内容正文:
复习专题04 正弦函数、余弦函数的图像和性质
知识点1 正弦函数
对于任意一个给定的实数,都有唯一确定的正弦值与之对应.按照这个对应关系所建立的函数叫做正弦函数,记作.正弦函数的定义域是实数R.
在正弦函数中,是指角的弧度数:
角的弧度数,正弦值;
角的弧度数,正弦值.
知识点2 正弦函数的图像
1.正弦曲线
正弦函数 的图像叫做正弦曲线.
正弦曲线是轴对称图形,对称轴为直线 ;正弦曲线也是中心对称图形,对称中心为 .
2.“五点法”作图
从图可知, 和 是函数 图像的五个关键点.我们描出这五个点,并用光滑的曲线将它们连接起来,就得到函数
(1)作正弦函数图像时,函数自变量要用弧度制,以保证自变量与函数值都为实数.
(2)在精确度要求不高的情况下,“五点法”是一种实用、高效的作图方法,需要注意这五个点要用平滑的曲线连接,而不能用线段连接.
(3)五个关键点是利用五点法作图的关键,要熟记并区分正弦函数图像中的五个关键点.
知识点3 正弦函数的周期
由正弦曲线可知,正弦函数的值随着自变量的变化呈现出周期性的变化.这种"周而复始"的变化规律可以用数学式子表示为.
正弦函数的这种性质称为周期性.这样,若记 ,则对任意给定的实数 ,都有 。 一般地,如何用数学语言来描述一个函数的周期性呢?
定义 对于函数 ,如果存在一个非零常数 ,使得当 取其定义域 中的任意值时,有 ,且成立那么函数 就叫做周期函数(periodic function),而这个非零常数 就叫做函数 的一个周期(period)。
对于一个周期函数 ,如果在它的所有周期中存在一个最小正数,那么这个最小正数就叫做函数 的最小正周期.
因为对任意给定的实数 ,都有 , ,由周期函数的定义,正弦函数 是周期函数,而 均是它的周期.可以证明, 是它的最小正周期.事实上,若定义域为 的函数 具有正周期 ,由于对此函数定义域中任意给定的实数 ,总成立 ,因此函数 与函数 必具有完全相同的图像.换而言之,将函数 的图像向左平移个长度单位,所得图像与 原来的图像必完全重合.对于正弦函数 ,对任何给定的 ,因为 ,为 ,所以 的图像与 的图像绝不会相同.这说明正弦函数绝不会有小于 的正周期,从而其最小正周期为 .
知识点4 函数 的周期
一般地,函数 (其中 、、 为常数,且 的最小正周期为 .
知识点5 正弦函数的值域和最值
函数
图像
值域
最值
当 时, 取得最大值 1 ;
当 时, 取得最小值 -1 .
(1)正弦函数 ,当且仅当 时取得最大值 1 ,当且仅当 Z)时取得最小值 -1 .
(2)一个周期内,正弦函数的最值都在函数图像与其对称轴直线交点处取得.
知识点6 函数 的值域与最值
函数
值域
最值
当 时, 取最大值 ;
当 时, 取最小值
(1)求解形如 的三角函数值域(或最值)问题,要注意 的取值范围.一般情况下先利用 的取值范围,求出 的范围,再求三角函数的值域 (或最值).
(2)由正弦函数的图像可知,相邻两个最大值之间的区间长度为周期 ,相邻最大值与最小值之间的区间长度为 .
知识点7 正弦函数的奇偶性
对于 恒有 ,所以正弦函数 是奇函数,正弦曲线关于坐标原点中心对称.
函数
图像
对称轴
直线
对称中心
正弦函数的奇偶性
在数轴上,定义域关于原点对称是函数具有奇偶性的一个必要条件.因此,确定函数的奇偶性,先要考查其定义域是否关于原点对称.若是,再判断 与 的关系;若不是,则该函数既不是奇函数,也不是偶函数.
知识点8 正弦函数的单调性及单调区间
函数
图像
单调性
在 上是严格增函数;
在 上是严格减函数
正弦型函数的单调性
(1)正弦型函数在定义域 上不是单调函数,但存在单调区间.
(2)正弦型函数在某一象限内也不是单调函数.
(3)判别形如 (其中 )的三角函数单调性时,要视""为一个整体,通过解不等式求解.如果 ,可先借助诱导公式将 化为正数,防止把单调性弄错.
(4)由正弦函数的图像可知,正弦函数的同一单调区间的长度不超过 .
知识点9 函数 的奇偶性与单调性
函数性质
重要结论
奇偶性
当 时是奇函数;
当 时是偶函数;
当 时既不是奇函数也不是偶函数
对称性
对称中心:;对称轴:
单调性
单调增区间:
单调减区间:
知识点10 余弦函数的图像
1.余弦函数
对于任意一个给定的实数 ,都有唯一确定的余弦值 与之对应.按照这个对应关系所建立的函数叫做余弦函数,记作 .余弦函数的定义域是实数集 .
2.变换法作余弦函数的图像
由诱导公式得 .
所以,将正弦函数 的图像向左平移 就得到 的图像,即余弦函数 的图像,如图所示.
3.余弦曲线
余弦函数 的图像通常称为余弦曲线.
4.五点法作余弦函数的图像
类似于正弦函数的图像,函数在上的五个关键点的坐标是
.
知识点11 余弦函数的性质
函数
定义域
值域
周期性
最小正周期
最大值
当且仅当
最小值
当且仅当
奇偶性
偶函数
单调增区间
单调减区间
知识点12 函数的有关性质
函数
定义域
值域
周期性
最小正周期
对称性
对称中心 ;
对称轴
奇偶性
当 时是奇函数;
当 时是偶函数;
当 时,既不是奇函数也不是偶函数
单调区间
单调掉区间: ;
单调减区间:.
题型一、正弦函数图象的应用
例1(24-25高一下·上海·期中)下列函数图像所对应的函数解析式可能为( )
A. B.
C. D.
1-1(24-25高一下·上海·阶段练习)已知函数,若满足(a、b、c互不相等),则的取值范围是 .
1-2(23-24高一下·上海黄浦·期末)设.
(1)当时,用函数单调性的定义证明:函数在区间上是严格增函数.
(2)①根据a的不同取值,讨论函数在区间上零点的个数;
②若函数在区间(k为正整数)上恰有7个零点,求k的最小值及此时a的取值范围.
题型二、求sinx的函数的单调性
例2(24-25高一下·上海普陀·期中)函数的单调增区间是 .
2-1(22-23高一下·上海奉贤·期中)函数,的增区间为 .
2-2(22-23高一下·北京·期中)函数的一个单调递减区间是( )
A. B.
C. D.
题型三、求sinx型三角函数的单调性
例3(24-25高一下·上海普陀·阶段练习)函数,的单调减区间为 .
3-1(24-25高一下·上海·期中)的单调增区间为 .
3-2(24-25高一下·上海宝山·期末)已知向量,,且函数.
(1)若,,求的值;
(2)求函数在上的严格增区间.
题型四、利用正弦型函数的单调性求参数
例4(23-24高三下·上海闵行·阶段练习)已知函数,其中在上是严格增函数,则的最大值为 .
4-1(24-25高一下·上海杨浦·期中)已知,,且函数在区间上是单调函数,则的值为 .
4-2(23-24高一下·上海·期中)已知函数
(1)求函数的最小正周期
(2)当时,求函数的最大值和最小值
(3)已知函数,若对任意的,当时,恒成立,求实数的取值范围
题型五、比较正弦值的大小
例5(22-23高一下·上海浦东新·阶段练习)锐角三角形ABC中,下列结论成立的是( )
A. B.
C.存在锐角A,B使成立 D.
5-1(24-25高一下·北京房山·期中)已知,,,则,,的大小关系为( )
A. B. C. D.
5-2(24-25高一下·山西运城·阶段练习)已知,则的大小关系为( )
A. B. C. D.
题型六、解正弦不等式
例6(24-25高一下·上海·阶段练习)函数的定义域为
6-1(24-25高一下·上海·阶段练习)求函数的定义域
6-2(23-24高一下·上海徐汇·期中)函数的定义域为
题型七、求含sinx(型)函数的定义域
例7(24-25高一下·上海杨浦·阶段练习)函数的定义域与值域的交集为 .
7-1(22-23高一下·上海·期中)函数在上的定义域为 .
7-2(22-23高一下·上海浦东新·期中)函数的定义域为 .
题型八、求含sinx(型)函数的值域和最值
例8(24-25高一下·上海金山·期中)已知满足,有下列四个结论:
①、可能都是锐角;②、中一定存在钝角;③;④.
以上结论中正确的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
8-1(24-25高一下·上海长宁·阶段练习)已知函数.
(1)求:的单调递增区间;
(2)在中,为角的对边,且满足,且,求:的值域
8-2(24-25高一下·上海金山·阶段练习)已知函数.
(1)将化简为的形式,并求出其最小正周期;
(2)若,求函数的最大值和最小值以及取最值时对应的的值.
题型九、由正弦(型)函数的值域(最值)求参数
例9(24-25高一下·上海·期中)若,则的最小值为 .
9-1(24-25高一下·上海·期中)已知函数的定义域是,值域是,则的值不可能为( )
A. B. C. D.
9-2(24-25高一下·上海浦东新·期中)函数的图象在区间上恰有个最高点,则的取值范围为 .
9-3(24-25高一下·上海·阶段练习)已知.
(1)求解关于的方程;
(2)求函数,的值域;
(3)已知常数,设,若函数在区间上的最小值是,求的值.
题型十、求含sinx(型)的二次式的最值
例10(23-24高一下·上海奉贤·期中)函数的值域为 .
10-1(24-25高一下·上海长宁·期中)函数,的值域是 .
10-2(24-25高一下·上海·期中)如图,角的始边与轴的非负半轴重合,终边与单位圆交于点,将射线绕点按逆时针方向旋转后与单位圆相交于点,设函数,.
(1)当时,求,的值;
(2)求的单调增区间;
(3)函数,的最小值为,求实数的值.
