内容正文:
专题03 三角函数
一、单选题
1.(2025·全国二卷·高考真题)已知,,则( )
A. B. C. D.
2.(2025·全国一卷·高考真题)若点是函数的图象的一个对称中心,则a的最小值为( )
A. B. C. D.
3.(2025·北京·高考真题)设函数,若恒成立,且在上存在零点,则的最小值为( )
A.8 B.6 C.4 D.3
4.(2025·天津·高考真题),在上单调递增,且为它的一条对称轴,是它的一个对称中心,当时,的最小值为( )
A. B. C.1 D.0
二、填空题
5.(2025·上海·高考真题)函数在上的值域为 .
6.(2025·上海·高考真题)小申同学观察发现,生活中有些时候影子可以完全投射在斜面上.某斜面上有两根长为1米的垂直于水平面放置的杆子,与斜面的接触点分别为A、B,它们在阳光的照射下呈现出影子,阳光可视为平行光:其中一根杆子的影子在水平面上,长度为0.4米;另一根杆子的影子完全在斜面上,长度为0.45米.则斜面的底角 .(结果用角度制表示,精确到)
7.(2025·北京·高考真题)已知,且,.写出满足条件的一组的值 , .
三、解答题
8.(2025·全国二卷·高考真题)已知函数.
(1)求;
(2)设函数,求的值域和单调区间.
一、单选题
1.(2025·黑龙江哈尔滨·三模)已知点是角终边上的一点,则( )
A. B.1 C. D.
2.(2025·江苏南京·二模)把函数图象上所有点的横坐标变为原来的倍(纵坐标不变),再将图象上所有的点向右平移个单位长度,得到函数的图象,则( )
A. B. C. D..
3.(2025·广东佛山·二模)若,则( )
A. B. C. D.
4.(2025·四川成都·三模)已知,则( )
A. B. C. D.
5.(2025·四川巴中·二模)已知,则等于( )
A. B. C. D.
6.(2025·宁夏银川·三模)利用诱导公式可以将任意角的三角函数值转化为0°~90°之间的三角函数值,右表是部分5°的奇数倍锐角的正切值(用字母代替),则( )
5°
15°
25°
35°
m
n
p
q
A. B. C. D.
7.(2025·湖北十堰·三模)已知,,则( )
A. B. C. D.
8.(2025·黑龙江哈尔滨·三模)已知为锐角,,则( )
A. B. C. D.
9.(2025·山东青岛·三模)已知函数的图象关于点中心对称,则( )
A.0 B.1 C.2 D.3
10.(2025·湖南岳阳·三模)已知,,则( )
A.2 B.1 C. D.
11.(2025·江苏苏州·三模)设函数,若在内恰有3个零点,则的取值不可以为( )
A. B. C. D.
12.(2025·湖南长沙·三模)将函数的图象向左平移个单位得到的函数图象关于轴对称,则的值可以为( )
A. B.1 C.2 D.5
13.(2025·天津·二模)已知函数,,则下列描述正确的是( )
A.的最小正周期是 B.在上单调递增
C.是的一条对称轴 D.的最大值是
14.(2025·辽宁·二模)已知函数在区间上单调,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
15.(2025·辽宁·三模)函数,其,若对于,都有恒成立,则的取值不可能是( )
A. B.1 C. D.2
二、多选题
16.(2025·浙江·三模)已知函数(其中,)的最大值为,其图象的相邻两条对称轴之间的距离为,则下列说法正确的是( )
A.
B.函数的图象向左平移单位后关于原点对称
C.函数的图象关于点对称
D.函数在区间上单调递增
17.(2025·内蒙古赤峰·三模)将函数图象上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,则( )
A.为偶函数 B.的最小正周期为
C.的图象关于点对称 D.在上的最大值为2
18.(2025·重庆·三模)如图是函数的部分图象,则下列结论正确的是( )
A.
B.的图象关于中心对称
C.在上单调递增
D.的图象向左平移个单位长度后为奇函数
19.(2025·广东广州·三模)已知函数,则下列结论一定正确的是( )
A.的图象关于轴对称 B.的值域是
C.的最小正周期为 D.不是中心对称函数
20.(2025·江西·二模)已知函数(,为常数),且函数为奇函数,则下列结论正确的是( )
A.的最小正周期为
B.
