内容正文:
复习02 三角函数的性质与图像
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串讲知识:思维导图串讲知识点,有的放矢
重点速记:知识点和关键点梳理,查漏补缺
举一反三:核心考点能举一反三,能力提升
复习提升:真题感知+提升专练,全面突破
知识点1 周期函数
1.周期函数的定义
一般地,设函数的定义域为,如果存在一个非零常数,使得对每一个,都有,且,那么函数就叫做周期函数.非零常数叫做这个函数的周期.
2.最小正周期的定义
如果在周期函数f(x)的所有周期中存在一个最小的正数,那么这个最小正数就叫做的最小正周期.
知识点2 正余弦函数的性质与图像
函数
图象
定义域
值域
最值
当时,;
当时,
当时,;
当时,.
周期性
最小正周期为
最小正周期为
奇偶性
奇函数
偶函数
单调性
在上是增函数;
在上是减函数.
在上是增函数;
在上是减函数.
对称性
对称中心;
对称轴,
既是中心对称图形又是轴对称图形.
对称中心;
对称轴,
既是中心对称图形又是轴对称图形.
知识点3 正切函数的性质与图像
函数
图象
定义域
值域
最值
既无最大值,也无最小值
周期性
最小正周期为
奇偶性
奇函数
单调性
在上是增函数.
对称性
对称中心;
无对称轴,
是中心对称图形但不是轴对称图形.
知识点4 图象变换
1.对函数,的图象的影响(左加右减)
2、()对函数图象的影响
3、()对的图象的影响
考点一:三角函数的周期性问题
例1.下列函数周期为的为( ).
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】对于A,函数的最小正周期,故A错误;
对于B,函数的最小正周期,故B正确;
对于C,函数的最小正周期,故C错误;
对于D,函数的最小正周期,故D错误.
故选:B.
变式1-1.下列函数中,周期为的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】对于A,因为,
所以,
则,所以不以为周期,故A错误;
对于B,因为,所以的最小正周期为,故B错误;
对于C,因为,所以的最小正周期为,故C错误;
对于D,因为,
所以,
则的周期为,故D正确.
故选:D.
变式1-2.已知函数,若的周期为,则 .
【答案】
【详解】因为周期为,所以,,
则.
故答案为:.
变式1-3.我们平时听到的乐音不只是一个音在响,而是许多个音的结合,称为复合音.复合音的产生是因为发声体在全段振动,产生频率为的基音的同时,其各部分如二分之一、三分之一、四分之一部分也在振动,产生的频率恰好是全段振动频率的倍数,如等.这些音叫谐音,因为其振幅较小,一般不易单独听出来,所以我们听到的声音的函数为.则函数的周期为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】因为,
所以
,
故是的一个周期,又的最小正周期为,
所以函数的最小正周期为,
故选:C.
考点二:三角函数的奇偶性和对称性问题
例2.函数图象的一个对称中心是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】令,解得,
当时,,所以函数图象的一个对称中心是.
故选:D.
变式2-1.已知函数,“为奇函数”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【详解】若为奇函数,则,充分性不成立,
若,则为奇函数,必要性成立,
所以“为奇函数”是“”的必要不充分条件.
故选:B
变式2-2.已知,函数的最小正周期为,若,且的图象关于直线对称,则( )
A.-1 B.-2 C.-3 D.-4
【答案】D
【详解】因为,所以,解得.
又的图象关于直线对称,所以,
解得.
因为,
取,可得,
所以.
故选:D
变式2-3.若函数的图像关于对称,则的最小值为 .
【答案】/0.75
【详解】由,解得,
因为,所以则的最小值为.
故答案为:.
考点三:三角函数的单调性问题
例3.若函数在上单调递减,在上单调递增,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由题意,函数的图象经过原点,且在上单调递减,在上单调递增,
所以,即,
又,,解得.
故选:B.
变式3-1.已知函数在上单调递增,则的取值范围是 .
【答案】
【详解】由函数在上单调递增,
可得,可得,即,可得,
又由,可得,
则满足,解得,
当时,可得,当时,可得,
当时,不合题意;
所以实数的取值范围是.
