7.3.3 余弦函数的性质与图像-【新课程能力培养】2024-2025学年高中数学必修第三册随堂练习(人教B版)

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资源信息

学段 高中
学科 数学
教材版本 高中数学人教B版必修第三册
年级 高一
章节 7.3.3 余弦函数的性质与图像
类型 作业-同步练
知识点 -
使用场景 同步教学-新授课
学年 2024-2025
地区(省份) 全国
地区(市) -
地区(区县) -
文件格式 ZIP
文件大小 531 KB
发布时间 2025-01-08
更新时间 2025-01-08
作者 北方联合出版传媒(集团)股份有限公司分公司
品牌系列 新课程能力培养·高中同步练习
审核时间 2024-10-08
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来源 学科网

内容正文:

高 中 数 学 必 修 第三册 (人教 B 版) 精编版 提升练习 11. A 【解析】 ∵f ( x )图象的周期为 π , ∴ω=2. ∴f ( x ) = sin 2x+ π 3 ! " , ∴f ( x )图象关于点 kπ 2 - π 6 , ! " 0 ( k∈Z ) 对称, 关于 x= kπ 2 + π 12 ( k∈Z ) 对称 . 故选 A. 12. D 【解析】 由图象知 T 4 = 7π 12 - π 3 = π 4 , ∴T=π , ω= 2 , 且 2× 7π 12 +φ=2kπ+π ( k∈Z ), φ=2kπ- π 6 ( k∈Z ) . 又 |φ|< π 2 , ∴φ=- π 6 . 故选 D. 13. BC 【解析 】 y=sinx 的图象横坐标变为原来的 1 2 , 再向左平移 π 4 个单位, 得 y=sin 2 x+ π 4 ! "4 % =sin 2x+ π 2 ! " 的图 象, 故 A 不正确; y=sinx 的图象横坐标变为原来的 1 2 , 再 向左平移 π 8 个单位 , 得 y=sin 2 x+ π 8 ! "4 % =sin 2x+ π 2 ! " 的图 象, 故 B 正确; y=sinx 的图象向左平移 π 4 个单位, 再将横 坐标变为原来的 1 2 , 得 y=sin 2x+ π 4 ! " 个单位, 故 C 正确; y=sinx 的图象向左平移 π 8 个单位, 再将横坐标变为原来的 1 2 , 得 y=sin 2x+ π 8 ! " 的图象, 故 D 不正确 . 故选 BC. 14. 2 【解析】 由题意知 T=2× 7π 12 - π 12 ! " =π. ∴ω= 2π T =2. 15. 4 9 - 11 12 【解析 】 由题意 , 得 sinx= 1 3 -siny. 由 sinx∈ [ -1 , 1 ], 得 -1≤ 1 3 -siny≤1 , -1≤siny≤1 1 , 解得 - 2 3 ≤siny≤1 , ∴M= 1 3 -siny-cos 2 y=sin 2 y-siny- 2 3 = siny- 1 2 ! " 2 - 11 12 , 则当 siny= 1 2 时 , M 最小值为 - 11 12 ; 当 siny=- 2 3 时 , M 最大值 为 4 9 . 16. 解: ∵ π 4 ≤x≤ 3π 4 , ∴ 2π 3 ≤2x+ π 6 ≤ 5π 3 , ∴-1≤ sin 2x+ π 6 ! " ≤ 3 姨 2 . 假设存在这样的有理数 a , b , 则当 a>0 时, - 3 姨 a+2a+b=-3 , 2a+2b+b= 3 姨 -1 1 , 解得 a=1 , b= 3 姨 - 1 5 (不合题意 , 舍 去); 当 a<0 时, 2a+2a+b=-3 , - 3 姨 a+2a+b= 3 姨 -1 1 , 解得 a=-1 , b=1 1 . 故 a , b 存在, 且 a=-1 , b=1. 7.3.3 余弦函数的性质与图象 学习手册 变式训练 1 解 : ( 1 ) 方法一 : y= 2cosx+1 cosx-2 =2+ 5 cosx-2 , ∵-1≤ cosx≤1 , ∴ -5≤ 5 cosx-2 ≤- 5 3 , -3≤2 + 5 cosx-2 ≤ 1 3 , ∴y max = 1 3 , y min =-3. 