内容正文:
第一讲 三角函数的图象与性质
专题一 三角函数与解三角形、平面向量
建构体系
建构体系
建构体系
建构体系
03
关键能力提升
04
专题集训
02
必备知识整合
高考价值引领
01
内容索引
高考价值引领
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1.(2023·全国乙卷)已知函数f(x)=sin (+)在区间单调递增,直线x=和x=为函数y=f(x)的图象的两条相邻对称轴,则f=
A.- B.- C. D.
因为f(x)=sin (ωx+φ)在区间单调递增,且x=和x=为函数图象的两条相邻对称轴,所以==,则T=π,ω==2,当x=时,f(x)取得最小值,则2·+φ=2kπ-,k∈Z,则φ=2kπ-,k∈Z,不妨取k=0,则f(x)=sin ,则f=sin =.故选D.
√
2.(多选)(2024·新课标Ⅱ卷)对于函数f(x)=sin 2x和g(x)=sin (2x-),下列说法中正确的有
A.f(x)与g(x)有相同的零点 B.f(x)与g(x)有相同的最大值
C.f(x)与g(x)有相同的最小正周期 D.f(x)与g(x)的图象有相同的对称轴
对于A,令f(x)=0,则x=,k∈Z,又g≠0,故A错误;对于B,f(x)与g(x)的最大值都为1,故B正确;对于C,f(x)与g(x)的最小正周期都为π,故C正确;对于D,f(x)图象的对称轴方程为2x=+kπ,k∈Z,即x=,k∈Z,g(x)图象的对称轴方程为2x-=+kπ,k∈Z,即x=,k∈Z,故f(x)与g(x)的图象的对称轴不相同,故D错误.故选BC.
√
√
3.(多选)(2022·新高考Ⅱ卷)已知函数f(x)=sin (2x+φ)(0<φ<π)的图象关于点(,0)中心对称,则
A.f(x)在区间单调递减
B.f(x)在区间有两个极值点
C.直线x=是曲线y=f(x)的对称轴
D.直线y=-x是曲线y=f(x)的切线
√
√
由题意得f()=sin (+φ)=0,所以+φ=kπ,k∈Z,即φ=-+kπ,k∈Z,又0<φ<π,所以k=2时,φ=,故f(x)=sin (2x+).对于A,当x∈(0,)时,2x+∈(),由正弦函数y=sin u图象知y=f(x)在(0,)单调递减,故A正确;对于B,当x∈(-,)时,2x+∈(),由正弦函数y=sin u图象知y=f(x)只有1个极值点,由2x+=,解得x=,即x=为函数的唯一极值点,故B错误;
对于C,当x=时,2x+=3π,f()=0,直线x=不是对称轴,故C错误;对于D,由y′=2cos (2x+)=-1得:cos (2x+)=-,解得2x+=+2kπ或2x+=+2kπ,k∈Z,从而得:x=kπ或x=+kπ,k∈Z,所以函数y=f(x)在点(0,)处的切线斜率为k=-1,切线方程为y-=-(x-0),即y=-x.故D正确.故选AD.
4.(2023·新高考Ⅰ卷)已知函数f(x)=cos ωx-1(ω>0)在区间[0,2π]有且仅有3个零点,则ω的取值范围是______.
因为0≤x≤2π,所以0≤ωx≤2ωπ,令f(x)=cos ωx-1=0,则cos ωx=1有3个根,
令t=ωx,则cos t=1有3个根,其中t∈[0,2ωπ],
结合余弦函数y=cos t的图象性质可得 4π≤2ωπ<6π,故2≤ω<3.
[2,3)
5.(2023·新高考Ⅱ卷)已知函数f(x)=sin (ωx+φ),
如图,A,B是直线y=与曲线y=f(x)的两个交点,
若|AB|=,则f(π)=______.
设A,B,由|AB|=可得x2-x1=,由sin x=,可知x=+2kπ或x=+2kπ,k∈Z,由题图可知,ωx2+φ-(ωx1+φ)=π-=,即ω(x2-x1)=,所以ω=4.因为f=sin =0,结合“五点”作图法可知+φ=2kπ,即φ=-+2kπ,k∈Z.所以f(x)=sin ,所以f(π)=sin =-.
