内容正文:
热点08 三角函数的图象及性质
三年考情分析
2025考向预测
2022年,第5题,考察三角函数的单调性
2022年,第13题,考察三角函数的零点
2023年,第13题,考察正切函数的性质
2023年,第17题,考察三角函数的单调性
2024年,第6题,考察三角函数的周期性与最值
该内容是北京卷的必考内容,多在选择题与填空题中进行考查,三角函数的单调性可能会继续作为重点考査内容出现,因为它在近年的考试中被多次提及,也可能会有题目综合考查三角函数的多个性质,如周期性、单调性、奇偶性等,
题型1三角函数的定义域与值域
(1)形如或型,可先由定义域求得的范围,然后求得(或)的范围,最后求得最值.
(2)形如型,可利用换元思想,设,转化为二次函数求最值,的范围需要根据定义域来确定.
1.(2024·北京·高考真题)在平面直角坐标系中,角与角均以为始边,它们的终边关于原点对称.若,则的最大值为 .
2.(2024·北京门头沟·一模)若函数 的最大值为 , 则 , .
3.(2024·江西上饶·一模)函数的值域是( )
A. B. C. D.
4.(2023·上海静安·一模)函数的定义域是 .
5.(2024·湖北·二模)函数,当取得最大值时,( )
A. B. C. D.
题型2三角函数的周期性及应用
①对形如或的周期为,对形如的周期为;
②对形如或的周期为,对形如的周期为;
1.(2024·北京·三模)已知函数.
①若,则的最小正周期是 ;,
②若,则的值域是 .
2.(2023·北京东城·二模)函数在一个周期内的部分取值如下表:
则的最小正周期为 ; .
3.(2023·北京·模拟预测)如果函数的两个相邻零点间的距离为2,那么的值为( ).
A.1 B. C. D.
4.(2024·湖南湘西·模拟预测)已知函数的最小正周期为10,则( )
A. B. C. D.1
5.(2024·安徽合肥·模拟预测)若,则的最小正周期为 .
题型3三角函数的单调性及应用
在求形如的函数的单调区间时,应采用“换元法”整体代换,将“”看作一个整体“”,即通过求的单调区间和对称中心(轴)而求出原函数的单调区间和对称中心(轴).
注意点:①时,一般用诱导公式转化为后求解;②若,则单调性相反.
1.(2024·北京石景山·一模)下列函数中,在区间上为减函数的是( )
A. B. C. D.
2.(2011高三·江西·专题练习)若函数在上单调递增,则的最大值为
3.(2024·北京西城·一模)已知.使成立的一组的值为 ; .
4.(2024·贵州·模拟预测)若函数在上单调,则的最大值为( )
A. B. C.1 D.
5.(2024·辽宁·模拟预测)函数在下列哪个区间上单调递增( )
A. B. C. D.
题型4三角函数的奇偶性及应用
1.(2024·北京·三模)下列函数中,是偶函数且在区间上单调递增的是( )
A. B.
C. D.
2.(2024·北京丰台·一模)已知函数,则“”是“是偶函数,且是奇函数”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
3.(2024·全国·模拟预测)若函数为奇函数,则( )
A. B. C. D.
4.(2024·辽宁·模拟预测)设函数,其中,则是偶函数的充要条件是( )
A. B.
C. D.
5.(2024·湖南湘西·模拟预测)已知是偶函数,则( )
A. B. C. D.
题型5三角函数的对称性及应用
1.(2024·北京海淀·一模)已知函数,则 ;函数的图象的一个对称中心的坐标为 .
2.(2024·北京东城·一模)已知函数的最小正周期为,最大值为,则函数的图象( )
A.关于直线对称
B.关于点对称
C.关于直线对称
D.关于点对称
3.(2024·北京西城·二模)将函数的图象向右平移个单位长度,所得图象再关于轴对称,得到函数的图象,则( )
A. B. C. D.
4.(2024·福建宁德·二模)函数图象的一条对称轴为直线,则( )
A. B. C. D.
5.(2024·广西来宾·模拟预测)下列函数中,不是对称中心的有( )
A. B.
C. D.
题型6三角函数的零点问题
1.(2024·北京通州·二模)已知的数(),若的最小正周期为,的图象向左平移个单位长度后,再把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,则 ;若在区间上有3个零点,则的一个取值为 .
2.(2023·北京门头沟·一模)设函数.
①给出一个的值,使得的图像向右平移后得到的函数的图像关于原点对称, ;
②若在区间上有且仅有两个零点,则的取值范围是 .
3.(2024·北京西城·一模)关于函数,给出下列三个命题:
①是周期函数;
②曲线关于直线对称;
③在区间上恰有3个零点.
其中真命题的个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
4.(2024·上海崇明·一模)已知,若函数在区间上有且仅有3个零点和1个极小值点,则的取值范围是 .
5.(2024·安徽·模拟预测)已知函数的一条对称轴为,一个对称中心为点,且在内仅有3个零点,则的值为( )
A.7 B.6 C.5 D.4
题型7根据条件确定三角函数的解析式
(1)如果从图象可直接确定A和,则选取“五点法”中的“第一零点”的数据代入“”注意正确判断哪一点是“第一零点”)求得或选取最值点代入公式,求.