方法二 : 由 y= 2cosx+1 cosx-2 , 解得 cosx= 2y+1 y-2 . ∵-1≤ cosx≤1 , ∴-1≤ 2y+1 y-2 ≤1 , 解得 -3≤y≤ 1 3 . ∴y max = 1 3 , y min =-3. ( 2 ) ∵ - π 6 ≤x≤ π 6 , ∴0≤2x + π 3 ≤ 2π 3 , ∴ -1≤ 2cos 2x+ π 3 ! " ≤2 , 当 cos 2x+ π 3 ! " =1 , 即 x=- π 6 时, y max =2 , 当 cos 2x+ π 3 ! " =- 1 2 , 即 x= π 6 时, y min =-1. 变式训练 2 解: ( 1 ) 由 1-cosx≥0 , cosx-1≥0 1 , 圯cosx=1. ∴x=2kπ ( k∈Z ) . ∴ 定义域关于原点对称, 而此时 y=0.∴y= 1-cosx 姨 + cosx-1 姨 既是奇函数又是偶函数 . ( 2 ) ∵f ( x ) =sin 3 4 x+ 3π 2 ! " =-cos 3 4 x , 其定义域为 R , ∴f ( -x ) =-cos - 3 4 ! " x =-cos 3 4 x = f ( x ) , ∴ 函 数 f ( x ) = sin 3 4 x+ 3π 2 ! " 为偶函数 . 变式训练 3 解: ∵y=Acos ( ωx+φ ) ( A≠0 , ω≠0 ) 的周期为 T= 2π |ω| . ( 1 ) T= 2π 4 = π 2 . ( 2 ) T= 2π |-2| =π. 变式训练 4 B 【解析】 本题主要考查利用函数的对称性求解析式, 设 M ( x , y ) 是所求函数 y=f ( x )图象上任意一点, 则点 M 关 于点 π 4 , ! " 0 的对称点为 M′ π 2 -x , - ! " y , 代入已知函数 解析式中有 -y=sin π 2 -x+ π 4 ! " =sin π 2 - x- π 4 ! " 4 % =cos x- π 4 ! " , 则 y=-cos x- π 4 ! " , 故选 B. 变式训练 5 ( 1 ) [ 2kπ , π+2kπ ] ( k∈Z ) ( 2 ) [ -π , 0 ] , [ π , 2π ] 【解析】 ( 1 ) y=3-2cosx 与 y=3+2cosx 的单调性 相反, 由 y=3+2cosx 的递减区间为 [ 2kπ , π+2kπ ] ( k∈ Z ), ∴y=3-2cosx 的递增区间为 [ 2kπ , π+2kπ ] ( k∈Z ) . ( 2 ) 函数 y=1+cosx 的单调递增区间为 [ 2kπ+π , 2π+ 2kπ ] ( k∈Z ), ∵ [ 2kπ+π , 2π+2kπ ] ∩ [ -π , 2π ] = [ -π , 0 ] ∪ [ π , 2π ], ∴y=1+cosx 的单调递增区间为 [ -π , 0 ], [ π , 2π ] . 变式训练 6 解: ( 1 ) cos1 155°= cos ( 3 × 360 ° + 75 ° ) = cos75 ° , cos ( -1 516° ) =cos1 516°=cos ( 4×360°+76° ) =cos76° , ∵y= cosx 在 0 , π 2 4 % 上是递减的, 且 0°<75°<76°<90° , ∴cos75°> 38 参 考 答 案 cos76° , 即 cos1 155°>cos ( -1 516° ) . ( 2 ) cos - 2π 3 ! " =cos 2π 3 , ∵y=cosx 在 [ 0 , π ] 上是递减 的 , 且 0< 3π 5 < 2π 3 <π , ∴cos 3π 5 >cos 2π 3 , 即 cos - 2π 3 ! " < cos 3π 5 . ( 3 ) cos - 13π 4 ! " =cos -4π+ 3π 4 ! " =cos 3π 4 , cos - 17π 5 ! " = cos -4π+ 3π 5 ! " =cos 3π 5 , ∵y=cosx 在 [ 0 , π ] 上是递减的 , 且 0 < 3π 5 < 3π 4 <π , ∴cos 3π 5 >cos 3π 4 , 即 cos - 13π 4 ! " < cos - 17π 5 ! " . 