内容正文:
重难点培优01 三角函数图象与性质的通用解法
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01 知识重构・重难梳理固根基 1
02 题型精研・技巧通法提能力 2
题型一 三角函数定义域问题(★★) 2
题型二 三角函数的最值与值域问题(★★★) 4
题型三 三角函数的周期性问题(★★★★) 5
题型四 函数的奇偶性的判断与证明(★★★★)....................................................................................7
题型五 已知三角函数的奇偶性求参数(★★★★)................................................................................7
题型六 已知三角函数的奇偶性求表达式、求值(★★★★)................................................................7
题型七 三角函数的对称性问题(★★★★)............................................................................................7
题型八 利用函数单调性求参数的范围(★★★★)................................................................................7
题型九 利用函数的单调性比较函数值大小(★★★★).......................................................................7
题型十 三角函数图象的变换(★★★★)...............................................................................................7
题型十一 根据三角函数图象求解析式(★★★★)..............................................................................7
题型十二 三角函数图象的综合应用(★★★★★)..............................................................................7
03 实战检测・分层突破验成效 8
检测Ⅰ组 重难知识巩固 8
检测Ⅱ组 创新能力提升 10
一、函数的单调性
(1)单调函数的定义
一般地,设函数的定义域为,区间:
如果对于内的任意两个自变量的值,当时,都有,那么就说在区间上是增函数.
如果对于内的任意两个自变量的值,,当时,都有,那么就说在区间上是减函数.
①属于定义域内某个区间上;
②任意两个自变量,且;
③都有或;
④图象特征:在单调区间上增函数的图象从左向右是上升的,减函数的图象从左向右是下降的.
(2)单调性与单调区间
①单调区间的定义:如果函数在区间上是增函数或减函数,那么就说函数在区间上具有单调性,称为函数的单调区间.
②函数的单调性是函数在某个区间上的性质.
(3)复合函数的单调性
复合函数的单调性遵从“同增异减”,即在对应的取值区间上,外层函数是增(减)函数,内层函数是增(减)函数,复合函数是增函数;外层函数是增(减)函数,内层函数是减(增)函数,复合函数是减函数.
二、函数的最值
一般地,设函数的定义域为D,如果存在实数M满足
(1),都有;②,使得,则M是函数的最大值;
(2),都有;②,使得,则M是函数的最小值.
三、函数的奇偶性
函数奇偶性的定义及图象特点
奇偶性
定义
图象特点
偶函数
如果对于函数的定义域内任意一个,都有,那么函数就叫做偶函数
关于轴对称
奇函数
如果对于函数的定义域内任意一个,都有,那么函数就叫做奇函数
关于原点对称
4、 函数的周期性
(1)周期函数:
对于函数,如果存在一个非零常数,使得当取定义域内的任何值时,都有,那么就称函数为周期函数,称为这个函数的周期.
(2)最小正周期:
如果在周期函数的所有周期中存在一个最小的正数,那么称这个最小整数叫做的最小正周期.
5、 函数的对称性
(1)若函数为偶函数,则函数关于对称.
(2)若函数为奇函数,则函数关于点对称.
(3)若,则函数关于对称.
(4)若,则函数关于点对称.
六、与的图象与性质
(1)最小正周期:.
(2)定义域与值域:,的定义域为R,值域为[-A,A].
(3)最值
假设.
①对于,
②对于,
(4)对称轴与对称中心.
假设.
①对于,
②对于,
正、余弦曲线的对称轴是相应函数取最大(小)值的位置.正、余弦的对称中心是相应函数与轴交点的位置.
(5)单调性.
假设.
①对于,
②对于,
(6)平移与伸缩:由函数的图象变换为函数的图象的步骤;
方法一:.先相位变换,后周期变换,再振幅变换,不妨采用谐音记忆:我们“想欺负”(相一期一幅)三角函数图象,使之变形.
方法二:.先周期变换,后相位变换,再振幅变换.
注:在进行图象变换时,提倡先平移后伸缩(先相位后周期,即“想欺负”),但先伸缩后平移(先周期后相位)在题目中也经常出现,所以必须熟练掌握,无论哪种变化,切记每一个变换总是对变量而言的,即图象变换要看“变量”发生多大变化,而不是“角”变化多少.
题型一 三角函数定义域问题
【技巧通法·提分快招】
求三角函数定义域时,常常归纳为解三角不等式组,这时可利用基本三角函数的图象求得解集.
1.(2024·天津·模拟预测)若集合,,则( )
A. B. C. D.
2.(2023·天津·模拟预测)已知函数,则在区间内的零点个数为( )
A. B. C. D.
3.(23-24高一上·天津·阶段练习)函数的单调递增区间为( )
A. B.
C. D.
4.(2024·天津和平·一模)函数,则下列命题正确的是( )
A.函数是偶函数 B.函数定义域是
C.函数最大值 D.函数的最小正周期为
5.(2024·天津·调研)一般地,任意给定一个角,它的终边与单位圆的交点的坐标,无论是横坐标还是纵坐标,都是唯一确定的,所以点的横坐标、纵坐标都是关于角的函数.下面给出这些函数的定义:
①把点的纵坐标叫作的正弦函数,记作,即;
②把点的横坐标叫作的余弦函数,记作,即;
③把点的纵坐标的倒数叫作的余割函数,记作,即;
④把点的横坐标的倒数叫作的正割函数,记作,即.
下列结论错误的是( )
A.
B.
C.函数的定义域为
D.
6.(2024·天津武清·一模)已知函数的部分图象如图所示,则函数 的表达式可能是( )
A.
B.
C.
D.
7.(2025·天津·调研)函数的最小正周期为( )
A. B. C. D.
8.(2023·天津·二模)已知函数.
(1)求函数的定义域;
(2)若,求函数的单调区间.
9.(2025·天津·一模)已知函数.
