内容正文:
2024-2025学年《考点通关》高一数学微专题精准突破(人教A版2019必修第一册)
微专题54 三角函数中参数的求解策略9种常考题型总结
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题型1 利用三角函数的值域求参数
题型2 利用三角函数的周期性求参数
题型3 利用三角函数的单调性求参数
题型4 利用三角函数的最值求参数
题型5 利用三角函数的奇偶性求参数
题型6 利用三角函数的对称性求参数
题型7 利用三角函数的图象求参数
题型8 利用三角函数的零点求参数
题型9 利用三角函数的多种性质求参数
各级各类模拟试题中经常出现一类求函数的参数的取值范围问题,主要考查三角函数知识的应用,以及考查学生逻辑推理、数学运算、直观想象等核心素养.此类问题对许多学生是一难点,学生往往无从入手,或者因不明算理而陷入繁琐的运算当中,花费大量时间却不得正解.本专题通过归类解析的形式说明这类问题的解法,以期帮助学生理解、掌握其内在规律、特点.
一.基础知识
1.正弦函数的性质.
(1)定义域:.
(2)值域:
(3)周期性:周期函数,周期是且,最小正周期为.
(4)奇偶性:奇函数,其图象关于原点对称.
(5)单调性:增区间:
减区间:
(6) 对称性:对称轴:,对称中心:
2.正弦型函数的性质.
(1)定义域:.
(2)值域:
(3)周期性:周期函数,周期是.
(4)奇偶性:当时为奇函数;当时为偶函数.
(5)单调性:当时:令,求解增区间.
令,求解减区间.
当时:注意单调区间的转化.
(6)对称性:对称轴:令,求解对称轴方程,对称轴处取最值.
对称中心:令,求解对称中心坐标.
余弦型类似推导,此处不再赘述.可以看到,处理复合型函数性质的妙招就在于换元,令,换成标准的正弦(余弦函数来处理).
3.一些复杂的性质
(1)零点与对称轴之间的距离等于四分之一个周期的奇数倍;
(2)对称轴方程就是一条对称轴加半个周期的整数倍;
(3)若在区间上单调,则必要条件是:区间长度不超过半个周期,即,充分条件是:单调区间是最大单调区间的子集,即,
综上可得
(4)对称轴公式:①
(5)中心对称公式①
(6)最值表示:
二.解题策略
1、与三角函数单调性有关的参数问题
含参数的正弦型函数,若已知其在某区间上的单调性,求参数的取值范围时,一般先求出单调区间的一般形式,再根据包含关系可求参数的取值范围.
注:一般来说,若已知函数在某个区间上的单调性,并且已知,则可以把看作一个整体,再利用正弦函数的性质辅助解题。通过已知区间是单调区间的子集来列约束条件.
2、与三角函数的最值有关的参数问题
不等式恒成立问题常见方法:
①分离参数恒成立(即可)或恒成立(即可);
②数形结合(图像在上方即可);
③讨论最值或恒成立.
3、与对称性有关的参数问题
一般来说,若函数在某个区间上单调,并且给出了对称轴方程,则可先利用“该区间长度小于或等于半周期长度”大致确定的范围,再利用对称轴是否在该区间内进一步约束的范围,最后对剩下的进行逐一检验,进而确定的准确范围.
4、与三角函数的零点有关的参数问题
已知函数有零点(方程有根)求参数值(取值范围)常用的方法:
(1)直接法:直接求解方程得到方程的根,再通过解不等式确定参数范围;
(2)分离参数法:先将参数分离,转化成求函数的值域问题加以解决;
(3)数形结合法:先对解析式变形,进而构造两个函数,然后在同一平面直角坐标系中画出函数的图象,利用数形结合的方法求解
注:一般来说,已知函数在某个区间上有个零点、最值等,可将看作一个整体,再利用正弦函数的性质解题.
题型1 利用三角函数的值域求参数
【例1】已知函数的值域是,则实数的值等于( )
A.2 B.-2 C. D.
