内容正文:
练案[9] 第七章 三角函数
7. 3 [7. 3. 2 第1课时 正弦型函数的性质与图像(一)]
A组 基础巩固
一、选择题
1.函数y =2sin x3 +
π( )5 的周期、振幅依次是(B )
A. 6π,- 2 B. 6π,2
C. π,2 D. π,- 2
2.将函数y = sin 2x的图像向左平移π4个单位,
再向上平移1个单位所得的图像的函数解析
式是 ( )
A. y = cos 2x B. y = 1 + cos 2x
C. y = 1 + sin 2x + π( )4 D. y = cos 2x - 1
3.把函数y = sin 2x - π( )4 的图像向右平移π8个单
位,所得的图像对应的函数是 ( )
A.非奇非偶函数
B.既是奇函数又是偶函数
C.奇函数
D.偶函数
4.函数y = sin(-2x),x∈[0,2π]的简图是(D )
A B
C D
5.有下列四种变换方式:
①向左平移π4个单位长度,再将横坐标变为原
来的12(纵坐标不变)
②横坐标变为原来的12(纵坐标不变),再向左
平移π8个单位长度;
③横坐标变为原来的12(纵坐标不变),再向左
平移π4个单位长度;
④向左平移π8个单位长度,再将横坐标变为原
来的12(纵坐标不变)
其中能将正弦函数y = sin x的图像变为y =
sin 2x + π( )4 的图像的是 (A )
A.①和② B.①和③
C.②和③ D.②和④
二、填空题
6.利用“五点法”作函数y = 2sin 2x - π( )4 的图像
时,所取的五个点的坐标为 .
7.将函数y = 3sin 3x + π( )4 的图像向右平移π3个
单位后所得的图像的函数解析式为 .
8.将函数y = sin x的图像向左平移φ(0≤φ <
2π)个单位长度后,得到函数y = sin x - π( )6 的
图像,则φ = .
三、解答题
9.已知函数f(x)=3sin x2 +
π( )6 +3(x∈R),用五
点法画出它在一个周期内的闭区间上的简图
.
—109—
10.函数y = sin 2x - π( )6 的图像,可以由函数y =
1
2 cos x的图像经过怎样的变换得到?
B组 素养提升
一、选择题
1.函数y = sin 2x - π( )3 在区间- π2,[ ]π 上的简
图可能是 (A )
2.已知曲线C1:y = sin x + π( )2 ,C2:y = sin 2x +2π( )3 ,
则下面结论正确的是 (D )
A.把C1上各点的横坐标伸长到原来的2倍,
纵坐标不变,再把得到的曲线向右平移π6个
单位长度,得到曲线C2
B.把C1 上各点的横坐标伸长到原来的2倍,
纵坐标不变,再把得到的曲线向左平移π12
个单位长度,得到曲线C2
C.把C1上各点的横坐标缩短到原来的12倍,
纵坐标不变,再把得到的曲线向右平移π6个
单位长度,得到曲线C2
D.把C1上各点的横坐标缩短到原来的12倍,
纵坐标不变,再把得到的曲线向左平移π12
个单位长度,得到曲线C2
3.将函数f(x)= cos 2x + π( )6 的图像先向左平移
π
6个单位,纵坐标不变,再将横坐标伸长为原
来的2倍,得到函数g(x)的图像,则函数g(x)
的解析式为 ( )
A. g(x)= sin x - 2π( )3
B. g(x)= sin 4x - 2π( )3
C. g(x)= - sin x
D. g(x)= sin 4x
二、填空题
4.如图,单摆的摆线离开平衡位置的位移S(cm)和
时间t(s)的函数关系是S = 12 sin 2πt +
π( )3 ,则摆
球往复摆动一次所需要的时间是 s.
5.将函数f(x)= sin(ωx + φ)ω >0,- π2≤φ <
π( )2
图像上每一点的横坐标缩短为原来的一半,纵
坐标不变,再向右平移π6个单位长度得到y =
sin x的图像,则f π( )6 =
.