(Ⅰ)求f(0)的值;
(Ⅱ)求函数f(x)的定义域;
(Ⅲ)求函数f(x)在上的取值范围.
题型二 三角函数的最值与值域问题
【技巧通法·提分快招】
求三角函数的最值,通常要利用正、余弦函数的有界性,一般是通过三角变换化归为下列基本类型处理.
(1),设,化为一次函数在上的最值求解.
(2),引入辅助角,化为,求解方法同类型(1)
(3),设,化为二次函数在闭区间上的最值求解,也可以是或型.
(4),设,则,故,故原函数化为二次函数在闭区间上的最值求解.
(5)与,根据正弦函数的有界性,即可用分析法求最值,也可用不等式法求最值,更可用数形结合法求最值.这里需要注意的是化为关于或的函数求解释务必注意或的范围.
(6)导数法
1.(2025·天津武清·三模)将函数的图象向右平移个单位长度,得到函数的图象,则下列结论正确的是( )
A.是奇函数 B.的图象关于直线对称
C.在上的值域为 D.在上单调递增
2.(2025·天津蓟州·模拟预测)已知函数若恒成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
3.(2025·天津·二模)已知集合,曲线上的点构成集合,则曲线上的点到直线的最大距离为( )
A. B. C. D.
4.(2025·天津·模拟预测)已知函数的图象关于原点对称,且在上单调,在处取得极值,则( )
A.1 B. C.2 D.3
5.(2025·天津·二模)在锐角中,内角所对的边分别为,若,,则AC边上的高的取值范围是( )
A. B. C. D.
6.(2025·天津宝坻·模拟预测)在锐角中,内角的对边分别为,且,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
7.(2023·天津·模拟预测)已知函数,若方程在上恰有5个不同实根,则m的取值范围是( )
A. B. C. D.
8.(2025·天津·模拟预测)已知函数.
(1)求函数的对称中心及对称轴方程;
(2)当时,求函数的最大值和最小值.
9.(2025·天津·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.
10.(2025·天津宁河·模拟预测)在△ABC中,内角A,B,C的对边分别是a,b,c,已知.
(1)求B;
(2)求的取值范围.
题型三 三角函数的周期性问题
【技巧通法·提分快招】
关于三角函数周期的几个重要结论:
(1)函数的周期分别为,.
(2)函数,的周期均为
(3)函数的周期均.
1.(2024·天津·模拟预测)已知函数在区间单调递减,且和是两个对称中心,则( )
A. B. C. D.
2.(24-25高三下·天津·阶段练习)记函数的最小正周期为T.若,且对恒成立,则最小值为( )
A.2 B.3 C.6 D.9
3.(2024·天津武清·模拟预测)已知函数,现给出下列四个结论:
①的图象关于点对称;
②函数的最小正周期为;
③函数在上单调递减;
④对于函数.
其中所有正确结论的序号为( )
A.①② B.①③ C.①③④ D.②③④
4.(2025·天津·三模)已知函数的部分图象如下所示,其中,,其中,则( )
A. B.1 C. D.
5.(2025·天津河西·二模)已知、是函数的两个零点,且的最小值为,若将函数的图象向左平移个单位后得到的图象关于原点对称,则函数的解析式可能是( )
A. B.
C. D.
6.(2023·天津·调研)函数的图象如图所示,图中阴影部分的面积为,则( )
A. B. C. D.
7.(23-24高一下·天津·开学考)已知函数的最小正周期为,且.
(1)求函数的解析式;
(2)函数的图象是由函数的图象向左平移个单位长度得到,若,求的最小值.
8.(24-25高三下·天津·期中)已知向量、,记.
(1)求函数的最小正周期;
(2)若函数(其中常数)为奇函数,求的值.
9.(24-25高三·天津·开学考)已知函数.
(1)求最小正周期及图象的对称中心;
(2)在中,,,分别为角,,的对边,且,,,求的面积.
题型四 函数的奇偶性的判断与证明
【技巧通法·提分快招】
函数单调性与奇偶性结合时,注意函数单调性和奇偶性的定义,以及奇偶函数图象的对称性.
1.(23-24高一下·天津·期末)函数,其中.
(1)讨论的奇偶性;
(2)时,求证:的最小正周期是;
(3),当函数的图象与的图象有交点时,求满足条件的的个数,说明理由.
2.(24-25高一上·天津·期末)已知函数
(1)证明:是偶函数.
(2)若,求在上的零点.
3.(23-24高二上·天津武清·开学考试)已知数列中,关于的函数有唯一零点,记.
(1)判断函数的奇偶性并证明;
(2)求;
(3)求证:;
4.(24-25高一下·天津·期中)判断的奇偶性.
5.(22-23高一·天津·开学考)判断下列函数的奇偶性:
(1);
(2);
(3);
(4).
6.(24-25高一下·天津·期末)已知函数,试根据下列要求研究函数的性质.
(1)求证:函数是偶函数;
(2)求证:是函数的一个周期;
(3)写出函数的单调区间(不必证明),并求函数的最值.
题型五 已知函数的奇偶性求参数
【技巧通法·提分快招】
利用函数的奇偶性的定义转化为,建立方程,使问题得到解决,但是在解决选择题、填空题时还显得比较麻烦,为了使解题更快,可采用特殊值法求解.
1.(24-25高三下·天津·阶段练习)若是偶函数,则
2.(24-25高一下·天津·阶段练习)已知函数,将图象上所有的点向左平移个单位长度得到函数的图象,若是偶函数,且关于的方程在上恰有2个解,则 .
3.(24-25高一下·天津蓟州·期中)已知函数(其中为常数,且)有且仅有5个零点,则的取值范围是 .
4.(24-25高三上·天津·阶段练习)已知函数,若为偶函数,且在区间内仅有两个零点,则的值是 .
5.(2025·天津宝坻·模拟预测)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.