【变式1】若函数的值域为,则( )
A. B.4 C. D.3
【变式2】已知函数的定义域为,值域为,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【变式3】已知函数在区间上的值域为,且,则的值为 .
题型2 利用三角函数的周期性求参数
【例2】函数(,)的最小正周期为4,且,则 .
【变式1】已知函数的最小正周期为,为了得到函数的图像,只要将的图像( )
A.向左平移个单位长度 B.向右平移个单位长度
C.向左平移个单位长度 D.向右平移个单位长度
【变式2】记函数的最小正周期为,若,且,则( )
A. B. C. D.
【变式3】设函数.若,且的最小正周期大于,则( )
A.. B.
C. D.
题型3 利用三角函数的单调性求参数
【例3】函数在单调递减,求 .
【变式1】已知函数在上单调递减,则ω的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式2】已知函数在上单调递增,则的最大值为 .
【变式3】已知函数的周期为,且满足,若函数在区间不单调,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【变式4】已知函数满足,且在上单调,则的最大值为 .
【变式5】已知函数,则若时,在区间上单调,则的取值范围是________
【变式6】已知,函数在上单调递增,且对任意,都有,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
题型4 利用三角函数的最值求参数
【例4】已知函数,若,且在区间上有最小值无最大值,则 .
【变式1】【多选】若在上仅有一个最值,且为最大值,则的值可能为( )
A. B.1 C. D.
【变式2】已知函数在区间上恰有两个最大值,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式3】已知函数在区间内不存在最值,且在区间上,满足恒成立,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【变式4】已知函数,其中为实数,且,若对恒成立,且,则的单调递增区间为 .
【变式5】已知函数在区间上是增函数,且在区间上恰好取得一次最大值,则的取值范围是
题型5 利用三角函数的奇偶性求参数
【例5】已知函数是偶函数,则的值为( )
A. B. C. D.
【变式1】【多选】函数的图像向左平移个单位后得到一个偶函数的图像,则的值可以为( )
A.0 B. C. D.
【变式2】将函数的图像向右平移个单位长度,得到函数的图像,若是奇函数,则的可能取值有 个.
【变式3】已知函数是奇函数,为了得到函数的图象,可把函数的图象( )
A.向左平移个单位长度 B.向右平移个单位长度
C.向左平移个单位长度 D.向右平移个单位长度
题型6 利用三角函数的对称性求参数
【例6】若存在实数,使得函数的图象关于直线对称,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式1】已知函数在上是单调函数,其图像的一条对称轴方程为,则的值不可以是( )
A. B.
C.1 D.
【变式2】设函数,的图象的一条对称轴是直线.
(1)求的值;
(2)求函数的单调增区间.
【变式3】【多选】已知函数,满足,则( )
A.
B.的最小正周期为
C.在区间单调递增
D.
【变式4】已知函数,()在区间上恰好有两条对称轴,则的取值范围是( )
A. B..
C. D.
【变式5】已知函数在区间内不存在对称轴,则的最大值是 .
【变式6】设函数,其图象的一条对称轴在区间内,且的最小正周期大于,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式7】已知函数,的图象关于直线对称,且在上单调,则的最大值为 .
【变式8】已知函数(,),,,且在区间上有且只有一个最大值,则的最大值为 .
题型7 利用三角函数的图象求参数
【例7】函数的部分图象如图所示,则 .
【变式1】已知函数的图象如图所示.
(1)求函数的解析式;
(2)若函数的图象在区间上恰好含10个零点,求实数b的取值范围.
【变式2】已知函数的部分图象如图所示.
(1)求的解析式;
(2)若在上单调递增,求的取值范围.
【变式3】函数的部分图象如图所示,若、,且,则 .
题型8 利用三角函数的零点求参数
【例8】已知(其中),其函数图像关于直线对称,若函数在区间上有且只有三个零点,则的范围为 .
【变式1】设函数在上恰有2个零点,且的图象在上恰有2个最高点,则的取值范围是 .