-
考情分析
三角函数的图象与性质是高考考查的重点和热点内容,主要从以下两个方面进行考查:
1.三角函数的图象,涉及图象变换问题以及由图象确定解析式问题,主要以选择题、填空题的形式考查.
2.利用三角函数的性质求解三角函数的值、参数、最值、值域、单调区间等,主要以客观题或解答题其中一问的形式考查.
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必备知识整合
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1.正弦、余弦、正切函数的单调性、对称性及最值
函数 y=sin x y=cos x y=tan x
图象的对称性 对称中心 (kπ,0),k∈Z (kπ+,0),k∈Z (,0),k∈Z
对称轴 直线x=kπ+,k∈Z 直线x=kπ,k∈Z 无对称轴
单
调
性 单调递增区间:[2kπ-,2kπ+],k∈Z;
单调递减区间:[2kπ+,2kπ+],k∈Z 单调递增区间:[2kπ-π,2kπ],k∈Z;
单调递减区间:[2kπ,2kπ+π],k∈Z 单调递增区间:(kπ-,kπ+),k∈Z;无单调递减区间
最值 当x=2kπ-,k∈Z时,y取最小值-1;
当x=2kπ+,k∈Z时,y取最大值1 当x=2kπ+π,k∈Z时,y取最小值-1;当x=2kπ,k∈Z时,y取最大值1 无最值
2.三角函数图象的两种常见变换
(1)y=sin xy=sin (x+φ)
y=sin (ωx+φ) y=A sin (ωx+φ)(A>0,ω>0).
(2)y=sin x y=sin ωx
y=sin (ωx+φ)y=A sin (ωx+φ)(A>0,ω>0).
3.与三角函数的奇偶性相关的结论
(1)若y=A sin (ωx+φ)为偶函数,则有φ=kπ+(k∈Z);若为奇函数,则有φ=kπ(k∈Z).
(2)若y=A cos (ωx+φ)为偶函数,则有φ=kπ(k∈Z);若为奇函数,则有φ=kπ+(k∈Z).
(3)若y=A tan (ωx+φ)为奇函数,则有φ=(k∈Z).
(1)y=tan x在整个定义域内不单调.
(2)求函数y=Asin (ωx+φ)的单调区间时要注意A和ω的符号,尽量化成ω>0的形式,避免出现增、减区间的混淆.
(3)三角函数图象变换的注意点:无论哪种变换,每一个变换总是针对自变量x而言的,即图象变换要看“自变量x”发生多大变化,而不是看角“ωx+φ”的变化.
易错提醒
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关键能力提升
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核心考点一 三角函数图象与解析式 [基础性考法]
(1)(多选)如图是三角函数f(x)=A sin (ωx+φ)或f(x)=A cos 的部分图象,则该三角函数的解析式可能是
A.f(x)=2sin
B.f(x)=-2sin
C.f(x)=2cos
D.f(x)=-2cos
例1
√
√
法一:由题图可知,A=±2,
对于A,令x+=+2kπ,k∈Z,则x=+6k,
k∈Z,所以函数f(x)在x=处取得最大值.
令+2kπ<x+<+2kπ,k∈Z,得+6k<x<+6k,k∈Z,故函数图象在区间()上单调递减,与题图相符,故A正确;
对于B,f(x)=-2sin (x-)=2sin = 2sin (x+),令x+=+2kπ,k∈Z,则x=+6k,k∈Z,所以函数f(x)在x=处取得最大值,与题图不相符,故B错误;
对于C,令x-=2kπ,k∈Z,则x=+6k,k∈Z,
所以函数f(x)在x=处取得最大值,
令2kπ<x-<π+2kπ,k∈Z,得+6k<x<+6k,k∈Z,故函数图象在区间()上单调递减,与题图相符,故C正确;
对于D,f(x)=-2cos (x+)=2cos (x+-π)=2cos (x-),令x-=2kπ,k∈Z,则x=+6k,k∈Z,所以函数f(x)在x=处取得最大值,与题图不相符,故D错误.故选AC.
法二:由题图可知,A=±2,T==4×()=6,
则ω===,所以f=±2sin (x+φ)或f=
±2cos ,又f=2,所以f=±2sin =2或f=±2cos (+φ)=2,即sin =±1或cos (+φ)=±1,所以+φ=+kπ,k∈Z或+φ=kπ,k∈Z,所以φ=+kπ,k∈Z或φ=-+kπ,k∈Z.结合选项可知,f=2sin 或f=2cos .故选AC.