6.(2025·天津宝坻·模拟预测)若函数的图象与直线的两个相邻交点之间的距离为,且为奇函数,则的最小值为( )
A. B. C. D.
7.(21-22高一上·天津河西·期末)已知.
(1)求函数的单调递减区间;
(2)求函数的最值并写出取最值时自变量的值;
(3)若函数为偶函数,求的值.
题型六 已知函数的奇偶性求表达式、求值
【技巧通法·提分快招】
抓住奇偶性讨论函数在各个分区间上的解析式,或充分利用奇偶性得出关于的方程,从而可得的解析式.
1.(2025高三·天津·专题练习)设函数,若,函数是偶函数,则的值可以是( )
A. B. C. D.
2.(23-24高二下·天津·期中)已知函数为奇函数,则实数的值为( )
A. B.1 C.0 D.-1
3.(23-24高二下·天津宁河·期末)已知函数,且,则( )
A. B. C. D.2
4.(2024·天津蓟州·模拟预测)已知函数,若,则( )
A. B. C. D.3
5.(23-24高一上·天津宝坻·阶段练习)已知,则( )
A. B.0 C.1 D.2
6.(2025高三·天津·专题练习)已知函数,数列满足
(1)求数列的通项公式;
(2)设,记数列的前项和为,求证:.
7.(22-23高一下·天津·阶段练习)已知函数,.若对于给定的非零常数,存在非零常数,使得对于恒成立,则称函数是上的“级类周期函数”,周期为.
(1)已知是上的周期为1的“2级类周期函数”,且当时,.求的值;
(2)在(1)的条件下,若对任意,都有,求实数的取值范围;
(3)是否存在非零实数,使函数是上的周期为的级类周期函数,若存在,求出实数和的值,若不存在,说明理由.
题型七 三角函数的对称性问题
【技巧通法·提分快招】
关于三角函数对称的几个重要结论;
(1)函数的对称轴为,对称中心为;
(2)函数的对称轴为,对称中心为;
(3)函数函数无对称轴,对称中心为;
(4)求函数的对称轴的方法;令,得;对称中心的求取方法;令,得,即对称中心为.
(5)求函数的对称轴的方法;令得,即对称中心为
1.(2024·天津和平·一模)若函数(其中)在区间上恰有4个零点,则a的取值范围为 .
2.(2022·天津河东·一模)已知函数,若方程在区间上的根为,则 .
3.(2025·天津·二模)将函数的图象向左平移个单位长度,得到函数的图象,则下列结论中正确的是( )
A.的图象关于直线对称 B.在区间上单调递减
C.在区间没有零点 D.的图象关于点对称
4.(2025·天津·一模)设符号函数,已知函数,则( )
A.为的最小正周期 B.图象的对称轴方程为
C.在上单调递增 D.函数在上有4个零点
5.(2025·天津河西·模拟预测)已知角的顶点与原点重合,它的始边与轴的非负半轴重合,终边过点,定义:,对于函数,有下列四个说法:
①函数的图象关于点对称;②在区间上单调递增;
③将函数的图象向左平移个单位长度后得到一个偶函数的图象;
④方程在区间上有两个不同的实数解.
以上四个说法中,正确的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
6.(2024·天津河东·一模)关于函数,下列结论正确的为( )
A.的最小正周期为 B.是的对称中心
C.当时,的最小值为0 D.当时,单调递增
7.(24-25高一上·天津·期末)已知函数
(1)求函数的最小正周期;
(2)求函数图象的对称中心;
(3)求函数在区间 上的最大值和最小值.
8.(24-25高一上·天津南开·期末)已知函数(,)为奇函数,且图象的相邻两对称轴间的距离为.
(1)求的解析式及单调递减区间;
(2)将函数的图象向右平移个单位长度,再把横坐标缩小为原来的(纵坐标不变),得到函数的图象,当时,求函数的值域.
(3)对于第(2)问中的函数,记方程在上的根从小到大依次为:,,试确定n的值,并求的值.
题型八 利用函数单调性求参数的范围
【技巧通法·提分快招】
若已知函数的单调性,求参数的取值范围问题,可利用函数单调性,先列出关于参数的不等式,利用下面的结论求解.
1、若在上恒成立在上的最大值.
2、若在上恒成立在上的最小值.
1.(24-25高三上·天津·期中)已知函数在有且仅有个极小值点,且在上单调递增,则ω的取值范围为( )
A. B. C. D.
2.(2020·天津·二模)若函数()在区间上单调递减,且在区间上存在零点,则的取值范围是
A. B. C. D.
3.(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
4.(2025·天津·二模)已知函数,对任意,恒有,且在上单调递增,则下列选项中不正确的是( )
A.
B.为奇函数
C.函数图象向左平移个单位,再将所有点的横坐标缩为原来的得到函数,函数的对称轴方程为,
D.在上的最小值为
5.(2025·天津河北·二模)已知函数在区间上单调递减,且将函数图象上各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,若函数在区间上单调递增,则t的最大值为( )
A. B. C. D.
6.(22-23高一上·天津滨海新·期末)已知函数.
(1)求的最小正周期:
(2)求函数取最大值时的取值集合;
(3)设函数在区间上单调递减,求实数的最大值.
7.(2025·天津·调研)已知函数.
(1)求;
(2)设函数,求的值域和单调区间.
8.(2025·天津·三模)已知函数.
(1)当时.
(i)判断在上极值点的个数,并说明理由;
(ii)设在内的全部极值点按从小到大的顺序排列,求证:
(2)当时,直线为曲线y的“双重切线”,记直线的斜率所有可能的取值为,若,证明:.
已知:若函数图象上恰好存在相异的两点P、Q,满足曲线在P和Q处的切线重合,则称P、Q为曲线y的“双重切线”,直线PQ为曲线的“双重切线”.
题型九 利用函数的单调性比较函数值大小
【技巧通法·提分快招】
比较函数值大小,应将自变量转化到同一个单调区间内,然后利用函数单调性解决.