10-3(23-24高一下·上海·期中)已知函数,满足
(1)求的值
(2)若存在,使得等式成立,求实数的取值范围;
(3)若对任意都有恒成立,求实数的取值范围.
题型十一、求正弦(型)函数的奇偶性
例11(23-24高一·上海·课堂例题)判断下列函数的奇偶性,并说明理由:
(1);
(2);
(3).
11-1(2024·上海奉贤·二模)已知函数,其中,,其中,则图象如图所示的函数可能是( ).
A. B.
C. D.
11-2(24-25高一下·北京·期中)某美妙音乐的模型函数为有下叙述四个结论:
①是偶函数
②在区间单调递减
③在上有3个零点
④周期是,其中所有正确的结论的编号是( )
A.①② B.②④ C.①④ D.①③
题型十二、求含sinx的函数的奇偶性
例12(22-23高一下·上海嘉定·期中)是 函数(填奇偶性);
12-1(24-25高一下·贵州毕节·阶段练习)已知函数,某函数的部分图象如图所示,则该函数可能是( )
A. B.
C. D.
12-2(21-22高一下·上海闵行·期中)对于函数,有以下4个结论:
①函数的图象是中心对称图形;
②任取,恒成立;
③函数的图象与轴有无穷多个交点,且任意两相邻交点的距离相等;
④函数与直线的图象有无穷多个交点,且任意两相邻交点间的距离相等.
其中正确的结论序号为 .
12-3(24-25高一下·上海杨浦·期中)已知函数,其中.
(1)求证:该函数是偶函数而不是奇函数;
(2)若,求的值.
题型十三、由正弦(型)函数的奇偶性求参数
例13(23-24高一下·上海奉贤·期中)函数(其中)为偶函数,则 .
13-1(24-25高一下·上海·期中)已知函数为偶函数,则 .
13-2(24-25高一下·上海闵行·期中)已知函数,若是偶函数,则 .
13-3(23-24高一下·上海松江·期末)设函数对任意的实数均满足,则 .
题型十四、由正弦函数的奇偶性求函数值
例14(23-24高一下·上海静安·期末)已知函数,且,则( )
A.11 B.14 C.17 D.20
14-1(23-24高一下·上海·阶段练习)函数,若,则 .
14-2(22-23高一下·上海黄浦·期中)定义在上的函数既是偶函数又是周期函数,的最小正周期是,且当时,,则的值为 .
题型十五、求正弦(型)函数的最小正周期
例15(24-25高一下·上海闵行·期中)函数的最小正周期是 .
15-1(24-25高一下·上海长宁·期中)求函数的最小正周期、最大值,并求出取得最大值时所有的值.
15-2(24-25高一下·上海杨浦·期中)已知,是函数的最大值,若存在实数、,使得对任意实数总有成立,则的最小值为 .
题型十六、由正弦(型)函数的周期性求值
例16(24-25高一下·上海·期中)已知,若和是函数相邻的两个零点,则正实数 .
16-1(23-24高一下·上海·阶段练习)已知,若、满足,且的最小值为,则 .
16-2(23-24高一下·上海奉贤·期中)已知函数满足,当,,若函数在区间上恰有八个不同的零点,则实数的取值范围为 .
题型十七、求正弦(型)函数的对称轴及对称中心
例17(24-25高一下·上海·期中)函数图像的对称中心的坐标是
17-1(24-25高一下·上海闵行·期中)已知函数.
(1)求的值域,并写出的单调递增区间;
(2)求的对称轴方程,并求方程的解集.
17-2(24-25高一下·上海·期中)已知函数,其中.
(1)当时,求的值域.
(2)当时,求的最大值.
(3)当时,的函数图象关于直线对称,将函数的图象向右平移单位. 得到函数,求解不等式.
题型十八、利用正弦函数的对称性求参数
例18(24-25高一下·上海·期中)已知函数,若满足(),则的取值范围是 .
18-1(24-25高一下·上海闵行·期中)已知函数满足对任意的都有.若函数在区间上有且仅有一个零点,则的取值范围是 .
18-2(24-25高一下·上海闵行·期中)设函数,若关于的方程在上有奇数个不同的实数解,则实数的取值范围是 .
题型十九、正弦函数对称性的其他应用
例19(24-25高一下·上海长宁·期中)已知关于的方程在上有两个不同的实数解,则这两个解的和为
19-1(24-25高一下·上海·期中)已知,若方程在上只有4个不同实根,则的取值范围为 .
19-2(23-24高一下·上海·期中)已知,若满足(互不相等),则的取值范围是 .
19-3(22-23高一下·上海黄浦·期中)已知函数.
(1)求函数的最小值及取得最小值时相应的的值;
(2)若在上有四个不同的根,求的取值范围及四个根之和.
题型二十、余弦函数图象的应用
例20(24-25高一下·上海杨浦·期中)“”是“”的( )
A.充分非必要条件 B.必要非充分条件
C.充要条件 D.既非充分又非必要条件
20-1(24-25高一下·上海·期中)若存在实数,使函数在上有且仅有2个零点,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
20-2(24-25高一下·上海宝山·阶段练习)若函数的定义域为,值域为,则的取值范围是 .
20-3(24-25高一下·上海黄浦·期中)设函数和函数的图像公共点的横坐标从小到大依次为,,…,,若满足,则的值为 .
题型二十一、求cosx型三角函数的单调性
例21(24-25高一下·上海·期中)函数的单调增区间是 .
21-1(24-25高一下·上海静安·期中)函数的单调递增区间为 .
21-2(23-24高一下·上海·期末)已知函数.
(1)求的最小正周期,对称中心;
(2)求的单调区间,最值以及取得最值时的值.
题型二十二、求cosx(型)函数的值域
例22(24-25高一下·上海闵行·期中)已知实数、满足方程,则的取值范围是 .
22-1(24-25高一下·上海·期中)若关于的方程在上有解,则实数的取值范围是 .
22-2(24-25高一下·上海·期中)已知函数.
(1)若,求函数在区间上的最大值和最小值;
(2)若,且在中,角,,所对的边分别为,,,,,,求的面积.
题型二十三、求含cosx的二次式的最值
例23(24-25高一下·上海浦东新·期中)函数的最小值为 .
23-1(24-25高一下·上海·阶段练习)函数,则的最小值为 .
23-2(24-25高一下·上海闵行·期中)已知函数.
(1)求函数的单调递减区间;
(2)求函数,的值域.
题型二十四、求cosx(型)函数的最值
例24(24-25高一下·上海青浦·期中)下列函数的最大值是2的是( )
A. B. C. D.
24-1(24-25高一下·上海青浦·阶段练习)函数的最大值为 .
24-2(22-23高一下·上海青浦·阶段练习)已知向量.
(1)求函数的最小正周期和严格增区间,
(2)求函数在区间上的最小值和最大值,并求出取得最值时的值.
题型二十五、求余弦(型)函数的奇偶性
例25(24-25高一下·上海·阶段练习)的奇偶性是( )
A.偶函数 B.奇函数 C.既奇又偶函数 D.非奇非偶函数
25-1(24-25高一下·上海长宁·期中)函数的定义域为,值域为,则实数的取值范围为
25-2(24-25高一下·上海长宁·期中)函数是 函数(填“奇”或“偶”)
题型二十六、求余弦(型)函数的最小正周期
例26(24-25高一下·上海·阶段练习)函数的最小正周期为 .
26-1(24-25高一下·上海宝山·期中)函数 的最小正周期是 .
26-2(24-25高一下·上海徐汇·期中)已知函数,给出下列结论:
①是周期函数; ②在区间上是增函数;
③若,则; ④函数在区间上有且仅有1个零点.
则上述结论中正确的序号为( )
A.① B.①③ C.①②③ D.②③④
26-3(24-25高一下·上海杨浦·期中)下列函数 的最小正周期是 的序号是 .
① ;② ; ③ ;
④ ; ⑤ .
题型二十七、由余弦(型)函数的周期性求值
例27(24-25高一上·上海·期末)已知,,则满足要求的有 个.
27-1(24-25高一下·上海闵行·期中)已知,,集合中有2025个元素,则的取值不可能是( )
A. B. C. D.
27-2(22-23高一下·上海长宁·期中)设函数,若,,在上为严格减函数,那么的不同取值的个数为( )
A.5 B.4 C.3 D.2
题型二十八、利用cosx(型)函数的对称性求参数
例28(24-25高一下·上海·期中)“”是“是奇函数”的( )条件
A.充要 B.充分非必要
C.必要非充分 D.既非充分又非必要
28-1(22-23高一下·上海杨浦·期末)已知常数,如果函数的图像关于点中心对称,那么的最小值为( )
A. B. C. D.
28-2(23-24高一下·上海·期中)设函数的一个对称中心是,则 .
28-3(23-24高一下·上海·期末)已知函数.
(1)求的最小正周期,对称中心;
(2)求的单调区间,最值以及取得最值时的值.
1.(24-25高一下·上海普陀·期中)函数的单调递增区间是( )
A. B.
C. D.
2.(24-25高一下·上海徐汇·期中)函数的最大值为( )
A.1 B. C.2 D.3
3.(24-25高一上·上海奉贤·期末)如果,那么下列不等式中成立的是( )
A. B.
C. D.
4.(23-24高一下·上海闵行·期中)在平面直角坐标中,已知任意角以坐标原点为顶点,轴的非负半轴为始边,若终边经过点,且,定义,称“正余弦函数”,对于“正余弦函数”,有同学得到以下性质,
①该函数的值域为;②该函数的图象关于原点对称;
③该函数的图象关于直线对称;④该函数为周期函数,且最小正周期为.
其中正确的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
5.(24-25高一下·上海·阶段练习)设常数,若函数的图像关于点对称,则 .
6.(23-24高一下·上海奉贤·期中)如图所示为函数的部分图象,其中,则此函数的解析式为 .
7.(24-25高一下·上海·期中)定义在上的函数既是奇函数又是周期函数,其最小正周期是,当时,则的值为 .
8.(24-25高一下·上海·期中)函数的单调增区间为 .