(2)(2024·湖北武汉二调)如图,在函数f(x)=sin (ωx+φ)
的部分图象中,若=,则点A的纵坐标为
A. B.
C. D.2-
√
由题意ωx+φ=,则x=-,所以T(-,0),
设A(x1,y1),B(x2,y2),因为=,
所以解得
所以2y1=y2=f(x2)=f=sin (2ωx1-+2φ)=cos (2ωx1+2φ)=1-2sin2(ωx1+φ)=1-2,所以2+2y1-1=0,又由图可知y1>0,所以y1=.故选B.
领悟提升
1.三角函数图象的考查角度
(1)由三角函数的图象特征求解析式.
(2)三角函数的图象变换.
2.由三角函数的图象求解析式y=Asin(ωx+φ)+B(A>0,ω>0)中参数值的方法
(1)最值定A,B:根据给定的函数图象确定最值,设最大值为M,最小值为m,则M=A+B,m=-A+B,解得B=,A=.
(2)T定ω:由周期的求解公式T=,可得ω=.
(3)特殊点定φ:代入特殊点求φ,一般代最高点或最低点,代入中心点时应注意是上升趋势还是下降趋势.
对点练1.(1)(2024·北京丰台二模)已知函数f= sin (ωx+φ)(ω>0,-<φ<)的导函数是f′,如果函数y=f(x)-f′的图象如图所示,那么ω,φ的值分别为
A.1,0 B.1,-
C.1, D.2,-
√
因为f=sin (ωx+φ)(ω>0,-<φ<),则f′=
ωcos ,则y=f-f′=sin
-ωcos (ωx+φ)=sin ,其中
tan θ==ω,由图象可知,函数的最大值为,
即=,且ω>0,所以ω=1,θ=,即y=sin (x+φ-),又函数过点,将点代入可得-1=sin ,即φ=π+2kπ,k∈Z,或φ=2kπ,k∈Z,又-<φ<,则φ=0,所以ω=1,φ=0.故选A.
(2)函数f(x)=tan (ωx+φ)经过点(,-1),
图象如图所示,图中阴影部分的面积为6π,则f=
_____.
由题图可知T×3=6π,即×3=6π,ω=,则f(x)=tan (x+φ),依题意,f()=tan (+φ)=-1,由于-<φ<,-<+φ<,所以+φ=-,φ=-,所以f(x)=tan .则f=tan ()=tan =tan (337π+)=tan =.
核心考点二 三角函数的性质 [综合性考法]
例2
(1)(多选)(2024·山东济宁一模)已知函数f(x)=sin (ω>0) ,则下列说法中正确的是
A.若x=-和x=为函数f(x)图象的两条相邻的对称轴,则ω=2
B.若ω=,则函数f(x)在(0,π)上的值域为
C.将函数f(x)的图象向左平移个单位长度后得到函数g(x)的图象,若g(x)为奇函数,则ω的最小值为5
D.若函数f(x)在(0,π)上恰有一个零点,则<ω≤
√
√
√
对于A,若x=-和x=为函数f图象的两条相邻的对称轴,则函数f的最小正周期为T=2×=π,则ω==2,所以f= sin ,此时,f=sin =1,符合题意,故A正确;
对于B,若ω=,则f=sin (),当0<x<π时,则<<,所以f(x)=sin ∈,故B错误;
对于C,将函数f的图象向左平移个单位长度后得到函数g(x)的图象,则g=sin [ω(x+)+]=sin 为奇函数,所以=kπ(𝑘∈𝐙),解得ω=6k-1(𝑘∈𝐙) ,因为ω>0,所以当k=1时,ω取最小值5,故C正确;
对于D,因为ω>0,当0<x<π时,<ωx+<πω+,因为函数f(x)在(0,π)上恰有一个零点,则π<πω+≤2π,解得<ω≤,故D正确.故选ACD.
