内容正文:
清单11 三角函数(三角恒等变换函数三角函数的应用)
(个考点梳理+题型解读+提升训练)
【清单01】两角和与差的余弦公式
两角和与差的余弦公式
(1)
(2)
①简记符号:,.
②适用条件:公式中的角,是任意角.
【清单02】两角和与差的正弦公式
(1)
(2)
①简记符号:,.
②适用条件:公式中的角,是任意角.
【清单03】两角和与差的正切公式
两角和与差的正切公式
(1)
(2)
①简记符号:,.
②适用条件:公式中的角,,,,.
③变形结论:
【清单04】二倍角的正弦、余弦正切公式
①
②;
;
③
【清单05】半角公式
①
②
③
【清单06】辅助角公式:
(其中)
【清单07】五点法作图
必备方法:五点法步骤
③
①
②
对于复合函数,
第一步:将看做一个整体,用五点法作图列表时,分别令等于,,,,,对应的则取,,,,。,(如上表中,先列出序号①②两行)
第二步:逆向解出(如上表中,序号③行。)
第三步:得到五个关键点为:,,,,
【清单08】根据图象求解析式
形如的解析式求法:
1、求法:
①观察法:代表偏离平衡位置的最大距离;平衡位置.
②代数法:记的最大值为,最小值为;则:,联立求解.
2、求法:通过观察图象,计算周期,利用公式,求出.
3、求法:
①第一关键点法:通过观察图象找出第一关键点,将第一关键点代入求解.
(第一关键点判断方法:图象呈上升状态与平衡位置的交点,且该点离轴最近)
②最值代入法:通过观察图象的最高点(或者最低点)代入解析式求解.
③特殊点法:当图象给出的信息缺乏①②中的条件,可以寻找图象的其它特殊点代入解析式求解,但用此法求解,若有多个答案注意根据条件取舍答案.
【考点题型一】给定角或者三角函数值,求三角函数值
核心方法:拼凑角,二倍角公式
【例1】(广西“贵百河——武鸣高中”2025届高三上学期11月摸底考试数学试题)已知,则( )
A. B. C. D.
【变式1-1】(24-25高三上·辽宁·期中)已知,则( )
A. B.
C.或 D.
【变式1-2】(24-25高三上·江苏南通·期中)若,则的值为( )
A. B. C. D.
【考点题型二】给定三角函数值,求角
【例2-1】(24-25高三上·山东·期中)若,,且,,则( )
A. B. C. D.
【例2-2】(24-25高三上·江苏南通·阶段练习)已知、为锐角,,.
(1)求的值;
(2)求的大小.
【变式2-1】(24-25高三上·湖北荆州·阶段练习)已知,且,,则( )
A. B. C. D.
【变式2-2】(23-24高一下·四川凉山·期末)已知,,其中,则 .
【考点题型三】逆用两角和差公式
【例3】(23-24高一下·广东佛山·期中)利用和(差)角公式计算下列各式的值:
(1);
(2);
(3)
【变式3-1】(24-25高二上·江西南昌·阶段练习)( )
A. B. C. D.
【变式3-2】(24-25高一下·全国·随堂练习)化简等于( )
A. B. C. D.
【考点题型四】三角函数图象平移,伸缩变换
【例4】(多选)(24-25高三上·陕西咸阳·期中)为了得到函数的图象,只要把函数图象上所有的点( )
A.向右平移个单位后,再把图象上所有点的横坐标扩大到原来的倍,纵坐标不变
B.向右平移个单位后,再把图象上所有点的横坐标缩小到原来的,纵坐标不变
C.横坐标扩大到原来的倍,纵坐标不变,再把所得图象向右平移个单位
D.横坐标缩小到原来的,纵坐标不变,再把所得图象向右平移个单位
【变式4-1】(2024高二下·河北)将函数的图象向左平移个单位长度,得到函数的图象,则( )
A. B.
C. D.
【变式4-2】(2024·云南楚雄·一模)将函数()的图象向右平移个单位长度后与函数的图象重合,则的最小值为( )
A.1 B.2 C.4 D.5
【考点题型五】看图求解析式
【例5】(24-25高三上·山东青岛·期中)已知函数的部分图象如图所示.
(1)求函数的解析,并求出在上的值域;
(2)若将函数的图象向右平移个单位后所得曲线关于轴对称.求的最小值.
【变式5-1】(24-25高三上·天津河西·期中)已知函数的部分图象如图所示.
(1)求函数的解析式;
(2)若将的图象向左平移个单位长度,再将所得图象的横坐标缩短到原来的,纵坐标不变,得到的图象.
(i)求的解析式及值;
(ii)求在上的值域.
【变式5-2】(24-25高三上·辽宁丹东·期中)已知函数的部分图象如图所示.
(1)求的解析式;
(2)若将图象上每一点的横坐标缩小到原来的倍,得到函数,求在的值域.
【考点题型六】三角函数中的恒(能)成立问题(核心考点)
【例6-1】(24-25高三上·湖北·期中)已知函数.
(1)求的单调减区间;
(2)将函数的图象向左平移个单位长度,再将所得图象上各点的横坐标变为原来的2倍(纵坐标不变),得到函数的图象.若对任意,,求实数的最小值.
【例6-2】(24-25高三上·安徽·阶段练习)已知函数的最小正周期为.
(1)求的值及函数的对称中心;
(2)设,若对任意的都有,求实数的取值范围.
【变式6-1】.(23-24高一上·江苏盐城·期末)设函数
(1)求函数的最小正周期,并解不等式;
(2)先将图象上所有点的横坐标伸长为原来的倍,纵坐标不变;再向左平移 个单位;最后向下平移 个单位得到函数的图象.若对,不等式恒成立,求实数的取值范围
【变式6-2】(2024·辽宁大连·模拟预测)已知函数,.
(1)求函数的最小正周期和对称中心;
(2)将函数图象向右平移个单位,再将图象向下平移1个单位,再将图象上每一点的横坐标不变,纵坐标变为原来的倍得到函数的图象,并设.若在上有解,求实数的取值范围.
【考点题型七】三角函数中的零点个数问题(核心考点)
【例7】(24-25高三上·上海·期中)已知,,
(1)若,求函数,的值域;
(2)已知,且函数的最小正周期为,若函数在上恰有3个零点,求实数的取值范围.
【变式7-1】(24-25高三上·北京顺义·阶段练习)已知函数.
(1)求函数的最小正周期以及单调递增区间;
(2)若函数向左平移个单位后,所得函数的图象关于对称,
(ⅰ)求φ的最小值;
(ⅱ)在(ⅰ)的条件下,若函数在区间上存在零点,求的取值范围.
【变式7-2】(24-25高三上·上海·阶段练习)已知函数为奇函数,且图像的相邻两条对称轴间的距离为.
(1)求的解析式与单调递减区间;
(2)已知在时,求方程的所有根的和.