9.(24-25高一下·上海·阶段练习)函数的最小正周期
10.(22-23高一下·上海·期中)设为常数,函数.
(1)设,求函数的严格增区间;
(2)若函数为偶函数,求此函数在上的值域.
11.(23-24高一下·上海闵行·期末)已知函数的最大值为2.
(1)求a的值,并求的最小正周期;
(2)求在上的单调递增区间.
1.(24-25高一下·上海浦东新·期中)设,用表示不超过的最大整数,例如.已知函数,函数,则以下结论中正确的个数有( ).
①函数的值域是,②函数的图象关于对称,③函数是偶函数,④方程只有一个实数根.
A.4个 B.3个 C.2个 D.1个
2.(23-24高一下·上海黄浦·期末)设,若对任意的,都存在,使得成立,则可以是( ).
A. B. C. D.
3.(24-25高一下·上海徐汇·期中)函数是定义在上的奇函数,且关于的不等式有解.则实数的取值范围为 .
4.(24-25高一下·上海浦东新·期中)已知函数,函数满足以下三点条件:①定义域为;②对任意,有;③当时,.则函数在区间上零点的个数为 .
5.(24-25高一下·上海·阶段练习)设函数(是常数,,),若在区间上具有单调性,且,则函数是的最小正周期是 .
6.(24-25高一下·上海闵行·期中)已知函数.
(1)若且的最大值为2,求函数在上的单调递增区间;
(2)若,已知,若关于的方程在时有两解,求实数m的取值范围;
(3)已知的一条对称轴方程为,若对于任意,在区间上总存在唯一确定的,使得,求实数的取值范围.
7.(24-25高一下·上海闵行·期中)已知函数.
(1)求的振幅与频率;
(2)已知在的值域为,求的取值范围;
(3)在等腰三角形中,当时,取得最小值,点与点在直线的两侧,且,,求面积的最大值.
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复习专题04 正弦函数、余弦函数的图像和性质
知识点1 正弦函数
对于任意一个给定的实数,都有唯一确定的正弦值与之对应.按照这个对应关系所建立的函数叫做正弦函数,记作.正弦函数的定义域是实数R.
在正弦函数中,是指角的弧度数:
角的弧度数,正弦值;
角的弧度数,正弦值.
知识点2 正弦函数的图像
1.正弦曲线
正弦函数 的图像叫做正弦曲线.
正弦曲线是轴对称图形,对称轴为直线 ;正弦曲线也是中心对称图形,对称中心为 .
2.“五点法”作图
从图可知, 和 是函数 图像的五个关键点.我们描出这五个点,并用光滑的曲线将它们连接起来,就得到函数
(1)作正弦函数图像时,函数自变量要用弧度制,以保证自变量与函数值都为实数.
(2)在精确度要求不高的情况下,“五点法”是一种实用、高效的作图方法,需要注意这五个点要用平滑的曲线连接,而不能用线段连接.
(3)五个关键点是利用五点法作图的关键,要熟记并区分正弦函数图像中的五个关键点.
知识点3 正弦函数的周期
由正弦曲线可知,正弦函数的值随着自变量的变化呈现出周期性的变化.这种"周而复始"的变化规律可以用数学式子表示为.
正弦函数的这种性质称为周期性.这样,若记 ,则对任意给定的实数 ,都有 。 一般地,如何用数学语言来描述一个函数的周期性呢?
定义 对于函数 ,如果存在一个非零常数 ,使得当 取其定义域 中的任意值时,有 ,且成立那么函数 就叫做周期函数(periodic function),而这个非零常数 就叫做函数 的一个周期(period)。
对于一个周期函数 ,如果在它的所有周期中存在一个最小正数,那么这个最小正数就叫做函数 的最小正周期.
因为对任意给定的实数 ,都有 , ,由周期函数的定义,正弦函数 是周期函数,而 均是它的周期.可以证明, 是它的最小正周期.事实上,若定义域为 的函数 具有正周期 ,由于对此函数定义域中任意给定的实数 ,总成立 ,因此函数 与函数 必具有完全相同的图像.换而言之,将函数 的图像向左平移个长度单位,所得图像与 原来的图像必完全重合.对于正弦函数 ,对任何给定的 ,因为 ,为 ,所以 的图像与 的图像绝不会相同.这说明正弦函数绝不会有小于 的正周期,从而其最小正周期为 .
知识点4 函数 的周期
一般地,函数 (其中 、、 为常数,且 的最小正周期为 .
知识点5 正弦函数的值域和最值
函数
图像
值域
最值
当 时, 取得最大值 1 ;
当 时, 取得最小值 -1 .
(1)正弦函数 ,当且仅当 时取得最大值 1 ,当且仅当 Z)时取得最小值 -1 .
(2)一个周期内,正弦函数的最值都在函数图像与其对称轴直线交点处取得.
知识点6 函数 的值域与最值
函数
值域
最值
当 时, 取最大值 ;
当 时, 取最小值
(1)求解形如 的三角函数值域(或最值)问题,要注意 的取值范围.一般情况下先利用 的取值范围,求出 的范围,再求三角函数的值域 (或最值).
(2)由正弦函数的图像可知,相邻两个最大值之间的区间长度为周期 ,相邻最大值与最小值之间的区间长度为 .
知识点7 正弦函数的奇偶性
对于 恒有 ,所以正弦函数 是奇函数,正弦曲线关于坐标原点中心对称.
函数
图像
对称轴
直线
对称中心
正弦函数的奇偶性
在数轴上,定义域关于原点对称是函数具有奇偶性的一个必要条件.因此,确定函数的奇偶性,先要考查其定义域是否关于原点对称.若是,再判断 与 的关系;若不是,则该函数既不是奇函数,也不是偶函数.
知识点8 正弦函数的单调性及单调区间
函数
图像
单调性
在 上是严格增函数;
在 上是严格减函数
正弦型函数的单调性
(1)正弦型函数在定义域 上不是单调函数,但存在单调区间.
(2)正弦型函数在某一象限内也不是单调函数.
(3)判别形如 (其中 )的三角函数单调性时,要视""为一个整体,通过解不等式求解.如果 ,可先借助诱导公式将 化为正数,防止把单调性弄错.
(4)由正弦函数的图像可知,正弦函数的同一单调区间的长度不超过 .
知识点9 函数 的奇偶性与单调性
函数性质
重要结论
奇偶性
当 时是奇函数;
当 时是偶函数;
当 时既不是奇函数也不是偶函数
对称性
对称中心:;对称轴:
单调性
单调增区间:
单调减区间:
知识点10 余弦函数的图像
1.余弦函数
对于任意一个给定的实数 ,都有唯一确定的余弦值 与之对应.按照这个对应关系所建立的函数叫做余弦函数,记作 .余弦函数的定义域是实数集 .
2.变换法作余弦函数的图像
由诱导公式得 .
所以,将正弦函数 的图像向左平移 就得到 的图像,即余弦函数 的图像,如图所示.
3.余弦曲线
余弦函数 的图像通常称为余弦曲线.
4.五点法作余弦函数的图像
类似于正弦函数的图像,函数在上的五个关键点的坐标是
.
知识点11 余弦函数的性质
函数
定义域
值域
周期性
最小正周期
最大值
当且仅当
最小值
当且仅当
奇偶性
偶函数
单调增区间
单调减区间
知识点12 函数的有关性质
函数
定义域
值域
周期性
最小正周期
对称性
对称中心 ;
对称轴
奇偶性
当 时是奇函数;
当 时是偶函数;
当 时,既不是奇函数也不是偶函数
单调区间
单调掉区间: ;
单调减区间:.
题型一、正弦函数图象的应用
例1(24-25高一下·上海·期中)下列函数图像所对应的函数解析式可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据函数的奇偶性,结合函数值的特征利用排除法判断即可.
【详解】对于A:函数的定义域为,又,,
所以,且当时,而,
所以,当或时,所以,则,
又,所以为奇函数,函数图象关于原点对称,符合题意,故A正确;
对于B:函数的定义域为,故排除B;
对于C:函数的定义域为,
且,所以为非奇非偶函数,
且当或时,所以,故排除C;
对于D:函数的定义域为,
且,所以为非奇非偶函数,
且当或时,所以,故排除D;
故选:A
1-1(24-25高一下·上海·阶段练习)已知函数,若满足(a、b、c互不相等),则的取值范围是 .
【答案】
【分析】根据对称性求得,结合对数函数的性质求得正确答案.
【详解】不妨设,画出的图象如下图所示,
,所以.
令,解得,
所以,所以.
故答案为:
1-2(23-24高一下·上海黄浦·期末)设.
(1)当时,用函数单调性的定义证明:函数在区间上是严格增函数.
(2)①根据a的不同取值,讨论函数在区间上零点的个数;
②若函数在区间(k为正整数)上恰有7个零点,求k的最小值及此时a的取值范围.
【答案】(1)证明见解析
(2)①见解析;②的最小值为3,此时.
【分析】(1)根据单调函数的定义,结合三角函数的性质和不等式的性质,判断的正负,即可证明;
(2)①根据三角函数的性质,将函数的零点转化为图象的交点个数问题,即可判断;
②根据①的结果以及分析过程,判断当时的交点情况,以及得到取值.
【详解】(1)设,
,
,
,
因为,所以,
且,所以,所以,
则,
所以,
即,所以,
所以函数在区间上是严格增函数.
(2)①,则,
当时,即,,,
所以不管为何值,和是函数的零点,
当,即或时,,如图画出函数的图象,
若或时,与无交点,没有零点,
若或时,与有1个交点,为和,需舍去,所以没有零点,
当或时,与有2个交点,
当时,与有3个交点,
综上可知,或时,有2个零点,
当或时,有4个零点,
当时,有个5零点.
②由①可知,时,最多有5个零点,
时,区间为,不管为何值,函数的零点包含,3个零点,
当时,与在区间有4个交点,
如图,
当时,在区间有4个交点,此时交点的横坐标为函数的零点,
所以的最小值为3,此时.
【点睛】关键点点睛:本题第2问考察函数零点问题,关键是讨论和两种情况.