故答案为:.
变式3-2.(多选)已知表示中的最大者,则下列区间中是函数的单调递增区间的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【详解】当,可得,
所以,所以在上单调递增,
当,可得,
所以,所以在上单调递增,
所以的单调递增区间的是和.
故选:ACD.
变式3-3.若函数在上不单调,则实数的取值范围是 .
【答案】
【详解】由题意得,
若函数在上单调递增,
则,
解得:,
所以,
解得,
即,
因为,所以且,
所以, ①
若函数在上单调递减,
则,
解得,
所以,
解得,
即,
因为,所以且,
所以, ②
又因为函数在上不单调,且,
所以的取值为①②所表示的不等式的补集,
即或.
故答案为:或.
考点四:三角函数的值域与最值问题
例4.设函数在区间的最小值和最大值分别为和,则( )
A.2 B. C. D.
【答案】B
【详解】若,则,
由正弦函数的性质可知,
当时,函数取得最小值,即,
当时,函数取得最大值,即,
所以.
故选:B
变式4-1.已知函数的图象在上恰好有2个最高点,1个最低点,且这3个点可以组成一个锐角三角形,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】,.
函数的图象在上恰好有2个最高点,1个最低点,
,.
由三角函数图象的对称性知该三角形是个等腰三角形,且顶角为以最低点为顶点的角,
由这3个点可以组成一个锐角三角形知,且的周期为,
故,.
综上,.
故选:A.
变式4-2.求下列函数的值域.
(1);
(2),;
(3).
【答案】(1)最小值,无最大值;
(2);
(3).
【详解】(1)设,,
则.
当时,y取最小值,无最大值,
(2),.
由知为偶函数.
当时,,
令,,
当时,y取最大值为;
当时,y取最小值为.
故值域为.
(3)令,则,
因为函数的定义域为,即,
所以,
则,.
由得,
所以函数值域为.
变式4-3.设函数,若函数的图象关于点对称,且在区间上的值域为,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由函数的图象关于点对称,则且,
所以,,则,即,
当,则,此时,
所以,结合余弦函数的图象知,可得.
故选:B
考点五:三角函数的图象变换问题
例5.已知函数()的图象相邻的两条对称轴间的距离为,为得到的图象,可将的图象上所有的点( )
A.先向左平移个单位长度,再将所得点的横坐标变为原来的2倍.纵坐标不变
B.先向左平移个单位长度,再将所得点的横坐标变为原来的倍,纵坐标不变
C.先将所得点的横坐标变为原来的2倍,再向左平移个单位长度,纵坐标不变
D.先将所得点的横坐标变为原来的倍,再向左平移个单位长度,纵坐标不变
【答案】B
【详解】由题意可得,,所以.
所以,故可将的图象上所有的点先向左平移个单位长度得到,
再将所得点的横坐标变为原来的倍,纵坐标不变得到的图象,故A错误,B正确;
或者先将的图象上所有点的横坐标变为原来的倍得到,
再向左平移个单位长度,纵坐标不变得到的图象,故C、D错误.
故选:B.
变式5-1.为得到函数的图象,只需把余弦曲线上的所有点的( )
A.向左平移个单位长度 B.向左平移个单位长度
C.向右平移个单位长度 D.向右平移个单位长度
【答案】C
【详解】余弦曲线上的所有点的向右平移个单位长度得到函数的图象,
故选:C.
变式5-2.(多选)有下列四种变换方式,能将的图象变为的图象的是( )
A.横坐标变为原来的(纵坐标不变),再向左平移个单位长度
B.横坐标变为原来的(纵坐标不变),再向左平移个单位长度
C.向左平移个单位长度,再将横坐标变为原来的(纵坐标不变)
D.向左平移个单位长度,再将横坐标变为原来的(纵坐标不变)
【答案】BC
【详解】由函数图象上的横坐标缩短为原来的倍,得到,
再将函数向左平移个单位,,得到,
所以A不正确,B正确.
由函数向左平移个单位,得到,
再将函数图象上点的横坐标缩短为原来的倍,得到,所以C正确,D不正确.