(2)待定系数法:通过若干特殊点代入函数式,可以求得相关待定系数A,.这里需要注意的是,要认清所选择的点属于五个点中的哪一点,并能正确代入列式.
1.(2024·上海·模拟预测)如图,在函数的部分图象中,若,则点的纵坐标为 .
2.(2024·北京西城·二模)已知函数,直线与曲线的两个交点如图所示.若,且在区间上单调递减,则 ; .
3.(2024·北京海淀·三模)函数的部分图象如图所示,则以下说法正确的是( )
A. B.
C. D.
4.(2024·北京丰台·二模)已知函数的导函数是,如果函数的图像如图所示,那么的值分别为( )
A.1,0 B. C. D.
5.(2024·北京通州·三模)已知函数(,)的图象在y轴上的截距为,是该函数的最小正零点,则( )
A.
B.恒成立
C.在上单调递减
D.将的图象向右平移个单位,得到的图象关于y轴对称
题型8三角函数图象变换问题
1.(2024·北京·模拟预测)将的图象变换为的图象,下列变换正确的是( )
A.将图象上点的横坐标变为原来的倍,再将图象向右平移个单位
B.将图象上点的横坐标变为原来的3倍,再将图象向右平移个单位
C.将图象向右平移个单位,再将图象上点的横坐标变为原来的倍
D.将图象向右平移个单位,再将图象上点的横坐标变为原来的3倍
2.(2024·北京东城·二模)已知函数的部分图象如图所示.
(1)求的值;
(2)从下列三个条件中选择一个作为已知,使函数存在,并求函数在上的最大值和最小值.
条件①:函数是奇函数;
条件②:将函数的图象向右平移个单位长度后得到的图象;
条件③:.
注:如果选择的条件不符合要求,第(2)问得0分;如果选择多个符合要求的条件分别解答,按第一个解答计分.
3.(2024·天津·二模)将函数的图象向左平移个单位长度得到函数的图象,下列结论正确的是( ).
A.是最小正周期为的偶函数 B.点是的对称中心
C.在区间上的最大值为 D.在区间上单调递减
4.(2024·北京·模拟预测)已知函数,将的图象向左平移个单位后得到函数的图象,若和在区间上均单调递增,则的最大值为( )
A. B. C. D.
5.(2024·北京延庆·一模)已知函数,的最大值为.
(1)求的值;
(2)将的图象向右平移个单位得到的图象,求函数的单调增区间.
题型9三角函数的实际应用
读懂题目中的“文字”“图象”“符号”等语言,理解所反映的实际问题的背景,得出相应的数学问题;整理数据,引入变量,找出变化规律,运用已掌握的三角函数知识、物理知识及其他相关知识建立关系式,即建立三角函数模型;利用所学的三角函数知识解答得到的三角函数模型,求得结果;将所得结论翻译成实际问题的答案
1.(2024·北京·三模)2024年1月17日我国自行研制的天舟七号货运飞船在发射3小时后成功对接于空间站天和核心舱后向端口,创造了自动交会对接的记录.某学校的航天科技活动小组为了探索运动物体追踪技术,设计了如下实验:目标P在地面轨道上做匀速直线运动;在地面上相距的A,B两点各放置一个传感器,分别实时记录A,B两点与物体P的距离.科技小组的同学根据传感器的数据,绘制了“距离-时间”函数图像,分别如曲线a,b所示.和分别是两个函数的极小值点.曲线a经过和,曲线b经过.已知,并且从时刻到时刻P的运动轨迹与线段AB相交.分析曲线数据可知,P的运动轨迹与直线AB所成夹角的正弦值以及P的速度大小分别为( )
A. B.
C. D.
2.(2024·北京东城·二模)声音是由物体振动产生的,每一个纯音都是由单一简谐运动产生的乐音,其数学模型为,其中表示振幅,响度与振幅有关;表示最小正周期,,它是物体振动一次所需的时间;表示频率,,它是物体在单位时间里振动的次数.下表为我国古代五声音阶及其对应的频率:
音
宫
商
角
徵
羽
频率
小明同学利用专业设备,先弹奏五声音阶中的一个音,间隔个单位时间后,第二次弹奏同一个音(假设两次声音响度一致,且不受外界阻力影响,声音响度不会减弱),若两次弹奏产生的振动曲线在上重合,根据表格中数据判断小明弹奏的音是( )
A.宫 B.商 C.角 D.徵
3.(2024·重庆·一模)如图,现有一块半径为的半圆形草坪,圆心记为是圆的一条直径,现计划在草坪内修建一条步道和在弧上(不与重合),则步道长的最大值为( )
A. B. C. D.
4.(2024·四川·模拟预测)如图,一圆形摩天轮的直径为100米,圆心到水平地面的距离为60米,最上端的点记为Q现在摩天轮开始逆时针方向匀速转动,30分钟转一圈,以摩天轮的中心为原点建立平面直角坐标系,则经过10分钟点Q距离地面 .米
5.(2024·河南驻马店·二模)已知甲、乙两地之间的路线图如图所示,其可大致认为是的图象,某日小明和小红分别从甲、乙两地同时出发沿着路线相向而行,当小明到达乙地时,小红也停止前行.若将小明行走轨迹的点记为,小红行走轨迹的点记为,且满足,函数,则的一个单调递减区间为( )