C.与的图象有相同的对称轴
D.当时,方程有且仅有4个实根
21.(2025·四川巴中·二模)已知函数在区间在区间上有且仅有3条对称轴,给出下列四个结论,正确的是( )
A.在区间上有且仅有2个不同的零点;
B.的最小正周期可能是;
C.的取值范围是;
D.在区间上单调递增
22.(2025·湖南永州·三模)已知函数,则( )
A.的最小正周期为 B.在区间上单调递增
C.曲线关于直线对称 D.
三、填空题
23.(2025·浙江台州·二模)已知,,则= .
24.(2025·山西·三模)如图所示,被动轮和主动轮的两个齿轮相互啮合,被动轮随主动轮的旋转而旋转.主动轮有20齿,被动轮有48齿,主动轮的转速为(转/分),被动轮的半径为,则被动轮周上一点每转过的弧长是 .
25.(2025·广东广州·一模)已知,则 .
26.(2025·浙江·三模)已知,且满足,则,则 .
27.(2025·湖南长沙·二模)若函数为奇函数,则 .
28.(2025·湖北襄阳·三模)函数的最小正周期为 .
29.(2025·四川巴中·二模)已知函数在区间上的最小值为,则的取值范围为 .
30.(2025·北京·二模)设函数,则使得函数在区间上存在最大值的一个值为 .
31.(2025·河北唐山·三模)已知函数在区间上恰好存在5个零点,则正整数 .
32.(2025·上海松江·三模)若不等式对恒成立,则 .
33.(2025·上海黄浦·二模)设、为常数,,若对任意的,函数在区间上恰有4个零点,则的取值范围是 .
四、解答题
34.(2025·湖北襄阳·二模)已知函数.
(1)求的单调递减区间;
(2)将函数的图象向右平移个单位后得到的图象,当函数在上有一个零点时,求k的取值范围.
35.(2025·山西·三模)已知.
(1)求函数的最小正周期及单调递增区间;
(2)设,若函数和在有相同的最大值,求的取值范围.
36.(2025·黑龙江大庆·三模)已知函数.
(1)求的最小正周期及单调递减区间;
(2)将图象上所有点的横坐标变为原来的2倍,再将的图象向右平移个单位后,再将纵坐标变为原来的,最终得到的图象,若,满足不等式,求的取值范围.
37.(2025·北京东城·二模)已知函数.
(1)若的最小值为,求的值;
(2)若,再从条件①、条件②、条件③这三个条件中选择一个作为已知,使得函数存在且唯一,求在区间上的取值范围.
条件①:的图象关于和对称;
条件②:在区间上单调,且的图象关于点对称;
条件③:的最小正周期,且.
注:如果选择的条件不符合要求,第(2)问得0分;如果选择多个符合要求的条件分别解答,按第一个解答计分.
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专题03 三角函数
一、单选题
1.(2025·全国二卷·高考真题)已知,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用二倍角余弦公式得,则,最后再根据两角差的正弦公式即可得到答案.
【详解】,
因为,则,则,
则.
故选:D.
2.(2025·全国一卷·高考真题)若点是函数的图象的一个对称中心,则a的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据正切函数的对称中心的结论求解.
【详解】根据正切函数的性质,的对称中心横坐标满足,
即的对称中心是,
即,
又,则时最小,最小值是,
即.
故选:B
3.(2025·北京·高考真题)设函数,若恒成立,且在上存在零点,则的最小值为( )
A.8 B.6 C.4 D.3
【答案】C
【分析】由辅助角公式化简函数解析式,再由正弦函数的最小正周期与零点即可求解.
【详解】函数,
设函数的最小正周期为T,由可得,
所以,即;
又函数在上存在零点,且当时,,
所以,即;
综上,的最小值为4.
故选:C.
4.(2025·天津·高考真题),在上单调递增,且为它的一条对称轴,是它的一个对称中心,当时,的最小值为( )
A. B. C.1 D.0
【答案】A
【分析】利用正弦函数的对称性得出,根据单调性得出,从而确定,结合对称轴与对称中心再求出,得出函数解析式,利用整体思想及正弦函数的性质即可得解.