故选:BC.
变式5-3.要得到函数的图象,只需将函数的图象( )
A.向左平移个单位 B.向左平移个单位 C.向右平移个单位 D.向右平移个单位
【答案】A
【详解】因为,
所以,为了得到函数的图象,只需将函数的图象向左平移个单位长度.
故选:A.
考点六:求图象变换前后的解析式
例6.将函数的图象向左平移个单位,得到函数的图象,若为奇函数,则的最小值是( )
A. B.1 C.2 D.
【答案】B
【详解】函数的图象向左平移个单位,
得到函数,
由为奇函数,则,
因为,所以的最小值是,
故选:B.
变式6-1.将函数的图象向右平移个最小正周期后,所得图象对应的函数为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】函数的最小正周期,
则将函数的图象向右平移个最小正周期后,
得.
故选:D.
变式6-2.若将函数的图象向右平移个单位长度后,得到函数的图象,则( )
A. B. C.1 D.2
【答案】C
【详解】,
将的图象向右平移个单位长度后得到函数的图象,
所以.
故选:C
变式6-3.将函数的图像向左平移个单位长度后得到曲线,若关于轴对称,则的最小值是( )
A. B. C. D.1
【答案】C
【详解】将图象左移个单位,根据“左加右减”,得.
因为图象关于轴对称,所以.
得.
因为,当时,最小为.
故选:C.
考点七:确定三角函数解析式
例7.已知函数的部分图象如图所示,A,B分别是相邻的最高点与最低点,直线AB的方程为,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】因为是最高点,所以,将代入直线方程,可得,
所以,
因为是最低点,所以,将代入直线方程,可得,
所以,
则,则,
所以,
将代入,可得,
即,所以,解得,
又,当时,,
所以.
故选:B
变式7-1.已知函数的部分图象如图所示,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由图象可知,,,则,
且,得,
则,.
故选:A
变式7-2.已知函数的部分图象如图所示.若,,,四点在同一个圆上,则( )
A.1 B.
C. D.
【答案】D
【详解】连接交轴于,
由于,,,四点在同一个圆上,且和均关于点对称,
故为圆心,故,
,,
故,解得,
故选:D
变式7-3.已知函数的部分图象如图所示,则 ,若,则 .
【答案】 0
【详解】由图可得函数半周期为,,故,故,故,
故,
又由图可得函数过点,故,
故,而,故,
故,令得,
当时,,故或,
故或即,,
故,
故答案为:.
考点八:实际应用问题
例8.(多选)如图,水利灌溉工具筒车的转轮中心到水面的距离为,筒车的半径是,盛水筒的初始位置为,与水平正方向的夹角为.若筒车以角速度沿逆时针方向转动,为筒车转动后盛水筒第一次到达入水点所需的时间(单位:),则( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【详解】设盛水桶在转动中到水面的距离为,时间为,由图可知筒车转动后盛水筒第一次到达入水点的角度小于,又筒车的角速度为,
所以所需的时间为,故A正确
由题意可得,盛水桶到水面的距离与时间的函数关系如下:,
令,即,解得,
又,可得,
,
,故D正确;
,,,故C错误;
又,解得,故B错误;
故选:AD.
变式8-1.(多选)“早潮才落晚潮来,一月周流六十回”,潮汐现象是海水受日月的引力而引起的周期性涨落现象,观察发现某港口的潮汐涨落规律为(其中(单位)为港口水深,(单位)为时间,).若某轮船当水深大于时可以进出港口,根据表格中的观测数据,下列说法正确的是( )
时间
1
4
7
10
13
16
19
22
水深
11
12.5
14
12.5
11
12.5
14
12.5
A.
B.
C.该轮船9点可以进出港口
D.该轮船从0点到12点,在港口可停留的时间最长不超过4小时
【答案】BC
【详解】对于A,由表格数据可得,故A错误;
对于B,由表格数据可得,解得,,
所以,因为点在函数图象上,
所以,即,又因为,
所以,故B正确;
对于C,当时,,故C正确;
对于D,由,得,
由得,
即,当时,,,
因为得该轮船从0点到12点,在港口可停留的时间最长超过4小时,故D错误.