变式训练 7 解 : ( 1 ) 由图可得 A=3 , T=4× - 4 3 + 7 3 ! " =4. ∵ω>0 , ∴ω= 2π T = π 2 . ∵f ( x ) =3cos π 2 x+ ! " φ . ∵f ( x )的图象经过点 - 4 3 , ! " 3 , ∴3cos - 2π 3 + ! " φ =3 , ∴- 2π 3 +φ=2kπ ( k∈Z ) , ∴φ=2kπ+ 2π 3 ( k∈Z ) . ∵0 <φ <π , ∴φ = 2π 3 . 故 f ( x ) = 3cos π 2 x+ 2π 3 ! " . ( 2 ) ∵ 16 3 ≤x≤m , ∴ 10π 3 ≤ π 2 x+ 2π 3 ≤ mπ 2 + 2π 3 . ∵f ( x ) 的值域为 - 3 2 , , & 3 , ∴4π≤ mπ 2 + 2π 3 ≤ 14π 3 . 解得 20 3 ≤m≤ 8. 故 m 的取值范围为 20 3 , , & 8 . 随堂练习 1. D 2. B 3. [ 0 , π ] 4. 解: 列表: 描点连线, 如图 . 5. 解: 由题意平移后的函数为 y=cos x+ 4π 3 - ! " φ , 它是 偶函数, 因此, 当 x=0 时, cos 4π 3 - ! " φ 取得最大值为 1 或 最小值为 -1 , 故 4π 3 -φ=2nπ 或 ( 2n+1 ) π ( n∈Z ), 即 4π 3 - φ=kπ ( k∈Z ) . ∴φ= 4π 3 -kπ ( k∈Z ), 当 k=1 时, φ 取最小 正值 π 3 . 6. 解 : y=cos π 6 - ! " x =cos x- π 6 ! " , 令 z=x- π 6 , 则 y= cosz , 即 2kπ≤z≤2kπ+π , k∈Z , ∴2kπ≤x- π 6 ≤2kπ+π , k∈Z , ∴2kπ+ π 6 ≤x≤2kπ+ 7 6 π , k∈Z. 故函数 y=cos π 6 - ! " x 的单调递减区间为 2kπ+ π 6 , 2kπ+ 7 6 , & π ( k∈Z ) . 练习手册 效果评价 1. C 【解析 】 由 y=-cosx 的图象知关于原点和 x 轴对 称 . 故选 C. 2. B 【解析 】 ∵sin 2x- π 2 ! " =- sin π 2 -2 ! " x =-cos2x , ∴f ( x ) =-cos2x. 又 f ( -x ) =-cos ( -2x ) =-cos2x=f ( x ), ∴f ( x )的 最小正周期为 π 的偶函数 . 故选 B. 3. ABC 【解析】 已知函数 f ( x ) =cos x+ π 6 ! " , 由余弦函 数的周期性得 f ( x )的一个周期为 2π , 故 A 正确; 函数 f ( x ) =cos x+ π 6 ! " 的对称轴满足条件 x+ π 6 =kπ , k∈Z , 即 x=kπ- π 6 , k∈Z , ∴y=f ( x )的图象关于直线 x=- π 6 对称 , 故 B 正 确; f x+ π 3 ! " =cos x+ π 2 ! " =-sinx , -sinπ=0 , ∴f x+ π 3 ! " 的一个 零点为 π , 故 C 正确; 函数 f ( x ) =cos x+ π 6 ! " 在 2π 3 , ! " π 上 先减后增, 故 D 错误 . 故选 ABC. 4. A 【解析 】 ∵sinx>|cosx| , ∴sinx>0 , ∴x∈ ( 0 , π ), 在同一 坐标系中画出 y=sinx , x∈ ( 0 , π ) 与 y=|cosx| , x∈ ( 0 , π ) 的 图象 , 观察图象易得 x∈ π 4 ! , 3π 4 " . 故选 A. 5. BD 【解析】 由题意 , 函数 f ( x ) =cosx 其最小正周期 为 2π , 故 A 正确 . 