A. B. C. D.
1.(2024·北京·高考真题)设函数.已知,,且的最小值为,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
2.(2024·北京顺义·三模)已知函数,则( )
A.为偶函数且周期为 B.为奇函数且在上有最小值
C.为偶函数且在上单调递减 D.为奇函数且为一个对称中心
3.(2024·北京石景山·一模)已知函数的部分图象如图所示,则的值是( )
A. B.1 C. D.
4.(2024·北京怀柔·模拟预测)已知函数,,及其导函数的图象如图所示,则函数的解析式为( )
A. B.
C. D.
5.(2022·23高一下·四川资阳·期中)函数的最小正周期为π,将的图象向左平移个单位长度后,得到一个偶函数的图象,则( )
A. B. C. D.
6.(2024·湖北黄冈·模拟预测)若函数的图象过点,则( )
A.点是图象的一个对称中心
B.直线是图象的一条对称轴
C.的最小正周期是
D.的值域是
7.(2024·四川广安·二模)已知函数,则下列说法中,正确的是( )
A.的最小值为
B.在区间上单调递增
C.的最小正周期为
D.的图象可由的图象向右平移个单位得到
8.(2024·北京大兴·三模)已知,,若对任意实数x都有恒成立,则满足条件的一组有序数对为 .
9.(2024·北京·模拟预测)已知函数,且.若两个不等的实数满足且,则 .
10.(2024·北京海淀·二模)已知函数.
(i)若,则函数的最小正周期为 .
(ii)若函数在区间上的最小值为,则实数 .
11.(2024·北京朝阳·一模)已知函数的最小正周期为.
(1)若,,求的值;
(2)从条件①、条件②、条件③这三个条件中选择两个作为已知,确定的解析式,并求函数的单调递增区间.
条件①:的最大值为2;
条件②:的图象关于点中心对称;
条件③:的图象经过点.注:如果选择多组条件分别解答,按第一个解答计分.
12.(2024·北京西城·三模)已知函数.
(1)求的最小正周期;
(2)从条件①,条件②,条件③选择一个作为已知条件,求m的取值范围.
①在有恰有两个极值点;
②在单调递减;
③在恰好有两个零点.
注:如果选择的条件不符合要求,得0分;如果选择多个符合要求的条件分别解答,按第一个解答计分.
13.(2024·北京·三模)已知函数.
(1)若,,求的值;
(2)设,求在区间上的最大值和最小值.
14.(2024·北京昌平·二模)已知函数的图像经过点.
(1)求实数的值,并求的单调递减区间;
(2)当时,恒成立,求实数的取值范围.
15.(2024·北京顺义·二模)已知函数,其中.
(1)若,求的值;
(2)已知时,单调递增,再从条件①、条件②、条件③中选择一个作为已知,使函数存在,求m的最大值.
条件①:;
条件②:;
条件③:的图像与直线的一个交点的横坐标为.
注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
16.(2024·北京门头沟·一模)设函数,已知,,在区间上单调,再从条件①、条件②、条件③这三个条件中选择一个作为已知,使函数存在.
(1)求的值;
(2)当时,若曲线与直线恰有一个公共点, 求的取值范围.
条件①:为函数的图象的一个对称中心;
条件②:直线为函数的图象的一条对称轴;
条件③:函数的图象可由的图象平移得到.
注:如果选择的条件不符合要求,得 0 分;如果选择多个符合要求的条件分别解答,按第一个解答计分.
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热点08 三角函数的图象及性质
三年考情分析
2025考向预测
2022年,第5题,考察三角函数的单调性
2022年,第13题,考察三角函数的零点
2023年,第13题,考察正切函数的性质
2023年,第17题,考察三角函数的单调性
2024年,第6题,考察三角函数的周期性与最值
该内容是北京卷的必考内容,多在选择题与填空题中进行考查,三角函数的单调性可能会继续作为重点考査内容出现,因为它在近年的考试中被多次提及,也可能会有题目综合考查三角函数的多个性质,如周期性、单调性、奇偶性等,
题型1三角函数的定义域与值域
(1)形如或型,可先由定义域求得的范围,然后求得(或)的范围,最后求得最值.
(2)形如型,可利用换元思想,设,转化为二次函数求最值,的范围需要根据定义域来确定.
1.(2024·北京·高考真题)在平面直角坐标系中,角与角均以为始边,它们的终边关于原点对称.若,则的最大值为 .
【答案】/
【详解】由题意,从而,
因为,所以的取值范围是,的取值范围是,
当且仅当,即时,取得最大值,且最大值为.
故答案为:.
2.(2024·北京门头沟·一模)若函数 的最大值为 , 则 , .
【答案】 1
【详解】,
由最大值为,,则,
所以,
所以,
故答案为:;
3.(2024·江西上饶·一模)函数的值域是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】.
令,,此时函数变为.
对于二次函数,其对称轴为.
当时,.
当时,.
所以在上的值域是.
故选:A.
4.(2023·上海静安·一模)函数的定义域是 .
【答案】
【详解】,则,.
故答案为:
5.(2024·湖北·二模)函数,当取得最大值时,( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】,
其中,
而,
等号成立当且仅当,此时.
故选:B.