1.(2024·天津河西·二模)若,,,则a,b,c的大小关系是( )
A. B. C. D.
2.(2025·天津·二模)化简( )
A. B. C. D.
3.(2025·天津河西·一模)设,,,则的大小关系为( )
A. B.
C. D.
4.(24-25高一上·天津武清·期末)设,则的大小关系为( )
A. B.
C. D.
5.(2024·天津南开·二模)已知函数的部分图象如下:
则的解析式可能为( ).
A. B.
C. D.
6.(24-25高一下·天津·阶段练习)已知
(1)求证:.
(2)若.
①求;
②若,且,求.
7.(24-25高二下·天津·阶段练习)已知定义在R上的二次函数,且在上的最小值是7.
(1)求实数的值;
(2)设函数,方程在上是否存在两个不等实根?若存在,请说明与的大小关系,若不存在,请说明理由.
8.(24-25高一下·天津·期中)已知,.
(1)求、的值;
(2)求的值;
(3)若、均为锐角,且,求的值.
题型十 三角函数图象的变换
【技巧通法·提分快招】
由函数的图象变换为函数的图象.
方法:先相位变换,后周期变换,再振幅变换.
的图象的图象
的图象
的图象
1.(24-25高三上·天津·期中)已知函数的部分图象如图所示,下列说法正确的是 .(写出下列选项的序号即可)
①.函数的图象关于直线对称
②.函数的图象关于对称
③.该图象向右平移个单位长度可得的图象
④.函数在上单调递增
2.(24-25高二下·天津红桥·阶段练习)将函数的图象向右平移个单位,得到的图象,再将图象上的所有点的横坐标变成原来的,得到的图象,则下列说法正确的有 .
①函数的最小正周期为;
②是函数h(x)图象的一个对称中心;
③函数图象的一个对称轴方程为;
④函数在区间 上单增
3.(24-25高一下·天津·阶段练习)若将函数的图象向右平移个单位 长度后所得图象关于y轴对称,则的最小值为 .
4.(24-25高三上·天津·期中)函数的图象向左平移个单位后关于轴对称,则函数在上的最小值为 .
5.(24-25高三上·天津河北·期中)将函数的图象向右平移个单位得到函数的图象,则函数在区间上的值域 .
6.(24-25高三上·天津·阶段练习)已知函数.给出下列结论:
①的最小正周期为;
②在上单调递增;
③把函数的图象上所有点向左平移个单位长度,可得到函数的图象.
其中所有正确结论的序号是 .
7.(24-25高三上·天津·阶段练习)已知函数,(i)若,将函数沿x轴向右平移单位后得到函数图象关于y轴对称,则 ;(ii)若在上单调,则ω的最大值为 .
8.(24-25高三上·天津武清·阶段练习)已知函数.下列结论正确的是 .①的一个对称中心为;②是的最大值;③在上单调递增;④把函数的图象上所有点向右平行移动个单位长度后,再向上平移个单位长度,可得到的图象.
9.(24-25高一下·天津红桥·阶段练习)函数
(1)求函数的最小正周期
(2)求函数单调递减区间;
(3)将函数的图象先向左平移个单位长度,再将所有点的横坐标缩短为原来的(纵坐标不变),得到函数的图象.求的值.
10.(24-25高一下·天津·阶段练习)已知函数 的部分图象如图所示.
(1)求函数的解析式及对称中心;
(2)求函数在 上的值域.
(3)先将的图象纵坐标缩短到原来的,再向左平移个单位后得到的图象,求函数 在上的单调减区间.
题型十一 根据三角函数图象求解析式
【技巧通法·提分快招】
根据函数必关于轴对称,在三角函数中联想到的模型,从图象、对称轴、对称中心、最值点或单调性来求解.
1.(2019·天津·一模)已知函数最小正周期为,且的图象过点,则方程所有解的和为( )
A. B. C. D.
2.(23-24高一下·天津·期中)函数的图象经过点和点,则的单调递增区间是( )
A. B.
C. D.
3.(24-25高一下·天津·阶段练习)已知函数的部分图象如图所示,则下列结论正确的个数是( )
①;②;
③的图象与y轴的交点坐标为;④函数的图象关于直线对称
A.1 B.2 C.3 D.4
4.(2024高三·天津·专题练习)已知函数的部分图象如图所示,其中,则 ;函数在不单调,则的取值范围为 .
5.(23-24高一下·天津·期中)函数的图象如图所示,图中阴影部分的面积为,则函数的解析式为 .
6.(24-25高一下·天津·期末)已知函数(,,)的部分图象如图所示.
(1)求的解析式及单调递减区间;
(2)将函数的图象向左平移个单位长度,再将所得图象上各点的横坐标变为原来的2倍(纵坐标不变),得到函数的图象.若对任意的,,都有,求实数的取值范围.
7.(24-25高三上·天津·阶段练习)已知函数,其图象经过点,且与轴两个相邻的交点的距离为.
(1)求的解析式;
(2)在中,,求的面积.
8.(24-25高三上·天津和平·开学考试)已知函数的最大值为2,且,.若,且.
(1)求的解析式;
(2)求的单调递增区间;
(3)求的零点.
9.(24-25高一上·天津·期末)若函数图象的相邻对称轴距离为,且.
(1)求的解析式和单调减区间;
(2)若存在,使得不等式成立,求实数的取值范围.
题型十二 三角函数图象的综合应用
【技巧通法·提分快招】
三角函数的性质(如奇偶性、周期性、单调性、对称性)中,尤为重要的是对称性.