【考点题型八】三角函数中的零点代数和问题(核心考点)
【例8】(24-25高三上·广东佛山·阶段练习)已知函数.
(1)求的最小正周期及单调递增区间;
(2)若方程在上有两个不相等的实数根,则实数的取值范围.
【变式8-1】(24-25高三上·安徽合肥·阶段练习)已知函数为奇函数,且图象的相邻两对称轴间的距离为π.
(1)求的解析式;
(2)将函数的图象向右平移个单位长度,再把横坐标缩小为原来的(纵坐标不变),得到函数的图象,当时,求方程的所有根之和.
【变式8-2】(24-25高三上·黑龙江牡丹江·阶段练习)已知函数为奇函数,且图象的相邻两对称轴间的距离为.
(1)求的解析式及单调减区间;
(2)将函数的图象向右平移个单位长度,再把横坐标缩小为原来的(纵坐标不变),得到函数的图象,当时,求方程的所有根之和.
【考点题型九】三角函数中新定义题
【例9】(24-25高二上·海南海口·阶段练习)设函数的定义域为,其中常数.若存在常数,使得对任意的,都有,则称函数具有性质.
(1)当时, 函数和是否具有性质?
(2)若,函数具有性质,且当时,,求不等式 的解集.
(3)已知函数具有性质,, 且的图象是轴对称图形. 若在上有最大值,且存在,使得,求证:.
【变式9-1】(24-25高三上·湖南·开学考试)若函数的定义域为,且存在非零常数,使得对任意,都有,则称是类周期为的“类周期函数”.
(1)若函数是类周期为1的“类周期函数”,证明:是周期函数;
(2)已知是“类周期函数”,求的值及的类周期;
(3)若奇函数是类周期为的“类周期函数”,且,求的值,并给出符合条件的一个.
【变式9-2】(23-24高一下·山东青岛·期末)已知函数和的定义域分别为和,若对任意,恰好存在个不同的实数,使得(其中),则称为的“重覆盖函数”
(1)判断,是否为,的“4重覆盖函数”,并说明理由;
(2)若,是,的“3重覆盖函数”,求的范围;
(3)若,,是,的“9重覆盖函数”,求的取值范围.
提升训练
一、单选题
1.(24-25高三上·福建福州·期中)若,则( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二上·湖北恩施·期中)已知,则( )
A. B. C. D.
3.(23-24高一下·内蒙古·期末)已知,,则( )
A. B. C. D.
4.(24-25高二上·湖南长沙·期中)定义行列式,若函数,则下列表述正确的是( )
A.的图象关于点中心对称 B.的图象关于直线对称
C.在区间上单调递增 D.是最小正周期为的奇函数
5.(24-25高三上·福建·期中)将函数图象上各点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,得到函数的图象.若的图象关于点对称,则的最小值为( )
A. B. C. D.
6.(24-25高三上·福建厦门·期中)若直线是曲线的一条对称轴,且函数在区间上不单调,则的最小值为( )
A.7 B.9 C.11 D.15
7.(24-25高三上·上海·期中)已知函数,下列说法中正确的是( )
A.函数的图象关于点中心对称;
B.函数的图象关于直线对称;
C.函数的图象可由的图象向右平移个单位得到;
D.方程在上有两个不相等的实数根.
8.(24-25高三上·河北石家庄·阶段练习)已知函数的部分图象如图所示,则下列选项不正确的是( )
A.函数的图象关于点中心对称
B.函数的单调增区间为
C.函数的图象可由的图象向左平移个单位长度得到
D.函数在上有2个零点,则实数t的取值范围为
二、多选题
9.(24-25高三上·广东东莞·阶段练习)函数的图象如图所示,将其向左平移个单位长度,得到的图象,则下列说法正确的是( )
A.
B.函数的图象关于点对称
C.函数的图象关于直线对称
D.函数在区间上单调递减
10.(24-25高三上·黑龙江哈尔滨·阶段练习)已知函数,则( )
A.函数的最小正周期为
B.直线是函数的图象的一条对称轴
C.若时,恒成立,则实数m的取值范围为
D.将函数的图象上的所有点的横坐标缩小为原来的,再将所得的图象向右平移个单位,得到函数的图象,若时,函数有且仅有5个零点,则实数t的取值范围为.
三、填空题
11.(24-25高三上·上海·期中)如图为函数的部分图象,则 .
12.(2024高三·全国·专题练习)把函数的图象向左平移个单位长度,再把图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,可以得到函数的图象,则的图象与直线的交点个数为 .
四、解答题
13.(24-25高三上·湖南邵阳·阶段练习)设函数,
(1)若将图象向左平移个单位,再将平移后图象上点的横坐标伸长为原来的2倍(纵坐标不变)得到函数,求在上的值域.
(2)若,且,求的值.
14.(24-25高三上·河南·期中)已知函数,且图象的一个对称中心到与其相邻的对称轴的距离为.
(1)求的值及的单调递增区间;
(2)将图象上的所有点的横坐标向右平移个单位长度(纵坐标不变),再向上平移个单位长度,再将纵坐标伸长为原来的2倍,得到函数的图象,若函数在上存在零点,求的取值范围.
15.(24-25高三上·北京·阶段练习)已知函数.再从条件①、条件②、条件③这三个条件中选择能确定函数的解析式的两个条件作为已知.
条件①:函数的图象经过点;
条件②:函数的最大值为;
条件③:函数的最小正周期为.
(1)求的解析式;
(2)若函数在区间上有且仅有1个零点,求的取值范围.
16.(2025·黑龙江齐齐哈尔·一模)已知函数.
(1)若在上为增函数,求的值范围;
(2)已知的图像向右平移个单位长度后得到函数的图像.且是的一个零点,若在上恰好有6个零点,求n的最大值;
(3)已知函数,在第(2)问的条件下,若对任意,存在,使得成立,求a的取值范围.
17.(24-25高二上·四川绵阳·阶段练习)函数的部分图像如图所示.
(1)求的解析式;
(2)若恒成立,求的取值范围.
18.(23-24高一下·四川成都·阶段练习)已知定义域为的函数满足:对于任意的,都有,则称函数具有性质.
(1)判断函数,是否具有性质,并说明理由;
(2)已知函数,判断是否存在,使函数具有性质?若存在,请求出的值;若不存在,请说明理由.
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清单11 三角函数(三角恒等变换函数三角函数的应用)
(个考点梳理+题型解读+提升训练)
【清单01】两角和与差的余弦公式
两角和与差的余弦公式
(1)
(2)
①简记符号:,.
②适用条件:公式中的角,是任意角.
【清单02】两角和与差的正弦公式
(1)
(2)
①简记符号:,.
②适用条件:公式中的角,是任意角.
【清单03】两角和与差的正切公式
两角和与差的正切公式
(1)
(2)
①简记符号:,.
②适用条件:公式中的角,,,,.