题型2三角函数的周期性及应用
①对形如或的周期为,对形如的周期为;
②对形如或的周期为,对形如的周期为;
1.(2024·北京·三模)已知函数.
①若,则的最小正周期是 ;,
②若,则的值域是 .
【答案】
【详解】当时,,函数的最小正周期为;
当时,,令,
,求导得,
当或时,,当时,,
函数在,上单调递减,在上单调递增,
,,
所以,的值域是.
故答案为:;
2.(2023·北京东城·二模)函数在一个周期内的部分取值如下表:
则的最小正周期为 ; .
【答案】 /0.5
【详解】由图表知,当时,,当时,,所以,即,
又,,所以得到,又由,得到,又,所以,
故,所以,
故答案为:,.
3.(2023·北京·模拟预测)如果函数的两个相邻零点间的距离为2,那么的值为( ).
A.1 B. C. D.
【答案】A
【详解】依题意,,函数的周期,而,则,,
,,
所以.
故选:A
4.(2024·湖南湘西·模拟预测)已知函数的最小正周期为10,则( )
A. B. C. D.1
【答案】C
【详解】
,
又的最小正周期为10,所以,解得,
则,则.
故选:C.
5.(2024·安徽合肥·模拟预测)若,则的最小正周期为 .
【答案】/
【详解】,其中,
,
故答案为:.
题型3三角函数的单调性及应用
在求形如的函数的单调区间时,应采用“换元法”整体代换,将“”看作一个整体“”,即通过求的单调区间和对称中心(轴)而求出原函数的单调区间和对称中心(轴).
注意点:①时,一般用诱导公式转化为后求解;②若,则单调性相反.
1.(2024·北京石景山·一模)下列函数中,在区间上为减函数的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】A,根据正弦函数的性质可知,,所以在上为增函数,故A错误;
B,是偶函数,关于轴对称,,所以在上是增函数,在上是减函数,故B错误;
C,的定义域是,函数是区间上是增函数,故C错误;
D,根据指数函数的性质可知,在区间上是减函数,故D正确.
故选:D
2.(2011高三·江西·专题练习)若函数在上单调递增,则的最大值为
【答案】/
【详解】时,,
由题意得,
故解得,
故答案为:
3.(2024·北京西城·一模)已知.使成立的一组的值为 ; .
【答案】 (答案不唯一)
【详解】取,此时,,
故,符合要求.
故答案为:;(答案不唯一).
4.(2024·贵州·模拟预测)若函数在上单调,则的最大值为( )
A. B. C.1 D.
【答案】D
【详解】,则,
函数在上单调,
所以,解得:,
所以的最大值为.
故选:D
5.(2024·辽宁·模拟预测)函数在下列哪个区间上单调递增( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】令,,得,
令可得,的一个增区间为,结合选项可得C符合题意.
故选:C
题型4三角函数的奇偶性及应用
1.(2024·北京·三模)下列函数中,是偶函数且在区间上单调递增的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】,则为偶函数,但在区间上单调递减,
故A错误;
为偶函数,但在区间上不具有单调性,
故B错误;
的定义域为,且,
则为偶函数,令,当时,则,
则,由对勾函数的性质可知,在单调递增,
所以在区间上单调递增,故C正确;
为奇函数,故D错误;
故选:C
2.(2024·北京丰台·一模)已知函数,则“”是“是偶函数,且是奇函数”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【详解】因为,则,
,
若是奇函数,则,解得,
若是偶函数,则,解得,
所以若是偶函数且是奇函数,则,
所以由推得出是偶函数,且是奇函数,故充分性成立;
由是偶函数,且是奇函数推不出,故必要性不成立,
所以“”是“是偶函数,且是奇函数”的充分不必要条件.
故选:A
3.(2024·全国·模拟预测)若函数为奇函数,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】若0在定义域内,由时,得,;
若0不在定义域内,由时,无意义,得.
综上,.
故选:C.
4.(2024·辽宁·模拟预测)设函数,其中,则是偶函数的充要条件是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】,若是偶函数,则,故,
进而可得,
故,,
,故,
故选:D
5.(2024·湖南湘西·模拟预测)已知是偶函数,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由,
设,则且为偶函数,
所以为偶函数,
所以,,且,
即,化简可得,
解得,经检验,符合题意.
故选:C.
题型5三角函数的对称性及应用
1.(2024·北京海淀·一模)已知函数,则 ;函数的图象的一个对称中心的坐标为 .
【答案】 (答案不唯一)
【详解】因为,所以,
因为定义域为,当时,,
下证是的一个对称中心,
在上任取点,其关于对称的点为,
又,
所以函数的图象的一个对称中心的坐标为,
故答案为:;(答案不唯一)
2.(2024·北京东城·一模)已知函数的最小正周期为,最大值为,则函数的图象( )
A.关于直线对称
B.关于点对称
C.关于直线对称
D.关于点对称
【答案】C
【详解】,其中,
因为函数的最小正周期为,
所以,解得,
因为函数的最大值为,
所以,解得(舍去),
所以,
因为,
所以函数图象不关于直线对称,也不关于点对称,故AB错误;
因为,
所以函数图象关于直线对称,不关于点对称,故C正确,D错误.
故选:C.
