π
6
,k∈Z,
∵0<φ<
π
2
,∴φ=
π
3.
故选:C.
6.A 函数f(x)=sin(2x+φ)(0<φ<π)的图象向左平移
π
6
个单位后,
得函数y=sin 2x+π6 +φ =sin 2x+π3+φ 的图
象,由函数为偶函数,则有π
3+φ=
π
2+kπ
(k∈Z),即φ=
π
6+kπ
(k∈Z),
又0<φ<π,所以φ=
π
6.
故选:A.
7.D 函数f(x)=2sin2x+π4 的图象向左平移56π个单
位长度,
得到 函 数 y=g(x)=2sin 2x+56π +π4 =2sin
2x+2312π =2sin(2x-π12),
因为x∈ -π8
,3π
8 ,所以2x-π12∈ -π3,2π3 ,
所以2sin2x-π12 ∈[- 3,2],故选:D.
8.B 由 题 意 f x+π3 =cos ω x+π3 +π4 =cos
ωx+ωπ3+
π
4 =sinωx.
所以ωπ
3+
π
4=-
π
2+2kπ
(k∈Z),得ω=-94+6k
,k∈
Z.又ω>0,所以正实数ω的最小值为-94+6=
15
4.
故选:B.
9.ACD A选项,f(x)=2sinxcosx+2 3sin2x=sin2x-
3cos2x+ 3=2sin2x-π3 + 3,
故f(x)的最小正周期为2π2=π
,A正确;
B选项,当x=-π12
时,f -π12 =2sin -π6-π3 + 3
=-2+ 3,故 -π12
,3 不是曲线f(x)的一个对称中
心,B 错 误;C 选 项,当 x= - π12
时,2sin 2x-π3 =
2sin -π6-
π
3 = -2,故 x = - π12是 y =2sin
2x-π3 的一条对称轴,也是f(x)的一条对称轴,C正
确;D选项,x∈ π6
,5π
12 时,2x-π3∈ 0,π2 ,由于y=
sinz在z∈ 0,π2 单调递增,
故f(x)在区间 π6
,5π
12 单调递增,D正确.故选:ACD
10.AC A选项,由题意得sin π3ω+
π
3 =0,故π3ω+π3
=kπ,k∈Z,
解得ω=3k-1,k∈Z,又0<ω<3,故0<3k-1<3,解得
1
3<k<
4
3
,
又k∈Z,故k=1,所以ω=2,A正确;
B选项,f(x)=sin 2x+π3 ,当x=π6时,f π6 =
sin π3+
π
3 = 32,
故x=π6
不是函数f(x)的一条对称轴,B错误;
C选项,将函数f(x)的图象向右平移π6
个单位长度后得
到g(x)=sin2x-π6 +π3 =sin2x,
由于g(x)的 定 义 域 为 R,且g(-x)=sin(-2x)=
-sin2x=-g(x),
—643—
故g(x)为奇函数,其图象关于原点对称,C正确;
D选项,x∈ -π2
,0 时,2x+π3∈ -2π3,π3 ,
由于y=sinz在z∈ -2π3
,π
3 的最小值为-1,当且仅
当z=-π2
时,等号成立,
故f(x)在区间x∈ -π2
,0 的最小值是-1,D错误.
故选:AC.
11.答案:f(x)=4sin 12x+
5π
4
解析:由图象可知A=4,T=7π2- -
π
2 =4π,
又ω>0,则 ω =2πT =
2π
4π=
1
2
,所 以 f (x)=
4sin 12x+φ ,
又 3π
2
,0 在该曲线,所以4sin3π4+φ =0,
则3π
4+φ=2kπ
,k∈Z,即φ=-
3π
4+2kπ
,k∈Z,
又0<φ<2π,则φ=
5π
4
,故f(x)=4sin 12x+
5π
4 .
故答案为:f(x)=4sin 12x+
5π
4 .
12.答案:2π3
/2
3π
解析:由于f(x)在区间 π12
,π
4 具有单调性,
则π
4-
π
12≤
1
2T
,所以T≥π3
,
由f π4 =f 5π12 可知函数f(x)的一条对称轴为x=
π
4+
5π
12
2 =
π
3
,
又f π4 =-f π12 ,则f(x)有对称中心 π6,0 ,
从而T=4 π3-
π
6 =2π3.