故选:BC.
变式8-2.如图,某欢乐世界摩天轮的半径为,圆心距地面的高度为,摩天轮做逆时针匀速转动,每转一圈,摩天轮上的点的起始位置在最低点处.
(1)已知在时刻(单位:)时点距离地面的高度是关于的函数(其中,,),求函数的解析式;
(2)当点距离地面及以上时,可以看到公园的全貌,求游客在游玩一圈的过程中共有多长时间可以看到公园的全貌.
【答案】(1),
(2)
【详解】(1)由题意知,,解得.
又,,即.
又摩天轮上的点的起始位置在最低点处,即,
,即,∴.
又,,
,.
(2)由(1)知,.
从高度为到达最高点,再经过最高点下降至的过程中可以看到全貌,
∴令,得,即,
解得,即,
又,
游客在游玩过程中共有可以看到公园的全貌.
【点睛】本题考查模型在实际问题中的应用,考查数学建模,数学运算的核心素养.
变式8-3.如图,一个半径为米的筒车按逆时针方向每分钟转圈,筒车轴心距水面的高度为米.设筒车上某个盛水桶到水面的距离为(单位:米)(在水面下则为负数),若以盛水桶刚浮出水面时开始计算时间,则与时间(单位:分钟)之间的关系式为.
(1)求与时间(单位:分钟)之间的关系式;
(2)某时刻(单位:分钟)时,盛水桶在过点竖直直线的左侧,到水面的距离为米,再经过分钟后,求盛水桶到水面的距离.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由题意知,,因为,所以;
因为半径为2米,筒车的轴心距水面的高度为1米,可得,
当时,,代入得,
因为,所以,所以;
(2)由题意得,,得,
由题意知,所以,
所以
,
所以,
答:再经过分钟后,盛水桶到水面的距离为米.
考点九:恒成立与有解问题
例9.如图是两个齿轮传动的示意图,已知上、下两个齿轮的半径分别为1和2,两齿轮中心,在同一竖直线上,且,标记初始位置A点为下齿轮的最右端,B点为上齿轮的最下端,以下齿轮中心为坐标原点,如图建立平面直角坐标系xOy,已知下齿轮以每秒1弧度的速度逆时针旋转,并同时带动上齿轮转动,转动过程中A,B两点的纵坐标分别为,,转动时间为t秒.
(1)当时,求点B绕转动的弧度数;
(2)分别写出,关于转动时间t的函数表达式,并求当t满足什么条件时,;
(3)若函数,当时,恒成立,求a的取值范围.
【答案】(1)2
(2),,
(3)
【详解】(1)当时,点A绕转动1弧度,点A与点B处转过的弧长相等,
则点B绕转动的弧度数为
(2)转动时间为t秒,点A绕转动t弧度,点B绕转动2t弧度,
,,
当,解得,
由,得,,
所以满足条件的t的集合为.
(3)在时恒成立,
所以在时恒成立,
当时,,
根据二次函数性质可得,当时,取得最小值,
故,
故a的范围为
变式9-1.已知函数是偶函数,且当,恒成立,则的最大值为
【答案】
【详解】由函数是偶函数,得,而,则,
函数,由,得,
依题意,,则,而,解得,
所以的最大值为.
故答案为:.
变式9-2.已知函数,若存在,使得,则的最大值为 .
【答案】
【详解】所以,
要使,则且或且,
因为,所以,
结合正弦函数图象可知,要使的最大值,
则即,解得,即,解得,
所以
故答案为:.
变式9-3.已知函数的图象的相邻两条对称轴之间的距离为,.
(1)求函数的解析式;
(2)求函数的单调区间;
(3)若对任意,不等式恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)的单调增区间是,单调减区间是
(3)
【详解】(1)因为两相邻对称中心距离为,所以最小正周期为,所以,
由得,所以,,解得,,
又因为,所以,所以;
(2)令,得.