3.(2024·北京西城·二模)将函数的图象向右平移个单位长度,所得图象再关于轴对称,得到函数的图象,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】将函数的图象向右平移个单位长度,所得函数为,
则函数的图象再关于轴对称得函数.
故选:D.
4.(2024·福建宁德·二模)函数图象的一条对称轴为直线,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由函数图象的一条对称轴为可知:
,即,即,
即,整理得:,
故选:C.
5.(2024·广西来宾·模拟预测)下列函数中,不是对称中心的有( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】对于A:令可得,所以关于对称,A选项正确;
对于B:令可得,所以不关于对称,B选项不正确;
对于C:令可得,所以关于对称,C选项正确;
对于D:令,
则
,
所以关于对称,D选项正确;
故选:B
题型6三角函数的零点问题
1.(2024·北京通州·二模)已知的数(),若的最小正周期为,的图象向左平移个单位长度后,再把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,则 ;若在区间上有3个零点,则的一个取值为 .
【答案】 或 6(答案不唯一)
【详解】因为的最小正周期为,所以,解得:,
所以,的图象向左平移个单位长度后,
可得:,
再把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,
所以;
因为,,
在区间上有3个零点,
所以,解得:,
则的一个取值可以为6.
故答案为:或;6(答案不唯一).
2.(2023·北京门头沟·一模)设函数.
①给出一个的值,使得的图像向右平移后得到的函数的图像关于原点对称, ;
②若在区间上有且仅有两个零点,则的取值范围是 .
【答案】 (答案不唯一)
【详解】由题意可得,
因为的图像关于原点对称,所以,即,
当时,;
,则,有且仅有两个零点,
则,解得,
故答案为:(答案不唯一);
3.(2024·北京西城·一模)关于函数,给出下列三个命题:
①是周期函数;
②曲线关于直线对称;
③在区间上恰有3个零点.
其中真命题的个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】D
【详解】对于①,因为,所以,故,所以选项①正确,
对于②,因为,
由对称轴的定义知,为函数的一条对称轴,所以选项②正确,
对于③,因为,令,得到,
解得或,又,由,得到或,
由,得到,所以选项③正确,
故选:D.
4.(2024·上海崇明·一模)已知,若函数在区间上有且仅有3个零点和1个极小值点,则的取值范围是 .
【答案】
【详解】当时,,
因为函数在区间上有且仅有3个零点和1个极小值点,
所以,故,
故答案为:
5.(2024·安徽·模拟预测)已知函数的一条对称轴为,一个对称中心为点,且在内仅有3个零点,则的值为( )
A.7 B.6 C.5 D.4
【答案】B
【详解】由题设,函数
其对称中心到对称轴的最短距离是,两对称轴间的最短距离是,
所以,即,所以,.
因为函数在内仅有3个零点,所以,解得,
所以.
故选:B
题型7根据条件确定三角函数的解析式
(1)如果从图象可直接确定A和,则选取“五点法”中的“第一零点”的数据代入“”注意正确判断哪一点是“第一零点”)求得或选取最值点代入公式,求.
(2)待定系数法:通过若干特殊点代入函数式,可以求得相关待定系数A,.这里需要注意的是,要认清所选择的点属于五个点中的哪一点,并能正确代入列式.
1.(2024·上海·模拟预测)如图,在函数的部分图象中,若,则点的纵坐标为 .
【答案】
【详解】由函数的图象,不妨令,则,所以,
设,,
因为,可得,解得,
所以
,所以,
又由图可知,所以.
故答案为:.
2.(2024·北京西城·二模)已知函数,直线与曲线的两个交点如图所示.若,且在区间上单调递减,则 ; .
【答案】 2
【详解】设,,
由得:,,
又,,解得.
此时的小正周期,
,在区间上单调递减,
和分别为单调递减区间的起点和终点,
当时,,
,,
又,,
综上所述:,.
故答案为:2,.
3.(2024·北京海淀·三模)函数的部分图象如图所示,则以下说法正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】因为.
由函数图象可知:;
又,所以,又.
故选:B
4.(2024·北京丰台·二模)已知函数的导函数是,如果函数的图像如图所示,那么的值分别为( )
A.1,0 B. C. D.
【答案】A
【详解】因为,
则,
则
,其中,
由图像可知,函数的最大值为,即,且,
所以,,即,
又函数过点,将点代入可得,
即,或,
又,则当时,无解,
当时,,则,
所以,.
故选:A
5.(2024·北京通州·三模)已知函数(,)的图象在y轴上的截距为,是该函数的最小正零点,则( )
A.
B.恒成立
C.在上单调递减
D.将的图象向右平移个单位,得到的图象关于y轴对称
【答案】C
【详解】对于A,函数(,)的图象在y轴上的截距为,
所以,因为,所以,故A错误;
对于B,因为是该函数的最小正零点,
所以,所以,
解得,所以,,
所以
(其中),故B错误;
对于C,当时,,故C正确;
对于D,将的图象向右平移个单位,得到,
是非奇非偶函数,图象不关于y轴对称,故D错误.
故选:C.