—110—
三、解答题
6.已知函数y = 3sin 12 x -
π( )4 .
(1)用“五点法”画函数的图像;
(2)此图像是由y = sin x的图像经过怎样的变
换得到的?
C组 创新拓展
下图是函数y1 = Asin(ωx + φ () A > 0,ω > 0,
|φ | < π )2 在一个周期内的图像.
(1)写出y1的解析式;
(2)若y2与y1的图像
关于直线x = 2对称,
求y2 的解析式,并写
出y2的最小正周期、频率、振幅;
(3)不作图像,试说明y2的图像怎样由y = sin x
的图像变换得到
.
—111—
即g(t)∈[2,10].
所以函数f(x)的值域为[2,10].
10.按五个关键点列表:
x - π - π2 0
π
2 π
sin x 0 - 1 0 1 0
y = 1 - 2sin x 1 3 1 - 1 1
描点连线得:
①由图像可知,图像在y = 1上方部分y > 1,在y = 1下方部
分y < 1,所以当x∈(- π,0)时,y > 1;当x∈(0,π)时,y < 1.
②如图,当直线y = a与y =1 -2sin x有两个交点时,1 < a <3或
-1 < a <1,所以a的取值范围是{a |1 < a <3或-1 < a <1}.
③由图像可知,y最大值为3,此时x = - π2 ;y最小值为- 1,
此时x = π2 .
B组 素养提升
1. B f - 15π( )4 = f - 15π4 + 3π2( )× 3 = f 3π( )4 = sin 3π4 =槡22 .
2. A 因为f(x)是定义在[- 5,5]上的偶函数,所以其图像关于
y轴对称,
结合图像可知:当x∈[- 5,- 2)∪(2,5]时,f(x)> 0;当x∈
(- 2,2)时,f(x)< 0;
由f(x)sin x < 0得:
f(x)> 0
sin x{ < 0或f(x)< 0,sin x > 0{ ,
所以- π < x < - 2或0 < x < 2或π < x≤5,
所以f(x)sin x < 0的解集为(- π,- 2)∪(0,2)∪(π,5].
3. B ∵ cos2x - sin x + a = 0,
∴ a = sin x - cos2x = sin x -(1 - sin2x)= sin x +( )12
2
- 54 .
∵ 0 < x≤ π2 ,∴ 0 < sin x≤1,
∴ 12 < sin x +
1
2 ≤
3
2 ,
∴ 14 < sin x +( )12
2
≤ 94 ,
∴ -1 < sin x +( )12
2
- 54 ≤1,即- 1 < a≤1.
∴实数a的取值范围是(- 1,1].
4. 0 f(a)= a3 + sin a + 1 = 2,
∴ a3 + sin a = 1,
∴ f(- a)= - a3 - sin a + 1 = - 1 + 1 = 0.
5. 1 1 f - 17π( )6 = f - 17π6 + 3( )π = f π( )6 = f π6 - π( )2 =
f - π( )3 = f π( )3 = 1.
f 31π( )6 = f 5π + π( )6 = f π( )6 = f π6 - π( )2 = f - π( )3 = f π( )3
=1.
6.(1)由题可知b≠0.
因为-1≤sin x≤1,
所以当b >0时,有
a + b = 32 ,
a - b = - 12
{ ,解得a = 12 ,b =1{ .
当b <0时,有
a - b = 32 ,
a + b = - 12
{ ,解得a = 12 ,b = -1{ .
(2)由(1)知a = 12 ,所以函数y = - asin x = -
1
2 sin x,所以当x
=2kπ - π2 (k∈Z)时,函数y = - asin x取得最大值.
(3)函数y = - asin x = - 12 sin x,所以其图像的对称轴方程为x
= π2 + kπ(k∈Z).
C组 创新拓展
(1)∵函数f(x)= 1sin x,
∴ sin x≠0,∴ x≠kπ,k∈Z,
故函数的定义域为{x | x≠kπ,k∈Z}.显然,f(x)的周期,即y =
1
sin x的周期为2π.