【变式2】若函数,在上恰有两个最大值点和四个零点,则实数ω的取值范围是 .
【变式3】已知,满足,若函数在区间上有且只有三个零点,则的范围为( )
A. B. C. D.
【变式4】若函数在区间内没有零点,则正数ω的取值范围是 .
题型9 利用三角函数的多种性质求参数
【例9】【多选】已知函数的部分图象如图所示,则( )
A.的图象关于点对称
B.的图象关于直线对称
C.在区间上单调递减
D.在区间上的值域为
【变式1】【多选】已知函数,满足,且对任意,都有,当取最小值时,则下列错误的是( )
A.图像的对称轴方程为
B.在上的值域为
C.将函数的图象向左平移个单位长度得到函数的图象
D.在上单调递减
【变式2】【多选】已知函数的两个相邻零点间的距离为,将函数的图象向左平移个单位长度得到函数的图象,则下列说法正确的是( )
A.函数的图象关于直线对称
B.函数在区间上单调递减
C.
D.函数在区间内的零点个数为3
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微专题54 三角函数中参数的求解策略9种常考题型总结
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题型1 利用三角函数的值域求参数
题型2 利用三角函数的周期性求参数
题型3 利用三角函数的单调性求参数
题型4 利用三角函数的最值求参数
题型5 利用三角函数的奇偶性求参数
题型6 利用三角函数的对称性求参数
题型7 利用三角函数的图象求参数
题型8 利用三角函数的零点求参数
题型9 利用三角函数的多种性质求参数
各级各类模拟试题中经常出现一类求函数的参数的取值范围问题,主要考查三角函数知识的应用,以及考查学生逻辑推理、数学运算、直观想象等核心素养.此类问题对许多学生是一难点,学生往往无从入手,或者因不明算理而陷入繁琐的运算当中,花费大量时间却不得正解.本专题通过归类解析的形式说明这类问题的解法,以期帮助学生理解、掌握其内在规律、特点.
一.基础知识
1.正弦函数的性质.
(1)定义域:.
(2)值域:
(3)周期性:周期函数,周期是且,最小正周期为.
(4)奇偶性:奇函数,其图象关于原点对称.
(5)单调性:增区间:
减区间:
(6) 对称性:对称轴:,对称中心:
2.正弦型函数的性质.
(1)定义域:.
(2)值域:
(3)周期性:周期函数,周期是.
(4)奇偶性:当时为奇函数;当时为偶函数.
(5)单调性:当时:令,求解增区间.
令,求解减区间.
当时:注意单调区间的转化.
(6)对称性:对称轴:令,求解对称轴方程,对称轴处取最值.
对称中心:令,求解对称中心坐标.
余弦型类似推导,此处不再赘述.可以看到,处理复合型函数性质的妙招就在于换元,令,换成标准的正弦(余弦函数来处理).
3.一些复杂的性质
(1)零点与对称轴之间的距离等于四分之一个周期的奇数倍;
(2)对称轴方程就是一条对称轴加半个周期的整数倍;
(3)若在区间上单调,则必要条件是:区间长度不超过半个周期,即,充分条件是:单调区间是最大单调区间的子集,即,
综上可得
(4)对称轴公式:①
(5)中心对称公式①
(6)最值表示:
二.解题策略
1、与三角函数单调性有关的参数问题
含参数的正弦型函数,若已知其在某区间上的单调性,求参数的取值范围时,一般先求出单调区间的一般形式,再根据包含关系可求参数的取值范围.
注:一般来说,若已知函数在某个区间上的单调性,并且已知,则可以把看作一个整体,再利用正弦函数的性质辅助解题。通过已知区间是单调区间的子集来列约束条件.
2、与三角函数的最值有关的参数问题
不等式恒成立问题常见方法:
①分离参数恒成立(即可)或恒成立(即可);
②数形结合(图像在上方即可);
③讨论最值或恒成立.