【详解】设的最小正周期为,根据题意有,,
由正弦函数的对称性可知,
即,
又在上单调递增,则,
∴,则,
∵,∴时,,∴,
当时,,
由正弦函数的单调性可知.
故选:A
二、填空题
5.(2025·上海·高考真题)函数在上的值域为 .
【答案】
【分析】利用余弦函数的单调性可得.
【详解】由函数在上单调递增,在单调递减,
且,
故函数在上的值域为.
故答案为:.
6.(2025·上海·高考真题)小申同学观察发现,生活中有些时候影子可以完全投射在斜面上.某斜面上有两根长为1米的垂直于水平面放置的杆子,与斜面的接触点分别为A、B,它们在阳光的照射下呈现出影子,阳光可视为平行光:其中一根杆子的影子在水平面上,长度为0.4米;另一根杆子的影子完全在斜面上,长度为0.45米.则斜面的底角 .(结果用角度制表示,精确到)
【答案】
【分析】先根据在处的旗杆算出阳光和水平面的夹角,然后结合处的旗杆算出斜面角.
【详解】如图,在处,,在处满足,
(其中水平面,是射过处杆子最高点的光线,光线交斜面于),
故设,则,
由勾股定理,,解得,
于是
故答案为:
7.(2025·北京·高考真题)已知,且,.写出满足条件的一组的值 , .
【答案】 (答案不唯一) (答案不唯一)
【分析】根据角的三角函数的关系可得角的等量关系,从而可得满足条件的一组解.
【详解】因为,,
所以的终边关于轴对称,且不与轴重合,
故且,
即,
故取可满足题设要求;
故答案为:;(答案不唯一)
三、解答题
8.(2025·全国二卷·高考真题)已知函数.
(1)求;
(2)设函数,求的值域和单调区间.
【答案】(1)
(2)答案见解析
【分析】(1)直接由题意得,结合余弦函数的单调性即可得解;
(2)由三角恒等变换得,由此可得值域,进一步由整体代入法可得函数的单调区间.
【详解】(1)由题意,所以;
(2)由(1)可知,
所以
,
所以函数的值域为,
令,解得,
令,解得,
所以函数的单调递减区间为,
函数的单调递增区间为.
一、单选题
1.(2025·黑龙江哈尔滨·三模)已知点是角终边上的一点,则( )
A. B.1 C. D.
【答案】D
【分析】由任意角的三角函数的定义,可得正弦值与余弦值,可得答案.
【详解】由题意可得,,
则.
故选:D.
2.(2025·江苏南京·二模)把函数图象上所有点的横坐标变为原来的倍(纵坐标不变),再将图象上所有的点向右平移个单位长度,得到函数的图象,则( )
A. B. C. D..
【答案】B
【分析】求出把函数图象上所有点的横坐标变为原来的倍(纵坐标不变)后的函数,求出再将图象上所有的点向右平移个单位长度后的函数.
【详解】把函数图象上所有点的横坐标变为原来的倍(纵坐标不变)后的函数为,
再将图象上所有的点向右平移个单位长度后的函数为.
故选:B.
3.(2025·广东佛山·二模)若,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由余弦二倍角公式和同角的三角函数关系计算即可.
【详解】.
故选:A
4.(2025·四川成都·三模)已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用条件求出,再利用倍角公式化简可得结果.
【详解】等式两边平方可得,,即..
故选:C
5.(2025·四川巴中·二模)已知,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由条件结合同角关系可求,再由两角差余弦公式求结论.
【详解】因为,,所以,
因为,,所以,
所以,
故选:B.
6.(2025·宁夏银川·三模)利用诱导公式可以将任意角的三角函数值转化为0°~90°之间的三角函数值,右表是部分5°的奇数倍锐角的正切值(用字母代替),则( )
5°
15°
25°
35°
m
n
p
q
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用诱导公式,再利用二倍角公式,接着齐次化转化为正切可求.
【详解】
,
故选:B.
7.(2025·湖北十堰·三模)已知,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用三角恒等变换化简题干中的两个等式,可得出、的关系,可得出的值,即可得出的值.
【详解】因为,所以,
因为,所以,
故,所以,
即,故.