令,得.,
故的单调增区间是,单调减区间是;
(3)因为,所以,所以,
故.令,则在时恒成立,
即在时恒成立,
令,则,
当且仅当即时等号成立,
所以,则,实数的取值范围.是.
一、单选题
1.下列函数中,最小正周期为且是奇函数的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】正弦函数、余弦函数的周期都是,故排除AD,
是奇函数且最小正周期为,故C满足题意,
而函数的最小正周期为,
而,
且的定义域是全体实数,
所以是偶函数,即不满足题意.
故选:C.
2.已知函数的图象关于直线对称,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】因为函数的图象关于直线对称
所以,故,,
又因为,令得,
故选:A
3.函数在上的值域为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】,
令,由,得,变为.
该二次函数开口向下,对称轴,在递增,递减.
当时,时,,所以值域为.
故选:C.
4.将函数的图象向左平移个单位长度后与函数的图象重合,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】将函数的图象向左平移个单位长度后,
得到,
由题有,即,取,得到,
故选:A.
5.已知函数的部分图象如图所示,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由题图可知相邻对称轴间的距离为,可得,
因此,,
当时,,,故,.
由可得,
由函数的最大值为3可得,因此,
由,得,
所以.
故选:A.
6.设函数,,曲线与恰有一个交点,则( )
A.0 B. C. D.
【答案】C
【详解】令函数,
可得
,
即,所以函数的图象关于直线对称,
因为函数与恰有一个交点,所以,
可得,解得.
故选:C.
二、多选题
7.已知函数,则下列结论正确的是( )
A.
B.在上单调
C.若,则的最小值为
D.若,则的最小值为
【答案】AC
【详解】选项A:由题意可知,函数的最小正周期,所以,A正确.
选项B:当时,,所以在上不单调,B错误.
选项C:若,则或,所以的最小值为,C正确.
选项D:若,则,,所以的最小值为,D错误.
故选:AC.
8.如图所示,一半径为米的水轮,水轮圆心距离水面米,已知水轮每秒逆时针转动一圈,如果当水轮上点从水中浮现时(图中点)开始计时,则( )
A.点第一次到达最高点需要秒
B.当水轮转动秒时,点距离水面米
C.当水轮转动秒时,点在水面下方,距离水面米
D.点距离水面的高度(米)与(秒)的函数解析式为
【答案】ACD
【详解】设点距离水面的高度(米)和时间(秒)的函数解析式为
,
由题意得:,解得:,
所以,故选项D正确,
对于选项A,令,得到,所以,
令,得到,所以选项A正确,
对于选项B,令,代入,
得到,所以选项B错误,
对于选项C,令,代入,
得到,所以选项C正确,
故选:ACD.
三、填空题
9.函数的定义域为
【答案】
【详解】由题设有即,故,
故函数的定义域为.
故答案为:
10.已知,分别为函数的两个零点,则的最小值为 .
【答案】/
【详解】由题意得的零点,即为的解,,
即得或,
即或,
对于,其中相邻解之间距离为,
对于,其中相邻解之间距离为,
当在中取一解,在中取一解时,
两解之间的距离最小为,
综合以上可知的最小值为,
故答案为:
11.已知函数,将的图象向右平移个单位长度后得到函数的图象,点是与图象的连续相邻的三个交点,若是锐角三角形,则的取值范围为 .
【答案】
【详解】由题意可得,
作出函数、的图象如下图所示:
点是与图象的连续相邻的三个交点(不妨设在轴下方),为的中点,
由对称性可得是以为顶角的等腰三角形,所以,
由,
整理得,所以,
则,所以,,
则,所以,
要使为锐角三角形,,所以,,
,解得.
故答案为:.
四、解答题
12.若.
(1)求的最小正周期及单调增区间;
(2)若当时,的最小值为2,求的值.
【答案】(1),
(2)3
【详解】(1),
函数的最小正周期.
令,
解得,
的单调增区间是.
(2),.
当,即时,函数取得最小值,
.
13.将函数图象上的每个点的横坐标伸长为原来的2倍,纵坐标不变,得到函数的图象.
(1)求的解析式;
(2)求图象的对称轴方程;
(3)若,求.