3、与对称性有关的参数问题
一般来说,若函数在某个区间上单调,并且给出了对称轴方程,则可先利用“该区间长度小于或等于半周期长度”大致确定的范围,再利用对称轴是否在该区间内进一步约束的范围,最后对剩下的进行逐一检验,进而确定的准确范围.
4、与三角函数的零点有关的参数问题
已知函数有零点(方程有根)求参数值(取值范围)常用的方法:
(1)直接法:直接求解方程得到方程的根,再通过解不等式确定参数范围;
(2)分离参数法:先将参数分离,转化成求函数的值域问题加以解决;
(3)数形结合法:先对解析式变形,进而构造两个函数,然后在同一平面直角坐标系中画出函数的图象,利用数形结合的方法求解
注:一般来说,已知函数在某个区间上有个零点、最值等,可将看作一个整体,再利用正弦函数的性质解题.
题型1 利用三角函数的值域求参数
【例1】已知函数的值域是,则实数的值等于( )
A.2 B.-2 C. D.
【答案】C
【分析】分类讨论,根据正弦函数的值域列式可得结果.
【详解】当时,由,得,
因为的值域为,所以,解得,
当时,显然不符合题意;
当,由,得,
因为的值域为,所以,解得,
故选:C
【变式1】若函数的值域为,则( )
A. B.4 C. D.3
【答案】B
【分析】根据正弦函数的值域求解的值域,再与已知值域端点值对应相等,求解结果.
【详解】因为,所以,.
由题意得所以故.
故选:B.
【变式2】已知函数的定义域为,值域为,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据正弦函数的图象特征和性质,结合定义域和值域,即可求解.
【详解】,因为,所以,因为,所以.
正弦函数在一个周期内,要满足上式,则,
所以,所以的取值范围是.
故选:D
【变式3】已知函数在区间上的值域为,且,则的值为 .
【答案】/
【分析】根据函数值域满足,结合正弦函数的图象可知时满足题意,得解.
【详解】,令,
,,
,作出函数的图象,如图,
由图可知,以为中心,当变大时,若,函数最大值,最小值,不满足,若时,函数最大值,所以只需要确定函数最小值,因为,需函数最小值为,所以当时,即时,
函数值域为,满足,当时,函数最小值,此时不满足, 综上.
故答案为:.
题型2 利用三角函数的周期性求参数
【例2】函数(,)的最小正周期为4,且,则 .
【答案】0
【分析】由辅助角公式化简函数式,根据题意求出的解析式,求出,,,,结合周期性,即可求出的值.
【详解】,
因为最小正周期为4,
所以,,
所以,
又因为,
所以,故,
因为,所以,
所以,
所以,,,,
所以,且,
由于的周期为4,
所以.
故答案为:0
【变式1】已知函数的最小正周期为,为了得到函数的图像,只要将的图像( )
A.向左平移个单位长度 B.向右平移个单位长度
C.向左平移个单位长度 D.向右平移个单位长度
【答案】A
【分析】根据最小正周期为可得,进而得到,再根据诱导公式结合三角函数图象平移的性质分析即可.
【详解】因为函数的最小正周期为,
所有,即,
因为,
所以只需将函数图象左平移个单位长度即可得到函数图象.
故选:.
【变式2】记函数的最小正周期为,若,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】分析可知函数的图象关于直线对称,可得出,再利用函数的最小正周期求出的取值范围,即可得出的值.
【详解】对任意的,,则为函数的最大值或最小值,
故函数的图象关于直线对称,故,解得,
又因为且函数的最小正周期满足,即,
解得,故.
故选:D.
【变式3】设函数.若,且的最小正周期大于,则( )
A.. B.
C. D.
【答案】C
【分析】由题意求得,再由周期公式求得,再由可得,结合,求得值,即可得解.
【详解】由的最小正周期大于,可得,
因为,可得,
则,且,所以,
即,
由,即,
可得,,则,,
且,可得,,
所以,.
故选:C.
题型3 利用三角函数的单调性求参数
【例3】函数在单调递减,求 .
【答案】
【分析】根据题意,由正弦型函数的单调区间列出不等式,即可得到结果.
