内容正文:
课时作业(三十一) 函数y=A sin (ωx+φ)
基础过关练
一、单项选择题
1.(2025·湛江质检)要得到函数y=cos 的图象,只要将函数y=cos x的图象( )
A.向左平移个单位长度
B.向右平移个单位长度
C.向左平移个单位长度
D.向右平移个单位长度
答案 D
解析 由三角函数图象的相位变换可知,将函数y=cos x的图象向右平移个单位长度所得图象的解析式为y=cos .故选D.
2.(2025·南充模拟)已知函数f=2sin (ω>0)的最小正周期为π,把函数f的图象向右平移个单位长度,所得图象对应函数解析式为( )
A.y=2sin 2x B.y=2cos 2x
C.y=2sin D.y=2sin
答案 A
解析 因为ω>0,所以=π,故ω=2,
则f=2sin ,
则向右平移个单位长度后得到y=2sin =2sin 2x.故选A.
3.(2025·淮安模拟)把函数f=sin (2x+φ)(0<φ<π)的图象向左平移个单位后,得到一个偶函数的图象,则φ=( )
A. B.
C. D.
答案 A
解析 函数f=sin 的图象向左平移个单位后,得函数y=sin =sin 的图象,
由函数为偶函数,则有+φ=+kπ,即φ=+kπ,
又0<φ<π,所以φ=.故选A.
4.(2025·安徽阜阳质检)已知函数f=sin 2x+cos 2x,则将函数f的图象向左平移φ个单位后得到函数g的图象,g图象关于原点对称,则( )
A.φ= B.φ=
C.φ= D.φ=
答案 C
解析 ∵f=sin 2x+cos 2x=sin ,
∴将函数f的图象向左平移φ个单位后得到函数g的图象,
即g=sin =sin ,
又g图象关于原点对称,可得2φ+=kπ,k∈Z,即φ=-,k∈Z,
∵ 0<φ<,∴ φ=.故选C.
5.(2025·河南模拟)若函数f(x)=sin (ω>0)在上恰有两个零点,且在上单调递增,则ω的取值范围是( )
A. B.
C. D.
答案 B
解析 ∵函数f(x)=sin (ω>0)在上恰有两个零点,
∴2π≤ω·+<3π,
解得≤ω<①,
又∵f(x)在上单调递增,
∴解得0<ω≤4②,
由①②式联立可知ω的取值范围是.故选B.
6.(2025·浙江联考)将函数f=2sin 的图象向左平移π个单位长度,得到函数y=g的图象,则函数g在x∈时的值域为( )
A. B.
C. D.
答案 D
解析 函数f=2sin 的图象向左平移π个单位长度,
得到函数y=g=2sin =2sin =2sin ,
因为x∈,所以2x-∈,
所以2sin ∈,故选D.
二、多项选择题
7.(2025·广东佛山质检)已知函数f=2sin x cos x+2sin 2x,则( )
A.f的最小正周期为π
B.是曲线f的一个对称中心
C.x=-是曲线f的一条对称轴
D.f在区间上单调递增
答案 ACD
解析 A选项,f=2sin x cos x+2sin 2x=sin 2x-cos 2x+=2sin +,
故f的最小正周期为=π,A正确;
B选项,当x=-时,f=2sin +=-2+,
故不是曲线f的一个对称中心,B错误;
C选项,当x=-时,2sin =2sin =-2,故x=-是y=2sin 的一条对称轴,也是f的一条对称轴,C正确;
D选项,x∈时,2x-∈,由于y=sin z在z∈上单调递增,
故f在区间上单调递增,D正确.故选ACD.
8.(2025·南通模拟)已知是函数f=sin 的一个对称中心,则( )
A.ω=2
B.x=是函数f的一条对称轴
C.将函数f的图象向右平移单位长度后得到的图象关于原点对称
D.函数f在区间上的最小值是-
答案 AC
解析 A选项,由题意得sin =0,
故ω+=kπ,k∈Z,
解得ω=3k-1,k∈Z,又0<ω<3,故0<3k-1<3,解得<k<,
又k∈Z,故k=1,所以ω=2,A正确;
B选项,f=sin ,当x=时,f=sin =,
故x=不是函数f的一条对称轴,B错误;
C选项,将函数f的图象向右平移个单位长度后得到g=sin =sin 2x,
由于g的定义域为R,且g=sin =-sin 2x=-g,
故g为奇函数,其图象关于原点对称,C正确;
D选项,x∈时,2x+∈,
由于y=sin z在z∈的最小值为-1,当且仅当z=-时,等号成立,
故f在区间x∈的最小值是-1,D错误.故选AC.
三、填空题
9.(2025·宜春月考)函数f=A sin (A>0,ω>0,0<φ<2π)一个周期的图象如图所示,则函数f的解析式为______________.
答案 f=4sin
解析 由图象可知A=4,T=-=4π,
又ω>0,则ω===,所以f=4sin ,
又在该曲线上,所以4sin =0,
则+φ=2kπ,k∈Z,即φ=-+2kπ,k∈Z,
又0<φ<2π,则φ=,故f=4sin .