题型二、求sinx的函数的单调性
例2(24-25高一下·上海普陀·期中)函数的单调增区间是 .
【答案】, .
【分析】根据正弦函数性质求函数的单调增区间即可.
【详解】函数的单调增区间是, .
故答案为:, .
2-1(22-23高一下·上海奉贤·期中)函数,的增区间为 .
【答案】(开闭均可)
【分析】由,求得的范围,令,即可求得函数的单调增区间.
【详解】由,可得,
令,
解得,
即函数在的单调增区间为.
故答案为:.(开闭均可)
2-2(22-23高一下·北京·期中)函数的一个单调递减区间是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】由的图象与性质得的单调减区间.
【详解】由的图象与性质,的单调减区间为,,所以D符合题意.
故选:D.
题型三、求sinx型三角函数的单调性
例3(24-25高一下·上海普陀·阶段练习)函数,的单调减区间为 .
【答案】和
【分析】先根据诱导公式化简函数解析式,根据正弦函数图像的性质,求出函数的单调减区间,判断在上的减区间.
【详解】由题意知,所以函数的单调减区间就是的单调增区间,
已知得单调增区间为,
得,解得,
当时,增区间为,当时,增区间为,
所以在上的单调增区间为和,
即在上的单调减区间为和,
故答案为:和.
3-1(24-25高一下·上海·期中)的单调增区间为 .
【答案】
【分析】根据正弦函数的性质计算可得.
【详解】对于函数,
令,解得,
所以的单调递增区间为.
故答案为:
3-2(24-25高一下·上海宝山·期末)已知向量,,且函数.
(1)若,,求的值;
(2)求函数在上的严格增区间.
【答案】(1)或
(2)严格增区间为和
【分析】(1)首先化简函数的表达式,然后将函数值代入,根据的范围求出的值.
(2)根据正弦函数的单调递增区间以及的范围直接求解即可.
【详解】(1)因为,
所以.
令,则,所以或.
解得或.
因为,所以或.
(2)因为,
所以当时,函数严格递增.
解得.
因为,所以令时,;令时,.
所以函数在上的严格增区间为和.
题型四、利用正弦型函数的单调性求参数
例4(23-24高三下·上海闵行·阶段练习)已知函数,其中在上是严格增函数,则的最大值为 .
【答案】/
【分析】由整体代入法得函数的单调递增区间,对比即可得解.
【详解】由于函数满足的单调递增区间为,,
解得,;
故函数的单调递增区间为,;
故,;
故,,即的最大值为.
故答案为:.
4-1(24-25高一下·上海杨浦·期中)已知,,且函数在区间上是单调函数,则的值为 .
【答案】
【分析】首先根据两角和的正弦公式化简,依题意可得为的一个对称中心,即可求出的取值集合,再根据单调性求出的范围,即可得到的值,再一一检验即可.
【详解】因为,
由可得关于成中心对称,即为的一个对称中心,
又,所以,即,;
又函数在区间上是单调函数,
所以,解得,
所以或或,
当时,由,所以,
因为在上不单调,所以在上不单调,故舍去;
当时,由,所以,
因为在上单调递减,所以在上单调递减,符合题意;
当时,由,所以,
因为在上不单调,所以在上不单调,故舍去;
综上可得.
故答案为:
4-2(23-24高一下·上海·期中)已知函数
(1)求函数的最小正周期
(2)当时,求函数的最大值和最小值
(3)已知函数,若对任意的,当时,恒成立,求实数的取值范围
【答案】(1)
(2)最大值为,最小值为
(3)
【分析】(1)先由降幂公式,倍角公式,辅助角公式化简,再代入周期公式求解即可;
(2)由已知结合的范围,利用正弦函数的性质求解即可;
(3)由已知不等式结合辅助角公式进行化简可得,然后结合正弦函数的单调性求解即可.
【详解】(1),
则最小正周期为.
(2);
则函数的最大值为,最小值为.
(3),
因为,
,
因为对任意的,当时,恒成立,
则对任意的,当时,恒成立,
,
不妨设,则问题转化成在上单调递减,
所以,其中,解得,
所以的取值范围为.
题型五、比较正弦值的大小
例5(22-23高一下·上海浦东新·阶段练习)锐角三角形ABC中,下列结论成立的是( )
A. B.
C.存在锐角A,B使成立 D.
【答案】A
【分析】由锐角三角形的角度关系,利用三角函数的单调性和诱导公式,即可判断各选项正误.
【详解】锐角三角形ABC中,满足,,
所以,则,,
因为,所以,
则A选项正确,B选项错误;
而不能确定A与B的大小,因此不一定成立,则D选项错误;
若,即,则,
三角形ABC为直角三角形,不符合题意,
因此不存在锐角A,B使成立,则C选项错误;
故选:A.
5-1(24-25高一下·北京房山·期中)已知,,,则,,的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】应用诱导公式及正弦函数的单调性比较大小即可.
【详解】由,即.
故选:D
5-2(24-25高一下·山西运城·阶段练习)已知,则的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由题意计算可得,可得结论.
【详解】由,
故有.
故选:D.
题型六、解正弦不等式
例6(24-25高一下·上海·阶段练习)函数的定义域为
【答案】
【分析】要使函数有意义,则需,再求解不等式组即可得解.
【详解】由题,,解得,
解得或.
所以函数的定义域为.
故答案为:.
6-1(24-25高一下·上海·阶段练习)求函数的定义域
【答案】
【分析】由,求解即可.
【详解】∵函数有意义,,
∴函数的定义域为.
故答案为:
6-2(23-24高一下·上海徐汇·期中)函数的定义域为
【答案】
【分析】
根据二次根式的性质以及对数函数的性质求出函数的定义域即可.
【详解】
由题意得:
,
解得:或,
故函数的定义域是,
故答案为:
题型七、求含sinx(型)函数的定义域
例7(24-25高一下·上海杨浦·阶段练习)函数的定义域与值域的交集为 .
【答案】
【分析】先求得的定义域和值域,进而求得所求的交集.
【详解】由,解得,
所以定义域为.
由于,所以,
所以的值域为,
所以定义域与值域的交集为.
故答案为:
7-1(22-23高一下·上海·期中)函数在上的定义域为 .
【答案】
【分析】令,再结合的范围及正弦函数的性质计算可得.
【详解】对于函数,令,又,
解得或,
所以函数在上的定义域为.
故答案为:
7-2(22-23高一下·上海浦东新·期中)函数的定义域为 .
【答案】
【分析】由二次根式中被开方数非负及正弦函数性质可得.
【详解】由题意,,又,
所以,
故答案为:.
题型八、求含sinx(型)函数的值域和最值
例8(24-25高一下·上海金山·期中)已知满足,有下列四个结论:
①、可能都是锐角;②、中一定存在钝角;③;④.
以上结论中正确的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【分析】假设,都是锐角,可得,与已知矛盾,从而可得以,中一定存在钝角,则角为锐角,从而可判断结论的真假.
【详解】假设,都是锐角,则,故是锐角.
则,同理,从而,矛盾.
故,中必定有一个为钝角,②对①错.
不妨设为钝角,则,为锐角.
,
,
,
看成关于的一元二次方程,注意到,
则判别式恒成立,且两根之积为负数.
从而对任意锐角,必存在唯一钝角符合关系式,因为,
所以也为钝角,所以为锐角. 故可取遍任意锐角,
所以,即,③正确,
又因为任意一个集合都是自身的子集,则,故④正确,
故选:C.
8-1(24-25高一下·上海长宁·阶段练习)已知函数.
(1)求:的单调递增区间;
(2)在中,为角的对边,且满足,且,求:的值域
【答案】(1)();
(2).
【分析】(1)根据二倍角公式和辅助角公式可化简,利用整体代入法可求单调递增区间;
(2)根据正弦定理边角互化得到或,分情况讨论,当时得到角A,根据三角形内角和得出角B的范围,再利用整体代换法可求值域,当时,进行平方推导与矛盾.
【详解】(1)
,
由题意,解得,
的单调递增区间为().
(2)由(1)知,,
又,由正弦定理得,
,,
,
或,
当,即,又,所以,
即,,则,,
,即,
当,即,
,,,即,
所以此种情况无解,舍去,
综上,的值域为.
8-2(24-25高一下·上海金山·阶段练习)已知函数.
(1)将化简为的形式,并求出其最小正周期;
(2)若,求函数的最大值和最小值以及取最值时对应的的值.
【答案】(1)
(2)答案见解析
【分析】(1)使用三角恒等变换和辅助角公式化简,并利用求出最小正周期即可;
(2)利用正弦函数性质,可求出函数的最值.
【详解】(1),
其最小正周期为.
(2)由题意,当时,
且当时,取最大值为2,
当时,取最小值为1.
题型九、由正弦(型)函数的值域(最值)求参数
例9(24-25高一下·上海·期中)若,则的最小值为 .
【答案】/
【分析】利用辅助角公式化简,即可得到,再由正弦函数的性质求出,的取值,即可得解.
【详解】因为,
,
若,
即,所以或,
根据对称性不妨令,
则,,
所以,
所以当时取得最小值.
故答案为:
9-1(24-25高一下·上海·期中)已知函数的定义域是,值域是,则的值不可能为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据二倍角公式辅助角公式化简函数解析式可得,令,可得在区间上的值域为,作函数图象,观察图象可求的最值,由此可得结论.
【详解】因为
所以,
所以
由可得,,
令,则在区间上的值域为,
作函数,,的图象如下:
令可得,,,
令可得,或,,
结合图象可得的最小值为,故的最小值为,
的最大值为,故的最大值为,
观察四个选项,只有选项D不满足,
故选:D.
9-2(24-25高一下·上海浦东新·期中)函数的图象在区间上恰有个最高点,则的取值范围为 .
【答案】
【分析】先求出,根据恰有个最高点,得到不等式,求出答案.
【详解】由于,所以,
由于图象在区间上恰有2个最高点,则,解得.
所以的取值范围为
故答案为:
9-3(24-25高一下·上海·阶段练习)已知.