【详解】因为函数在单调递减,所以,
当时,,则有,又,解得,
故答案为:
【变式1】已知函数在上单调递减,则ω的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】令,得.
由可得,.
因为,所以,所以;
又,所以,所以.
所以,,此时有.
故选:B.
【变式2】已知函数在上单调递增,则的最大值为 .
【答案】
【分析】求出函数的单调递增区间,再借助集合的包含关系,列式计算即得.
【详解】函数中,由,
得,即函数的单调递增区间为,
依题意,,则,
解得,由,得,即,而,
因此,所以的最大值为.
故答案为:
【变式3】已知函数的周期为,且满足,若函数在区间不单调,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】已知,
令,解得
则函数对称轴方程为
函数在区间不单调,
,解得,
又由,且,得,
故仅当时,满足题意.
故选:C.
【变式4】已知函数满足,且在上单调,则的最大值为 .
【答案】3
【详解】由题可得,
由,且在上单调,
得的图像关于点中心对称,
因为直线与直线关于直线对称,结合的图像对称性,
所以在上单调,得,
又,所以,故的最大值为3.
故答案为:3.
【变式5】已知函数,则若时,在区间上单调,则的取值范围是________
【答案】或
【详解】时,在区间上单调,
即,所以或,解得或
【变式6】已知,函数在上单调递增,且对任意,都有,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由题可得,,进而可得,,即得.
【详解】由,得,
则,
解得.
又,
∴,
故,即.
由,得,
则,解得,
因为,
故,即,
综上所述,的取值范围为.
题型4 利用三角函数的最值求参数
【例4】已知函数,若,且在区间上有最小值无最大值,则 .
【答案】或
【分析】根据三角函数的对称性、最值求得正确答案.
【详解】因为,且在区间上有最小值无最大值,
则,则,
可得,解得,
且,解得,
可知:或1,或.
故答案为:或.
【变式1】【多选】若在上仅有一个最值,且为最大值,则的值可能为( )
A. B.1 C. D.
【答案】BD
【分析】根据正弦函数的性质,可得关于参数的不等式,求得的范围,从而得出结论.
【详解】因为,所以,
所以由题意得,Z,
解得,Z,
为负整数时,的范围时小于零的,与已知不符.
时,;时,.
因为,故A不正确;由题可知BD正确,C不正确.
故选:BD.
【变式2】已知函数在区间上恰有两个最大值,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】首先求出,根据题意结合图象,则有,解出即可.
【详解】因为,则,
所以由题意得:,解得.
故选:D.
【变式3】已知函数在区间内不存在最值,且在区间上,满足恒成立,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】由正弦型函数的区间最值情况得,,进而有或,讨论结合已知恒成立确定最终的取值范围.
【详解】由,则内不存在最值,
即,则,,则或,
由,则中恒成立,
只需且,
或;
所以的取值范围是.
故选:D
【变式4】已知函数,其中为实数,且,若对恒成立,且,则的单调递增区间为 .
【答案】
【分析】由题意可知为函数的最大值或最小值,所以,由,得到或,即可得的表达式,根据,即可验证值,代入正弦函数单调递增区间,化简整理,即可得答案.
【详解】由对恒成立知,,
得到或,
因为,所以或,
当时,,
此时,,
,不合题意,舍,
当 时,,
此时,,
,符合题意,
所以,
所以由
得,
所以的单调递增区间是.
故答案为:
【变式5】已知函数在区间上是增函数,且在区间上恰好取得一次最大值,则的取值范围是
【答案】
【分析】根据三角函数的单调性和周期,求得的一个取值范围,结合三角函数的最值,求得的另一个取值范围.根据两个取值范围的交集,求得的取值范围.
【详解】由,可得,
因为函数在区间上是增函数,
所以,解得,
由,得,
因为函数在区间上恰好取得一次最大值,
所以,解得,
综上的取值范围是.
故答案为:.
题型5 利用三角函数的奇偶性求参数
【例5】已知函数是偶函数,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用正弦函数的奇偶性列出关于的方程,从而得解.