【答案】(1);
(2)();
(3).
【详解】(1)依题意可得.
(2)由(1)知:,令,解得:,,
故的对称轴方程为:.
(3)由,得,则,
故.
14.已知函数的部分图象如图所示,.
(1)求的解析式;
(2)若关于的方程在上有且仅有四个解,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)解:由函数的图象,可得,且最小正周期,
所以,所以,
又由,且点在图象的上升部分,且,
所以,所以.
(2)解:在中,令,且,则,
因为,所以,
当时,满足方程组的值有且仅有四个,
且函数在上单调递增,在上单调递减,
令,可得必有两个相异零点,
由直线与和,的图象分别有两个交点,
作出直线与和的图象,如图所示,
由图象可得,,即在区间上有两个相异零点,
则满足,解得解得,
所以的取值范围是.
15.已知函数图象的两条相邻对称轴之间的距离是,且,将的图象向右平移个单位长度,得到函数的图象.
(1)求的解析式;
(2)求不等式的解集;
(3)设函数,若对任意的,,都有,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)解:由函数图象的两条相邻对称轴之间的距离是,
可得,解得,所以,即,
又由,可得,
因为,所以,所以,
将的向右平移个单位长度,可得函数,
所以函数的解析式为.
(2)解:由(1)知:,不等式,即为,
可得,解得,
所以不等式的解集为.
(3)解:由(1)知:,
当,可得,当时,,
因为对任意的 ,,都有,
即当时,恒成立,即恒成立,
即当时,恒成立,
设,可得恒成立,
令,
当时,即时,即时,,
所以,即,即实数的取值范围为.
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复习02 三角函数的性质与图像
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复习提升:真题感知+提升专练,全面突破
知识点1 周期函数
1.周期函数的定义
一般地,设函数的定义域为,如果存在一个非零常数,使得对每一个,都有,且,那么函数就叫做周期函数.非零常数叫做这个函数的周期.
2.最小正周期的定义
如果在周期函数f(x)的所有周期中存在一个最小的正数,那么这个最小正数就叫做的最小正周期.
知识点2 正余弦函数的性质与图像
函数
图象
定义域
值域
最值
当时,;
当时,
当时,;
当时,.
周期性
最小正周期为
最小正周期为
奇偶性
奇函数
偶函数
单调性
在上是增函数;
在上是减函数.
在上是增函数;
在上是减函数.
对称性
对称中心;
对称轴,
既是中心对称图形又是轴对称图形.
对称中心;
对称轴,
既是中心对称图形又是轴对称图形.
知识点3 正切函数的性质与图像
函数
图象
定义域
值域
最值
既无最大值,也无最小值
周期性
最小正周期为
奇偶性
奇函数
单调性
在上是增函数.
对称性
对称中心;
无对称轴,
是中心对称图形但不是轴对称图形.
知识点4 图象变换
1.对函数,的图象的影响(左加右减)
2、()对函数图象的影响
3、()对的图象的影响
考点一:三角函数的周期性问题
例1.下列函数周期为的为( ).
A. B.
C. D.
变式1-1.下列函数中,周期为的是( )
A. B.
C. D.
变式1-2.已知函数,若的周期为,则 .
变式1-3.我们平时听到的乐音不只是一个音在响,而是许多个音的结合,称为复合音.复合音的产生是因为发声体在全段振动,产生频率为的基音的同时,其各部分如二分之一、三分之一、四分之一部分也在振动,产生的频率恰好是全段振动频率的倍数,如等.这些音叫谐音,因为其振幅较小,一般不易单独听出来,所以我们听到的声音的函数为.则函数的周期为( )
A. B. C. D.
考点二:三角函数的奇偶性和对称性问题
例2.函数图象的一个对称中心是( )
A. B. C. D.
变式2-1.已知函数,“为奇函数”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
变式2-2.已知,函数的最小正周期为,若,且的图象关于直线对称,则( )
A.-1 B.-2 C.-3 D.-4
变式2-3.若函数的图像关于对称,则的最小值为 .