函数在 ( -π , 0 ) 上单调递增, 故 B 不 正确; 函数的对称轴方程是 x=kπ ( k∈Z ), 当 k=1 时, x=π , 故 C 正确; 把函数的图象向左平移 π 2 个单位可得 y=cos x+ π 2 ! " =-sinx 的图象, 故 D 不正确 . 应选 BD. 6. D 【解析 】 作出函数 y= 2cosx , x∈ [ 0 , 2π ] 的 图 象 , 函数 y=2cosx , x∈ [ 0 , 2π ] 的 图象与直线 y=2 围成的平面图 形为如图所示的阴影部分 . 利用 图象的对称性可知该平面图形 的面积等于矩形 OABC 的面积, 又 ∵|OA|=2 , |OC|=2π , ∴S 平面图形 =S 矩形 OABC =2×2π=4π. 故选 D. 7. ± 1 2 【解析】 ∵4π= 2π |-ω| , ∴ω=± 1 2 . x 0 π 2 π 3 2 π 2π cosx 1 0 -1 0 1 y=1-cosx 0 1 2 1 0 第 4 题答图 第 4 题答图 第 6 题答图 39 高 中 数 学 必 修 第三册 (人教 B 版) 精编版 8. ( -π , 0 ] 【解析 】 ∵y=cosx 在 [ -π , 0 ] 上为增函 数, 又在 [ -π , a ] 上递增, ∴ [ -π , a ] 哿 [ -π , 0 ], ∴a≤0. 又 ∵a>-π , ∴-π<a≤0. 9. 2 【解析 】 在同一坐标系中 , 作出 y=x 2 和 y=cosx 的图象如图 , 由 图可知, 有两个交点, 也就是实根的 个数为 2. 10. 解: 由题意得 3cos 2× 4π 3 + # $ φ = 3cos 2π 3 +φ+2 2 & π =3cos 2π 3 + 2 & φ =0 , ∴ 2π 3 +φ=kπ+ π 2 , k∈ Z , ∴φ=kπ- π 6 , k∈Z , 取 k=0 , 得 |φ| 的最小值为 π 6 . 提升练习 11. C 【解析 】 如 图所示 , 作出函数 y= cosx 和 y=lgx 的图象 . 两 曲 线 有 3 个 交 点 , 故方程有 3 个实根 . 故 选 C. 12. D 【解析 】 令 t= π 4 -ωx , 则函数 f ( x ) =cos π 4 -ω 2 & x , 由 y=cost 及 t= π 4 -ωx 复合而成, ∵ω>0 , ∴t= π 4 -ωx 为减函数, 要使得函数 f ( x ) =cos π 4 -ω 2 & x 在 π 2 , 2 & π 上单调递减, 则 y=cost 必须单调 递增, 令 -π+2kπ≤t≤2kπ ( k∈Z ), 即 -π+2kπ≤ π 4 -ωx≤ 2kπ ( k∈Z ) , 解得 π 4ω - 2kπ ω ≤x≤ 5π 4ω - 2kπ ω ( k∈Z ) , 要 使 得 函 数 f ( x ) = cos π 4 -ω 2 & x 在 π 2 , , ) π 上 单 调 递 减 , 则 π 2 , # & π 哿 π 4ω - 2kπ ω , 5π 4ω - 2kπ ω , ω ( k∈Z ), 即 π 4ω - 2kπ ω ≤ π 2 , 5π 4ω - 2kπ ω ≥π π . . . . - . . . . / , 解得 ω≥ 1-8k 2 ( k∈Z ), ω≤ 5-8k 4 ( k∈Z ) π . . . . - . . . . / . 当 k=0 时, 1 2 ≤ω≤ 5 4 . 故选 D. 13. BCD 【解析】 ∵f ( x )的图象是由 y=cos 2x+ π 3 & 向上平 移 1 个单位得到, y=cos 2x+ π 3 & 的对称中心的纵坐标为 0 , ∴f ( x )的对称中心的纵坐标为 1 , 故 A 错误; 当 x= π 3 时 , f ( x )取得最小值 0 , ∴x= π 3 是 f ( x )的一条对称轴 , 故 B 正 确 ; T= 2π 2 =π , 故 C 正确; f ( x )的图象向右平移 π 6 个单位 后, 得到 y=cos2x+1 的图象, 它是偶函数, 故 D 正确 . 故选 BCD. 14. 2 姨 2 【解析】 ∵T= 3π 2 , ∴f - 15π 4 2 & =f - 15π 4 + 3π 2 ×3 2 & =f 3π 4 2 & =sin 3π 4 = 2 姨 2 . 