(2)(多选)已知函数f(x)=sin sin 2x,则
A.函数f为奇函数
B.曲线y=f(x)的对称轴为x=,k∈Z
C.f(x)在上单调递增
D.f(x)在x=处取得极小值-
√
√
由题意可得f(x)=cos 2x+sin 2x=sin .对于A,因为f=sin =sin 2x为奇函数,故A正确;对于B,令2x+=+kπ,k∈Z,解得x=,k∈Z,所以曲线y=f(x)的对称轴为x=,k∈Z,故B正确;对于C,令t=2x+,因为x∈,则t=2x+∈,而y=sin t在上单调递减,所以函数f(x)在上单调递减,故C错误;对于D,因为f=sin =-,所以f(x)在x=处取得极小值-,故D错误.故选AB.
领悟提升
解与三角函数性质有关问题的注意点
三角函数的性质主要是指单调性、周期性、奇偶性和最值,解题时要注意以下两点:一是应用三角函数的性质时,首先要将函数化为y=A sin (ωx+φ)的形式,再对比y=sin x的性质,即把ωx+φ看成一个整体处理,但是一定要保证ω>0,否则易出错;二是要结合图象进行分析.
提醒 解决此类问题时,要注意数形结合思想及整体统一思想的应用.
对点练2.(2024·江苏南京、盐城一模)关于函数f(x)=A sin (ωx+φ)(A>0,ω>0,0<φ<),有下列四个说法:
①f(x)的最大值为3
②f(x)的图象可由y=3sin x的图象平移得到
③f(x)的图象上相邻两个对称中心间的距离为
④f(x)的图象关于直线x=对称
若有且仅有一个说法是错误的,则f=
A.- B.- C. D.
√
由说法②可得ω=1,由说法③可得=,则T=π=,则ω=2,②和③相互矛盾;当①②④成立时,由题意A=3,ω=1,+φ=kπ+,k∈Z.因为φ∈,故k=0,φ=,即f(x)=3sin ,f=;说法①③④成立时,由题意A=3,ω=2,+φ=kπ+,k∈Z,φ=kπ-∉,故不符合题意.故选D.
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专 题 集 训
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1.(2024·四川攀枝花三模)将函数y=sin2x-cos2x的图象向右平移m(m>0)个单位长度后得到的图象与y=sin 2x的图象关于原点对称,则m的最小值是
A. B. C.D.
令f(x)=sin2x-cos2x,则有f(x)=-cos2x,设f(x)向右平移m(m>0)个单位长度后得到的函数为g(x),则有g(x)=-cos 2(x-m)=-cos (2x-2m),根据已知条件g(x)的图象与y=sin 2x的图象关于原点对称,则有g(x)= -sin (-2x)=sin 2x,即-cos (2x-2m)=sin 2x,所以-2m=+2kπ (k∈Z),解得m=--kπ(k∈Z),又因为m>0,所以当k=-1时,m取最小值为.故选B.
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2.已知直线x=,x=是函数f(x)=A sin (ωx+φ)图象的两条相邻的对称轴,且f-f=-4,则f=
A.-B. C.-1D.1
由题意可知T==,所以T=.由T=,得=,所以ω=4,因为f-f=-4,且直线x=,x=是函数f(x)图象的两条相邻的对称轴,所以A=f=2,所以f(x)=2sin(4x+φ),由f=2sin =2,得4×+φ=+2kπ,k∈Z,所以φ=+2kπ,k∈Z,又<,所以φ=,所以f(x)=2sin (4x+),则f (φ) =f=2sin =2sin =1.故选D.
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3.(2024·湖北黄石三模)已知函数f(x)=2cos2ωx+sin2ωx-1(ω<0)的最小正周期为π,则
A.其图象关于点对称
B.函数f(x)在[1,2]上为增函数
C.函数f(x)在区间(0,1)上单调
D.其图象关于直线x=对称
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由题意,f(x)=2cos 2ωx+sin 2ωx-1=cos 2ωx+sin 2ωx=2sin (2ωx+),因为最小正周期为π,ω<0,所以T=π,ω=-=-1,f(x)=2sin =-2sin (2x-).对于A,当x=时,f=-2sin (2×)=-2≠0,故A错误;对于B,当2kπ-≤2x-≤2kπ+,即kπ-≤x≤kπ+时函数单调递减,同理,当kπ+≤x≤kπ+时函数单调递增,所以函数在上为减函数,在上为增函数,故B错误;对于C,函数在上单调递减,故在区间上单调,故C正确;对于D,函数的对称轴为2x-=kπ+(𝑘∈Z),即x=kπ+(𝑘∈Z),所以x=不是函数的对称轴,故D错误.故选C.