考点三:三角函数的单调性问题
例3.若函数在上单调递减,在上单调递增,则( )
A. B. C. D.
变式3-1.已知函数在上单调递增,则的取值范围是 .
变式3-2.(多选)已知表示中的最大者,则下列区间中是函数的单调递增区间的是( )
A. B.
C. D.
变式3-3.若函数在上不单调,则实数的取值范围是 .
考点四:三角函数的值域与最值问题
例4.设函数在区间的最小值和最大值分别为和,则( )
A.2 B. C. D.
变式4-1.已知函数的图象在上恰好有2个最高点,1个最低点,且这3个点可以组成一个锐角三角形,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
变式4-2.求下列函数的值域.
(1);
(2),;
(3).
变式4-3.设函数,若函数的图象关于点对称,且在区间上的值域为,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
考点五:三角函数的图象变换问题
例5.已知函数()的图象相邻的两条对称轴间的距离为,为得到的图象,可将的图象上所有的点( )
A.先向左平移个单位长度,再将所得点的横坐标变为原来的2倍.纵坐标不变
B.先向左平移个单位长度,再将所得点的横坐标变为原来的倍,纵坐标不变
C.先将所得点的横坐标变为原来的2倍,再向左平移个单位长度,纵坐标不变
D.先将所得点的横坐标变为原来的倍,再向左平移个单位长度,纵坐标不变
变式5-1.为得到函数的图象,只需把余弦曲线上的所有点的( )
A.向左平移个单位长度 B.向左平移个单位长度
C.向右平移个单位长度 D.向右平移个单位长度
变式5-2.(多选)有下列四种变换方式,能将的图象变为的图象的是( )
A.横坐标变为原来的(纵坐标不变),再向左平移个单位长度
B.横坐标变为原来的(纵坐标不变),再向左平移个单位长度
C.向左平移个单位长度,再将横坐标变为原来的(纵坐标不变)
D.向左平移个单位长度,再将横坐标变为原来的(纵坐标不变)
变式5-3.要得到函数的图象,只需将函数的图象( )
A.向左平移个单位 B.向左平移个单位 C.向右平移个单位 D.向右平移个单位
考点六:求图象变换前后的解析式
例6.将函数的图象向左平移个单位,得到函数的图象,若为奇函数,则的最小值是( )
A. B.1 C.2 D.
变式6-1.将函数的图象向右平移个最小正周期后,所得图象对应的函数为( )
A. B.
C. D.
变式6-2.若将函数的图象向右平移个单位长度后,得到函数的图象,则( )
A. B. C.1 D.2
变式6-3.将函数的图像向左平移个单位长度后得到曲线,若关于轴对称,则的最小值是( )
A. B. C. D.1
考点七:确定三角函数解析式
例7.已知函数的部分图象如图所示,A,B分别是相邻的最高点与最低点,直线AB的方程为,则( )
A. B.
C. D.
变式7-1.已知函数的部分图象如图所示,则( )
A. B. C. D.
变式7-2.已知函数的部分图象如图所示.若,,,四点在同一个圆上,则( )
A.1 B.
C. D.
变式7-3.已知函数的部分图象如图所示,则 ,若,则 .
考点八:实际应用问题
例8.(多选)如图,水利灌溉工具筒车的转轮中心到水面的距离为,筒车的半径是,盛水筒的初始位置为,与水平正方向的夹角为.若筒车以角速度沿逆时针方向转动,为筒车转动后盛水筒第一次到达入水点所需的时间(单位:),则( )
A. B.
C. D.
变式8-1.(多选)“早潮才落晚潮来,一月周流六十回”,潮汐现象是海水受日月的引力而引起的周期性涨落现象,观察发现某港口的潮汐涨落规律为(其中(单位)为港口水深,(单位)为时间,).若某轮船当水深大于时可以进出港口,根据表格中的观测数据,下列说法正确的是( )
时间
1
4
7
10
13
16
19
22
水深
11
12.5
14
12.5
11
12.5
14
12.5
A.
B.
