内容正文:
< π2 ,函数y = tan x在0,
π( )2 上单调递增,所以tan π7 <
tan 2π7 ,即tan
8π
7 < tan
2π
7 ;B正确,sin 145° = sin 35° <1,tan 47°
>1,故sin 145° < tan 47°;C错误,函数y = tan(ωx + φ)的最小正
周期为π|ω |;D正确,∵
π
4 ≤x <
π
2 ,∴由函数的单调性可知y =
2tan x≥2,故选BD.
4. AD 由于f(x)= tan x的周期为π,故A正确;函数f(x)=
tan x为奇函数,故B不正确;f(0)= tan 0 = 0,故C不正确;D
表明函数为增函数,而f(x)= tan x为区间- π2 ,
π( )2 上的增
函数,故D正确.
5.(1)(3)(4) y = tan | x |是偶函数,由图象知不是周期函数,
因此(1)正确;y = tan x (在每一个区间 - π2 + kπ,π2 + k )π
(k∈Z)内都是增函数但在定义域上不是增函数,∴ (2)错;y
= tan 2x + π( )3 的周期是π2 . ∴ (3)对;y = sin 52 π +( )x =
cos x是偶函数,∴ (4)对.
因此,正确的命题的序号是(1)(3)(4).
6. - π6 +
kπ
2 ,
5π
24 +
kπ( ]2 (k ∈ Z) 令z = 2x - π6 ,在
- π2 ,
π( )2 上满足tan z≤1的z的值是- π2 < z≤ π4 ,在整个
定义域上有- π2 + kπ < z≤
π
4 + kπ,解不等式-
π
2 + kπ <
2x - π6 ≤
π
4 + kπ,得-
π
6 +
kπ
2 < x≤
5π
24 +
kπ
2 ,k∈Z.
7.由y = | tan x | + tan x知
y =
0,x∈ kπ - π2 ,k( ]π ,
2tan x,x∈ kπ,kπ + π( ){ 2 (k∈Z).
其图象如图所示.
函数的主要性质为:
①定义域: x x∈R,x≠ π2 + kπ,k∈{ }Z ;
②值域:[0,+ ∞);
③周期性:T = π;
④奇偶性:非奇非偶函数;
⑤单调性:单调增区间为kπ,kπ + π[ )2 ,k∈Z.
8.(1)当θ = - π6时,tan θ = -槡
3
3 ,函数f(x)= x
2 - 槡2 33 x - 1,对
称轴为x =槡33 .
∵ x∈[- 1,槡3],
∴当x =槡33时,f(x)取得最小值-
4
3 ,
当x = - 1时,f(x)取得最大值槡2 33 .
(2)f(x)=(x + tan θ)2 - 1 - tan2θ是关于x的二次函数,它的
图象的对称轴为直线x = - tan θ.
∵ y = f(x)在区间[- 1,槡3]上是单调函数,
∴ - tan θ≤ - 1或- tan θ≥槡3,
即tan θ≥1或tan θ≤ 槡- 3.
又θ∈ - π2 ,
π( )2 ,
∴ θ的取值范围是- π2 ,-
π( ]3 ∪ π4 ,π[ )2 .
练案[14]
A组·素养自测
1. C 当t = 2π3 时,s1 = 5·sin
4π
3 +
π( )6 = 5·sin 3π2 = - 5.
s2 = 10·cos4π3 = - 5,所以s1 = s2 .
2. D 利用三角函数周期性的变化判断可知,选D.
3. D 由题意A = 7 - 32 = 2,
T
2 = 7 - 3 = 4,T = 8,ω =
2π
8 =
π
4 ,
∴ f(x)= 2sin π4 x +( )φ + 5.由x = 3时,f(x)最大,π4 × 3 + φ
= π2 + 2kπ,k∈Z,φ = -
π
4 + 2kπ,k∈Z,∵ | φ | <
π
2 ,∴ φ =
- π4 ,∴ f(x) (= 2sin π4 x - π )4 + 5.
4. B 将t = 1200代入I = 5sin 100πt +
π( )3 ,
得I = 2. 5 A.
5. D 由已知可得该函数的周期为T = 12,
ω = 2πT =
π
6 ,
又当t = 0时,A 1
2 ,槡
3( )2 ,
∴ y = sin π6 t +
π( )3 ,t∈[0,12],
可解得函数的单调递增区间是[0,1]和[7,12].