【详解】因为是偶函数,
所以,即,
又,所以.
故选:C.
【变式1】【多选】函数的图像向左平移个单位后得到一个偶函数的图像,则的值可以为( )
A.0 B. C. D.
【答案】BC
【分析】利用图象变换可求平移后的函数解析式,结合偶函数可求满足的条件,从而可得正确的选项.
【详解】函数的图像向左平移个单位后对应的解析式为:
,
因为该函数为偶函数,故,
故,所以可取,不可取,
否则若,,与为整数矛盾;
若,,与为整数矛盾;
故选:BC.
【变式2】将函数的图像向右平移个单位长度,得到函数的图像,若是奇函数,则的可能取值有 个.
【答案】2
【分析】根据函数图像平移得到解析式,由是奇函数解出的取值,再由,确定取值的个数.
【详解】函数的图像向右平移个单位长度,得到函数的图像,
∴,
若是奇函数,则有,解得,
由,则时,;时,,的可能取值有2个.
故答案为:2
【变式3】已知函数是奇函数,为了得到函数的图象,可把函数的图象( )
A.向左平移个单位长度 B.向右平移个单位长度
C.向左平移个单位长度 D.向右平移个单位长度
【答案】D
【分析】根据是奇函数可求得,利用诱导公式得,即可得出结果.
【详解】因为是奇函数,所以,即,
因为,所以,所以,
因为,
所以可把函数的图象向右平移个单位长度.
故选:D.
题型6 利用三角函数的对称性求参数
【例6】若存在实数,使得函数的图象关于直线对称,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】因为,且,则,
若函数的图象关于直线对称,
则,解得.
故选:C.
【变式1】已知函数在上是单调函数,其图像的一条对称轴方程为,则的值不可以是( )
A. B.
C.1 D.
【答案】B
【详解】由,得,
由题意得,所以,所以,1,.
故选:B.
【变式2】设函数,的图象的一条对称轴是直线.
(1)求的值;
(2)求函数的单调增区间.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由正弦型函数的对称性,把代入函数解析式求的值;
(2)整体代入法求正弦型函数的单调增区间.
【详解】(1)是函数的图象的对称轴,则有.
解得,又,所以.
(2)由(1)知,因此.
由题意得当x满足时,函数单调递增.
即当时,单调递增.
所以函数的单调递增区间为.
【变式3】【多选】已知函数,满足,则( )
A.
B.的最小正周期为
C.在区间单调递增
D.
【答案】ABD
【分析】根据对称轴定义结合参数范围判断A选项,根据周期公式判断B选项,根据单调区间计算得出C选项,结合周期和特殊角的值可以得出D选项.
【详解】因为,所以的函数图像关于直线成轴对称,
则,,得,,
又因为,所以,故A正确;
所以,所以,故B正确;
令,,所以,,
当时,为的单调递增区间,
所以在区间有增有减,故C错误;
,故D正确.
故选:ABD.
【变式4】已知函数,()在区间上恰好有两条对称轴,则的取值范围是( )
A. B..
C. D.
【答案】A
【分析】求出函数的对称轴方程为,,原题等价于有2个整数k符合,解不等式即得解.
【详解】因为,
令,,则,,
函数在区间上有且仅有2条对称轴,即有2个整数k符合,
又在区间上恰好有两条对称轴,
由,得,
若,则,∴;
若,则,∴.
故选:A.
【变式5】已知函数在区间内不存在对称轴,则的最大值是 .
【答案】
【分析】由正弦函数性质及已知条件建立不等式组即可
【详解】因为,且,所以,
因为在区间内不存在对称轴,所以,
解得,当时,;当时,;
当时,不成立,即,
故答案为:.
【变式6】设函数,其图象的一条对称轴在区间内,且的最小正周期大于,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先利用辅助角公式化简,再求出函数的对称轴方程,由图象的一条对称轴在区间内,求出的取值范围,验证周期得答案.