题型8三角函数图象变换问题
1.(2024·北京·模拟预测)将的图象变换为的图象,下列变换正确的是( )
A.将图象上点的横坐标变为原来的倍,再将图象向右平移个单位
B.将图象上点的横坐标变为原来的3倍,再将图象向右平移个单位
C.将图象向右平移个单位,再将图象上点的横坐标变为原来的倍
D.将图象向右平移个单位,再将图象上点的横坐标变为原来的3倍
【答案】C
【详解】由的图象变换为的图象,有以下两种思路:
(1)先将的图象向右平移个单位,得的图象,
再把所得函数图象上任一点的横坐标变为原来的,纵坐标不变,
得的图象,故C正确,D错误;
(2)先将的图象上任一点的横坐标变为原来的,纵坐标不变,
得的图象,再把所得函数图象向右平移个单位,
得的图象,故AB错误.
故选:C
2.(2024·北京东城·二模)已知函数的部分图象如图所示.
(1)求的值;
(2)从下列三个条件中选择一个作为已知,使函数存在,并求函数在上的最大值和最小值.
条件①:函数是奇函数;
条件②:将函数的图象向右平移个单位长度后得到的图象;
条件③:.
注:如果选择的条件不符合要求,第(2)问得0分;如果选择多个符合要求的条件分别解答,按第一个解答计分.
【答案】(1)2
(2)最大值为1,最小值为
【详解】(1)设的最小正周期为,
由题意可得:,即,
且,所以.
(2)由(1)可知:,
若选条件①:函数是奇函数,
且,则,
可得,解得,则,
又因为,则,
可知:当,即时,取到最小值;
当,即时,取到最大值;
若选条件②:将函数的图象向右平移个单位长度后,
得到,
且,则,
可得,解得,则,
又因为,则,
可知:当,即时,取到最小值;
当,即时,取到最大值;
若选条件③:因为,即,
且,则,
可知,即,不合题意,舍去.
3.(2024·天津·二模)将函数的图象向左平移个单位长度得到函数的图象,下列结论正确的是( ).
A.是最小正周期为的偶函数 B.点是的对称中心
C.在区间上的最大值为 D.在区间上单调递减
【答案】D
【详解】,
向左平移个单位长度得到函数,则,
对于A:由以上解析可得为奇函数,故A错误;
对于B:当时,,故B错误;
对于C:因为函数的递增区间为,即,
同理得函数的递减区间为
所以是的一个递减区间,
又当时,,
所以,故C错误;
D:由C的解析可知,所以减区间为,
所以当时可得,在区间上单调递减,故D正确;
故选:D.
4.(2024·北京·模拟预测)已知函数,将的图象向左平移个单位后得到函数的图象,若和在区间上均单调递增,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】,令,解得,
故的单调增区间为,则在上单调递增;
将的图象向左平移个单位后得到函数的图象,则,
令,解得,
故的单调增区间为,则在上单调递增;
若和在区间上均单调递增,则的最大值为.
故选:A.
5.(2024·北京延庆·一模)已知函数,的最大值为.
(1)求的值;
(2)将的图象向右平移个单位得到的图象,求函数的单调增区间.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)因为,
其中,,
所以,
又因为,解得.
(2)由(1)可得,
将的图象向右平移个单位可得,
由得,
即函数的单调增区间为.
题型9三角函数的实际应用
读懂题目中的“文字”“图象”“符号”等语言,理解所反映的实际问题的背景,得出相应的数学问题;整理数据,引入变量,找出变化规律,运用已掌握的三角函数知识、物理知识及其他相关知识建立关系式,即建立三角函数模型;利用所学的三角函数知识解答得到的三角函数模型,求得结果;将所得结论翻译成实际问题的答案
1.(2024·北京·三模)2024年1月17日我国自行研制的天舟七号货运飞船在发射3小时后成功对接于空间站天和核心舱后向端口,创造了自动交会对接的记录.某学校的航天科技活动小组为了探索运动物体追踪技术,设计了如下实验:目标P在地面轨道上做匀速直线运动;在地面上相距的A,B两点各放置一个传感器,分别实时记录A,B两点与物体P的距离.科技小组的同学根据传感器的数据,绘制了“距离-时间”函数图像,分别如曲线a,b所示.和分别是两个函数的极小值点.曲线a经过和,曲线b经过.已知,并且从时刻到时刻P的运动轨迹与线段AB相交.分析曲线数据可知,P的运动轨迹与直线AB所成夹角的正弦值以及P的速度大小分别为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】如图,建立平面直角坐标系,
设动点P的轨迹与y轴重合,其在时刻对应的点分别为(坐标原点),,P的速度为,
因为,可得,
由题意可知:均与y轴垂直,且,
作垂足为,则,
因为,即,解得;
又因为∥y轴,可知P的运动轨迹与直线AB所成夹角即为,
所以P的运动轨迹与直线AB所成夹角的正弦值为.
故选:B.
【点睛】关键点点睛:建系,设动点P的轨迹与y轴重合,以坐标系为依托,把对应的量转化为相应的长度,进而分析求解.
2.(2024·北京东城·二模)声音是由物体振动产生的,每一个纯音都是由单一简谐运动产生的乐音,其数学模型为,其中表示振幅,响度与振幅有关;表示最小正周期,,它是物体振动一次所需的时间;表示频率,,它是物体在单位时间里振动的次数.下表为我国古代五声音阶及其对应的频率:
音
宫
商
角
徵
羽
频率
小明同学利用专业设备,先弹奏五声音阶中的一个音,间隔个单位时间后,第二次弹奏同一个音(假设两次声音响度一致,且不受外界阻力影响,声音响度不会减弱),若两次弹奏产生的振动曲线在上重合,根据表格中数据判断小明弹奏的音是( )
A.宫 B.商 C.角 D.徵
【答案】C
【详解】由题意可知:,可得,
则,
结合题意可知:只有“角”的频率为3的倍角,
所以小明弹奏的音是“角”.