故选:A.
8.(2025·黑龙江哈尔滨·三模)已知为锐角,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据同角三角函数关系式及二倍角公式化简可得解.
【详解】因为为锐角,即,则,
又,则,且,
所以.
故选:C.
9.(2025·山东青岛·三模)已知函数的图象关于点中心对称,则( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】C
【分析】由三角函数图象的对称性可得结果.
【详解】由题意,可得,且,即,
所以,解得:,,
函数,
所以.
故选:C.
10.(2025·湖南岳阳·三模)已知,,则( )
A.2 B.1 C. D.
【答案】B
【分析】利用二倍角公式化简得,再利用平方关系化简,再开方可得,从而即可.
【详解】由得:,
再两边平方得: ,
又因为,所以,
则,
故选:B.
11.(2025·江苏苏州·三模)设函数,若在内恰有3个零点,则的取值不可以为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据零点个数得到的取值范围,再根据各个的值得出零点个数判断各个选项即可判断.
【详解】当时,
因为在内恰有3个零点,,即存在有3个不同的解使得,
当时,,所以满足的值有,符合题意;
当时,,所以满足的值有,符合题意;
当时,,所以满足的值有,不符合题意;
当时,,所以满足的值有,符合题意;
故选:C
12.(2025·湖南长沙·三模)将函数的图象向左平移个单位得到的函数图象关于轴对称,则的值可以为( )
A. B.1 C.2 D.5
【答案】B
【分析】利用三角函数平移规律得到函数,由函数图象关于轴对称,推出函数为偶函数,求得,结合选项即得.
【详解】函数的图象向左平移个单位得到的函数为:,
依题意,函数是偶函数,故,
解得,又,结合选项,可得可以取1.
故选:B.
13.(2025·天津·二模)已知函数,,则下列描述正确的是( )
A.的最小正周期是 B.在上单调递增
C.是的一条对称轴 D.的最大值是
【答案】B
【分析】运用二倍角公式、两角和与差的正弦公式化简,逐一判断四个选项即可得到正确答案.
【详解】
,
对于A,的最小正周期是,故A错误;
对于B,当时,,
故在上单调递增,故B正确;
对于C,,故C错误;
对于D,的最大值是4,故D错误.
故选:B.
14.(2025·辽宁·二模)已知函数在区间上单调,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】结合题设和函数的周期公式可得,再根据余弦函数的性质可得,进而求解即可.
【详解】由题可知的最小正周期为,因为在区间上单调,
所以,则,解得,
当时,,
且,,
所以,解得,结合,得的取值范围为.
故选:D.
15.(2025·辽宁·三模)函数,其,若对于,都有恒成立,则的取值不可能是( )
A. B.1 C. D.2
【答案】C
【分析】根据给定条件,可得在上单调,借助函数图象的对称轴建立不等式求出范围即可.
【详解】依题意,函数在上单调,函数图象对称轴为,
,解得,
由,解得,又,则或,
所以或,的取值不可能是.
故选:C
二、多选题
16.(2025·浙江·三模)已知函数(其中,)的最大值为,其图象的相邻两条对称轴之间的距离为,则下列说法正确的是( )
A.
B.函数的图象向左平移单位后关于原点对称
C.函数的图象关于点对称
D.函数在区间上单调递增
【答案】ABD
【分析】根据条件求出函数的解析式,再结合正弦型函数的基本性质、三角函数图象变换逐项判断即可.
【详解】对于A选项,因为函数图象的相邻两条对称轴之间的距离为,
所以该函数最小正周期为,故,A正确;
对于B选项,由函数的最大值为可知,故,
函数的图象向左平移单位后,可得到函数的图象,该函数为奇函数,B正确;
对于C选项,,故函数的图象不关于点对称,C错误;
对于D选项,当时,,
故函数在区间上单调递增,D正确.
故选:ABD.
17.(2025·内蒙古赤峰·三模)将函数图象上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,则( )
A.为偶函数 B.的最小正周期为
C.的图象关于点对称 D.在上的最大值为2
【答案】BC
【分析】求出变换之后的解析式,依次判断选项可得结果.
【详解】由
则,
所以,
,
所以函数定义域为,
令,则,
所以为奇函数,故A错误.