③变形结论:
【清单04】二倍角的正弦、余弦正切公式
①
②;
;
③
【清单05】半角公式
①
②
③
【清单06】辅助角公式:
(其中)
【清单07】五点法作图
必备方法:五点法步骤
③
①
②
对于复合函数,
第一步:将看做一个整体,用五点法作图列表时,分别令等于,,,,,对应的则取,,,,。,(如上表中,先列出序号①②两行)
第二步:逆向解出(如上表中,序号③行。)
第三步:得到五个关键点为:,,,,
【清单08】根据图象求解析式
形如的解析式求法:
1、求法:
①观察法:代表偏离平衡位置的最大距离;平衡位置.
②代数法:记的最大值为,最小值为;则:,联立求解.
2、求法:通过观察图象,计算周期,利用公式,求出.
3、求法:
①第一关键点法:通过观察图象找出第一关键点,将第一关键点代入求解.
(第一关键点判断方法:图象呈上升状态与平衡位置的交点,且该点离轴最近)
②最值代入法:通过观察图象的最高点(或者最低点)代入解析式求解.
③特殊点法:当图象给出的信息缺乏①②中的条件,可以寻找图象的其它特殊点代入解析式求解,但用此法求解,若有多个答案注意根据条件取舍答案.
【考点题型一】给定角或者三角函数值,求三角函数值
核心方法:拼凑角,二倍角公式
【例1】(广西“贵百河——武鸣高中”2025届高三上学期11月摸底考试数学试题)已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】三角函数的化简、求值——同角三角函数基本关系、三角函数的化简、求值——诱导公式、二倍角的正切公式
【分析】根据同角三角函数的平方关系与商数关系分别求,,再根据角度之间的和差倍关系,利用诱导公式与二倍角公式求解即可.
【详解】因为,所以,
则,所以,
所以.
故选:C.
【变式1-1】(24-25高三上·辽宁·期中)已知,则( )
A. B.
C.或 D.
【答案】C
【知识点】三角函数的化简、求值——同角三角函数基本关系、诱导公式五、六、二倍角的正切公式
【分析】根据已知条件求得,以及,再利用倍角公式求得,再求结果即可.
【详解】由,可得,所以,
所以,即,
所以或.
故选:C.
【变式1-2】(24-25高三上·江苏南通·期中)若,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】正、余弦齐次式的计算、三角函数的化简、求值——同角三角函数基本关系、诱导公式二、三、四、二倍角的余弦公式
【分析】先由配凑法和诱导公式二得到,再由同角的三角函数关系和二倍角的余弦公式计算可得;
【详解】,
故选:C.
【考点题型二】给定三角函数值,求角
【例2-1】(24-25高三上·山东·期中)若,,且,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】已知正(余)弦求余(正)弦、已知两角的正、余弦,求和、差角的余弦、给值求角型问题
【分析】先根据已知角的范围确定三角函数值的正负,再利用两角和的余弦公式求出的值,最后根据的范围确定其具体值.
【详解】因,所以.又,所以.
根据,得,同时也能确定.
因为,,,所以.
.
将转化为.
所以
因为,,所以.
在这个区间内,时,.
故选:C.
【例2-2】(24-25高三上·江苏南通·阶段练习)已知、为锐角,,.
(1)求的值;
(2)求的大小.
【答案】(1)
(2).
【知识点】特殊角的三角函数值、已知正(余)弦求余(正)弦、用和、差角的正切公式化简、求值、二倍角的正切公式
【分析】(1)先利用同角三角函数的基本关系,求出,再利用二倍角的正切公式求.
(2)利用(1)的结论,先求的值,再结合的取值范围,可求的大小.
【详解】(1)因为,,
所以,
所以,
所以.
(2)因为,所以,
所以,
因为,且,
所以;
因为,且,
所以,
所以,
所以.
【变式2-1】(24-25高三上·湖北荆州·阶段练习)已知,且,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】已知正(余)弦求余(正)弦、解正弦不等式、给值求角型问题
【分析】方法一:由条件结合同角关系求,由二倍角公式求,再利用两角差正弦公式可求,由此可求结论.
方法二:由条件可得,由此确定范围,结合正弦函数单调性可得,由此可得结论.
【详解】因为,,
所以,
所以,
,
所以,又,
所以,
又,
所以,
所以,
故
,
因为,,
所以,则.
解法二:因为,
所以,,
∵,
所以,,,
所以,
所以,
所以,
故选:C.
【变式2-2】(23-24高一下·四川凉山·期末)已知,,其中,则 .
【答案】
【知识点】已知正(余)弦求余(正)弦、诱导公式五、六、用和、差角的正弦公式化简、求值
【分析】利用两角差的余弦可求的值,故可求的值.
【详解】因为,故,而,故,
而,故,而,
故,故,
故,
而,故,
故答案为:
【考点题型三】逆用两角和差公式
【例3】(23-24高一下·广东佛山·期中)利用和(差)角公式计算下列各式的值:
(1);
(2);
(3)
【答案】(1)
(2)0
(3)
【知识点】逆用和、差角的余弦公式化简、求值、逆用和、差角的正弦公式化简、求值、逆用和、差角的正切公式化简、求值
【分析】(1)根据正弦两角差公式运算求解;
(2)根据余弦两角和公式运算求解;
(3)根据正切两角和公式运算求解.
【详解】(1)由题意可得:.
(2)由题意可得:.
(3)由题意可得:.
【变式3-1】(24-25高二上·江西南昌·阶段练习)( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】诱导公式五、六、逆用和、差角的余弦公式化简、求值
【分析】根据诱导公式结合两角和的余弦公式求解即可.
【详解】
.
故选:A.
【变式3-2】(24-25高一下·全国·随堂练习)化简等于( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】逆用和、差角的正弦公式化简、求值
【分析】根据给定条件,逆用差角的正弦公式计算即得.
【详解】.
故选:A
【考点题型四】三角函数图象平移,伸缩变换
【例4】(多选)(24-25高三上·陕西咸阳·期中)为了得到函数的图象,只要把函数图象上所有的点( )
A.向右平移个单位后,再把图象上所有点的横坐标扩大到原来的倍,纵坐标不变
B.向右平移个单位后,再把图象上所有点的横坐标缩小到原来的,纵坐标不变
C.横坐标扩大到原来的倍,纵坐标不变,再把所得图象向右平移个单位
D.横坐标缩小到原来的,纵坐标不变,再把所得图象向右平移个单位
【答案】AC
【知识点】描述正(余)弦型函数图象的变换过程
【分析】根据三角函数的图象变换可得出结论.
【详解】因为,
为了得到函数的图象,只要把函数图象上所有的点
向右平移个单位后,再把图象上所有点的横坐标扩大到原来的倍,纵坐标不变,
或横坐标扩大到原来的倍,纵坐标不变,再把所得图象向右平移个单位,
故选:AC.