故选:C.
3.(2024·重庆·一模)如图,现有一块半径为的半圆形草坪,圆心记为是圆的一条直径,现计划在草坪内修建一条步道和在弧上(不与重合),则步道长的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】取的中点,连接,
则⊥,⊥,
因为,所以,,
因为,所以,
因为,
所以,
故,故⊥,
设,,则,,
故,,
故
,
因为,所以,,
故当,即时,取得最大值,最大值为30,
故步道长的最大值为30m
故选:B
4.(2024·四川·模拟预测)如图,一圆形摩天轮的直径为100米,圆心到水平地面的距离为60米,最上端的点记为Q现在摩天轮开始逆时针方向匀速转动,30分钟转一圈,以摩天轮的中心为原点建立平面直角坐标系,则经过10分钟点Q距离地面 .米
【答案】
【详解】依题意,设距离水平地面的高度,
所以,,则,
所以,
则,
故答案为:.
5.(2024·河南驻马店·二模)已知甲、乙两地之间的路线图如图所示,其可大致认为是的图象,某日小明和小红分别从甲、乙两地同时出发沿着路线相向而行,当小明到达乙地时,小红也停止前行.若将小明行走轨迹的点记为,小红行走轨迹的点记为,且满足,函数,则的一个单调递减区间为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】依题意可得,,且,解得,
所以,
令,则,因为在区间内单调递减,在区间内单调递增,
又在上单调递减且,
在上单调递减且,
在上单调递增且,
在上单调递增且,
所以在区间,内单调递减.
故选:A
1.(2024·北京·高考真题)设函数.已知,,且的最小值为,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【详解】由题意可知:为的最小值点,为的最大值点,
则,即,
且,所以.
故选:B.
2.(2024·北京顺义·三模)已知函数,则( )
A.为偶函数且周期为 B.为奇函数且在上有最小值
C.为偶函数且在上单调递减 D.为奇函数且为一个对称中心
【答案】C
【详解】解:因为,
所以,函数为偶函数且周期为,在上单调递减.
所以,ABD选项错误,C选项正确.
故选:C
3.(2024·北京石景山·一模)已知函数的部分图象如图所示,则的值是( )
A. B.1 C. D.
【答案】A
【详解】由图象可知,解得,因为,所以,解得,
将代入解析式化简得,因为,则,得,
故,所以.
故选:A
4.(2024·北京怀柔·模拟预测)已知函数,,及其导函数的图象如图所示,则函数的解析式为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】观察图象知,,而,,则,
当时,,则函数在上单调递增,
因此最大值为1的函数图象为函数的图象,即,
由,求导得,则,解得,
即,由,得,又,
于是,所以函数的解析式为.
故选:C
5.(2022·23高一下·四川资阳·期中)函数的最小正周期为π,将的图象向左平移个单位长度后,得到一个偶函数的图象,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由最小正周期,可得,
的图象向左平移个单位长度后为偶函数的图象,
故,,,.
,,
故选:B.
6.(2024·湖北黄冈·模拟预测)若函数的图象过点,则( )
A.点是图象的一个对称中心
B.直线是图象的一条对称轴
C.的最小正周期是
D.的值域是
【答案】D
【详解】由函数的图象过点,得,因为,所以,
故,
对于A,B,当时,,故A、B均错误;
对于C,的最小正周期为,故C错误;
对于D,,故D正确.
故选:D.
7.(2024·四川广安·二模)已知函数,则下列说法中,正确的是( )
A.的最小值为
B.在区间上单调递增
C.的最小正周期为
D.的图象可由的图象向右平移个单位得到
【答案】D
【详解】.
A:当时,即当时,
函数的最小值为,所以本选项说法不正确;
B:由,显然不是的子集,
所以本选项说法不正确;
C:的最小正周期为,因此本选项说法不正确;
D:的图象向右平移个单位得到
,所以本选项说法正确,
故选:D
8.(2024·北京大兴·三模)已知,,若对任意实数x都有恒成立,则满足条件的一组有序数对为 .
【答案】(答案不唯一)
【详解】,若对任意实数x都有恒成立,
则,或,
由,得,
因为,令,得,
由,得,
因为,令,得,
所以满足条件的一组有序数对为或.
故答案为:(答案不唯一)
9.(2024·北京·模拟预测)已知函数,且.若两个不等的实数满足且,则 .
【答案】/
【详解】因为,其中,
由,可得关于对称,
又两个不等的实数满足且,
所以的最小正周期,又,所以,解得,
所以,
所以,则,
所以
.
故答案为:
10.(2024·北京海淀·二模)已知函数.
(i)若,则函数的最小正周期为 .
(ii)若函数在区间上的最小值为,则实数 .