【详解】,
由,得,
取,得,取,得,
由,得,此时,
由,得,此时,不合题意,
依次当取其它整数时,不合题意,所以的取值范围为,
故选:D
【变式7】已知函数,的图象关于直线对称,且在上单调,则的最大值为 .
【答案】
【分析】先根据正弦函数的对称性可求出的一个范围,再根据函数在上单调,可得,再求出的一个范围,进而可得出答案.
【详解】因为的图象关于直线对称,
所以,,解得,,
因为在上单调,所以,
即,解得,
当时,,
当时,,
所以当时,单调递减,
故的最大值为.
故答案为:.
【变式8】已知函数(,),,,且在区间上有且只有一个最大值,则的最大值为 .
【答案】
【分析】根据题意列出方程组,求出 的表达式,求出符合条件的,再根据在区间上有且只有一个最大值,分类讨论确定的值是否适合题意,可得答案.
【详解】由知,关于对称,
又因为,
所以,,则,,,
其中,,
当时,,,;
当时,,,.
又在区间上有且只有一个最大值,所以,
得,即,所以.
当时,,,此时,此时有2个最大值,舍去;
当时,,此时,此时有1个最大值,成立,
所以的最大值为,
故答案为:
题型7 利用三角函数的图象求参数
【例7】函数的部分图象如图所示,则 .
【答案】/
【分析】根据图象推出,,然后根据最大值,结合的取值范围,求出的值,代入,求解即可得出答案.
【详解】由已知可得,,所以,,
所以,.
又因为在处取得最大值,
所以有,
所以,.
因为,,所以,
所以,,
所以,.
故答案为:.
【变式1】已知函数的图象如图所示.
(1)求函数的解析式;
(2)若函数的图象在区间上恰好含10个零点,求实数b的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由图象确定函数周期求得,再利用特殊点坐标代入函数表达式,可求得,即得答案;
(2)函数的图象在区间上恰好含10个零点转化为与的图象在区间上恰好含有10个交点,结合正弦函数的性质列出不等式,即可求得答案.
【详解】(1)由题意可得,的最小正周期为,
故,
又图象过点,故,
则,即,
而,故,
所以;
(2)由(1)知,
令,
由,得,
因为函数的图象在区间上恰好含10个零点,
等价于与的图象在区间上恰好含有10个交点,
设,即与的图象恰有10个交点,
故,即.
【变式2】已知函数的部分图象如图所示.
(1)求的解析式;
(2)若在上单调递增,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)结合图像的最高点可求出,根据轴上的数据可求出周期,然后在代入一个点可求出解析式;
(2)根据三角恒等变换化简得出,然后根据正弦函数的单调性求解.
【详解】(1)依题意,由图知,,,即,
得,所以,
又,所以,,
即,,由得,所以.
(2)由(1)可知,,
则,
因为,所以,
根据正弦函数在上递增可知,
所以,即,
所以m的取值范围为.
【变式3】函数的部分图象如图所示,若、,且,则 .
【答案】
【分析】利用图象求出函数的解析式,求出、的取值范围,结合正弦型函数的对称性求出的值,由此可求得的值.
【详解】由图象可得,函数的最小正周期为,
所以,,则,
因为,且函数在附近单调递增,
所以,,则,
因为,所以,,则,
因为、,则,,
又因为,则,可得,
因此,.
故答案为:.
题型8 利用三角函数的零点求参数
【例8】已知(其中),其函数图像关于直线对称,若函数在区间上有且只有三个零点,则的范围为 .
【答案】
【分析】由三角函数的对称性求出,再由的范围求出的范围,根据三角函数的性质即可求出答案.
【详解】函数关于直线对称,
所以,所以,
因为,所以,所以,
当,则,
要使函数在区间上有且只有三个零点,所以,
所以的范围为:.
故答案为:
【变式1】设函数在上恰有2个零点,且的图象在上恰有2个最高点,则的取值范围是 .
【答案】
【分析】结合三角函数的图象性质,找出到满足条件的所在的区间,解不等式组即可作答.