【变式4-1】(2024高二下·河北)将函数的图象向左平移个单位长度,得到函数的图象,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】诱导公式五、六、求图象变化前(后)的解析式
【分析】由函数图象的平移方法和诱导公式化简得到结果.
【详解】由题意,得.
故选:A.
【变式4-2】(2024·云南楚雄·一模)将函数()的图象向右平移个单位长度后与函数的图象重合,则的最小值为( )
A.1 B.2 C.4 D.5
【答案】D
【知识点】相位变换及解析式特征、求图象变化前(后)的解析式、结合三角函数的图象变换求三角函数的性质
【分析】由正弦函数的平移法则以及周期性可得,结合即可求解.
【详解】由题意可得
,∴,,解得,,
又,∴当时,取得最小值为5.
故选:D.
【考点题型五】看图求解析式
【例5】(24-25高三上·山东青岛·期中)已知函数的部分图象如图所示.
(1)求函数的解析,并求出在上的值域;
(2)若将函数的图象向右平移个单位后所得曲线关于轴对称.求的最小值.
【答案】(1),
(2)
【知识点】求含sinx(型)函数的值域和最值、利用正弦函数的对称性求参数、由图象确定正(余)弦型函数解析式、求图象变化前(后)的解析式
【分析】(1)代入两点,建立方程,根据解出参数的值,即可得解解析式,再根据函数的定义域求出函数的值域;
(2)根据题意得到平移后的函数解析式,结合函数的对称性,得到,根据及取对应的值,即可得解.
【详解】(1)由,得,
又点及附近点从左到右是上升的,则,
由,点及附近点从左到右是下降的,
且上升、下降的两段图象相邻,得,
联立解得,,
而,于是,,
当时,,所以,
即在上的值域为.
(2)令将函数的图象向右平移个单位后得到的图象
所以,
由题意的图象曲线关于轴对称,即为偶函数,
所以,解得,
因为,所以当时,取得最小值.
【变式5-1】(24-25高三上·天津河西·期中)已知函数的部分图象如图所示.
(1)求函数的解析式;
(2)若将的图象向左平移个单位长度,再将所得图象的横坐标缩短到原来的,纵坐标不变,得到的图象.
(i)求的解析式及值;
(ii)求在上的值域.
【答案】(1)
(2)(i);1;(ii).
【知识点】求含sinx(型)函数的值域和最值、由图象确定正(余)弦型函数解析式、求图象变化前(后)的解析式
【分析】(1)由图可知,,求出周期,再利用周期公式可求出,再将代入可求出,从而可求出的解析式;
(2)(i)根据三角函数图象变换规律求出,进而可求;(ii)由求出的范围,再利用余弦函数的性质可求出其值域.
【详解】(1)由图可知,,,所以,.
将点代入得,.
又,所以,
所以.
(2)(i)将的图象向左平移个单位长度,
得,
再将所得图象的横坐标缩短到原来的,纵坐标不变,得,
所以,
所以;
(ii)因为,所以,,
所以,
所以,
所以,
故在上的值域为.
【变式5-2】(24-25高三上·辽宁丹东·期中)已知函数的部分图象如图所示.
(1)求的解析式;
(2)若将图象上每一点的横坐标缩小到原来的倍,得到函数,求在的值域.
【答案】(1);
(2).
【知识点】求cosx(型)函数的值域、由图象确定正(余)弦型函数解析式、求图象变化前(后)的解析式
【分析】(1)根据给定的函数图象,结合“五点法”作图求出的解析式.
(2)由(1)的结论,求出函数,再利用余弦函数的性质求出值域.
【详解】(1)观察图象知,函数的最小正周期,则,
由,得,而,则,
所以的解析式是.
(2)由(1)知,,则,
当,则,而函数在上单调递减,在上单调递增,
因此当,即时,;当,即时,,
所以在的值域为.
【考点题型六】三角函数中的恒(能)成立问题(核心考点)
【例6-1】(24-25高三上·湖北·期中)已知函数.
(1)求的单调减区间;
(2)将函数的图象向左平移个单位长度,再将所得图象上各点的横坐标变为原来的2倍(纵坐标不变),得到函数的图象.若对任意,,求实数的最小值.
【答案】(1)
(2)
【知识点】求含sinx(型)函数的值域和最值、求图象变化前(后)的解析式、求sinx型三角函数的单调性
【分析】(1)利用倍角公式降幂,再由辅助角公式可得,最后利用复合函数单调性求出单调递减区间即可.
(2)根据函数平移及伸缩求出的解析式,求解即可.
【详解】(1).
由,解得,
所以函数的单调递减区间为;
(2)将函数的图象向左平移个单位长度,可得到函数
,
再将所得图象上各点的横坐标变为原来的2倍(纵坐标不变),得到函数的图象,即,
当时,,则,则,
对任意的、,,
则,
故实数的最小值为.
【例6-2】(24-25高三上·安徽·阶段练习)已知函数的最小正周期为.
(1)求的值及函数的对称中心;
(2)设,若对任意的都有,求实数的取值范围.
【答案】(1),对称中心为
(2)
【知识点】求含sinx(型)函数的值域和最值、求正弦(型)函数的对称轴及对称中心、辅助角公式、三角恒等变换的化简问题
【分析】(1)由三角函数的公式化简及图象性质易得结果;
(2)将题干不等式转化为,分别求出和的相应最值,可得参数的范围.
【详解】(1)
,
因为的最小正周期为,所以,故.
所以,
令,解得.
所以的对称中心为.
(2)因为对任意的都有,
所以.
因为,
令,当时,,
得函数.
则;
当时,,则,
所以,即
即解得,
故实数的取值范围是.
【变式6-1】.(23-24高一上·江苏盐城·期末)设函数
(1)求函数的最小正周期,并解不等式;
(2)先将图象上所有点的横坐标伸长为原来的倍,纵坐标不变;再向左平移 个单位;最后向下平移 个单位得到函数的图象.若对,不等式恒成立,求实数的取值范围
【答案】(1)
(2)
【知识点】解正弦不等式、求含sinx(型)函数的值域和最值、求图象变化前(后)的解析式、三角恒等变换的化简问题
【分析】(1)利用三角恒等变换化简可得,即可利用正弦函数的性质,结合整体法即可求解,
(3)利用函数图象的平移和伸缩变换可得,即可根据三角函数的单调性求解最值求解.
【详解】(1)由可得,
令,则,
故,解得,
故不等式的解为;
(2)将图象上所有点的横坐标伸长为原来的倍,纵坐标不变;可得,
再向左平移 个单位,可得;最后向下平移 个单位得到函数,
当,由于在单调递增,故,
所以,
由于,故,即.
【变式6-2】(2024·辽宁大连·模拟预测)已知函数,.
(1)求函数的最小正周期和对称中心;
(2)将函数图象向右平移个单位,再将图象向下平移1个单位,再将图象上每一点的横坐标不变,纵坐标变为原来的倍得到函数的图象,并设.若在上有解,求实数的取值范围.