因为对称性奇偶性(若函数图象关于坐标原点对称,则函数为奇函数;若函数图象关于轴对称,则函数为偶函数);对称性周期性(相邻的两条对称轴之间的距离是;相邻的对称中心之间的距离为;相邻的对称轴与对称中心之间的距离为);对称性单调性(在相邻的对称轴之间,函数单调,特殊的,若,函数在上单调,且,设,则深刻体现了三角函数的单调性与周期性、对称性之间的紧密联系)
1.(24-25高三上·天津·阶段练习)已知函数,在区间上恰有5个零点,在下述四个结论中:①在区间有三个极大值点;②在区间有三个极小值点;③在区间一定单调递增;④的取值范围是.所有正确的结论的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
2.(2024·天津·一模)已知函数(其中)的部分图象如图所示,有以下结论:
① ②函数为偶函数
③ ④在上单调递增
所有正确结论的序号是( )
A.①② B.①③④ C.③④ D.①④
3.(23-24高三上·天津河东·期中)已知,给出下列结论:
若,,且,则;
存在,使得的图象向左平移个单位长度后得到的图象关于轴对称;
若,则在上单调递增;
若在上恰有个零点,则的取值范围为.
其中,所有正确结论的个数是( )
A. B. C. D.
4.(2023·天津滨海新·模拟预测)设函数,已知在有且仅有5个零点,下述四个结论:
①在有且仅有3个极大值点
②在有且仅有2个极小值点
③在单调递增
④的取值范围是
其中所有正确结论的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
5.(22-23高三上·天津和平·阶段练习)设函数,已知在上有且仅有3个极值点,则的取值范围是 .
6.(20-21高一上·天津西青·期末)已知函数.
(Ⅰ)求函数的最小正周期;
(Ⅱ)求函数在上的单调递增区间;
(Ⅲ)若是函数的一个零点,求实数的值及函数在上的值域.
7.(24-25高一下·天津·期末)已知函数,且.
(1)求a的值和函数的最小正周期;
(2)求不等式的解集;
(3)在中,,,AD为BC边上的中线,设,,请直接写出的值和BC的长.
8.(24-25高一下·天津·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.
检测Ⅰ组 重难知识巩固
1.(22-23高二下·天津河北·期末)将函数,的图象向左平移个单位长度,得到函数的图象,则下列结论正确的是( )
A.是最小正周期为的奇函数
B.是最小正周期为的偶函数
C.在上单调递减
D.在上的最小值为
2.(2024·天津·二模)已知函数,关于有下面四个说法:
的图象可由函数的图象向右平行移动个单位长度得到;
在区间上单调递增;
当时,的取值范围为;
在区间上有个零点.
以上四个说法中,正确的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
3.(2024·天津·二模)将函数的图象向左平移个单位长度得到函数的图象,下列结论正确的是( ).
A.是最小正周期为的偶函数 B.点是的对称中心
C.在区间上的最大值为 D.在区间上单调递减
4.(2024·天津河北·一模)关于函数有下述四个结论:
①是偶函数;
②在区间上单调;
③的最大值为,最小值为,则;
④最小正周期是.
其中正确的结论有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
5.(2024·天津·一模)如图是函数的部分图象,是图象的一个最高点,是图象与轴的交点,是图象与轴的交点,且的面积等于,则下列说法正确的是( )
A.函数的图象关于点对称;
B.函数的最小正周期为;
C.函数的图象可由的图象向右平移个单位长度得到;
D.函数的单调递增区间是.
6.(2024·天津·一模)如图是函数的部分图象,则的解析式可能为( )
A. B.
C. D.
7.(24-25高一下·天津和平·期末)已知函数,将的图象向左平移()个单位后,得到函数的图象,若与的图象关于轴对称,则的最小值为( )
A. B. C. D.
8.(22-23高三上·天津滨海新·期末)将函数的图象向右平移个单位,得到的图象,再将图象上的所有点的横坐标变成原来的,得到的图象,则下列说法正确的个数是( )
①函数的最小正周期为;
②是函数图象的一个对称中心;
③函数图象的一个对称轴方程为;
④函数在区间上单调递增
A. B. C. D.
9.(23-24高三上·天津宁河·期末)函数的部分图象如图所示,下列结论中正确的是( )
①的最小正周期为;②直线是函数图象的一条对称轴;③函数的单调递增区间为;④将函数的图象向右平移个单位得到函数的图象
A.①③ B.②③ C.②④ D.③④
10.(23-24高三上·天津·期末)已知函数,其图象相邻两个对称中心之间的距离为,且直线是其一条对称轴,则下列结论正确的是( )
A.函数的最小正周期为
B.函数在区间上单调递增
C.点是函数图象的一个对称中心
D.将函数图象上所有点的横坐标伸长为原来的2倍,纵坐标不变,再把得到的图象向左平移个单位长度,可得到一个奇函数的图象
11.(22-23高一上·天津河西·期末)已知函数,将的图象向右平移个单位,再向下平移2个单位,得到函数的图象.
(1)函数的最小正周期和对称轴方程及对称中心坐标;
(2)求的单调递增区间和对称轴方程及对称中心坐标.
12.(24-25高一上·天津·期末)若函数图象的相邻对称轴距离为,且.
(1)求的解析式和单调减区间;
(2)若存在,使得不等式成立,求实数的取值范围.
13.(24-25高一上·天津滨海新·期末)已知函数.
(1)求函数的最小正周期;
(2)求函数的单调递增区间:
(3)当时,已知的最大值为,求使成立时自变量x的集合.
14.(2022·天津北辰·模拟预测)已知,,.
(1)求函数的最小正周期和单调递减区间;
(2)若将图象向左平移个单位,得到函数的图象,求的对称轴及其对称中心.
15.(2022·天津南开·模拟预测)已知数.
(1)求函数的最小正周期,并写出函数的单调递增区间
(2)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且满足,求的取值范围
检测Ⅱ组 创新能力提升
1.(2025·天津河北·二模)已知函数在区间上单调递减,且将函数图象上各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,若函数在区间上单调递增,则t的最大值为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高一上·天津南开·期末)已知函数(,)的最大值为2,其部分图象如图所示,则下列命题正确的个数为( )
①;
②函数为奇函数;
③若函数在区间上至少有4个零点,则;
④在区间上单调递增.