【答案】
【详解】当时,,所以最小正周期为,
,
当时,,且二次函数开口向下,
要使得在区间上的最小值为,则需要,
且当时取最小值,故,解得,
故答案为:,
11.(2024·北京朝阳·一模)已知函数的最小正周期为.
(1)若,,求的值;
(2)从条件①、条件②、条件③这三个条件中选择两个作为已知,确定的解析式,并求函数的单调递增区间.
条件①:的最大值为2;
条件②:的图象关于点中心对称;
条件③:的图象经过点.注:如果选择多组条件分别解答,按第一个解答计分.
【答案】(1)
(2);
【详解】(1)因为,,则,且,则;
(2)因为函数的最小正周期为,则,
若选①②,则,且,
又,则,则,所以,
所以,
若选择①③,则,且,则,
又,则,则,则,
所以
若选择②③,由②可知,,
由③可知,,则,
所以,
令,得,
所以函数的单调递增区间是
12.(2024·北京西城·三模)已知函数.
(1)求的最小正周期;
(2)从条件①,条件②,条件③选择一个作为已知条件,求m的取值范围.
①在有恰有两个极值点;
②在单调递减;
③在恰好有两个零点.
注:如果选择的条件不符合要求,得0分;如果选择多个符合要求的条件分别解答,按第一个解答计分.
【答案】(1)
(2)答案见解析
【详解】(1)因为
.
所以的最小正周期为.
(2)因为,所以.
选择①,因为在有恰有两个极值点.
所以.
所以.
若选择②,因为当时,函数递增,
所以在不可能单调递减,所以②不符合题意;
选择③,因为在恰好有两个零点.
所以.
所以.
13.(2024·北京·三模)已知函数.
(1)若,,求的值;
(2)设,求在区间上的最大值和最小值.
【答案】(1)或
(2)最大值为,最小值为
【详解】(1)因为,由,得到,
解得或,
即或,又,
所以或.
(2)因为,
令,因为,得到,
由的图象与性质知,,所以,
所以在区间上的最大值为,最小值为.
14.(2024·北京昌平·二模)已知函数的图像经过点.
(1)求实数的值,并求的单调递减区间;
(2)当时,恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1),
(2)
【详解】(1)由题意得,
解得
所以
,
由,得,
所以的单调递减区间为
(2)由(1)可知
因为,所以
所以
所以
当,即时,取得最小值
因为恒成立等价于,所以
所以实数的取值范围是
15.(2024·北京顺义·二模)已知函数,其中.
(1)若,求的值;
(2)已知时,单调递增,再从条件①、条件②、条件③中选择一个作为已知,使函数存在,求m的最大值.
条件①:;
条件②:;
条件③:的图像与直线的一个交点的横坐标为.
注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
【答案】(1)
(2)答案见解析
【详解】(1)法一:
,
即可得,
又,所以;
法二:
,
所以即得,
又,所以;
(2),
选择②,,,
因为,所以,
因为的最小正周期,,
所以由可得,
所以,;
或法二:因为,,
所以即,
因为,所以,;
选择③,,
的图像与直线的一个交点的横坐标为,
即可得,所以,
又,所以,
法一:令,,
解得,即的单增区间为,
又时,单调递增,
所以,是的一个子区间,
所以,,即可得,又,
所以,故是的一个子区间,所以m的最大值为;
法二:因为,,所以,
因为在上单增,
所以,,
即可得,,,
所以,所以,可得m的最大值为.
不可选择条件①,理由如下:
若,则,即,
由,故该方程无解,故函数不存在,故不可选①.
16.(2024·北京门头沟·一模)设函数,已知,,在区间上单调,再从条件①、条件②、条件③这三个条件中选择一个作为已知,使函数存在.
(1)求的值;
(2)当时,若曲线与直线恰有一个公共点, 求的取值范围.
条件①:为函数的图象的一个对称中心;
条件②:直线为函数的图象的一条对称轴;
条件③:函数的图象可由的图象平移得到.
注:如果选择的条件不符合要求,得 0 分;如果选择多个符合要求的条件分别解答,按第一个解答计分.
【答案】(1)见解析;
(2)
【详解】(1)由,知,从而.
而在区间上单调,的周期为,
这意味着,即,故.
注意到,从而有:
,,
所以,,即,而,故.
从而,故.
若选择条件①,则为函数的图象的一个对称中心,从而这等价于,
所以,从而,故,
所以,由知,故,故,;
若选择条件②,则直线为函数的图象的一条对称轴,从而,
而在区间上单调,,故.
从而,所以,故,
所以,由知,故,故,;
若选择条件③,函数与的振幅不一致,无法通过平移得到,
故不能选择;
(2)条件等价于,关于的方程即在上恰有一个解.
记,则,从而和一一对应,
这就表明条件等价于关于的方程在上恰有一个解.
设,则在上递增,在上递减,,,.
此时,若,则,方程无解,不满足条件;
若,则当时,;
当时,.
故方程在上无解,不满足条件;
若,由,,,
知方程在和上各至少有一个根,
从而在上至少有两个根,不满足条件;
若,则当时,.
故方程在上无解;
而在上单调,且,,
所以方程在上恰有一个根.
这就表明方程在上恰有一个根,满足条件;
若,则,当且仅当时等号成立.
而,故当且仅当时等号成立,
故方程在上恰有一个根,满足条件.
综上,的取值范围是.
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