故答案为:2π
3.
13.解析:(1)由图易知小球的振幅A=3,
最小正周期T=27π8-
3π
8 =π,所以ω=2πT=2,∴h(t)
=3sin(2t+φ),
∴代入 π8
,3 可得3=3sin2×π8+φ ,∴π4+φ=π2
+2kπ,k∈Z,即φ=
π
4+2kπ
,k∈Z,又0<φ<
π
2
,∴初相
φ=
π
4
;
(2)∵小球在振动过程中位于最高、最低位置时的速度
为0cm/s,∴小球有100次速度为0cm/s等价于函数h
(t)有100次取得最值,∵函数h(t)在一个周期内取得一
次最大值、一次最小值,100
2 =50
,
∴函 数 h(t)经 过 50个 周 期 时 小 球 有 100次 速 度
为0cm/s,
∴t∈[0,50π]时,小球有100次速度为0cm/s,
又∵当t=π8
时,小球速度为0cm/s,
∴t0的最小值为50+
π
8=
401π
8 .
14.解析:(1)由图形可得A=1,2π3-
π
6=
T
2=
1
2
·2π
ω
,解得
ω=2,
∵y=f(x)过点 π6
,1 ,∴sin2×π6+φ =1,即π3+
φ=
π
2+2kπ
(k∈Z),
∴φ=
π
6+2kπ
(k∈Z).又∵|φ|<
π
2
,∴φ=
π
6.
∴f(x)=sin2x+π6 .
(2)由(1)知f(x)=sin2x+π6 ,
将y=f(x)图象所有点向右平移π6
个单位长度,再将纵
坐标变为原来的2倍,
得到g(x)=2sin2x-π6 +π6 =2sin2x-π6 ,
∵x∈ 0,π2 ,∴2x-π6∈ -π6,5π6 ,
∴sin2x-π6 ∈ -12,1
∴g(x)∈[-1,2]
所以g(x)的值域为[-1,2].
课时作业(二十二)
1.A 模为零的向量是零向量,所以 A项正确;|a|=|b|
时,只说明向a,b的长度相等,无法确定方向,所以B,C
均错;a∥b时,只说明a,b方向相同或相反,没有长度关
系,不能确定相等,所以D错.故选:A.
2.B (1)向量可以用有向线段表示,但不能把两者等同,故
错误;(2)根据对零向量的规定零向量是有方向的,是任
意的,故错误;(3)根据对零向量的规定,零向量的方向是
任意的,故正确;(4)根据对零向量的规定,零向量的大小
为0,所以零向量的长度为0,故正确.故选:B.
3.B OA→+BC→+AB→+DO→=DO→+OA→+AB→+BC→=DC→.故
选:B.
4.A 在矩形ABCD 中,由AB=2,BC=1可得AC= 5,又
因为AB→+AD→=AC→,故AB→+AD→+AC→=2AC→,故|AB→+
AD→+AC→|=2 5.故选:A.
5.C 根据平面向量的加法、减法运算法则,逐一计算即可
求得结果.①中AB→+BC→+CA→=AC→+CA→=AC→-AC→=0;
②中OA→+OB→+BO→+CO→=OA→+CO→=CA→;③AB→-AC→+
BD→-CD→=CB→+BC→=0;即①③结果为零向量,故选:C.
6.D 根据向量的减法法则可得|AB→-AC→|=|CB→|,由三边
相等关系即可得出结果.因为|AB→-AC→|=|CB→|,|AB→|
=|AC→|=|AB→-AC→|,所以|AB→|=|AC→|=|CB→|,所以
△ABC为等边三角形.故选:D.
7.D 因为向量a=2e1+3e2 与b=λe1-2e2 共线,所以存
在唯一实数k,使a=kb,即2e1+3e2=k(λe1-2e2),所以
2e1+3e2=kλe1-2ke2,
因为向量e1,e2是平面内的一组基底,所以
kλ=2
-2k=3 ,
—743—