【答案】(1)最小正周期为,对称中心的坐标为
(2)
【知识点】求含sinx(型)函数的值域和最值、求正弦(型)函数的对称轴及对称中心、求图象变化前(后)的解析式、三角恒等变换的化简问题
【分析】(1)通过三角恒等变换化简,进一步由周期公式以及整体代入法可得对称中心;
(2)通过化简得到,分离参数可得,进一步由换元法即可求解.
【详解】(1) ,
则的最小正周期为:,
,,
所以的对称中心的坐标为:;
(2)由题意可知,将函数的图像向右平移个单位得到,
再向下平移1个单位得到,
再将图象上每一点的横坐标不变,纵坐标变为原来的倍得到
即,
,
,
可得
,
令,
在上单调递减,
所以,
在上有解,需,
,
的取值为.
【考点题型七】三角函数中的零点个数问题(核心考点)
【例7】(24-25高三上·上海·期中)已知,,
(1)若,求函数,的值域;
(2)已知,且函数的最小正周期为,若函数在上恰有3个零点,求实数的取值范围.
【答案】(1);
(2).
【知识点】根据函数零点的个数求参数范围、求含sinx(型)函数的值域和最值、求图象变化前(后)的解析式、辅助角公式
【分析】(1)利用辅助角公式化简函数解析式得,根据整体角范围结合正弦函数性质求值域可得;
(2)由周期得的值,进而得函数,结合整体角范围将复合函数零点个数转化为正弦函数的零点个数,再结合函数图象得不等式求解参数范围.
【详解】(1)若,则,
因为,所以,
所以当,即时,
函数,取最大值;
当,即时,
函数,取最小值,
所以,函数,的值域为;
(2)由,
因为最小正周期为,所以,
即,则.
令,,则.
于是函数在上恰有3个零点,
等价于函数在上恰有3个零点,
作出函数的图像可得,
解得.
所以,的取值范围为.
【变式7-1】(24-25高三上·北京顺义·阶段练习)已知函数.
(1)求函数的最小正周期以及单调递增区间;
(2)若函数向左平移个单位后,所得函数的图象关于对称,
(ⅰ)求φ的最小值;
(ⅱ)在(ⅰ)的条件下,若函数在区间上存在零点,求的取值范围.
【答案】(1),单调递增区间为:;
(2)(ⅰ);(ⅱ);
【知识点】求含sinx(型)函数的值域和最值、求正弦(型)函数的最小正周期、求图象变化前(后)的解析式、求sinx型三角函数的单调性
【分析】(1)由三角恒等变换得,根据三角函数的周期公式及正弦函数的性质求解即可;
(2)(ⅰ)由题意可得,由,可得,求解即可;
(ⅱ)将(ⅰ)中值代入,求出函数在上的值域,即可得答案.
【详解】(1)解:因为
,
所以;
由,
解得,
所以函数的单调递增区间为:;
(2)解:(ⅰ)由题意可得,
又因为的图象关于对称,
所以,
解得,
又因为,
所以当时,;
(ⅱ)令,则,
即的图象与直线在上有交点.
又因为,
所以,
因为,所以,
所以,,
即,
所以.
【变式7-2】(24-25高三上·上海·阶段练习)已知函数为奇函数,且图像的相邻两条对称轴间的距离为.
(1)求的解析式与单调递减区间;
(2)已知在时,求方程的所有根的和.
【答案】(1)答案见解析
(2)或
【知识点】正弦函数对称性的其他应用、由正(余)弦函数的性质确定图象(解析式)、三角恒等变换的化简问题、求sinx型三角函数的单调性
【分析】(1)根据二倍角的余弦公式化简函数解析式,再结合函数的奇偶性与对称性可得函数解析式,进而可得函数单调区间;
(2)结合函数值域与对称性以及二次方程解的情况可得解.
【详解】(1)
,
由为奇函数,则,
即,,
又,所以,
又图像的相邻两条对称轴间的距离为,即,,
解得,
则,或,
当时,
令,,解得,,
即单调递减区间为,;
当时,
令,,解得,,
即单调递减区间为,;
(2)设,则方程可转化为,解得或,
当时,函数图像如图所示,
由,则,,
若,则,或或,即方程的解有,,;
若,则,则此时满足,即,
此时
当时,函数图像如图所示,
由,则,,
若,则,或,即方程的解有,;
若,由(1)得此时函数在上单调递减,
即当时函数单调递减,当时函数单调递增,当时函数单调递减,
又,且,,
所以在和分别各有一解,在上无解,
且满足与关于对称轴对称,
则,
此时.
【考点题型八】三角函数中的零点代数和问题(核心考点)
【例8】(24-25高三上·广东佛山·阶段练习)已知函数.
(1)求的最小正周期及单调递增区间;
(2)若方程在上有两个不相等的实数根,则实数的取值范围.
【答案】(1)最小正周期为,,
(2)
【知识点】正弦函数图象的应用、求正弦(型)函数的最小正周期、三角恒等变换的化简问题、求sinx型三角函数的单调性
【分析】(1)先把函数化成的形式,再求函数的周期与单调增区间.
(2)问题转化成在一定范围内有两解,利用数形结合的方法,求的取值范围.
【详解】(1),
,
所以,即的最小正周期为.
由,,解得,,
所以的单调递增区间为,
(2)由.
根据,的图象:
由图可知,当时,方程有两个不同的实根.
所以实数的取值范围是:.
【变式8-1】(24-25高三上·安徽合肥·阶段练习)已知函数为奇函数,且图象的相邻两对称轴间的距离为π.
(1)求的解析式;
(2)将函数的图象向右平移个单位长度,再把横坐标缩小为原来的(纵坐标不变),得到函数的图象,当时,求方程的所有根之和.
【答案】(1);
(2).
【知识点】由正(余)弦函数的性质确定图象(解析式)、求图象变化前(后)的解析式、求零点的和
【分析】(1)利用三角恒等变换将函数化简得,再利用给定性质求出.
(2)由三角函数图象变换得,再利用正弦函数性质,结合一元二次方程求出零点即可..
【详解】(1)依题意,函数,
由函数为奇函数,得,又,则,
由函数图象的相邻两对称轴间的距离为,得的周期,解得,
所以函数的解析式是.
(2)将函数的图象向右平移个单位长度,得的图象,
再把横坐标缩小为原来的,得到函数,
由方程,,解得,
即,当时,,则或或或,
即原方程有四个实数根,不妨设为,
因此,
解得,所以原方程所有根之和为.
【变式8-2】(24-25高三上·黑龙江牡丹江·阶段练习)已知函数为奇函数,且图象的相邻两对称轴间的距离为.
(1)求的解析式及单调减区间;
(2)将函数的图象向右平移个单位长度,再把横坐标缩小为原来的(纵坐标不变),得到函数的图象,当时,求方程的所有根之和.