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4.(2024·江西南昌一模)函数f(x)=sin (ωx+φ)(ω>0,
0<φ<π)的部分图象如图所示,△ABC是等腰直角三
角形,其中A,B两点为图象与x轴的交点,C为图象
的最高点,且|OB|=3|OA|,则f(2 024)=
A.- B.-
C. D.
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如图,过C作CE⊥x轴于E,则CE=1,又△ABC是等腰
直角三角形,所以|AB| =2,故|AB| ===2,ω=,
又|OB|=3|OA| ,所以=,|OA|=,则A(-,0),
B(,0),所以C(,1),所以+φ=+2kπ,k∈Z,φ=+2kπ,k∈Z,又0<φ<π,所以φ=,所以f(x)=sin ,则f(2 024)= sin (×2 024+)=sin (1 012π+)=sin =.故选D.
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5.(2024·湖南长沙模拟)已知函数f=|tan (ωx+φ)|(ω>0,0<φ<)的最小正周期为2π,直线x=是f(x)图象的一条对称轴,则f(x)的单调递减区间为
A. (𝑘∈𝐙)
B.
C. (𝑘∈𝐙)
D. (𝑘∈𝐙)
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由于f(x)=|tan (ωx+φ)|(ω>0,0<φ<)的图象是将y=tan (ωx+φ)的图象在x轴下方部分翻折到x轴上方,且y=tan (ωx+φ)(ω>0,0<φ<)仅有单调递增区间,故f(x)=|tan (ωx+φ)|和y=tan (ωx+φ)的最小正周期相同,均为2π,则=2π,所以ω=,即f(x)=,又直线x=是f(x)图象的一条对称轴,则+φ=kπ,k∈Z,即φ=kπ-,k∈Z,结合0<φ<,得φ=,故f(x)=,令kπ-<x+≤kπ,k∈Z,则2kπ-<x≤2kπ-,k∈Z,即f(x)的单调递减区间为(2kπ-,2kπ-(k∈Z).故选B.
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6.(2024·河南济洛平许第三次质量检测)函数f(x)=
A sin (ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<)的部分图象如图所示,
图象与x轴的交点为M(,0),与y轴的交点为N,最高
点P(1,A),且满足NM⊥NP.则下列说法正确的是
A.f(π)>f(5)
B.函数f(x)在(4,7)上单调递减
C.若f(x1)=f(x2)=(x1≠x2),则|x1-x2|的最小值是1
D.把y=A sin ωx的图象向左平移1个单位长度,得到y=f(x)的图象
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函数f(x)的周期T=4(-1)=6,即=6,解得ω=,
由f(1)=A,得+φ=+2kπ,k∈Z,而|φ|<,则k=0,
φ=,f(x)=A sin (x+),则点N(0,A),由NM⊥NP,
得NP2+MN2=MP2,即1+A2+A2=+A2,解得A=,因此f(x)=sin (x+).对于A,由f(4)=-,得函数f(x)的图象关于x=4对称,则f(5)=f(3),由图象知,函数f(x)在[1,4]上单调递减,则f(3)>f(π),因此f(π)<f(5),故A错误;
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对于B,由于函数f(x)的图象关于x=4对称,且在
[1,4]上单调递减,则f(x)在(4,7)上单调递增,
故B错误;对于C,由f(x)=,得sin (x+)=,
则由题意可令x1+=+2k1π,k1∈Z,x2+
=+2k2π,k2∈Z,两式相减得(x2-x1)=+2(k2-k1)π,k1,k2∈Z,即x2-x1=1+6(k2-k1),k1,k2∈Z,所以|x1-x2|min=1,故C正确;对于D,把y=sin x的图象向左平移1个单位长度,得y=sin (x+1)=sin (x+)≠f(x),故D错误.故选C.
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7.(2024·河南三门峡模拟预测)已知函数=A sin (ωx+φ) (A>0,ω>0,<π)的部分图象如图所示,将f(x)的图象向左平移个单位长度后得到函数g(x)的图象,若g(x)在区间[0,t]上的值域为[,2],则t的取值范围为
A. B.
C. D.
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设f(x)的最小正周期为T,由图象可知A=2,T=
=,所以T=π,则ω=2,故f(x)=2sin ,又
f(x)的图象过点,所以2×+φ=+2kπ,k∈Z,
所以φ=-+2kπ,k∈Z,又<π,所以φ=-,则f(x)=2sin (2x-),则g=f(x+)=2sin [2(x+)-]=2sin .当x∈[0,t]时,2x-∈,此时g(x)的值域为[-,2],则≤2t-,所以≤t≤,即t的取值范围为.故选C.