(1)求解关于的方程;
(2)求函数,的值域;
(3)已知常数,设,若函数在区间上的最小值是,求的值.
【答案】(1);
(2);
(3)
【分析】(1)令,求出;
(2),故;
(3)化简得到,换元得到,,根据对称轴,分,和三种情况,结合函数单调性得到最小值,从而得到方程,求出答案.
【详解】(1),故,
解得
(2)时,,
故;
(3)
,
令,由(2)知,,
则,对称轴为,
当时,在上单调递增,
故当时,取得最小值,最小值为,不满足条件;
当时,在取得最小值,
最小值为,令,解得(舍负);
当时,在上单调递减,
故当时,取得最小值,最小值为,
令,解得,但与矛盾,舍去;
综上,
题型十、求含sinx(型)的二次式的最值
例10(23-24高一下·上海奉贤·期中)函数的值域为 .
【答案】
【分析】由诱导公式得,设,结合二次函数图象即可求解.
【详解】,设,
则,
故答案为:.
10-1(24-25高一下·上海长宁·期中)函数,的值域是 .
【答案】
【分析】设,则,可得出,由此得出,结合二次函数的基本性质可求得函数的值域.
【详解】因为,
设,则,
且,所以,
则,
所以函数在区间上单调递增,在区间上单调递减,
所以当时,取最大值,即,
当时,;当时,,所以.
因此,函数的值域为.
故答案为:.
10-2(24-25高一下·上海·期中)如图,角的始边与轴的非负半轴重合,终边与单位圆交于点,将射线绕点按逆时针方向旋转后与单位圆相交于点,设函数,.
(1)当时,求,的值;
(2)求的单调增区间;
(3)函数,的最小值为,求实数的值.
【答案】(1),;
(2)
(3)或
【分析】(1)利用三角函数定义计算.
(2)利用给定关系列式,再利用和角的正弦及辅助角公式化简,借助正弦函数的单调性求出单调递增区间.
(3)利用二倍角的余弦公式变形,换元转化为求解二次函数在指定区间上的最值问题.
【详解】(1)依题意,,.
(2)依题意,
,
由,解得,
所以的单调递增区间为.
(3)由(2)得,
令,则,
函数的图象是开口方向向下,对称轴为的抛物线,
①当,即时,,解得;
②当,即时,,解得,
所以实数的值为或.
10-3(23-24高一下·上海·期中)已知函数,满足
(1)求的值
(2)若存在,使得等式成立,求实数的取值范围;
(3)若对任意都有恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)解三角方程即可,注意的范围;
(2)求出解析式,利用正弦函数的性质求出的范围,再分离参数求解作答;
(3)代入化简得,对任意恒成立,换元后利用基本不等式求出最值得解.
【详解】(1)由题意可得,
即,解得,
又;
(2)由(1)知,
令,则,
存在,使得等式成立,
即存在,使,则存在,使成立,
令,则的值域是
所以实数的取值范围为;
(3)即,
化简整理得,,对任意恒成立,
令,则恒成立,
即,对任意恒成立,
又,
当且仅当即时等号成立,
,
所以实数的取值范围为.
题型十一、求正弦(型)函数的奇偶性
例11(23-24高一·上海·课堂例题)判断下列函数的奇偶性,并说明理由:
(1);
(2);
(3).
【答案】(1)奇函数
(2)偶函数
(3)既不是奇函数也不是偶函数
【分析】(1)根据奇函数的定义分析判断;
(2)根据偶函数的定义分析判断;
(3)先求出函数的定义域,再根据奇偶函数的定义域关于原点对称分析判断即可.
【详解】(1)令,
因为的定义域为,关于原点对称,
且,
所以为奇函数.
(2)令,
因为的定义域为,关于原点对称,
且,
所以为偶函数.
(3)因为的定义域为,即,
不关于原点对称,所以既不是奇函数也不是偶函数.
11-1(2024·上海奉贤·二模)已知函数,其中,,其中,则图象如图所示的函数可能是( ).
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据函数图象和的奇偶性判断.
【详解】易知是偶函数, 是奇函数,给出的函数图象对应的是奇函数,
A. ,定义域为R,
又,所以是奇函数,符合题意,故正确;
B. ,,不符合图象,故错误;
C. ,定义域为R,
但,故函数是非奇非偶函数,故错误;
D. ,定义域为R,
但,故函数是非奇非偶函数,故错误,
故选:A
11-2(24-25高一下·北京·期中)某美妙音乐的模型函数为有下叙述四个结论:
①是偶函数
②在区间单调递减
③在上有3个零点
④周期是,其中所有正确的结论的编号是( )
A.①② B.②④ C.①④ D.①③
【答案】A
【分析】先根据奇偶函数定义得偶函数,结合正弦函数图象和偶函数图象性质得到函数图象,然后逐个命题判断即可.
【详解】易知的定义域为R,且,所以偶函数,①对;
当时,,所以当时,的图像与一致,
再结合偶函数的对称性可得整体图象如下图:
由图象可知:在区间单调递减;②对;
在上有1个零点为0,③错;函数不具有周期性,④错;
所以所有正确的结论的编号是①②.
故选:A
题型十二、求含sinx的函数的奇偶性
例12(22-23高一下·上海嘉定·期中)是 函数(填奇偶性);
【答案】奇
【分析】根据奇函数的判定方法即可得到答案.
【详解】由解析式得的定义域为,关于原点对称,
且,
故为奇函数,
故答案为:奇.
12-1(24-25高一下·贵州毕节·阶段练习)已知函数,某函数的部分图象如图所示,则该函数可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据图象中的特殊点代入选项中,可排除ABD选项,然后确定选项C的奇偶性、零点和单调性.
【详解】对于选项A:
,
当时,图象显示,而,所以A错误;
对于选项B:
,
当时,图象显示,而,所以B错误;
对于选项C:
,可以看出为奇函数,关于原点对称,符合图象;
当时,,此时当时函数值为0,也符合图象;
从目前来看,C正确;
对于选项D:
,很明显函数为奇函数,关于原点对称,与图象符合;
但是,但图象上能取到1,所以D错误.
故选:C.
12-2(21-22高一下·上海闵行·期中)对于函数,有以下4个结论:
①函数的图象是中心对称图形;
②任取,恒成立;
③函数的图象与轴有无穷多个交点,且任意两相邻交点的距离相等;
④函数与直线的图象有无穷多个交点,且任意两相邻交点间的距离相等.
其中正确的结论序号为 .
【答案】①③
【分析】根据函数的奇偶性、正弦函数的性质,结合特例法逐一判断即可.
【详解】①:因为,
所以该函数是奇函数,它的图象关于原点对称,是中心对称图形,因此本结论正确;
②:因为,
所以,因此不成立,所以本结论不正确;
③:令,即,或,
当,显然成立,
当时,,显然函数的图象与轴有无穷多个交点,且任意两相邻交点的距离相等,因此本结论正确;
④:,或,
当,显然成立,
当时,,,,显然任意两相邻交点间的距离相等不正确,因此本结论不正确;
故答案为:①③
12-3(24-25高一下·上海杨浦·期中)已知函数,其中.
(1)求证:该函数是偶函数而不是奇函数;
(2)若,求的值.
【答案】(1)证明见解析;
(2)或或或.
【分析】(1)根据奇偶性定义及正弦函数的性质判断奇偶性即可;
(2)由题设可得,结合角的范围求角的大小.
【详解】(1)由的定义域为R,且,
又不恒等于0,故不恒成立,
所以该函数是偶函数而不是奇函数,得证;
(2)由,,
所以或或或.
题型十三、由正弦(型)函数的奇偶性求参数
例13(23-24高一下·上海奉贤·期中)函数(其中)为偶函数,则 .
【答案】/
【分析】由诱导公式结合题意计算可得.
【详解】由题意可得,
又,所以.
故答案为:.
13-1(24-25高一下·上海·期中)已知函数为偶函数,则 .
【答案】
【分析】根据题意,转化为,得到,进而求得的值,得到答案.
【详解】因为函数为偶函数,可得,
即,解得.
故答案为:.
13-2(24-25高一下·上海闵行·期中)已知函数,若是偶函数,则 .
【答案】,
【分析】利用辅助角公式化简函数解析式,再求,结合偶函数的定义和正弦函数的性质列关系式求.
【详解】因为,
所以,
所以,
所以,
因为是偶函数,所以对任意的恒成立,
所以,
所以或,,
所以(舍去)或,,
所以,,
故答案为:,.
13-3(23-24高一下·上海松江·期末)设函数对任意的实数均满足,则 .
【答案】
【分析】由辅助角公式先进行化简,再利用条件可得为偶函数,可求得的值,代入求解即可.
【详解】因为,
又因为,所以函数为偶函数,
即,,
,
所以,.
故答案为:.
题型十四、由正弦函数的奇偶性求函数值
例14(23-24高一下·上海静安·期末)已知函数,且,则( )
A.11 B.14 C.17 D.20
【答案】B
【分析】根据可求的值.
【详解】因为,故,
而,故,
故选:B.
14-1(23-24高一下·上海·阶段练习)函数,若,则 .
【答案】0
【分析】
根据函数解析式可得,结合题意分析求解即可.
【详解】因为,
可得,所以.
故答案为:0.
14-2(22-23高一下·上海黄浦·期中)定义在上的函数既是偶函数又是周期函数,的最小正周期是,且当时,,则的值为 .
【答案】/
【分析】根据题意结合周期性和奇偶性分析运算.
【详解】由题意可得.
故答案为:.
题型十五、求正弦(型)函数的最小正周期
例15(24-25高一下·上海闵行·期中)函数的最小正周期是 .
【答案】
【分析】由周期公式即可求解.
【详解】函数的最小正周期是.
故答案为:.
15-1(24-25高一下·上海长宁·期中)求函数的最小正周期、最大值,并求出取得最大值时所有的值.
【答案】最小正周期,最大值为3,当,时取得最大值
【分析】利用二倍角公式及辅助角公式化简函数式,再利用正弦函数的性质求解.