15. 解: ( 1 ) ∵f ( x )的周期 T=π , 故 2π ω =π , ∴ω=2. ∴f ( x ) =2cos2x. ∴f π 8 2 & =2cos π 4 = 2 姨 . ( 2 ) 将 y=f ( x )的图象向右平移 π 6 个单位后 , 得到 y= 2cos 2x- π 3 & 的图象, 再将所得图象上各点的横坐标变为原 来的 4 倍, 纵坐标不变, 得到 y=2cos x 2 - π 3 2 & 的图象, ∴g ( x ) = 2cos x 2 - π 3 2 & . 当 2kπ≤ x 2 - π 3 ≤2kπ+π ( k∈Z ), 即 4kπ+ 2π 3 ≤x≤4kπ+ 8π 3 ( k∈Z ) 时, g ( x )单调递减, 因此 g ( x ) 的单调递减区间为 4kπ+ 2π 3 , 4kπ+ 8π 3 , ω ( k∈Z ) . 16. 解 : ( 1 ) 由余弦函数的单调性 , 解不等式 2kπ+ π<2x+ π 4 <2kπ+2π , k∈Z , 得 3π 8 +kπ<x< 7π 8 +kπ , k∈Z , ∴ 函数 f ( x )的单调递增区间为 3π 8 +kπ , 7π 8 +k 2 & π , k∈Z. ( 2 ) 函数 f ( x ) =2cos 2x+ π 4 & 的单调递增区间为 3π 8 +kπ 2 , 7π 8 +k & π , k∈Z , 单调递减区间为 7π 8 +kπ , 11π 8 +k 2 & π , k∈Z , 又 x∈ - 3π 8 , π 4 , ω , ∴ 函数 f ( x )在 - 3π 8 , - π 8 , ω 上 单调递增, 在 - π 8 , π 4 , ω 上单调递减, 则 f - 3π 8 2 & =0 , f - π 8 2 & =2 , f π 4 2 & =- 2 姨 , ∴ 当 0≤k<2 时, 函数 y=k 与函数 y=f ( x )的图象有两个 公共点, 即当 k∈ [ 0 , 2 ) 时, 方程 f ( x ) =k 恰有两个不同的 实数根 . ( 3 ) 函数 f ( x ) =2cos 2x+ π 4 & 的图象向右平移 m ( m>0 ) 个单位, 得到图象对应的函数为 g ( x ) =2cos 2x+ π 4 -2 & m , 则 g ( x )是奇函数, g ( 0 ) =2cos 0+ π 4 -2 2 & m =0 , 即 π 4 -2m=kπ+ π 2 , k∈Z , 则 m=- π 8 - kπ 2 , k∈Z , ∵m>0 , ∴ 当 k=-1 时, m min = 3π 8 . 7.3.4 正切函数的性质与图象 学习手册 变式训练 1 解 : 根 据 题 意 , 得 tanx≥1 , tan x+ π 6 2 & ≠0 , x+ π 6 ≠ π 2 +kπ ( k∈Z ) π . . . . . - . . . . . / , 解 得 π 4 +kπ≤x< π 2 +kπ , x≠- π 6 +kπ , x≠ π 3 +k π . . . . . . - . . . . . . / π ( k∈Z ) . 第 9 题答图 第 11 题答图 40 日期: 班级: 姓名: 1. 下列函数中, 周期为 π 2 的是 ( ) A. y=sin x 2 B. y=sin2x C. y=cos x 4 D. y=cos4x 2. 函数 y=sin x+ 2 019 2 2 " π 是 ( ) A. 奇函数 B. 偶函数 C. 非奇非偶函数 D. 既是奇函数又是偶函数 3. 函数 y=cos ( -x ), x∈ [ 0 , 2π ] 的单调递减区间是 . 4. 用五点法作出函数 y=1-cosx ( 0≤x≤2π ) 的简图 . 7.3.3 余弦函数的性质与图象 19 5. 把函数 y=cos x+ 4π 3 ! " 的图象向右平移 φ 个单位, 正好关于 y 轴对称, 求 φ 的最小正值 . 6. 求函数 y=cos π 6 - ! " x 的单调递减区间 . 20

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