6. 20. 5 由题意得y = 23 + 5cos π6 (x - 6[ ]),当x = 10时y =
20. 5.
7. y = 4sin 2x + π( )6 (x≥0)(答案不唯一) 不妨设y = Asin(ωx
+ φ).由题知A = 4,T = π,所以ω = 2πT = 2.当x = 0时,y = 2,
且小球开始向上运动,所以有φ = 2kπ + π6 ,k∈Z,不妨取φ =
π
6 ,故所求关系式可以为y = 4sin 2x +
π( )6 (x≥0).
8.(1)由题图知A 槡= 3,T = 2 × 120 -
1( )50 = 350
,
—563—
∴ ω = 2πT =
100π
3 ,所以I 槡= 3sin
100π
3 t +( )φ ,
又150,( )0 是该函数图象的第二零点,
∴ 100π3 ×
1
50 + φ = π,
即φ = π3 ,符合|φ | <
π
2 ,
∴ I 槡= 3sin 100π3 t +
π( )3 .
(2)不能.因为由(1)有T = 350 >
3
100,所以不可能.
9.(1)以圆心O为原点,建立如图所示
的坐标系,则以Ox为始边,OB为终
边的角为θ - π2 ,
故B (点坐标为4. (8cos θ - π )2 ,
4. (8sin θ - π ) )2 .所以h = 5. 6 + 4. 8sin θ - π( )2 .
(2)点A在圆上转动的角速度是π30,故t s转过的弧度数为
πt
30 .
所以h =5.6 +4.8sin π30 t -
π( )2 ,t∈[0,+∞).
到达最高点时,h = 10. 4 m.
由sin π30 t -
π( )2 = 1,得π30 t - π2 = π2 + 2kπ,k∈N,
所以tmin = 30(s).
即缆车到达最高点时,用的时间最少为30秒.
B组·素养提升
1. A 由图知,A = 10,函数的周期
T = 2 4300 -
1( )300 = 150,
所以ω = 2πT =
2π
1
50
= 100π,将点 1300,( )10 代入I = 10sin(100πt
+ φ)得φ = π6 ,故函数解析式为I = 10sin 100πt +
π( )6 ,再将t
= 7120代入函数解析式得I =0.
2. C 由题意,R 槡= 27 +9 =6,T =60 = 2πω,∴ ω =
π
30 .由题意可知,
当t =0时,y = -3即-3 =6sin φ. ∵ |φ | < π2 ,∴ φ = -
π
6 .故A
正确;f(t)= 6sin π30 t -
π( )6 ,当t∈[35,55]时,π30 t - π6 ∈
π,53[ ]π ,∴点P到x轴的距离的最大值为6,故B正确;当
t∈[10,25]时,π30 t -
π
6 ∈
π
6 ,
2π[ ]3 ,函数y = f(t)先增后减,故
C不正确;当t = 20时,π30 t -
π
6 =
π
2 ,P的纵坐标为6,| PA | =
槡 槡27 + 81 = 6 3,故D正确.故选C.
3. BCD 由题图可知,振动周期为2 ×(0. 7 - 0. 3)= 0. 8 s,故A
错误,D正确;该质点的振幅为5,B正确;由简谐运动的特点
知,质点处于平衡位置时的速度最大,即在0. 3 s和0. 7 s时运
动速度最大,在0. 1 s和0. 5 s时运动速度为零,故C正确.故
选BCD.
4. BCD 因为仅有第5张,第13张,第17张照片与第1张照片
完全一样,则弹簧振子运动时的最小正周期为T = 12 × 0. 01 =
0. 12 = 325 s,则ω =
2π
3
25
= 50π3 ,所以y = Asin
50πt
3 +( )φ ,由题意
可知,Asin 50π3 ×
1
100 +( )φ = Asin 50π3 × 5100 +( )φ ,所以
sin π6 +( )φ = sin 5π6 +( )φ ,则12 cos φ +槡32 sin φ = 12 cos φ -
槡3
2 sin φ,所以sin φ = 0,则φ = mπ,(m∈ Z),则y =
Asin 50πt3 + m( )π ,令y = 0,可得50πt3 + mπ = nπ(m,n∈Z),所
以t = 350(n - m),令k = n - m∈Z,则t =
3
50 k(k∈Z),由0 <
3k
50≤
1
5 ,可得0 < k≤
10
3 ,因为k∈Z,则k∈{1,2,3},当k =1
时,t = 350 =0.06 s,对应第6张照片,当k =2时,t =
6
50 =0. 12 s,
对应第12张照片,当k = 3时,t = 950 = 0. 18 s,对应第18张照
片.故选BCD.