由于f(- x)= 1sin(- x)= -
1
sin x = - f(x),故f(x)在{x | x≠kπ,
k∈Z}上为奇函数.
(2)证明:正弦函数y = sin x在区间0,π( )2 上单调递增,设0 < x1
< x2 <
π
2 ,则0 < sin x1 < sin x2 <1,
∴ f(x1)= 1sin x1 >
1
sin x2
= f(x2),即f(x1)> f(x2),故y = f(x)在区
间0,π( )2 上单调递减.
练案[9]
A组 基础巩固
1. B 函数y =2sin x3 +
π( )5 的周期为T = 2π1
3
=6π,振幅为2.
2. B y = sin 2x的图像向左平移π4个单位,得y [= sin 2 x + π( ) ]4
= sin 2x + π( )2 = cos 2x的图像,再向上平移1个单位,得y =
cos 2x + 1的图像,故选B.
3. D 向右平移π8个单位,所得图像对应的函数的解析式为y =
sin 2 x - π( )8 - π[ ]4 =sin 2x - π( )2 = -sin π2 -2( )x = -cos 2x,
而f(- x)= - cos(- 2x)= - cos 2x = f(x),所以为偶函数,故
D正确.
4. D y = sin(- 2x),x∈[0,2π],可得函数的最小正周期为π,
函数y的图像为两个周期,故A、B均错;由x∈ 0,π( )4 可得
2x∈ 0,π( )2 ,y = sin(- 2x)< 0,故选D.
5. A ①向左平移π4个单位长度,再将横坐标变为原来的
1
2 (纵
坐标不变),则正弦函数y = sin x的图像变为y = sin 2x + π( )4
的图像;②横坐标变为原来的12 (纵坐标不变),再向左平移
π
8个单位长度,正弦函数y = sin x的图像变为y = sin 2 x +
π( )8
= sin 2x + π( )4 的图像;③横坐标变为原来的12 (纵坐标不
变),再向左平移π4个单位长度,正弦函数y = sin x
的图像变
—181—
为y = sin 2 x + π( )4 = sin 2x + π( )2 的图像;④向左平移π8个
单位长度,再将横坐标变为原来的12 (纵坐标不变),正弦函
数y = sin x的图像变为y = sin 2x + π( )8 的图像,因此①和②
符合题意,故选A.
6. π8 ,( )0 , 3π8 ,( )2 , 5π8 ,( )0 , 7π8 ,( )-2 , 9π8 ,( )0 令2x - π4 =
0,π2 ,π,
3π
2 ,2π得x =
π
8 ,
3π
8 ,
5π
8 ,
7π
8 ,
9π
8 ,故五个点的坐标是
π
8 ,( )0 ,3π8 ,( )2 ,5π8 ,( )0 ,7π8 ,( )- 2 ,9π8 ,( )0 .
7. y = 3sin 3x - 3π( )4 平移所得图像的函数解析式为y =
3sin 3 x - π( )3 + π[ ]4 = 3sin 3x - 3π( )4 .
8. 11π6 将函数y = sin x的图像向左平移φ个单位后,得y =
sin(x + φ)的图像,而y = sin x - π( )6 = sin x + 11π( )6 ,所以φ
= 11π6 .
9.(1)列表:
x
2 +
π
6 0
π
2 π
3π
2 2π
x - π3
2π
3
5π
3
8π
3
11π
3
f(x) 3 6 3 0 3
(2)描点画图:
10. y = 12 cos x =
1
2 sin x +
π( )2 ,先将函数y = 12 sin x + π( )2 的
图像上所有点的横坐标不变,纵坐标伸长为原来的2倍,得
到函数y = sin x + π( )2 的图像;再将所得图像上所有点的纵坐
标不变,横坐标缩短为原来的12 ,得到函数y = sin 2x +
π( )2 的
图像;然后将所得图像上所有的点向右平移π3个单位,得到函数
y =sin 2 x - π( )3 + π[ ]2 = sin 2x - π( )6 的图像.