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8.(2024·湘豫名校联考)已知函数f(x)=2sin (ωx+φ)+1(ω∈N*,−<𝜑<)图象过原点,且关于点对称,若函数f(x)在上单调,则f(x)图象的相邻两条对称轴之间的距离为
A. B.
C. D.
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因为f(0)=2sin φ+1=0,所以φ=2kπ-或φ=2kπ-,k∈Z.又-π<φ<-,所以φ=-,所以f(x)=2sin +1.因为f(x)的图象关于点对称,所以ω-=kπ,k∈Z,所以ω=+6,k∈Z.当x∈,ω>0时,ωx-∈,又函数f(x)在上单调,所以 ⇒0<ω≤6.因为ω=+6,k∈Z,ω∈N*,所以k=0,ω=6.因为f(x)图象的相邻两条对称轴之间的距离为半个周期,所以==.故选D.
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9.(2024·湘豫名校联考)已知函数f(x)=A sin (ωx+φ)(𝐴>0,ω>0,|𝜑|<)的部分图象如图所示.则下列结论正确的是
A.f(x)在[0,π]上有两个极值点
B.f=1
C.函数y=f的图象关于y轴对称
D.若|f(x1)-f(x2)|=4,则|x1- x2|的最小值为π
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由题图知A=2,T==⇒T=π,所以ω==2,所以
f=2sin (2x+φ),由图象可知f(x)在x=时取得极大值,则在x=
=时取得极小值,所以上有两个极值点,故A正确;
又f=2sin =2,所以+φ=2kπ+,k∈Z,所以φ
=2kπ-,k∈Z.因为|φ|<,所以k=0,即φ=-.所以f(x)=2sin .所以f=2sin [2×(-)-]=,故B错误;y=f=2sin = -2cos 2x,易知函数y=f(x-)为偶函数,所以函数y=f(x-)的图象关于y轴对称,故C正确;若|f(𝑥1)- f(𝑥2)| =4,则|𝑥1-𝑥2 |的最小值为=,故D错误.故选AC.
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10.(2024·河南郑州名校联盟模拟预测)已知f=|sin x|cos x+sin 2x,则
A.f的图象关于点对称
B.f的值域为
C.f在区间(0,50)上有33个零点
D.若方程f=在(0,t) (t>0)有4个不同的解xi(i=1,2,3,4),其中xi<xi+1(i=1,2,3),则x1+x2+x3+x4+t的取值范围是
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f(π-x)=|sin (π-x)|cos (π-x)+sin (2π-2x)=|sin x|(-cos x)-sin 2x= - f(x) ,故A正确;
f(x)=|sin x|cos x+sin 2x=易知, f(x)∈[-],故B正确;
令f=0得sin 2x=0,x=kπ(k∈Z),<50,>50,所以f(x)在 (0,50)上有31个零点,故C错误;
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f(x)是以2π为周期的周期函数,当x∈(0,π]时f(x)=sin 2x,f(x)=在(0,π]上有2个实根x1,x2,且x1+x2=,x1=,x2=;当x∈(π,2π]时f(x)=sin 2x,f(x)=在(π,2π]上没有实根,f(x)=sin 2x,f(x)=在(2π,3π]上有2个实根x3,x4,且x3+x4=,x3=2π+,x4=2π+,同理f(x)=在(4π,5π]上有两个实根x5,x6,且x5=4π+,所以<t≤,x1+x2+x3+x4=5π,所以x1+x2+x3+x4+t的取值范围是,故D错误.故选AB.