5. h = - 6sin π6 t
6. y = 4sin 5π2 t -
π( )2 ,t∈[0,+ ∞)(答案不唯一) 设y =
Asin(ωt + φ)+ b,则A = ymax - ymin2 =
4. 0 + 4. 0
2 = 4. 0,b =
ymax + ymin
2 = 0,ω =
2π
T =
2π
0. 8 =
5π
2 ,所以y = 4sin
5π
2 t +( )φ ,将
(0.4,4.0)代入上式,得φ = - π2 +2kπ,k∈Z,取φ = -
π
2 ,从而
可知y =4sin 5π2 t -
π( )2 ,t∈[0,+∞).
7.(1)由题易知
A + b = 92 ,
- A + b = - 32
{ ,解得A = 3,b = 32 .由题知T = 2
= 2π
ω
,得ω = π,
∴ y = 3sin(πt + φ)+ 32 ,∴ 0 = 3sin φ +
3
2 ,|φ | <
π
2 ,
∴ φ = - π6 . ∴ A = 3,ω = π,b =
3
2 ,φ = -
π
6 .
(2)由y = 3sin πt - π( )6 + 32 = 92 ,
得sin πt - π( )6 = 1,∴ πt - π6 = π2 + 2kπ,k∈N,
即t = 23 + 2k,k∈N.
∴当k =0时,盛水筒出水后第一次到达最高点,此时t = 23 min,
即盛水筒出水后至少经过23 min就可以到达最高点
.
—663—
练案[14] 第一章 三角函数
§ 8 三角函数的简单应用
A组·素养自测
一、选择题
1.在两个弹簧上各有一个质量分别为M1和M2的小球
做上下自由振动.已知它们在时间t(s)离开平衡位置
的位移s1(cm)和s2(cm)分别由s1 = 5sin 2t + π( )6 ,
s2 = 10cos 2t确定,则当t = 2π3时,s1与s2的大小关系
是 ( )
A. s1 > s2 B. s1 < s2
C. s1 = s2 D.不能确定
2.如图是一向右传播的绳波在某一时刻绳子各点的位
置,经过12周期后,乙点的位置将移至 ( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
3.某商品一年内每件出厂价在5万元基础上,按月呈
f(x)= Asin(ωx + φ)+ B A > 0,ω > 0,|φ | < π( )2 的模
型波动(x为月份),已知3月份达到最高价7万元,7
月份达到最低价3万元,根据以上条件可以确定f(x)
解析式是 ( )
A. f(x)= 2sin π4 x +
π( )4 + 5(1≤x≤12,x∈N)
B. f(x)= 7sin π4 x -
π( )4 + 5(1≤x≤12,x∈N)
C. f(x)= 7sin π4 x +
π( )4 + 5(1≤x≤12,x∈N)
D. f(x)= 2sin π4 x -
π( )4 + 5(1≤x≤12,x∈N)
4.电流强度I(A)随时间t(s)变化的关系式是I =
5sin 100πt + π( )3 ,则当t = 1200 s时,电流强度I为
( )
A. 5 A B. 2. 5 A
C. 2 A D. - 5 A
5.动点A(x,y)在圆x2 + y2 = 1上绕坐标原点沿逆时针
方向匀速旋转,12秒旋转一周.已知时间t = 0时,点
A的坐标是1
2,槡
3( )2 ,则当0≤t≤12时,动点A的纵坐标
y关于t(单位:秒)的函数的单调递增区间是( )
A.[0,1] B.[1,7]
C.[7,12] D.[0,1]和[7,12]
二、填空题
6.某城市一年中12个月的平均气温与月份关系可近似
用三角函数y = a + Acos π6 (x - 6[ ])(x = 1,2,3,…,
12)来表示,已知6月份的月平均气温最高,为28 ℃,12
月份的月平均气温最低为18 ℃,则10月份的平均气温
为 ℃ .