B组 素养提升
1. A 当x = 0时,y = sin - π( )3 = -槡32 < 0,故B、D不可能;当x
= π6时,y = 0,故C不可能,故选A.
2. D 把C1:y = sin x + π( )2 上各点的横坐标变为原来的12倍,
纵坐标不变,可得y = sin 2x + π( )2 的图像,再把得到的曲线向
左平移π12个单位长度,得到曲线C2:y = sin 2x +
π
6 +
π( )2 =
sin 2x + 2π( )3 的图像,故选D.
3. C f(x)= cos 2x + π( )6 的图像先向左平移π6 可得y =
cos 2 x + π( )6 + π[ ]6 = cos 2x + π( )2 = - sin 2x,
纵坐标不变,再将横坐标伸长为原来的2倍可得g(x)= - sin x.
故选C.
4. 1 摆球往复摆动一次所需要的时间即为函数S = 12 (sin 2πt +
π )3 的最小正周期.根据正弦函数的性质得出T = 2π2π = 1.
5.槡22 y = sin x的图像向左平移
π
6个单位长度,得到y (= sin x +
π )6 的图像,再对每一点横坐标伸长为原来的2倍,得到y =
sin 12 x +
π( )6 的图像即为f(x)= sin(ωx + φ)的图像,
∴ f(x)= sin 12 x +
π( )6 ,f π( )6 =槡22 .
6.(1)列表:
1
2 x -
π
4 0
π
2 π
3π
2 2π
x π2
3π
2
5π
2
7π
2
9π
2
y 0 3 0 - 3 0
描点、连线,如图.
这样就得到了函数y =3sin 12 x -
π( )4 在一个周期内的图像,再
将这部分图像向左或向右平移4kπ(k∈N)个单位长度,得函数
y =3sin 12 x -
π( )4 的图像.
(2)①把y = sin x的图像上所有的点向右平行移动π4个单位
长度,得到y = sin x - π( )4 的图像;
②把y = sin x - π( )4 图像上所有点的横坐标伸长到原来的2
倍(纵坐标不变),得到y = sin 12 x -
π( )4 的图像;
③将y = sin 12 x -
π( )4 的图像上所有的点的纵坐标伸长到原
来的3倍(横坐标不变),就得到y = 3sin 12 x -
π( )4 的图像.
C组 创新拓展
(1)由题图可知,A = 2,T = 2 ×[3 -(- 1)]= 8,ω = 2πT =
2π
8 =
π
4 ,∴ y1 = 2sin
π
4 x +( )φ .
将点(- 1,0)代入得0 = 2sin - π4 +( )φ ,
∴ - π4 +φ = kπ(k∈Z),φ = kπ +
π
4 (k∈Z).
∵ |φ | < π2 ,∴ φ =
π
4 ,∴ y1 = 2sin
π
4 x +
π( )4 .
(2)设y2的图像上任意一点的坐标为(x,y2),则其关于直线x
= 2对称的点的坐标为(4 - x,y2),由题意知(4 - x,y2)在y1
的图像上,故y2 = 2sin π4 (4 - x)+
π[ ]4 = 2sin π4 x - π( )4 ,故
y2的最小正周期T = 2ππ
4
=8,频率f = 1T =
1
8 ,振幅A =2
.
—182—
(3)方法一:先平移再伸缩.
y = sin x的图像
向右平移π4
→
个单位
y = sin x - π( )4 的图像
横坐标变为原来的4
π
→纵坐标不变 y = sin
π
4 x -
π( )4 的图像
纵坐标变为原来的2倍
→横坐标不变 y = 2sin
π
4 x -
π( )4 的图像.
方法二:先伸缩再平移.
y = sin x 的图像
横坐标变为原来的4
π
→纵坐标不变 y = sin
π
4 x 的图像
向右平移1
→
个单位
y = sin π4 (x -1[ ]) = sin π4 x - π( )4 的图像
纵坐标变为原来的2倍
→横坐标不变 y = 2sin
π
4 x -
π( )4 的图像.