A.4 B.3 C.2 D.1
3.(2024·天津南开·二模)已知函数的部分图象如下:
则的解析式可能为( ).
A. B.
C. D.
4.(2024·天津红桥·一模)将函数的图象横坐标伸长为原来的2倍,再向左平移单位,得到函数的部分图象(如图所示).对于,,且,若,都有成立,则下列结论中不正确的是( )
A.
B.
C.在上单调递增
D.函数在的零点为,则
5.(2024·天津河西·三模)在中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知,.
(1)求的值;
(2)设函数.
(ⅰ)求的定义域和最小正周期;
(ⅱ)求的值.
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重难点培优01 三角函数图象与性质的通用解法
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01 知识重构・重难梳理固根基 2
02 题型精研・技巧通法提能力 2
题型一 三角函数定义域问题(★★) 5
题型二 三角函数的最值与值域问题(★★★) 11
题型三 三角函数的周期性问题(★★★★) 20
题型四 函数的奇偶性的判断与证明(★★★★) 26
题型五 已知函数的奇偶性求参数(★★★★) 30
题型六 已知函数的奇偶性求表达式、求值(★★★★) 34
题型七 三角函数的对称性问题(★★★★) 38
题型八 利用函数单调性求参数的范围(★★★★) 46
题型九 利用函数的单调性比较函数值大小(★★★★) 53
题型十 三角函数图象的变换(★★★★) 58
题型十一 根据三角函数图象求解析式(★★★★) 67
题型十二 三角函数图象的综合应用(★★★★★) 75
03 实战检测・分层突破验成效 85
检测Ⅰ组 重难知识巩固 85
检测Ⅱ组 创新能力提升 98
一、函数的单调性
(1)单调函数的定义
一般地,设函数的定义域为,区间:
如果对于内的任意两个自变量的值,当时,都有,那么就说在区间上是增函数.
如果对于内的任意两个自变量的值,,当时,都有,那么就说在区间上是减函数.
①属于定义域内某个区间上;
②任意两个自变量,且;
③都有或;
④图象特征:在单调区间上增函数的图象从左向右是上升的,减函数的图象从左向右是下降的.
(2)单调性与单调区间
①单调区间的定义:如果函数在区间上是增函数或减函数,那么就说函数在区间上具有单调性,称为函数的单调区间.
②函数的单调性是函数在某个区间上的性质.
(3)复合函数的单调性
复合函数的单调性遵从“同增异减”,即在对应的取值区间上,外层函数是增(减)函数,内层函数是增(减)函数,复合函数是增函数;外层函数是增(减)函数,内层函数是减(增)函数,复合函数是减函数.
二、函数的最值
一般地,设函数的定义域为D,如果存在实数M满足
(1),都有;②,使得,则M是函数的最大值;
(2),都有;②,使得,则M是函数的最小值.
三、函数的奇偶性
函数奇偶性的定义及图象特点
奇偶性
定义
图象特点
偶函数
如果对于函数的定义域内任意一个,都有,那么函数就叫做偶函数
关于轴对称
奇函数
如果对于函数的定义域内任意一个,都有,那么函数就叫做奇函数
关于原点对称
4、 函数的周期性
(1)周期函数:
对于函数,如果存在一个非零常数,使得当取定义域内的任何值时,都有,那么就称函数为周期函数,称为这个函数的周期.
(2)最小正周期:
如果在周期函数的所有周期中存在一个最小的正数,那么称这个最小整数叫做的最小正周期.
5、 函数的对称性
(1)若函数为偶函数,则函数关于对称.
(2)若函数为奇函数,则函数关于点对称.
(3)若,则函数关于对称.
(4)若,则函数关于点对称.
六、与的图象与性质
(1)最小正周期:.
(2)定义域与值域:,的定义域为R,值域为[-A,A].
(3)最值
假设.
①对于,
②对于,
(4)对称轴与对称中心.
假设.
①对于,
②对于,
正、余弦曲线的对称轴是相应函数取最大(小)值的位置.正、余弦的对称中心是相应函数与轴交点的位置.
(5)单调性.
假设.
①对于,
②对于,
(6)平移与伸缩:由函数的图象变换为函数的图象的步骤;
方法一:.先相位变换,后周期变换,再振幅变换,不妨采用谐音记忆:我们“想欺负”(相一期一幅)三角函数图象,使之变形.
方法二:.先周期变换,后相位变换,再振幅变换.
注:在进行图象变换时,提倡先平移后伸缩(先相位后周期,即“想欺负”),但先伸缩后平移(先周期后相位)在题目中也经常出现,所以必须熟练掌握,无论哪种变化,切记每一个变换总是对变量而言的,即图象变换要看“变量”发生多大变化,而不是“角”变化多少.
题型一 三角函数定义域问题
【技巧通法·提分快招】
求三角函数定义域时,常常归纳为解三角不等式组,这时可利用基本三角函数的图象求得解集.
1.(2024·天津·模拟预测)若集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由,可得,
即,
由,可得,
即,可得,
故.
故选:B.
2.(2023·天津·模拟预测)已知函数,则在区间内的零点个数为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由题意知求在区间内的零点,
所以令,得,
又因为,
所以只能是,得,
在区间内,当时,有,
所以共有个零点,故D正确.
故选:D.
3.(23-24高一上·天津·阶段练习)函数的单调递增区间为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】令,可得.
当时,函数单调递增.
所以当时,单调递增.
故在上单调递增.
故选:A.
4.(2024·天津和平·一模)函数,则下列命题正确的是( )
A.函数是偶函数 B.函数定义域是
C.函数最大值 D.函数的最小正周期为
【答案】C
【详解】设,由可得,
所以,函数的定义域为,定义域不关于原点对称,
所以,函数不是偶函数,A错B错;
当时,则
,
当且仅当时,即当时,函数取最大值,C对;
因为,
结合函数的定义域可知,函数的最小正周期为,D错.