C.该轮船9点可以进出港口
D.该轮船从0点到12点,在港口可停留的时间最长不超过4小时
变式8-2.如图,某欢乐世界摩天轮的半径为,圆心距地面的高度为,摩天轮做逆时针匀速转动,每转一圈,摩天轮上的点的起始位置在最低点处.
(1)已知在时刻(单位:)时点距离地面的高度是关于的函数(其中,,),求函数的解析式;
(2)当点距离地面及以上时,可以看到公园的全貌,求游客在游玩一圈的过程中共有多长时间可以看到公园的全貌.
变式8-3.如图,一个半径为米的筒车按逆时针方向每分钟转圈,筒车轴心距水面的高度为米.设筒车上某个盛水桶到水面的距离为(单位:米)(在水面下则为负数),若以盛水桶刚浮出水面时开始计算时间,则与时间(单位:分钟)之间的关系式为.
(1)求与时间(单位:分钟)之间的关系式;
(2)某时刻(单位:分钟)时,盛水桶在过点竖直直线的左侧,到水面的距离为米,再经过分钟后,求盛水桶到水面的距离.
考点九:恒成立与有解问题
例9.如图是两个齿轮传动的示意图,已知上、下两个齿轮的半径分别为1和2,两齿轮中心,在同一竖直线上,且,标记初始位置A点为下齿轮的最右端,B点为上齿轮的最下端,以下齿轮中心为坐标原点,如图建立平面直角坐标系xOy,已知下齿轮以每秒1弧度的速度逆时针旋转,并同时带动上齿轮转动,转动过程中A,B两点的纵坐标分别为,,转动时间为t秒.
(1)当时,求点B绕转动的弧度数;
(2)分别写出,关于转动时间t的函数表达式,并求当t满足什么条件时,;
(3)若函数,当时,恒成立,求a的取值范围.
变式9-1.已知函数是偶函数,且当,恒成立,则的最大值为
变式9-2.已知函数,若存在,使得,则的最大值为 .
变式9-3.已知函数的图象的相邻两条对称轴之间的距离为,.
(1)求函数的解析式;
(2)求函数的单调区间;
(3)若对任意,不等式恒成立,求实数的取值范围.
一、单选题
1.下列函数中,最小正周期为且是奇函数的是( )
A. B. C. D.
2.已知函数的图象关于直线对称,则的值为( )
A. B. C. D.
3.函数在上的值域为( )
A. B. C. D.
4.将函数的图象向左平移个单位长度后与函数的图象重合,则的最小值为( )
A. B. C. D.
5.已知函数的部分图象如图所示,若,则( )
A. B. C. D.
6.设函数,,曲线与恰有一个交点,则( )
A.0 B. C. D.
二、多选题
7.已知函数,则下列结论正确的是( )
A.
B.在上单调
C.若,则的最小值为
D.若,则的最小值为
8.如图所示,一半径为米的水轮,水轮圆心距离水面米,已知水轮每秒逆时针转动一圈,如果当水轮上点从水中浮现时(图中点)开始计时,则( )
A.点第一次到达最高点需要秒
B.当水轮转动秒时,点距离水面米
C.当水轮转动秒时,点在水面下方,距离水面米
D.点距离水面的高度(米)与(秒)的函数解析式为
三、填空题
9.函数的定义域为
10.已知,分别为函数的两个零点,则的最小值为 .
11.已知函数,将的图象向右平移个单位长度后得到函数的图象,点是与图象的连续相邻的三个交点,若是锐角三角形,则的取值范围为 .
四、解答题
12.若.
(1)求的最小正周期及单调增区间;
(2)若当时,的最小值为2,求的值.
13.将函数图象上的每个点的横坐标伸长为原来的2倍,纵坐标不变,得到函数的图象.
(1)求的解析式;
(2)求图象的对称轴方程;
(3)若,求.
14.已知函数的部分图象如图所示,.
(1)求的解析式;
(2)若关于的方程在上有且仅有四个解,求的取值范围.
15.已知函数图象的两条相邻对称轴之间的距离是,且,将的图象向右平移个单位长度,得到函数的图象.
(1)求的解析式;
(2)求不等式的解集;
(3)设函数,若对任意的,,都有,求的取值范围.
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