练案[10]
A组 基础巩固
1. A 函数y = 12 sin
x
3 +
π( )6 的最大值为12 ,周期为6π,故
选A.
2. B 将函数y =2sin 2x的图像向左平移π12个单位长度,所得到的
图像对应函数的解析式为y =2sin 2 x + π( )12 =2sin 2x + π( )6 ,由
2x + π6 =
π
2 + kπ,k∈Z,得x =
π
6 +
1
2 kπ,k∈Z.
3. A 由题图可得f(x)的最小正周期T = 4 7π12 -
π( )3 = π,
所以ω = 2πT = 2,
由2·7π12 + φ =
3π
2 + 2kπ,k∈Z,
解得φ = π3 + 2kπ,k∈Z,
由|φ |≤ π2得φ =
π
3 ,
所以f(x)= Asin 2x + π( )3 ,
所以f(φ)= f π( )3 = Asin π = 0.
4. D 因为f(x)的最小正周期为π,故可得2π|ω | = π,又ω > 0,解
得ω = 2;
故f(x)= sin(2x + φ),将其图像向右平移π6个单位长度,可得
y = sin 2x + φ - π( )3 ,
又因为其是奇函数,
故可得φ - π3 = kπ,k∈Z,
又|φ | < π2 ,故可得φ =
π
3 .
综上所述,f(x)= sin 2x + π( )3 ,
又x∈ - π2 ,[ ]0 ,则2x + π3 ∈ - 23 π,π[ ]3 ,
故f(x)在区间- π2 ,[ ]0 上的最大值为sin π3 =槡32 .
5. C 因为函数f(x)= sin(ωx + φ)的最小正周期为π,其图像关
于直线x = π6对称,
所以
2π
ω
= π,
π
6 ω + φ =
π
2 + kπ,k∈Z{ ,
解得
ω = 2,
φ = π6 + kπ,k∈Z{ ,
因为|φ | < π2 ,所以φ =
π
6 ,
因此f(x)= sin 2x + π( )6 .
①将f(x)= sin 2x + π( )6 的图像向右平移π6个单位长度后函
数解析式为y = sin 2x - π( )6 ,由2x - π6 = kπ,k∈Z,得x = π12
+ kπ2 ,k∈Z,所以其对称中心为
π
12 +
kπ
2 ,( )0 ,k∈Z,故①错;
②由2x + π6 = kπ,k∈Z,解得x = -
π
12 +
kπ
2 ,k∈Z,即函数
f(x)的对称中心为- π12 +
kπ
2 ,( )0 ,k∈Z,令- π12 + kπ2 = 5π12,
则k = 1,故②正确;③由f π( )4 = sin π2 + π( )6 = cos π6 =槡32 ,
故③错;④由- π2 + 2kπ≤2x +
π
6 ≤
π
2 + 2kπ,k∈Z,得-
π
3
+ kπ≤x≤ π6 + kπ,k∈Z,即函数f(x) [的增区间为 - π3 +
kπ,π6 + k ]π ,k∈Z,因此f(x)在区间0,π[ ]6 上单调递增,故
④正确.
6. 2π 函数y = sin x2 的最小正周期是函数y = sin
x
2的最小
正周期的一半,而函数y = sin x2的最小正周期为
2π
1
2
= 4π,故
函数y = sin x2 的最小正周期是2π.
7. 5π12 平移后解析式为y = sin(2x - 2φ),图像关于x =
π
6对称,
∴ 2 × π6 - 2φ = kπ +
π
2 (k∈Z),
∴ φ = - kπ2 -
π
12(k∈Z).又∵ φ > 0,
∴当k = - 1时,φ的最小值为5π12 .
8. 23 由题图可知
T
2 =
11π
12 -
7π
12 =
π
3 ,T =
2π
3 ,则可补全函数图
像得f π( )4 = 0,
故点π4 ,( )0 为函数的一个中心对称点,
所以得f(0)= - f π( )2 = 23 .
9.(1)f(x) 槡= 3sin πx4 -
π( )3 .
故f(x)的最小正周期为T = 2π
π
4
= 8
.
—183—