故选:C.
5.(2024·天津·调研)一般地,任意给定一个角,它的终边与单位圆的交点的坐标,无论是横坐标还是纵坐标,都是唯一确定的,所以点的横坐标、纵坐标都是关于角的函数.下面给出这些函数的定义:
①把点的纵坐标叫作的正弦函数,记作,即;
②把点的横坐标叫作的余弦函数,记作,即;
③把点的纵坐标的倒数叫作的余割函数,记作,即;
④把点的横坐标的倒数叫作的正割函数,记作,即.
下列结论错误的是( )
A.
B.
C.函数的定义域为
D.
【答案】C
【详解】由题知,,
对于A,,A正确;
对于B,,B正确;
对于C,函数,由得
所以的定义域为,C错误;
对于D,
,
当时,等号成立,D正确.
故选:C.
6.(2024·天津武清·一模)已知函数的部分图象如图所示,则函数 的表达式可能是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【详解】对于A选项:已知,,
因为,所以,
又因为(为任意角),这里,
所以,故是奇函数,
而题目所给函数图象关于轴对称,是偶函数,所以A选项不符合,排除.
对于B选项:对于,同样根据奇函数的定义计算:,
由于,所以,
又因为(为任意角,这里),
所以,即是奇函数,
不符合函数图象为偶函数这一条件,排除.
对于C选项:对于,,
因为,且(为任意角,这里),
所以,所以是偶函数.
对于D选项:对于,,
因为,所以,
所以是偶函数.
此时C、D选项函数均为偶函数,还需结合定义域进一步判断.
对于C选项:正切函数的定义域为,,
对于,其自变量需满足有意义,
所以的定义域为,,不是.
而从题目所给图象来看,函数的定义域是,所以C选项不符合,排除.
对于D选项:对于,因为余弦函数的定义域是,
且,的值在正切函数的定义域内,
所以的定义域是,符合图象所给信息.
故选:D.
7.(2025·天津·调研)函数的最小正周期为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】函数中,,且,
即有,且,于是得原函数定义域为且,
又,函数最小正周期为,
显然区间内的任意实数,原函数都有意义,而区间内取不为的实数原函数才有意义,
因此原函数的周期不是,又,
经验证任取长度为的区间,每个单位平移,不在定义域内的实数呈周期性,
如区间中,且,区间中,且,不取的实数依次相差,
所以原函数的最小正周期为.
故选:B
8.(2023·天津·二模)已知函数.
(1)求函数的定义域;
(2)若,求函数的单调区间.
【答案】(1)
(2)的单调递增区间为,单调递减区间为
【详解】(1),即,则,即,
又有意义,则,,
综上可得,,,则函数的定义域为
(2)
∵,则,
由,解得,
由,解得,
即的单调递增区间为,单调递减区间为
9.(2025·天津·一模)已知函数.
(Ⅰ)求f(0)的值;
(Ⅱ)求函数f(x)的定义域;
(Ⅲ)求函数f(x)在上的取值范围.
【答案】(Ⅰ)1(Ⅱ) (Ⅲ)
【详解】解:(Ⅰ)∵,
∴;
(Ⅱ)由cosx≠0,得,
∴函数的定义域是 ;
(Ⅲ)
==sinx+cosx=,
∵,即 ,∴<<,
则<sin(x+)≤1,∴.
∴函数f(x)在上的取值范围为.
题型二 三角函数的最值与值域问题
【技巧通法·提分快招】
求三角函数的最值,通常要利用正、余弦函数的有界性,一般是通过三角变换化归为下列基本类型处理.
(1),设,化为一次函数在上的最值求解.
(2),引入辅助角,化为,求解方法同类型(1)
(3),设,化为二次函数在闭区间上的最值求解,也可以是或型.
(4),设,则,故,故原函数化为二次函数在闭区间上的最值求解.
(5)与,根据正弦函数的有界性,即可用分析法求最值,也可用不等式法求最值,更可用数形结合法求最值.这里需要注意的是化为关于或的函数求解释务必注意或的范围.
(6)导数法
1.(2025·天津武清·三模)将函数的图象向右平移个单位长度,得到函数的图象,则下列结论正确的是( )
A.是奇函数 B.的图象关于直线对称
C.在上的值域为 D.在上单调递增
【答案】C
【详解】由题意知不是奇函数,故A错误.
不关于直线对称,故B错误.
由,得,则,故C正确.
当时,,而在上不单调,
所以在上不单调,故D错误.
故选:C
2.(2025·天津蓟州·模拟预测)已知函数若恒成立,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】当时,恒成立,等价于,
易知,所以,即,得;
当时,恒成立,等价于,
因为,易知在上单调递减,
因此当时,,
所以,解得.
综上,实数的取值范围为.
故选:A.
3.(2025·天津·二模)已知集合,曲线上的点构成集合,则曲线上的点到直线的最大距离为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】因为,曲线上的点构成集合,
设曲线C上的点,则,
所以,所以,即,
所以设,
所以曲线上的点到直线的最大距离为
,
因为,所以,
当且仅当,即时取等号,曲线上的点到直线的最大距离为.
故选:A.
4.(2025·天津·模拟预测)已知函数的图象关于原点对称,且在上单调,在处取得极值,则( )
A.1 B. C.2 D.3
【答案】B
【详解】由题意可得函数为奇函数,所以,,
又因为在处取得极值,
即关于对称,所以,,即,,
由为奇函数且在上单调,可得在上单调,
所以的周期,所以,又,所以.
故选:B.
5.(2025·天津·二模)在锐角中,内角所对的边分别为,若,,则AC边上的高的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】在中,由正弦定理,可得,
由可得:,所以,所以,
又因为,所以,所以,,
又因为三角形为锐角三角形,所以,所以,
在中,由正弦定理可得:,即,故有,
因为,所以,,所以,
所以,又因为边上的高,所以.