【答案】(1),单调减区间为
(2)
【知识点】函数与方程的综合应用、求图象变化前(后)的解析式、求sinx型三角函数的单调性
【分析】(1)利用三角恒等变换将函数化简可得,再根据函数性质可求得解析式,根据整体代换可求出单调递减区间;
(2)由三角函数平移规则可知,再根据三角函数值域以及一元二次方程的根即可求解.
【详解】(1)由题意可知,函数,
又因为函数为奇函数,所以可得,
又,解得,
因为函数图象的相邻两对称轴间的距离为,
可得周期,由可得.故函数.
令,可得单调减区间为
(2)将函数的图象向右平移个单位长度,可得的图象,
再把横坐标缩小为原来的,得到函数
由方程得或,
即或(舍);
当时,,所以或或或;
即方程有四个实数根,不妨设为;
可得.
所以,故所有根之和为.
【考点题型九】三角函数中新定义题
【例9】(24-25高二上·海南海口·阶段练习)设函数的定义域为,其中常数.若存在常数,使得对任意的,都有,则称函数具有性质.
(1)当时, 函数和是否具有性质?
(2)若,函数具有性质,且当时,,求不等式 的解集.
(3)已知函数具有性质,, 且的图象是轴对称图形. 若在上有最大值,且存在,使得,求证:.
【答案】(1),具有性质,不具有性质.
(2)
(3)证明见解析
【知识点】解正弦不等式、函数新定义
【分析】(1)由函数具有性质判断即可;
(2)若,函数具有性质,当时,,可确定的值,再利用性质求出在上的解析式,按分段函数解不等式即可;
(3)根据函数具有性质,且函数图像是轴对称图形,在区间上有最大值,分别讨论,时,函数的最值情况,得出矛盾,即可证明.
【详解】(1),具有性质.因为 ,所以;
不具有性质.
(2)若,函数具有性质,则存在常数,对任意,使得,
又当时,
故当时,有,即,所以,
所以当时,,,
即时,
故当时,不等式为,无解,
当时,不等式为,
又,故不等式解为,即解集为.
(3)已知函数具有性质,则存在常数,使得,都有,
所以,
所以函数的图像端点为和,
由的图像是轴对称图形,得其对称轴为直线,
①若,因为时,,
所以对任意,有,
由基本不等式得,有,
所以对任意,有,
根据图像的对称性,得对任意,有,
这样与存在矛盾.
②若,由,得,
又,由图像的对称性知,,
且,所以,
这与在上有最大值矛盾.
综上:.
【点睛】思路点睛:本题是函数新定义问题,需要注意的是定义域与区间上函数所具有的性质,可以利用端点处函数值所具有的性质求解参数,与对称性和最值结合时,可以利用反证法,证明与矛盾,从而得证结论.
【变式9-1】(24-25高三上·湖南·开学考试)若函数的定义域为,且存在非零常数,使得对任意,都有,则称是类周期为的“类周期函数”.
(1)若函数是类周期为1的“类周期函数”,证明:是周期函数;
(2)已知是“类周期函数”,求的值及的类周期;
(3)若奇函数是类周期为的“类周期函数”,且,求的值,并给出符合条件的一个.
【答案】(1)证明见解析
(2)的类周期为2
(3),
【知识点】函数奇偶性的应用、函数周期性的应用、求正弦(型)函数的最小正周期、用和、差角的正弦公式化简、求值
【分析】(1)利用“类周期函数”的定义,即可证明;
(2)利用已知条件是“类周期函数”以及奇函数的性质,即可证明;
(3)利用已知条件,求出的关系,进而求出T的值,进行作答.
【详解】(1)证明:因为是类周期为1的“类周期函数”,
所以,①
用代换得,②
①+②得,所以,
所以,所以是周期为6的周期函数.
(2)因为是“类周期函数”,
所以存在非零常数,使得对任意,都有,
即,
整理得,
所以所以,
所以的类周期为2.
(3)因为奇函数是类周期为的“类周期函数”,
所以,且,
取,得,所以,
取,得,
所以,
因为,所以(负值舍去),
所以,
设,则,整理得,
所以,取.
【点睛】关键点点睛:此题重点在于把握理解新定义“类周期函数”,并结合周期函数、三角函数的性质解题.
【变式9-2】(23-24高一下·山东青岛·期末)已知函数和的定义域分别为和,若对任意,恰好存在个不同的实数,使得(其中),则称为的“重覆盖函数”
(1)判断,是否为,的“4重覆盖函数”,并说明理由;
(2)若,是,的“3重覆盖函数”,求的范围;
(3)若,,是,的“9重覆盖函数”,求的取值范围.
【答案】(1)不是,理由见解析
(2)
(3)
【知识点】求含sinx(型)函数的值域和最值、辅助角公式、函数新定义
【分析】(1)利用给定定义判断即可.
(2)利用给定定义建立不等式,求解参数范围即可.
(3)利用给定定义转化为函数交点问题,利用数形结合法求解即可.
【详解】(1),
,
,,
故的值域为,当时,,
此时,不是的“4重覆盖函数”,
(2),,
的图像如下:
是的“3重覆盖函数”,
,
在成立,
,
(3),
,令,
为的“9重覆盖函数”,
即有9个实数根,
即有9个实数根,
因为与的图像如下,
当时,,解得:,
当时,,解得:,
综上,要满足题意,所以,即.
【点睛】关键点点睛:本题考查新定义,解题关键是合理利用给定定义,然后转化为零点问题,再转化为交点问题建立不等式组,得到所要求的参数范围即可.
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一、单选题
1.(24-25高三上·福建福州·期中)若,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】正、余弦齐次式的计算、用和、差角的正切公式化简、求值、二倍角的正弦公式
【分析】由两角和正切公式展开先求出,再利用“1”的代换与二倍角正弦公式将式子转化为“齐次比”形式,化弦为切代入求解可得.
【详解】由,得,
解得,
所以.
故选:B.
2.(24-25高二上·湖北恩施·期中)已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】二倍角的余弦公式、辅助角公式、诱导公式二、三、四
【分析】由辅助角公式,诱导公式,二倍角公式可得答案.
【详解】由辅助角公式,.
因,则
.
故选:B
3.(23-24高一下·内蒙古·期末)已知,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】用和、差角的正弦公式化简、求值、二倍角的正弦公式
【分析】根据和差角公式可得,,即可由正弦的二倍角公式求解.
【详解】根据题意可得,,
则,,
.