【详解】依题意,,
函数的最小正周期,函数的最大值为3,
当,即,时取得最大值.
15-2(24-25高一下·上海杨浦·期中)已知,是函数的最大值,若存在实数、,使得对任意实数总有成立,则的最小值为 .
【答案】/
【分析】首先从而求得及函数的最小正周期,再根据,可知的最小值为.
【详解】因为,所以,即,
且的最小正周期,
又存在实数、,对任意实数总有成立,
∴,,
的最小值为.
故答案为:.
题型十六、由正弦(型)函数的周期性求值
例16(24-25高一下·上海·期中)已知,若和是函数相邻的两个零点,则正实数 .
【答案】
【分析】依题意可得,根据正弦型函数的周期公式计算可得.
【详解】因为和是函数相邻的两个零点,设函数的最小正周期为,
所以,则,又,解得.
故答案为:
16-1(23-24高一下·上海·阶段练习)已知,若、满足,且的最小值为,则 .
【答案】4
【分析】根据正弦函数图象的性质得到的最小值为半个周期,然后求即可.
【详解】若、满足,则函数在、处取到最值,
的最小值为,所以,解得.
故答案为:4.
16-2(23-24高一下·上海奉贤·期中)已知函数满足,当,,若函数在区间上恰有八个不同的零点,则实数的取值范围为 .
【答案】
【分析】根据函数的周期性,作出函数在上的图象,将函数的零点个数问题转化为函数的图象的交点个数问题,数形结合,可得答案.
【详解】由题意知满足,故是以8为周期的函数,
结合,作出函数在上的图象,如图示:
因为,
故时,即或,
则在上恰有八个不同的零点,即等价于的图象和直线有八个不同的交点,
由图象可知,和的图象有6个不同的交点,
则和的图象需有2个不同的交点,即,
故,
则实数的取值范围为,
故答案为: .
题型十七、求正弦(型)函数的对称轴及对称中心
例17(24-25高一下·上海·期中)函数图像的对称中心的坐标是
【答案】
【分析】根据诱导公式,化简得到,结合正弦函数的性质,即可求解.
【详解】由函数,令,解得,
所以函数的对称中心的坐标为.
故答案为:.
17-1(24-25高一下·上海闵行·期中)已知函数.
(1)求的值域,并写出的单调递增区间;
(2)求的对称轴方程,并求方程的解集.
【答案】(1);
(2);或
【分析】(1)利用二倍角公式和辅助角公式进行三角恒等变形,然后借助正弦函数来求值域和单调区间即可;
(2)然后借助正弦函数来求对称轴方程以及解三角方程即可.
【详解】(1)由,
因为,所以函数的值域为,
由解得:,
所以函数的单调递增区间是;
(2)由,解得:,
即函数的对称轴方程为,
由方程,
则或,
解得或,
故方程的解为或,
17-2(24-25高一下·上海·期中)已知函数,其中.
(1)当时,求的值域.
(2)当时,求的最大值.
(3)当时,的函数图象关于直线对称,将函数的图象向右平移单位. 得到函数,求解不等式.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据题意写出函数,结合正弦型函数的性质,即可求解;
(2)根据题意写出函数进行整理,令,根据二次函数性质求解最值;
(3)根据题意写出函数进行整理,运用三角函数性质进行求解b和不等式解集.
【详解】(1)因为,当时,
,因为,
所以,故的值域为;
(2)因为,
当时,,
因为,所以,
令,由(1)可知,则,
当时,,故的最大值为.
(3)当时,,其中,
因为函数图像关于直线对称,故,
整理得,即,故,
又因为将函数的图像向右平移单位,
得到函数,由题可知,
计算得,故,
即,
所以的解集为.
题型十八、利用正弦函数的对称性求参数
例18(24-25高一下·上海·期中)已知函数,若满足(),则的取值范围是 .
【答案】
【分析】根据解析式画出大致图象,结合正弦函数的对称性有,对数函数的性质得,即可得.
【详解】由解析式,函数的大致图象如下,
由图,要使,则,且,
令,可得,令,可得,
所以,故.
故答案为:
18-1(24-25高一下·上海闵行·期中)已知函数满足对任意的都有.若函数在区间上有且仅有一个零点,则的取值范围是 .
【答案】
【分析】根据题意得到的图象关于直线对称,从而三角函数的性质得到关于的不等式组,解之即可得解.
【详解】因为,则在取得最值,
所以的图象关于直线对称,且,
又函数在区间上有且仅有一个零点,设的最小正周期为,
所以,即,所以.
故答案为:
18-2(24-25高一下·上海闵行·期中)设函数,若关于的方程在上有奇数个不同的实数解,则实数的取值范围是 .
【答案】
【分析】根据函数对称性定义得出函数关于直线对称,再结合方程在上有奇数个不同的实数解得出即可求参.
【详解】,
得关于直线对称,
而原方程有奇数个实数解,由对称性必为原方程的一个实数解,
从而,
故答案为:
题型十九、正弦函数对称性的其他应用
例19(24-25高一下·上海长宁·期中)已知关于的方程在上有两个不同的实数解,则这两个解的和为
【答案】
【分析】应用辅助角公式化简可得,将问题转化为直线在上的图象有两个不同的交点,再根据正弦型函数图象对称性即可求解.
【详解】因为,
所以,
关于的方程在上有两个不同的实数解,
即直线在上的图象有两个不同的交点,
设关于的方程两相异实数根为,
因为函数的图象在区间上的对称轴为,
所以.
故答案为:
19-1(24-25高一下·上海·期中)已知,若方程在上只有4个不同实根,则的取值范围为 .
【答案】
【分析】由在的图象,结合已知可求出的取值范围,借助正弦函数的对称性可得,计算即可得出结果.
【详解】在的图象如图所示:
当时,,当时,即时,,
因为方程在上只有4个不同实根,所以,
由三角函数性质可知当,即时,关于对称.
因为,
所以,即.
所以.
故答案为:.
19-2(23-24高一下·上海·期中)已知,若满足(互不相等),则的取值范围是 .
【答案】
【分析】作出函数图象,根据三角函数对称性得,解得,进而得答案.
【详解】作出函数图象,不妨设,如图,
根据三角函数的对称性得可得,
另一方面,,即,
所以,
故答案为:
19-3(22-23高一下·上海黄浦·期中)已知函数.
(1)求函数的最小值及取得最小值时相应的的值;
(2)若在上有四个不同的根,求的取值范围及四个根之和.
【答案】(1)函数的最小值,此时的值为
(2)答案见解析
【分析】(1)利用三角恒等变换整理得,结合正弦函数性质运算求解;
(2)以为整体,结合正弦函数分析运算.
【详解】(1)∵
,
即,
令,解得,
故函数的最小值,此时的值为.
(2)由(1)可知:,
∵,则,,
故,且,
结合正弦函数可得:若在上有四个不同的根,则的取值范围为,
设在上的四个不同的根由小到大依次为,
当时,则,
整理得,故;
当时,则,
整理得,故;
综上所述:当时,四个根之和为;
当时,四个根之和为.
题型二十、余弦函数图象的应用
例20(24-25高一下·上海杨浦·期中)“”是“”的( )
A.充分非必要条件 B.必要非充分条件
C.充要条件 D.既非充分又非必要条件
【答案】A
【分析】,故,但时,与不一定相等,得到答案.
【详解】,故,充分性成立,
当时,与不一定相等,比如,
,但与不相等,必要性不成立,
所以“”是“”的充分非必要条件.
故选:A
20-1(24-25高一下·上海·期中)若存在实数,使函数在上有且仅有2个零点,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】分析可知有两解,以为整体,结合余弦函数图象分析求解.
【详解】令,可得,
函数在上有且仅有2个零点,即有两解,
因为,且,则,可知的区间长度为,
可得,解得,
所以的取值范围为.
故选:A.
20-2(24-25高一下·上海宝山·阶段练习)若函数的定义域为,值域为,则的取值范围是 .
【答案】
【分析】求出、的解后结合值域可求的取值范围.
【详解】令,则,,故存在,使得,
令,则,,
因为值域为,故或,
若,则;
若,则;
故,
故答案为:
20-3(24-25高一下·上海黄浦·期中)设函数和函数的图像公共点的横坐标从小到大依次为,,…,,若满足,则的值为 .
【答案】
【分析】直接解方程即可得
【详解】令,则有或,
解得或,
又函数和函数的图象的公共点的横坐标从小到大依次为,,…,,
所以,,,,,,,,
故,.
所以即,
则,解得,
故答案为:.
题型二十一、求cosx型三角函数的单调性
例21(24-25高一下·上海·期中)函数的单调增区间是 .
【答案】
【分析】根据余弦函数的性质计算可得.
【详解】因为,
令,解得,
所以函数的单调递增区间为.
故答案为:
21-1(24-25高一下·上海静安·期中)函数的单调递增区间为 .
【答案】
【分析】根据给定条件,利用余弦函数单调性列式求出递增区间.
【详解】由,解得,
所以函数的单调递增区间为.
故答案为:
21-2(23-24高一下·上海·期末)已知函数.
(1)求的最小正周期,对称中心;
(2)求的单调区间,最值以及取得最值时的值.
【答案】(1),;
(2)答案见解析
【分析】(1)利用二倍角公式以及两角和的余弦公式化简可得,利用余弦函数的周期公式以及对称性即可求解;
(2)利用余弦函数的性质即可求解.
【详解】(1)因为,
所以的最小正周期,
令,解得,
所以的对称中心为;
(2)令,解得,
令,解得,
所以的严格增区间为,严格减区间,
当,即时,取得最大值,
当,即时,取得最小值,
题型二十二、求cosx(型)函数的值域
例22(24-25高一下·上海闵行·期中)已知实数、满足方程,则的取值范围是 .
【答案】
【分析】根据指数函数和三角函数的性质可得,从而得解.
【详解】由得,
因为,所以,
所以,故,
所以,故.
故答案为:.
22-1(24-25高一下·上海·期中)若关于的方程在上有解,则实数的取值范围是 .
【答案】
【分析】参变分离可得在上有解,根据余弦函数的性质求出的取值范围,即可得解.