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11.(2024·山东聊城二模)已知函数f(x)=sin (2x+)(≤x≤),g(x)=cos (2x+)(-≤x≤),则下列结论正确的是
A.若动直线y=m与f(x) ,g(x)的图象的交点分别为A,B,则|AB|的长可为
B.若动直线y=m与f(x) ,g(x)的图象的交点分别为A,B,则|AB|的长恒为
C.若动直线y=±m与f(x),g(x)的图象能围成封闭图形,则该图形面积的最大值为
D.若f(m0) =,则g=
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由≤x≤,可得≤2x+,所以f在区间
上单调递减,且f(x)≤f=sin =1, f(x)
≥f=sin =-1,所以-1≤ f(x)≤1,由-
≤x≤,可得0≤2x+≤π,所以函数g(x)在区间
上单调递减,且g(x)≤g=cos 0=1,
g(x)≥g= cos π =-1,所以-1≤ g(x)≤1,
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由已知-1≤m≤1,所以直线y=m与函数y= f(x),
y=g(x)都只有一个交点,设点A,B的坐标分别为
,如图①所示,则+)
=cos (2x2+)=sin ≤2x1+
≤2x2+,因为函数y=sin x在上
单调递减,所以2x1+=+2x2,所以x1-x2=,
所以|AB|===,故A错误,B正确;
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设直线y=-m与函数y= f(x),y=g(x)的交点为C,
D,如图②所示,则|CD|=,又AB∥CD,所以
四边形ABDC为平行四边形,其面积S=×2
,故C正确;对于D,因为f(m0)=,所以sin (2m0
+)=,又因为≤2m0+,所以cos (2m0+
)=-,所以≤2m0+≤π,即≤m0≤,
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又cos 2m0=cos=cos (2m0+)cos +sin(2m0+)·sin ,所以cos 2m0=,所以2cos2m0-1=,
又≤m0≤,所以cos m0==
==,
所以g()=cos m0=,故D正确.故选BCD.
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12.已知函数f=a sin πx+b cos πx的图象关于点对称,若|f(x1)-f(x2)|=|f(x3)-f(x4)|=|f(x5)-f(x6)|=4b(0<x1<x2<x3<x4<x5<x6),则xi的最小值为_____.
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由f(x)的图象关于点对称可得f=0,得a+b=0,即a=
-b,所以f(x)=-bsin πx+bcos πx=2bcos ,且b>0,
所以f的最大值为2b,最小值为-2b.如图所示,作出f(x)的大致图
象,令πx+=kπ,k∈Z,则f的对称轴方程为x=k-,k∈Z,
则由|f(x1)-f(x2)|=|f(x3)-f(x4)|=|f(x5)-f(x6)|=4b可得,当最小时,f(x1)=f(x3)= f(x5)=-2b, f(x2)=f(x4)= f(x6)=2b,且xi是f(x)在y轴右侧连续的最值点,故xi的最小值为=19.
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13.(2024·烟台、德州一模)若函数f(x)=sin ωx+cos ωx-1在[0,2π]上恰有5个零点,且在[-,]上单调递增,则正实数ω的取值范围为_______.
[]
依题意,函数f(x)=2sin (ωx+)-1,由f(x)=0,得sin (ωx+)=,则ωx+=2kπ+或ωx+=2kπ+,k∈Z,由x∈[0,2π],得ωx+∈[,2πω+],由f(x)在[0,2π]上恰有5个零点,得≤2πω+<,解得≤ω<,由-+2kπ≤ωx++2kπ,k∈Z,得-≤x≤,k∈Z,即函数f(x)在[-](k∈Z)上单调递增,因此[-]⊆[-,],即-≤-,且,解得ω≤,所以正实数ω的取值范围为[].
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14.(2024·江西南昌一模) “南昌之星”摩天轮半径为80米,建成时为世界第一高摩天轮,成为南昌地标建筑之一.已知摩天轮转一圈的时间为30分钟,甲乙两人相差10分钟坐上摩天轮,那么在摩天轮上,他们离地面高度差的绝对值的取值范围是__________.
[0,80]
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设甲乙两人坐上摩天轮的时间分别为t,t+10,则甲乙两人坐上摩天轮转过的角度分别为t=t,(t+10)=t+,则甲距离地面的高度为h1=80-80cos t,乙距离地面的高度为h2=80-80cos (t+),则|h1-h2|=|80-80cos t-80+80cos (t+)|=|80cos (t+)-80cos t|=80|cos tcos -sin tsin -cos t|=80=80·|cos t+sin t|=80 ,因为0≤t≤30,所以t+,所以0≤≤1,即|h1-h2|∈[0,80].
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