故选:D
4.(24-25高二上·湖南长沙·期中)定义行列式,若函数,则下列表述正确的是( )
A.的图象关于点中心对称 B.的图象关于直线对称
C.在区间上单调递增 D.是最小正周期为的奇函数
【答案】C
【知识点】三角恒等变换的化简问题、函数新定义、求余弦(型)函数的最小正周期、cosx(型)函数的对称轴与单调性、最值的关系
【分析】由行列式运算的定义,结合三角恒等变换,求出解析式,AB选项关于函数图象的对称性,代入检验即可判断;整体代入验证单调性判断选项C;公式法求最小正周期,检验函数奇偶性判断选项D.
【详解】由题中所给定义可知,
,
,点不是图象的对称中心,故A错误;
,直线不是图象的对称轴,故B错误;
时,,是余弦函数的单调递增区间,
所以在区间上单调递增,故C正确;
的最小正周期,但,所以函数不是奇函数,故D错误.
故选:C
5.(24-25高三上·福建·期中)将函数图象上各点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,得到函数的图象.若的图象关于点对称,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】求cosx(型)函数的对称轴及对称中心、求图象变化前(后)的解析式、利用cosx(型)函数的对称性求参数
【分析】根据函数图象的平移可得,即可根据对称得求解.
【详解】由题意可得,
由于的图象关于点对称,故,
故,解得,
取,为最小值,
故选:A
6.(24-25高三上·福建厦门·期中)若直线是曲线的一条对称轴,且函数在区间上不单调,则的最小值为( )
A.7 B.9 C.11 D.15
【答案】C
【知识点】利用正弦型函数的单调性求参数、求正弦(型)函数的对称轴及对称中心、求sinx型三角函数的单调性
【分析】首先根据对称轴的性质求出的表达式,再根据函数的单调区间确定的范围,从而得出的最小值.
【详解】因直线是一条对称轴,所以,.
整理可得:,即,.
由,得.
则函数在上单调递增.
因为函数在区间上不单调,所以.
解得.因为,且,所以的最小值为11.
故选:C.
7.(24-25高三上·上海·期中)已知函数,下列说法中正确的是( )
A.函数的图象关于点中心对称;
B.函数的图象关于直线对称;
C.函数的图象可由的图象向右平移个单位得到;
D.方程在上有两个不相等的实数根.
【答案】D
【知识点】求含sinx(型)函数的值域和最值、求正弦(型)函数的对称轴及对称中心、求图象变化前(后)的解析式
【分析】代入验证可判断AB;根据平移变换判断C;直接解方程可判断D.
【详解】对于A,当时,,所以的图象关于直线对称,
即的图象不关于点对称,故A错误;
对于B,当时,,所以的图象关于点对称,
即函数的图象不关于直线对称,故B错误;
对于C,的图象向右平移个单位得到 ,故C错误;
对于D,令,则,或,
即,或,
又,则,或,
因此可得方程在上有两个不相等的实数根,故D正确.
故选:D.
8.(24-25高三上·河北石家庄·阶段练习)已知函数的部分图象如图所示,则下列选项不正确的是( )
A.函数的图象关于点中心对称
B.函数的单调增区间为
C.函数的图象可由的图象向左平移个单位长度得到
D.函数在上有2个零点,则实数t的取值范围为
【答案】C
【知识点】求图象变化前(后)的解析式、求sinx型三角函数的单调性、根据函数零点的个数求参数范围、求正弦(型)函数的对称轴及对称中心
【分析】利用辅助角公式及函数图象先化简计算得出函数式,结合三角函数的图象及性质逐一分析选项即可.
【详解】,
由图可知,,可得,,
,,故正确;
,
解得,
所以函数在单调递增,故正确;
函数的图象向左平移个单位长度得,
,故错误;
,,
当时,,此时有两个零点,
即,可得,故正确.
故选:.
二、多选题
9.(24-25高三上·广东东莞·阶段练习)函数的图象如图所示,将其向左平移个单位长度,得到的图象,则下列说法正确的是( )
A.
B.函数的图象关于点对称
C.函数的图象关于直线对称
D.函数在区间上单调递减
【答案】ABD
【知识点】求正弦(型)函数的对称轴及对称中心、由图象确定正(余)弦型函数解析式、求图象变化前(后)的解析式、求sinx型三角函数的单调性
【分析】A项由最值点代入解析式待定系数,结合解析式由利用整体取代方法求对称中心可得B项;C项由平移得化简得,利用整体取代方法求对称轴即可;D项,由诱导公式化简得,结合图象可知单调性.
【详解】A项,由得,
,解得,,
又,所以.故A正确;
B项,因为,由,,
得函数的对称中心为,,
当时,得对称中心为,故B正确;
C项,.
故其对称轴为,,所以不是函数的对称轴,故C错误;
D项,,
所以在上单调递减,故D正确.
故选:ABD.
10.(24-25高三上·黑龙江哈尔滨·阶段练习)已知函数,则( )
A.函数的最小正周期为
B.直线是函数的图象的一条对称轴
C.若时,恒成立,则实数m的取值范围为
D.将函数的图象上的所有点的横坐标缩小为原来的,再将所得的图象向右平移个单位,得到函数的图象,若时,函数有且仅有5个零点,则实数t的取值范围为.
【答案】ACD
【知识点】根据函数零点的个数求参数范围、求含sinx(型)函数的值域和最值、求正弦(型)函数的最小正周期、求正弦(型)函数的对称轴及对称中心
【分析】利用二倍角公式和辅助角公式对进行化简,再求最小正周期可判断A,代入检验法可判断B,利用三角函数的性质可判断C,利用三角函数的图象变换和性质可判断D.
【详解】因为,
所以的最小正周期为,故A正确;
又由,故B错误;
当时,可得,
当,即时,取得最小值,
因为,恒成立,所以,
即实数的取值范围为,故C正确;
由题意得函数,因为,
所以,又因为函数有且仅有5个零点,
则满足,解得,
所以实数的取值范围是,故D正确.
故选:ACD.
三、填空题
11.(24-25高三上·上海·期中)如图为函数的部分图象,则 .
【答案】
【知识点】由图象确定正(余)弦型函数解析式
【分析】由图象过点结合正弦函数性质可得答案.
【详解】因图象过点,则,
结合,可得或,又图象过此点时单调递增,则.
因图象过点,结合图象,可得,其中.
结合.
又由图可得函数的最小正周期大于,则,
结合,可得,则.
故答案为:
12.(2024高三·全国·专题练习)把函数的图象向左平移个单位长度,再把图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,可以得到函数的图象,则的图象与直线的交点个数为 .
【答案】3
【知识点】求图象变化前(后)的解析式、结合三角函数的图象变换求三角函数的性质
【分析】根据函数图象的变换可得,在同一坐标系作出以及的图象即可求解.
【详解】由题意将函数的图象上所有点的横坐标缩短到原来的,纵坐标不变,
得到的图象,再将该图象向右平移个单位长度,
得到函数的图象,
即,
作出以及的图象,如图:
由图象可知的图象与直线的交点个数为3.