的最小正周期为,B正确.
由,
得的图象关于点对称,C正确.
令,
由,得,
又在单调递增,
所以 时,取得最大值,
则在上的最大值为,D错误
故选:BC
18.(2025·重庆·三模)如图是函数的部分图象,则下列结论正确的是( )
A.
B.的图象关于中心对称
C.在上单调递增
D.的图象向左平移个单位长度后为奇函数
【答案】AC
【分析】根据、结合周期可判断A;根据余弦函数的单调性及对称性可判断BC;根据函数图象平移得到函数解析式,结合余弦函数的奇偶性可判断D.
【详解】对于A,由得,由得,
由得,故,
化简得,
由图可知该函数的周期,故,解得,
所以,故A正确;
对于B,由,得不是函数的对称中心,故B错误;
对于C,由,可得,
由,得函数在上单调递增,故C正确;
对于D,的图象向左平移个单位长度后得到函数的图象,此时为偶函数,故D错误.
故选:AC.
19.(2025·广东广州·三模)已知函数,则下列结论一定正确的是( )
A.的图象关于轴对称 B.的值域是
C.的最小正周期为 D.不是中心对称函数
【答案】ABD
【分析】利用奇函数、周期函数的定义判断AC;利用周期性、单调性分析判断BD.
【详解】对于A,函数的定义域为R,
,A正确;
对于C,,是函数的周期,C错误;
对于B,由选项C知,当时,,,值域为,B正确;
对于D,由选项B知,函数在上单调递增,在上单调递减,
在上的图象关于直线对称,无对称中心,又的周期是,
因此函数的图象无对称中心,D正确.
故选:ABD
20.(2025·江西·二模)已知函数(,为常数),且函数为奇函数,则下列结论正确的是( )
A.的最小正周期为
B.
C.与的图象有相同的对称轴
D.当时,方程有且仅有4个实根
【答案】ACD
【分析】根据给定函数及性质求出并化简,再结合正弦函数的图象性质判断ABC;作出函数图象判断D.
【详解】对于B,由函数为奇函数,得函数图象的一个对称中心为,
则,解得,B错误;
对于A,,的最小正周期为,A正确;
对于C,,与的图象有相同的对称轴,C正确;
对于D,方程在上的实根个数即为与
图象交点个数,在同一坐标系内作出函数与的图象,如图,
观察图象知,函数与在上的图象恰有4个交点,D正确.
故选:ACD
21.(2025·四川巴中·二模)已知函数在区间在区间上有且仅有3条对称轴,给出下列四个结论,正确的是( )
A.在区间上有且仅有2个不同的零点;
B.的最小正周期可能是;
C.的取值范围是;
D.在区间上单调递增
【答案】BD
【分析】由已知结合余弦函数的对称性可得的取值范围,从而判断C;再根据余弦函数的零点、周期性、单调性结合的取值范围分别检验即可判断A,B,D.
【详解】的对称轴方程为,
已知在上有且仅有3条对称轴,
当时,时,时,时,,
因为上有且仅有3条对称轴,所以,解第一个不等式得,解第二个不等式得,即,故C不正确;
令,则,
当时,时,时,时,,
因为,当接近时,在上可能有3个零点,故A错误;
根据周期公式,当时,在范围内,所以的最小正周期可能是,故B正确;
当时,,因为,则,
由于在上单调递减,所以在上单调递增,故D正确.
故选:BD.
22.(2025·湖南永州·三模)已知函数,则( )
A.的最小正周期为 B.在区间上单调递增
C.曲线关于直线对称 D.
【答案】ABD
【分析】A由得是的周期,再利用反证法证明是的最小正周期;B 利用导函数判断其单调性即可;C计算得即可判断;D先证明,再利用不等式放缩即可.
【详解】A ,
,则是的周期,
假设其最小正周期,则对任意恒成立,
故当时,,即①,
当时,,即②,
当时,,即③,
①②两式相加得,
因,则,则或或,即或或,
经检验,当或时,①式不成立;当时,③式不成立,
故是的最小正周期,故A正确;
B,当时,
,
则在上单调递增,故B正确;
C,因,,
则,故曲线不关于直线对称,故C错误;
D,先证明,
令,则,则在上单调递减,
则,即,即,等号成立时,
当时,,
则当时有,
又因和均为偶函数,则恒成立且等号成立时,
则
,等号成立时,故D正确.