【详解】因为关于的方程在上有解,
所以在上有解,
又,所以,
所以,即实数的取值范围是.
故答案为:
22-2(24-25高一下·上海·期中)已知函数.
(1)若,求函数在区间上的最大值和最小值;
(2)若,且在中,角,,所对的边分别为,,,,,,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据余弦的二倍角公式可化简,即可利用整体法,结合余弦函数的性质求解,
(2)根据二倍角公式以及辅助角公式化简,代入可得,即可利用余弦定理求解,由面积公式求解即可.
【详解】(1)当时, ,
当时, ,则,
故,
因此
(2)当时, ,
故,即,
由于,故,
所以,即,
由余弦定理可得,解得(负值舍去),
故
题型二十三、求含cosx的二次式的最值
例23(24-25高一下·上海浦东新·期中)函数的最小值为 .
【答案】
【分析】根据题意,由换元法,结合二次函数的值域即可得到结果.
【详解】,
令,则,
则,
当时,有最小值为.
故答案为:
23-1(24-25高一下·上海·阶段练习)函数,则的最小值为 .
【答案】
【分析】把作为一个整体,结合二次函数性质求最小值.
【详解】,
因为,
所以时,,
故答案为:.
23-2(24-25高一下·上海闵行·期中)已知函数.
(1)求函数的单调递减区间;
(2)求函数,的值域.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据诱导公式及二倍角公式化简,再由正弦型函数的单调性求解;
(2)由诱导公式及同角三角函数的基本关系化简,换元后转化为二次函数求值域即可.
【详解】(1)
,
令,解得,
所以函数的单调递减区间为.
(2),
令,由可得,
则,,
对称轴为,图象开口向下,
所以当时,,
当时,,
所以函数值域为.
题型二十四、求cosx(型)函数的最值
例24(24-25高一下·上海青浦·期中)下列函数的最大值是2的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】应用辅助角公式及二倍角正余弦公式,结合正余弦型函数的性质判断各函数的最大值,即可得.
【详解】A:,不符;
B:,符合;
C:,不符;
D:,不符.
故选:B
24-1(24-25高一下·上海青浦·阶段练习)函数的最大值为 .
【答案】2
【分析】根据二次函数、余弦函数的性质求函数的最大值.
【详解】令,则,
显然,,而时,,
所以时,函数最大值为2.
故答案为:2
24-2(22-23高一下·上海青浦·阶段练习)已知向量.
(1)求函数的最小正周期和严格增区间,
(2)求函数在区间上的最小值和最大值,并求出取得最值时的值.
【答案】(1)最小正周期为;严格增区间为
(2)故时,取得最大值为;当时,取得最小值,最小值为.
【分析】(1)首先根据平面向量数量积运算公式求出的解析式,然后通过三角函数恒等变换公式将其化简整理成余弦型函数,最后根据余弦型函数图像求解其周期与增区间.
(2)直接根据三角函数的图像及其性质求解上的最大值与最小值即可.
【详解】(1)已知向量,,
所以.
故函数的最小正周期为;
由,解得:,,
故函数的严格增区间为.
(2)由于,得.
故当,即时,取得最大值,最大值为;
当,即时,取得最小值,最小值为.
题型二十五、求余弦(型)函数的奇偶性
例25(24-25高一下·上海·阶段练习)的奇偶性是( )
A.偶函数 B.奇函数 C.既奇又偶函数 D.非奇非偶函数
【答案】A
【分析】利用诱导公式化简函数,再根据函数奇偶性定义判断.
【详解】令,,
又,
所以函数是偶函数.
故选:A.
25-1(24-25高一下·上海长宁·期中)函数的定义域为,值域为,则实数的取值范围为
【答案】
【分析】根据余弦函数的单调性,结合特殊角的余弦值进行求解即可.
【详解】因为函数在上单调递减,在上单调递增,
而且,,
所以由函数的定义域为,值域为,
可得:,所以实数的取值范围为,
故答案为:
25-2(24-25高一下·上海长宁·期中)函数是 函数(填“奇”或“偶”)
【答案】偶
【分析】由诱导公式、偶函数的定义即可得解.
【详解】显然的定义域关于原点对称,
且,故函数是偶函数.
故答案为:偶.
2025年6月21日高中数学作业
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
题型二十六、求余弦(型)函数的最小正周期
例26(24-25高一下·上海·阶段练习)函数的最小正周期为 .
【答案】
【分析】根据余弦函数的性质计算可得.
【详解】函数的最小正周期.
故答案为:
26-1(24-25高一下·上海宝山·期中)函数 的最小正周期是 .
【答案】
【分析】由题意利用余弦型函数的周期性,得出结论.
【详解】由余弦函数的周期公式,
得到函数 的最小正周期是.
故答案为:.
26-2(24-25高一下·上海徐汇·期中)已知函数,给出下列结论:
①是周期函数; ②在区间上是增函数;
③若,则; ④函数在区间上有且仅有1个零点.
则上述结论中正确的序号为( )
A.① B.①③ C.①②③ D.②③④
【答案】B
【分析】先求出解析式,再对①②③④一一验证:对于①:利用周期的定义验证;对于②:取特殊数值排除;对于③:利用三角函数的有界性进行计算,即可判断;对于④:可以求出零点,进行判断.
【详解】函数,
对于①:由所以函数的最小正周期为,故①正确;
对于②:由于,,,,
故函数在上不是单调增函数,故②错误;
对于③:函数的最大值为1,若,
则,
所以,,,
故;故③正确;
对于④:当时,,
由于,即,解得或,
所以函数有两个零点,故④错误.
故选:B.
26-3(24-25高一下·上海杨浦·期中)下列函数 的最小正周期是 的序号是 .
① ;② ; ③ ;
④ ; ⑤ .
【答案】 ②⑤
【分析】应用诱导公式及二倍角公式,同角三角函数关系,正弦及余弦函数的周期判断各个选项即可.
【详解】① ① 不正确;
② ,函数周期为 ,②正确;
③ ,,所以最小正周期不是 ,③不正确;
④ ④不正确 ;
⑤ ,函数周期为 ,⑤正确.
故答案为:②⑤.
题型二十七、由余弦(型)函数的周期性求值
例27(24-25高一上·上海·期末)已知,,则满足要求的有 个.
【答案】
【分析】应用诱导公式及余弦函数的周期确定区间内满足要求的个数.
【详解】由,
对于在上各有一个解,且最小正周期为,
由,故在区间上共有个.
故答案为:
27-1(24-25高一下·上海闵行·期中)已知,,集合中有2025个元素,则的取值不可能是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】集合中的元素由生成,当为有理数时,余弦函数的取值会呈现周期性,导致集合元素个数有限.关键点在于确定的分母与元素个数的关系,进而判断选项中哪些会导致元素个数不符合2025.
【详解】若(互质),则余弦函数的周期为,
集合元素个数为(当为偶数时)或(当为奇数时).
需验证选项中对应的是否满足或.
选项A:,对应(偶数).
元素个数为,可能.
选项B:,对应(奇数).
元素个数为,可能.
选项C:,对应(偶数).
元素个数为,可能.
选项D:,对应(奇数).
元素个数为,不可能.
故选:D.
27-2(22-23高一下·上海长宁·期中)设函数,若,,在上为严格减函数,那么的不同取值的个数为( )
A.5 B.4 C.3 D.2
【答案】D
【分析】利用余弦函数性质,由已知条件得出最小正周期的范围,从而得的范围,再由函数值为0得出的关系式,从而得出,,取出可能的,确定出值,即可得结论.
【详解】且在上为严格减函数,则,
又,,因此,,
又,所以,即,
由,则且,,
,,
因此,,
若,则,取,满足题意,
若,则,取,满足题意,
的值有2个.
故选:D.
题型二十八、利用cosx(型)函数的对称性求参数
例28(24-25高一下·上海·期中)“”是“是奇函数”的( )条件
A.充要 B.充分非必要
C.必要非充分 D.既非充分又非必要
【答案】B
【分析】根据是奇函数求出,再利用集合的包含关系判断可得出结论.
【详解】若是奇函数,则,
因为为的真子集,
所以“”是“是奇函数”的充分非必要条件.
故选:B.
28-1(22-23高一下·上海杨浦·期末)已知常数,如果函数的图像关于点中心对称,那么的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据余弦函数的性质求出的取值,即可判断.
【详解】因为函数的图像关于点中心对称,
所以,,所以,,
所以当时,当时,时,
所以的最小值为.
故选:C
28-2(23-24高一下·上海·期中)设函数的一个对称中心是,则 .
【答案】/
【分析】借助余弦型函数的对称性计算即可得.
【详解】由题意可得,即,
又因为,所以.
故答案为:.
28-3(23-24高一下·上海·期末)已知函数.
(1)求的最小正周期,对称中心;
(2)求的单调区间,最值以及取得最值时的值.
【答案】(1),;
(2)答案见解析
【分析】(1)利用二倍角公式以及两角和的余弦公式化简可得,利用余弦函数的周期公式以及对称性即可求解;
(2)利用余弦函数的性质即可求解.
【详解】(1)因为,
所以的最小正周期,
令,解得,
所以的对称中心为;
(2)令,解得,
令,解得,
所以的严格增区间为,严格减区间,
当,即时,取得最大值,
当,即时,取得最小值,
1.(24-25高一下·上海普陀·期中)函数的单调递增区间是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】解不等式,即可求得函数的单调递增区间.
【详解】求函数的单调递增区间.
由,可得,
因此,函数的单调递减区间是.
故选:C.
2.(24-25高一下·上海徐汇·期中)函数的最大值为( )
A.1 B. C.2 D.3
【答案】A
【分析】运用拆角变换,逆用差角的正弦公式,化简函数式,即可求得其最值.
【详解】因
,故其最大值为1.
故选:A.
3.(24-25高一上·上海奉贤·期末)如果,那么下列不等式中成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】ABC选项,可举出反例;D选项,根据指数函数单调性比较出大小.