故答案为:3
四、解答题
13.(24-25高三上·湖南邵阳·阶段练习)设函数,
(1)若将图象向左平移个单位,再将平移后图象上点的横坐标伸长为原来的2倍(纵坐标不变)得到函数,求在上的值域.
(2)若,且,求的值.
【答案】(1);
(2).
【知识点】求含sinx(型)函数的值域和最值、给值求值型问题、求图象变化前(后)的解析式、三角恒等变换的化简问题
【分析】(1)利用三角恒等变换先化简,再利用三角函数的图象变换求出,进而求出指定区间上的值域.
(2)由(1)求出,再由结合和角的余弦公式求解即可.
【详解】(1)依题意,
,将图象向左平移个单位,得,
于是,当时,,,
则,所以在上的值域为.
(2)由(1)知,由,得,
由,得,则,
.
14.(24-25高三上·河南·期中)已知函数,且图象的一个对称中心到与其相邻的对称轴的距离为.
(1)求的值及的单调递增区间;
(2)将图象上的所有点的横坐标向右平移个单位长度(纵坐标不变),再向上平移个单位长度,再将纵坐标伸长为原来的2倍,得到函数的图象,若函数在上存在零点,求的取值范围.
【答案】(1);单调递增区间为:;
(2)
【知识点】根据函数零点的个数求参数范围、求sinx型三角函数的单调性、求图象变化前(后)的解析式、三角恒等变换的化简问题
【分析】(1)先利用诱导公式、正弦的和角公式、二倍角公式及辅助角公式化简函数式,再根据三角函数的图象与性质计算即可;
(2)根据三角函数图象的变换求出解析式,利用整体思想分离参数结合二次函数的性质计算即可.
【详解】(1)由
,
因为图象的一个对称中心到与其相邻的对称轴的距离为,
所以其最小正周期为,
则,
令,
解之得;
(2)由题意可知将图象上的所有点的横坐标向右平移个单位长度(纵坐标不变),
再向上平移个单位长度可得,
再将纵坐标伸长为原来的2倍,得到函数,
当,所以,
令,则条件可化为在时有解,
易知在上单调递减,在上单调递增,
易知,
则,解之得.
15.(24-25高三上·北京·阶段练习)已知函数.再从条件①、条件②、条件③这三个条件中选择能确定函数的解析式的两个条件作为已知.
条件①:函数的图象经过点;
条件②:函数的最大值为;
条件③:函数的最小正周期为.
(1)求的解析式;
(2)若函数在区间上有且仅有1个零点,求的取值范围.
【答案】(1)答案见解析
(2)答案见解析
【知识点】根据函数零点的个数求参数范围、由正(余)弦函数的性质确定图象(解析式)、辅助角公式、三角恒等变换的化简问题
【分析】(1)利用三角恒等变换化简,选择①③:由周期得出,由得出,进而求出的解析式;选择②③:由周期得出,由的最大值为得出,进而求出的解析式;选择①②:由得,又因为函数的最大值为,所以,与矛盾,不符合题意.
(2)因为,所以,结合三角函数的性质与函数零点的概念求解即可.
【详解】(1)由题可知,,
选择①③:
因为,所以,
又因为,所以.
所以.
选择②③:
因为,所以,
又因为函数的最大值为,所以.
所以,
选择①②:
因为,所以.
又因为函数的最大值为,
所以,与矛盾,不符合题意.
(2)选择①③:
因为,所以,
又因为在区间上有且仅有1个零点,
所以,所以,所以.
选择②③:
因为,所以,
又因为在区间上有且仅有1个零点,
又时,或,
所以,所以,所以.
16.(2025·黑龙江齐齐哈尔·一模)已知函数.
(1)若在上为增函数,求的值范围;
(2)已知的图像向右平移个单位长度后得到函数的图像.且是的一个零点,若在上恰好有6个零点,求n的最大值;
(3)已知函数,在第(2)问的条件下,若对任意,存在,使得成立,求a的取值范围.
【答案】(1);
(2);
(3).
【知识点】根据函数零点的个数求参数范围、利用正弦型函数的单调性求参数、由正弦(型)函数的值域(最值)求参数
【分析】(1)由正弦函数的单调性结合条件可列,从而解得的值范围.
(2)由,,可得,从而知的解析式,再由正弦函数的零点,分析即可;
(3)原问题可转化为的值域是值域的子集,再根据正余弦函数的图象与性质,分别求得与在对应定义域内的值域,列出关于a的不等式组,解之即可.
【详解】(1)因在区间上单调递增,
故,在区间上单调递增,
故由题意知,则,
于是,解得,故的值范围为.
(2)由题意知,
因为是的一个零点,所以,
即,解得或,
解得,或,,
又,所以,
所以,
若在上恰好有6个零点等价于与恰好有6个交点,
令,由,则,
即,与恰好有6个交点,
所以,故n的最大值为.
(3)由(2)知,
若对任意,存在,使得成立,
则的值域是值域的子集,
当时,,所以,
即,
当时,,所以,
即,
因为的值域是值域的子集,所以
所以实数a的取值范围为.
17.(24-25高二上·四川绵阳·阶段练习)函数的部分图像如图所示.
(1)求的解析式;
(2)若恒成立,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【知识点】由图象确定正(余)弦型函数解析式、一元二次不等式在某区间上的恒成立问题、由正弦(型)函数的值域(最值)求参数、函数不等式恒成立问题
【分析】(1)由图象得周期关系从而求得,将最值点代入可得,从而求得解析式;
(2)求出时的值域,换元法转化不等式为二次不等式在区间恒成立问题,由二次函数图象性质建立不等式组可得.
【详解】(1)由图可得,即,解得.
函数过点,
所以,则,
解得,又,则,
所以;
(2)因为,所以,则,
令,
设,函数图象开口向上,恒过定点.
由题意,恒成立,由二次函数的图象性质可知,
只需,
解得,故的取值范围为.
18.(23-24高一下·四川成都·阶段练习)已知定义域为的函数满足:对于任意的,都有,则称函数具有性质.
(1)判断函数,是否具有性质,并说明理由;
(2)已知函数,判断是否存在,使函数具有性质?若存在,请求出的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)具有性质P,不具有性质,理由见解析
(2)存在,,
【知识点】函数新定义、由正弦(型)函数的周期性求值、由余弦(型)函数的周期性求值
【分析】(1)结合所给定义计算即可得;
(2)假设存在,结合定义可得,计算可得,即可得.
【详解】(1)因为,则,又,
所以,故函数具有性质;
因为,则,又,
,故不具有性质.
(2)若函数具有性质,则,即,
因为,所以,所以;
若,不妨设,由,
得(*),
只要充分大时,将大于1,而的值域为,
故等式(*)不可能成立,所以必有成立,
即,因为,所以,
所以,则,此时,
则,而,即有成立,
所以存在,使函数具有性质.
【点睛】关键点点睛:最后一问关键点在于根据定义计算得到后,假设,证明其与已知矛盾,得到.
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