【详解】因为,则,
而函数在上恰有2个零点,且的图象在上恰有2个最高点,
因此,即,
当时,不符合题意,
当时,不等式组为,不等式组无解,
当时,不等式组为,解得,
当时,不等式组无解,
所以的取值范围是.
故答案为:
【变式2】若函数,在上恰有两个最大值点和四个零点,则实数ω的取值范围是 .
【答案】
【分析】先化简函数式得,再结合三角函数的图象与性质,利用整体代换计算即可.
【详解】由三角恒等变换可得,
时,有,
若要满足题意则需:.
故答案为:
【变式3】已知,满足,若函数在区间上有且只有三个零点,则的范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据正弦函数的周期性和对称性分析可得为函数的对称轴,再根据周期性分析零点即可.
【详解】由题意可知:函数的最小正周期,
因为,则为函数的对称轴,
则函数在之后的零点依次为,
若函数在区间上有且只有三个零点,则.
故选:D.
【变式4】若函数在区间内没有零点,则正数ω的取值范围是 .
【答案】
【分析】先求得函数的零点,再利用题给条件列出关于正数ω的不等式,解之即可求得正数ω的取值范围.
【详解】由,可得,即,
令,则
又在区间内没有零点,
则区间内不存在整数,
又,则正数ω满足,
则,则,解之得,则正数ω的取值范围是.
题型9 利用三角函数的多种性质求参数
【例9】【多选】已知函数的部分图象如图所示,则( )
A.的图象关于点对称
B.的图象关于直线对称
C.在区间上单调递减
D.在区间上的值域为
【答案】BC
【分析】根据三角函数图象确定参数求出的解析式,计算的值,可判断A;计算的值,可判断B;根据正弦函数的单调性可判断C;根据,确定,结合正弦函数的值域,可判断D.
【详解】由图象可得,则,
的最大值为,
∴,
过点,∴,∴ ,
∵,,∴,
过点,∴,
即,
∴,由图像可知,即,
故,,
∴,
A项:,的图象不关于点对称,A错误;
B项:,取得最值,
则的图象关于直线对称,B正确;
C项:令,∴,
故的单调递减区间为,
当时,在上单调递减,,
故在区间上单调递减,C正确;
D项:,∴ ,
,,D错误,
故选:BC
【变式1】【多选】已知函数,满足,且对任意,都有,当取最小值时,则下列错误的是( )
A.图像的对称轴方程为
B.在上的值域为
C.将函数的图象向左平移个单位长度得到函数的图象
D.在上单调递减
【答案】ABC
【分析】根据题意的图象关于点对称,又当时,取得最小值,
当取最小值时,即周期最大,可得,所以,函数在时取得最小值,所以.求得,再逐项分析判断即可得解.
【详解】因为,所以的图象关于点对称,又对任意,都有,所以当时,取得最小值,
当取最小值时,即周期最大,
可得.得,所以,
函数在时取得最小值,
所以.因为,所以.
即.
令,得.故A错误;
当时,.
此时的值域为,故B错误;
将的图象向左平移个单位长度得到函数
的图象,故C错误;
当时,,单调递减,故D正确.
故选:ABC
【变式2】【多选】已知函数的两个相邻零点间的距离为,将函数的图象向左平移个单位长度得到函数的图象,则下列说法正确的是( )
A.函数的图象关于直线对称
B.函数在区间上单调递减
C.
D.函数在区间内的零点个数为3
【答案】CD
【分析】确定,得到函数解析式,取,计算得到A错误,取,计算得到B错误,确定解析式得到C正确,计算零点得到D正确,得到答案.
【详解】对于选项A:,,令,,
解得,,故函数的图象关于直线,对称,错误;
对于选项B:令,,得,,
函数的单调递减区间为,,错误;
对于选项C:将函数的图象向左平移个单位长度,得到函数,正确;
对于选项D:令,,得,,
函数在区间内的零点有,,,共3个,正确.
故选:CD.
$$