故选:ABD
三、填空题
23.(2025·浙江台州·二模)已知,,则= .
【答案】
【分析】利用平方关系,结合余弦的两角差公式即可求解.
【详解】由,平方可得,
,
两式相加得:,
故答案为:.
24.(2025·山西·三模)如图所示,被动轮和主动轮的两个齿轮相互啮合,被动轮随主动轮的旋转而旋转.主动轮有20齿,被动轮有48齿,主动轮的转速为(转/分),被动轮的半径为,则被动轮周上一点每转过的弧长是 .
【答案】
【分析】把分钟转速转换成秒转速问题,然后借助比例来求出被动轮的转速,最后利用弧长公式求解即可.
【详解】由题意知,主动轮的转速为,则被动轮转过的角度大小为,
所以弧长为
故答案为:
25.(2025·广东广州·一模)已知,则 .
【答案】/
【分析】根据给定条件,利用诱导公式及逆用和角的正弦公式求解.
【详解】由,得,
则,所以.
故答案为:.
26.(2025·浙江·三模)已知,且满足,则,则 .
【答案】/
【分析】运用降幂公式、两角和的余弦公式进行化简,结合角的范围可得,进而可求,利用二倍角公式和齐次化即可求的值.
【详解】因为,,所以,
由得,
即,所以,
所以,得,
所以.
故答案为:
27.(2025·湖南长沙·二模)若函数为奇函数,则 .
【答案】
【分析】根据辅助角公式得出,再根据奇函数的性质求出的值,得出答案.
【详解】由辅助角公式,得,其中.
又因为奇函数,则有,即,故(),
于是,故.
故答案为:.
28.(2025·湖北襄阳·三模)函数的最小正周期为 .
【答案】
【分析】利用周期函数的定义,结合正弦函数的周期求出的周期,再作出函数图象求得最小正周期.
【详解】函数的定义域为R,
,是函数的周期,
,作出的图象,如图,
观察图象得,是函数的最小正确周期.
故答案为:
29.(2025·四川巴中·二模)已知函数在区间上的最小值为,则的取值范围为 .
【答案】
【分析】由得的范围,因此在这个范围内,从而可得的范围.
【详解】由题意,在区间上的最小值为,
当时,;
当时,.
则的取值范围为或.
故答案为:.
30.(2025·北京·二模)设函数,则使得函数在区间上存在最大值的一个值为 .
【答案】(答案不唯一)
【分析】首先求出的解析式,再根据正弦函数的性质求出的范围,即可得解.
【详解】因为,则,
令,所以,
因为在区间上存在最大值,
所以,
则,
又,即,所以或,
所以符合题意的一个值为(答案不唯一).
故答案为:(答案不唯一)
31.(2025·河北唐山·三模)已知函数在区间上恰好存在5个零点,则正整数 .
【答案】5
【分析】令,得到,并求出,数形结合得到,求出答案.
【详解】令,即,当时,,
因为,故或,其中,
从小到大,设函数零点分别为,
则有,,,
,,
由题意知,解得,故正整数.
故答案为:5
32.(2025·上海松江·三模)若不等式对恒成立,则 .
【答案】
【分析】先分析当时,函数的对称轴,零点及函数值的变化情况,再分析二次函数的单调性与对称轴,结合不等式恒成立可得关于,的方程,求解即可.
【详解】当时,函数的对称轴为,零点为,,
且当时,,当时,,当时,,
函数在上单调递减,在上单调递增,且对称轴为,
所以要使不等式恒成立,
于是,,,解得,,故.
故答案为:.
33.(2025·上海黄浦·二模)设、为常数,,若对任意的,函数在区间上恰有4个零点,则的取值范围是 .
【答案】
【分析】根据已知讨论、、,结合对应的解析式求值域,及零点个数求参数范围.
【详解】由,则,又,
当,,此时无零点,
当,,此时无零点,
当,如下图,此时,而,
要使在区间上恰有4个根,则,则.