10.(2025·北京育才学校质检)设函数f=A sin (A,ω,φ是常数,A>0,ω>0).若f在区间上具有单调性,且f=f=-f,则f的最小正周期是________.
答案
解析 由于f在区间上具有单调性,则-≤T,所以T≥.
由f=f可知,函数f的一条对称轴为x==,
又f=-f,则f有对称中心,
从而T=4=.
四、解答题
11.(2025·重庆模拟)已知函数f=A sin (ωx+φ)的图象上相邻两条对称轴的距离是,f的最大值与最小值之差为1,且f的图象的一个对称中心是.
(1)求函数f的解析式;
(2)若方程f=m在区间上有解,求实数m的取值范围.
解 (1)因为函数f图象上相邻两条对称轴的距离为,所以=.
又ω>0,故=,ω=4.
因为f的最大值与最小值之差为1,故2A=1,A=,
又由f的图象的一个对称中心是,故4×+φ=kπ,
则φ=kπ-,,又<,
故当k=1时,φ=,
故f=sin .
(2)∵x∈,∴4x+∈,
∴sin ∈,
∴f∈,若方程f=m在区间上有解,则m∈,
故实数m的取值范围是.
12.(2025·山东聊城质检)已知函数f(x)=2sin (ωx+φ)-1,满足________.
(1)求f(x)的解析式,并写出f(x)的单调递减区间;
(2)把y=f(x)的图象向右平移个单位,再向上平移个单位,得到函数y=g(x)的图象,若g(x)在区间上的最大值为,求实数m的最小值.
在①函数f(x)的一个零点为0;②函数f(x)图象上相邻两条对称轴的距离为;③函数f图象的一个最低点的坐标为,这三个条件中任选两个,补充在上面问题中,并给出问题的解答.
解 (1)若选①②:
因为函数f的一个零点为0,所以f=0,所以2sin φ-1=0,
即sin φ=,因为0<φ<,所以φ=.
因为函数f图象上相邻两条对称轴的距离为,所以T=2×=π.
因为0<ω<3,所以ω=2,所以函数f的解析式为f=2sin -1,
由+2kπ≤2x+≤+2kπ,k∈Z,解得+kπ≤x≤+kπ,k∈Z,
所以f的单调递减区间为
(k∈Z).
若选①③:
因为函数f的一个零点为0,所以f=0,所以2sin φ-1=0,
即sin φ=,因为0<φ<,所以φ=.
因为函数f图象的一个最低点的坐标为,
所以2sin =-2,
所以sin =-1,
所以ω+=2kπ-,即ω=3k-1,因为0<ω<3,所以ω=2.
所以函数f的解析式为
f=2sin -1,
由+2kπ≤2x+≤+2kπ,k∈Z,解得+kπ≤x≤+kπ,k∈Z,
所以f的单调递减区间为.
若选②③:
因为函数f图象上相邻两条对称轴的距离为,所以T=2×=π.
因为0<ω<3,所以ω=2,因为函数f图象的一个最低点的坐标为,
所以2sin =-2,
所以sin =-1,
所以+φ=2kπ-,
即φ=2kπ-.
因为0<φ<,所以φ=,
所以函数f的解析式为
f=2sin -1,
由+2kπ≤2x+≤+2kπ,k∈Z,解得+kπ≤x≤+kπ,k∈Z,
所以f的单调递减区间为
(k∈Z).
(2)把y=f(x)的图象向右平移个单位得到y=2sin -1=2sin -1,
再将y=2sin -1向上平移个单位得到y=2sin -,
即g=2sin -,
由-≤x≤m,得-≤2x-≤2m-,
因为g在区间上的最大值为,
所以sin 在区间上的最大值为1.
所以2m-≥,所以m≥,所以m的最小值为.
考能提升练
13.(2025·山东质检)已知函数f(x)=sin
(ω>0)在上单调递增,在上单调递减,将函数f的图象向左平移φ个单位长度,得到函数g的图象,若函数g为偶函数,则φ=( )
A. B.
C. D.
答案 D
解析 因为函数f=sin 在上单调递增,在上单调,
所以
即解得ω=2,
由题意,g=sin
=sin ,
因为函数g为偶函数,0<φ<,
所以2φ-=,解得φ=.故选D.
14.(多选)(2025·云南昆明质检)若函数f=A sin 在一个周期内的图象如图所示,则正确的结论是( )
A.f=2sin
B.f的图象的一个对称中心为
C.f的单调递增区间是,k∈Z
D.把g=2sin 的图象上所有点的横坐标变为原来的,纵坐标不变,可得f的图象
答案 BC
解析 由图可知A=2,=π-=,T=3π=,ω=,所以A选项错误.
f=2sin ,
f=2sin =2sin =2,
又0<φ<,<+φ<,所以+φ=,φ=,f=2sin ,
f=2sin =0,所以B选项正确.
由2kπ-≤x+≤2kπ+,k∈Z,解得3kπ-≤x≤3kπ+,k∈Z,
所以f的单调递增区间是,
k∈Z,C选项正确.
把g=2sin 的图象上所有点的横坐标变为原来的,得到g=2sin ≠f,
所以D选项错误.故选BC.
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