7.如图所示,弹簧下挂着的小球做上下振动.开始时小
球在平衡位置上方2 cm处,然后小球向上运动,小球
的最高点和最低点与平衡位置的距离都是4 cm,每
经过π s小球往复振动一次,则小球离开平衡位置的位
移y与振动时间x的关系式可以是 .
三、解答题
8.如图,它表示电流I = Asin(ωt + φ)(A > 0,ω > 0),在
一个周期内的图象.
(1)试根据图象写出I = Asin(ωt + φ) |φ | < π( )2 的解
析式
;
—512—
(2)在任意一段3100秒的时间内,电流I既能取得最大
值A,又能取得最小值- A吗?
9.如图为一个缆车示意图,缆车半
径为4. 8 m,圆上最低点与地面
的距离为0. 8 m,60 s转动一
圈,图中OA与地面垂直,以OA
为始边,逆时针转动θ角到OB,设B点与地面距
离是h.
(1)求h与θ间的函数解析式;
(2)设从OA开始转动,经过t s后到达OB,求h与t
之间的函数解析式,并求缆车到达最高点时用的最少
时间是多少?
B组·素养提升
一、选择题
1.电流强度I(安培)随时间t(秒)变化的函数I =
Asin(ωt + φ)的图象如图所示,则t为7120(秒)时的电
流强度为 ( )
A. 0安培 B. 槡- 5 2安培
C. 槡10 2安培 D. 槡- 10 2安培
2.如图是一个半径为R的水车,一个水斗从点A(槡3 3,
- 3)出发,沿圆周按逆时针方向匀速旋转,且旋转一
周时用时60秒.经过t秒后,水斗旋转到P点,设P
的坐标为(x,y),其纵坐标满足y = f(t)= Rsin(ωt +
φ) t≥0,ω > 0,|φ | < π( )2 .则下列叙述错误的是
( )
A. R = 6,ω = π30,φ = -
π
6
B.当t∈[35,55]时,点P到x轴的距离的最大值为6
C.当t∈[10,25]时,函数y = f(t)单调递减
D.当t = 20时,|PA 槡| = 6 3
3.(多选)如图所示的是一质点做简谐运动的图象,则
下列结论正确的是 ( )
A.该质点的运动周期为0. 7 s
B.该质点的振幅为5
C.该质点在0. 1 s和0. 5 s时运动速度为零
D.该质点的运动周期为0.
8 s
—612—
4.(多选)从物理学知识可知,图中弹簧振子中的小球
相对平衡位置的位移y与时间t(单位:s)的关系符合
函数y = Asin(ωt + φ)(|ω | < 100).从某一时刻开始,
用相机的连拍功能给弹簧振子连拍了20张照片.已
知连拍的间隔为0. 01 s,将照片按拍照的时间先后顺
序编号,发现仅有第5张、第13张、第17张照片与第
1张照片是完全一样的,则小球正好处于平衡位置的
所有照片的编号有 ( )
A. 4 B. 6 C. 12 D. 18
二、填空题
5.如图是相对于平均海平面的某海湾的水面高度h
(米)在某天从0 ~ 24时的变化情况,则水面高度h关
于时间t的函数关系式为 .
6.一个物体相对于某一固定位置的位移y(cm)和时间
t(s)之间的一组对应值如下表所示:
t 0 0. 1 0. 2 0. 3 0. 4 0. 5 0. 6 0. 7 0. 8
y - 4. 0 - 2. 8 0. 0 2. 8 4. 0 2. 8 0. 0 - 2. 8 - 4. 0
则可近似地描述该物体的位移y和时间t之间关系
的一个三角函数为 .
三、解答题
7.筒车是我国古代发明的一种水利灌溉工具,因其经济
又环保,至今还在农业生产中使用,明朝科学家徐光
启所著《农政全书》中描绘了筒车的工作原理.如图,
一个半径为3 m的筒车,按逆时针方向转一周的时长
为2 min,筒车的轴心O距离水面的高度为1. 5 m,筒
车上均匀分布了12个盛水筒,设筒车上的某个盛水
筒P到水面的距离为y(单位:m)(在水面下则y为
负数),若以盛水筒P刚浮出水面时开始计算时间,
则y 与时间t(单位:min)之间的关系为y =
Asin(ωt + φ)+ b A > 0,ω > 0,|φ | < π( )2 .
(1)求A,ω,φ,b的值;
(2)盛水筒出水后至少经过多长时间就可以到达最
高点?
—712—