【详解】ABC选项,不妨设,此时,,,ABC错误;
D选项,,故在R上单调递增,
因为,所以,D正确.
故选:D
4.(23-24高一下·上海闵行·期中)在平面直角坐标中,已知任意角以坐标原点为顶点,轴的非负半轴为始边,若终边经过点,且,定义,称“正余弦函数”,对于“正余弦函数”,有同学得到以下性质,
①该函数的值域为;②该函数的图象关于原点对称;
③该函数的图象关于直线对称;④该函数为周期函数,且最小正周期为.
其中正确的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【分析】利用三角函数新定义结合辅助角公式化简函数,然后根据正弦函数的性质一一判定各个命题即可.
【详解】由题意可知:,显然该函数的值域为,即①正确;
当时,,即该函数图象关于原点对称是错误的,故②错误;
当时,,即该函数图象不关于直线对称,故③错误;
易知该函数为周期函数,其最小正周期为,故④正确.
故选:B
5.(24-25高一下·上海·阶段练习)设常数,若函数的图像关于点对称,则 .
【答案】
【分析】根据正弦函数的对称性计算可得.
【详解】因为函数的图像关于点对称,
所以,则,又,
所以.
故答案为:
6.(23-24高一下·上海奉贤·期中)如图所示为函数的部分图象,其中,则此函数的解析式为 .
【答案】
【分析】根据勾股定理及周期公式求解,再根据函数过点求解即可.
【详解】设,因为,
所以,解得,
所以,
所以,又时,,
所以,由得,
所以,
故答案为:.
7.(24-25高一下·上海·期中)定义在上的函数既是奇函数又是周期函数,其最小正周期是,当时,则的值为 .
【答案】/
【分析】利用奇函数的性质及周期性有,再应用解析式即可求值.
【详解】由题设.
故答案为:
8.(24-25高一下·上海·期中)函数的单调增区间为 .
【答案】
【分析】先求出函数的增区间,再与取交集即可解出.
【详解】令,解得,
所以的增区间为,
又,所以在上的单调增区间为.
故答案为:.
9.(24-25高一下·上海·阶段练习)函数的最小正周期
【答案】
【分析】利用诱导公式,二倍角余弦公式化简函数解析式,利用周期公式求解.
【详解】,
所以最小正周期为.
故答案为:.
10.(22-23高一下·上海·期中)设为常数,函数.
(1)设,求函数的严格增区间;
(2)若函数为偶函数,求此函数在上的值域.
【答案】(1),
(2)
【分析】(1)利用诱导公式及两角和的正弦公式将函数化简,再根据正弦函数的性质计算可得;
(2)根据偶函数的性质得到对于任意,均有成立,即可求出的值,从而得到解析式,再根据的范围求出的范围,最后由余弦函数的性质计算可得.
【详解】(1)当时,函数
,
令,,
解得,.
所以此函数的单调递增区间为,;
(2)由题意可知函数的定义域为,
又,
因为函数为偶函数,
所以对于任意,均有成立,
即,
即对于任意实数均成立,
只有当时成立,此时.
因为,所以,所以,所以,
即此函数在上的值域为.
11.(23-24高一下·上海闵行·期末)已知函数的最大值为2.
(1)求a的值,并求的最小正周期;
(2)求在上的单调递增区间.
【答案】(1),最小正周期为
(2)
【分析】(1)先根据二倍角公式和辅助角公式将原式化简整理,得到,根据函数最值,即可求出,再由正弦函数的周期,即可求出周期;
(2)先由正弦函数的单调递增区间列出不等式求解,得出函数的单调递增区间,再由给定区间,即可得出结果.
【详解】(1)
,
所以,
因为函数的最大为2,所以,
解得;
所以,因此最小正周期为;
(2)由,得,
所以的单调递增区间为,
又,取,
得在上的单调递增区间为.
1.(24-25高一下·上海浦东新·期中)设,用表示不超过的最大整数,例如.已知函数,函数,则以下结论中正确的个数有( ).
①函数的值域是,②函数的图象关于对称,③函数是偶函数,④方程只有一个实数根.
A.4个 B.3个 C.2个 D.1个
【答案】B
【分析】首先,根据函数奇偶性的定义判断和的奇偶性;然后,通过三角函数的性质及绝对值的意义求出在不同区间的表达式,进而得到的取值情况,画出函数图象;最后,根据的不同取值求解方程的实数根.逐个判断即可.
【详解】函数的定义域为R,
因为,所以为偶函数,
当时,,
则,
当时,,
当时,,
所以函数的图象如下图所示
由可知,
在内,,
当,Z时,,
当,且,Z时,,
当或,Z时,,
因为,
所以为偶函数,
则函数的图象如下图所示
故选项①和③正确,②错误;
对于方程,当时,方程有一个实数根,
当时,,此时,方程没有实数根,
当时,,此时,方程没有实数根,
所以方程只有一个实数根,故④正确.
故选:B.
2.(23-24高一下·上海黄浦·期末)设,若对任意的,都存在,使得成立,则可以是( ).
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】设的值域为,的值域为,求出,根据题意,再代入选项逐项分析即可.
【详解】设的值域为,的值域为,
则由题意得,因为,则,
则,则,
因为,所以,
对A,当时,,则,
则,不满足,故A错误;
对B,当时,,
,
则,
则,满足,故B正确;
对C,当时,,
,
则,
则,不满足,故C错误;
对D,当时,,
则,
则,不满足,故D错误;
故选:B.
【点睛】关键点点睛:本题的关键是根据题意将其转化为两函数值域之间的包含关系,再利用整体法求出相关三角函数的值域,代入选项逐个分析即可.
3.(24-25高一下·上海徐汇·期中)函数是定义在上的奇函数,且关于的不等式有解.则实数的取值范围为 .
【答案】
【分析】利用函数为奇函数,结合奇函数的定义可求出的值,然后分析函数的单调性,将所求不等式变形,可得出有解,结合参变量分离法可求出实数的取值范围.
【详解】因为是定义在上的奇函数,
所以,
所以,则,
任取,
则,
因为,
所以,则,
所以在上为增函数,
所以有解,
所以有解,即,
设,又得,,
则,当且仅当时等号成立,
由双勾函数的单调性知,在上单调递减,在单调递增,
当时,,当时,,
所以,
所以,
故答案为:.
4.(24-25高一下·上海浦东新·期中)已知函数,函数满足以下三点条件:①定义域为;②对任意,有;③当时,.则函数在区间上零点的个数为 .
【答案】
【分析】根据的性质可得时,有,进而讨论时,根据放缩法可得在无零点,进而根据函数图象可确定函数、在上交点个数,构造函数求解在有且只有一个零点.,即可求解.
【详解】当时,,
当时,,故,
当时,,故,
……,依次类推,可知时,有,
当时,,故在无零点,
同理在也无零点.
∵,故将的图象向右平移个单位后,图象纵向伸长为原来的两倍,
则在平面直角坐标系中,、在上如图所示:
又,
故、在上的图象共有4047个不同交点,
下证:当,有且只有一个零点.
由于当时,,故,
即当时,,
当时,,也满足,
因此对任意的,都有,
结合为奇函数,因此对任意的,都有,
当时,,
因此,有且只有一个零点.
综上,、在上的图象共有4048个不同交点,
即在有4048个不同的零点,
故答案为:4048
5.(24-25高一下·上海·阶段练习)设函数(是常数,,),若在区间上具有单调性,且,则函数是的最小正周期是 .
【答案】
【分析】根据单调性可求出,再根据题意得函数关于点对称,关于直线对称,得到关于的方程组,通过作差分析可得,最后检验即可.
【详解】因为在区间上具有单调性,,
则,故,
,
则的图象关于点对称,关于直线对称,
,且,
两式相减,可得,又因为,故,
当时,由,得,
又,则,故,
所以它的最小正周期为.
故答案为:.
6.(24-25高一下·上海闵行·期中)已知函数.
(1)若且的最大值为2,求函数在上的单调递增区间;
(2)若,已知,若关于的方程在时有两解,求实数m的取值范围;
(3)已知的一条对称轴方程为,若对于任意,在区间上总存在唯一确定的,使得,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据题意,得到,求得,得到函数,结合正弦型函数的性质,即可求解;
(2)根据题意,化简得到,转化为在上有两解,结合正弦函数的性质,即可求解.
(3)由,求得,得到,根据,求得,把任意,总存在唯一确定的,转化为,结合正弦型函数的性质,即可求解.
【详解】(1)解:由函数,其中,
因为函数的最大值为2,可得,解得,
所以,
令,可得,
当时,可得,
因为,所以函数在区间上的递增区间为.
(2)解:当时,,
则
,
因为在时有两解,所以在上有两解,
令,可得,
转化为与在上有两个交点,
又由,
结合正弦函数的性质,可得,即实数的取值范围为.
(3)解:因为,解得,
所以,
因为,可得,所以,
对任意,总存在唯一确定的,
使得成立,所以,
且有且仅有唯一解,
令,则,所以,
所以,解得,所以,即实数的范围为.
7.(24-25高一下·上海闵行·期中)已知函数.
(1)求的振幅与频率;
(2)已知在的值域为,求的取值范围;
(3)在等腰三角形中,当时,取得最小值,点与点在直线的两侧,且,,求面积的最大值.
【答案】(1),
(2)
(3)
【分析】(1)利用三角恒等变换化简函数解析式为,即可求出函数的振幅以及频率的值;
(2)由可得出的取值范围,结合函数的值域可得出关于的不等式,即可解得的取值范围;
(3)根据函数为的最小值,结合角的取值范围可得出角的值,设,,所以.利用余弦定理、正弦定理结合三角恒等变换可得出,即可得出面积的最大值.
【详解】(1)
,
所以函数的振幅,频率.
(2)设,则,,则,
所以,解得,即的取值范围是.
(3)由(1)知当时,即,
则,则.
因为,所以,
又为等腰三角形,所以,,
由正弦定理可得,可得,
设,,所以.
由余弦定理得,
,
由正弦定理得,所以.
又,,
所以
,
即的面积取得最大值为.
试卷第1页,共3页
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