故答案为:
四、解答题
34.(2025·湖北襄阳·二模)已知函数.
(1)求的单调递减区间;
(2)将函数的图象向右平移个单位后得到的图象,当函数在上有一个零点时,求k的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用三角函数的关系式的恒等变换,把函数关系变形成正弦型函数,结合正弦函数的单调性即可求解;
(2)利用正弦函数的性质求出结果.
【详解】(1),
令,
解得:,
所以的单调递减区间为
(2)将函数的图象向右平移个单位后得到,
则,
因为,所以,
所以要使函数在上有一个零点,则与只有一个交点,
结合正弦函数的图象:
可得当或,即或,
即或,或时,与只有一个交点,
所以实数的取值范围为
35.(2025·山西·三模)已知.
(1)求函数的最小正周期及单调递增区间;
(2)设,若函数和在有相同的最大值,求的取值范围.
【答案】(1)最小正周期为,,
(2)
【分析】(1)根据三角恒等变换的化简计算可得,利用和整体代换法计算即可求解;
(2)根据正弦函数的图象与性质求出在上的最大值,进而得在上的最大值,建立关于的方程,得,即可求解.
【详解】(1),
所以函数的最小正周期为.
由,,
得,,
所以的单调递增区间为,.
(2)当,得,
所以在上的最大值为,
则在上的最大值也是.
由,,得,,
因为,所以,,
又,所以或.
综上,的取值范围为.
36.(2025·黑龙江大庆·三模)已知函数.
(1)求的最小正周期及单调递减区间;
(2)将图象上所有点的横坐标变为原来的2倍,再将的图象向右平移个单位后,再将纵坐标变为原来的,最终得到的图象,若,满足不等式,求的取值范围.
【答案】(1),
(2)
【分析】(1)由三角恒等变换公式化简,再由正弦型函数的单调区间,代入计算,即可得到结果;
(2)先由三角函数的图像变换得到的解析式,再将问题转化为最值问题,结合换元法以及二次函数的值域,代入计算,即可得到结果.
【详解】(1)
,
所以,
所以的周期为,
由得,
所以的单调递减区间为.
(2)将图象上所有点的横坐标变为原来的2倍,即可得到,
再将的图象向右平移个单位,得到,
再将纵坐标变为原来的,即可得到,
因为,,
所以当,时,
,
令,,则
,所以当时,取得最小值,最小值为
所以,解得或,
故的取值范围为.
37.(2025·北京东城·二模)已知函数.
(1)若的最小值为,求的值;
(2)若,再从条件①、条件②、条件③这三个条件中选择一个作为已知,使得函数存在且唯一,求在区间上的取值范围.
条件①:的图象关于和对称;
条件②:在区间上单调,且的图象关于点对称;
条件③:的最小正周期,且.
注:如果选择的条件不符合要求,第(2)问得0分;如果选择多个符合要求的条件分别解答,按第一个解答计分.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据三角恒等变换将解析式变形为,根据三角函数的性质可得最小值,即可求解;
(2)由,即可求解,可得;若选择条件①:由已知可得,,求解函数的对称轴,将和代入可知函数存在且不唯一;若选择条件②:根据单调区间可得,将点代入,可得,根据的范围即可求解,根据的范围结合三角函数的图象与性质即可求解;若选择条件③:由可知,再根据可知或,结合的范围即可求解,根据的范围结合三角函数的图象与性质即可求解.
【详解】(1)
,
因为的最小值为,所以,所以;
(2)因为,所以,解得,
所以,
若选择条件①:函数的图象的对称轴为,
所以,所以,,
因为,所以,,
所以,即,
因为,故,且,对应的满足题意,
所以函数存在且不唯一;
若选择条件②:因为在区间上单调,所以,
所以,又,所以,
因为的图象关于点对称,所以,
所以,所以,
所以,解得,因为,所以,即,
所以,此时当时,,
故在上单调减,故符合题设要求.
因为,所以,
所以,所以;
若选择条件③:因为的最小正周期,所以,
所以,又,所以,
因为,所以,
所以或,
所以或,
当时,,因为,所以,此时,
当时,,因为,所以不存在满足不等式的,此时无解,所以,
所以,因为,所以,
所以,所以.
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