故选:B.
6.(2025·天津宝坻·模拟预测)在锐角中,内角的对边分别为,且,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】,由正弦定理得:,即,
由余弦定理知:,,
,即,
由正弦定理得:,
,
整理可得:,
为锐角三角形,,,,
,即,
,
,
,,,,
,,,
即的取值范围为.
故选:C.
7.(2023·天津·模拟预测)已知函数,若方程在上恰有5个不同实根,则m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】因为函数,
当时,方程可化为,解得
,则当时,,
当时,方程可化为,解得,
则当时,
因为根据方程在上恰有5个不同实根,
所以这5个不同实根为,则,
故选:D.
8.(2025·天津·模拟预测)已知函数.
(1)求函数的对称中心及对称轴方程;
(2)当时,求函数的最大值和最小值.
【答案】(1)对称中心为,对称轴方程为:;
(2)最大值为,最小值为0.
【详解】(1)
,
令,解得,
对称轴方程为:.
令,解得,
函数的对称中心为.
(2)当时,,
由正弦函数的性质可知,的最大值为1,最小值为,
函数的最大值为,最小值为0.
9.(2025·天津·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)
【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.
10.(2025·天津宁河·模拟预测)在△ABC中,内角A,B,C的对边分别是a,b,c,已知.
(1)求B;
(2)求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)因为,由余弦定理得,
即,
所以,
即,
所以,
因为,所以;故,
又因为,所以;
(2)由(1)知,可得,
根据正弦定理,得
,
令,则,因为,所以,
所以,
所以
.
因为,所以.
所以的取值范围是.
题型三 三角函数的周期性问题
【技巧通法·提分快招】
关于三角函数周期的几个重要结论:
(1)函数的周期分别为,.
(2)函数,的周期均为
(3)函数的周期均.
1.(2024·天津·模拟预测)已知函数在区间单调递减,且和是两个对称中心,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由题意可知,即,则,所以,
且和是两个对称中心,且,
所以和在同一周期内,
又的一个周期内有个对称中心,
所以,即,,则,
又,解得,,
又当,时单调递减,
解得,,
所以区间为的一个子集,
所以,结合得,,可得,
所以,所以,故D正确.
故选:D.
2.(24-25高三下·天津·阶段练习)记函数的最小正周期为T.若,且对恒成立,则最小值为( )
A.2 B.3 C.6 D.9
【答案】B
【详解】或,
因为对恒成立,所以,
①;
②;
故选:B.
3.(2024·天津武清·模拟预测)已知函数,现给出下列四个结论:
①的图象关于点对称;
②函数的最小正周期为;
③函数在上单调递减;
④对于函数.
其中所有正确结论的序号为( )
A.①② B.①③ C.①③④ D.②③④
【答案】C
【详解】对于①,由得的定义域为,
,
因此的图象关于点对称,故①正确;
对于②,因为,
所以是的周期,故②错误;
对于③,当时,,所以,
故,
因为在上单调递减,在上单调递增,
所以,由复合函数性质可知,函数在上单调递减,③正确;
对于④,由上知,当时,,
,
因此,故④正确.
故选:C.
4.(2025·天津·三模)已知函数的部分图象如下所示,其中,,其中,则( )
A. B.1 C. D.
【答案】B
【详解】依题意,为等腰直角三角形,则,故,故,
则;而,故,解得,
又,故,则.
故选:B.
5.(2025·天津河西·二模)已知、是函数的两个零点,且的最小值为,若将函数的图象向左平移个单位后得到的图象关于原点对称,则函数的解析式可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】由题意可知,函数的最小正周期为,所以,
所以,
将函数的图象向左平移个单位后得到的图象关于原点对称,
可得出函数为奇函数,
所以,,解得,A选项合乎题意.
故选:A.
6.(2023·天津·调研)函数的图象如图所示,图中阴影部分的面积为,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】如图,①和②面积相等,故阴影部分的面积即为矩形的面积,可得,
设函数的最小正周期为,则,
由题意得,解得,故,得,即,
的图象过点,即,
∵,则,
∴,解得.
∴
∴.
故选:A
7.(23-24高一下·天津·开学考)已知函数的最小正周期为,且.
(1)求函数的解析式;
(2)函数的图象是由函数的图象向左平移个单位长度得到,若,求的最小值.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)因为,且,解得,
又因为,则,
解得,
且,可得,
所以.
(2)由题意可知:,
因为,
由,即,
可知,解得,
且,所以的最小值为.
8.(24-25高三下·天津·期中)已知向量、,记.
(1)求函数的最小正周期;
(2)若函数(其中常数)为奇函数,求的值.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1),
所以函数的最小正周期;
(2),
因为函数为奇函数,
所以,解得,
又因为,所以.
9.(24-25高三·天津·开学考)已知函数.
(1)求最小正周期及图象的对称中心;
(2)在中,,,分别为角,,的对边,且,,,求的面积.
【答案】(1)最小正周期为,对称中心是,
(2)
【详解】(1)
,
最小正周期,
又,,,,
即图象的对称中心是,;
(2),,
,,,,
.
题型四 函数的奇偶性的判断与证明
【技巧通法·提分快招】
函数单调性与奇偶性结合时,注意函数单调性和奇偶性的定义,以及奇偶函数图象的对称性.
1.(23-24高一下·天津·期末)函数,其中.
(1)讨论的奇偶性;
(2)时,求证:的最小正周期是;
(3),当函数的图象与的图象有交点时,求满足条件的的个数,说明理由.
【答案】(1)奇函数;(2)见解析;(3)的个数为个,见解析.
【详解】(1),所以函数是奇函数;
(2),所以的最小正周期是;
(3)因为当时,,(当且仅当时取等号),所以当函数的图象与的图象有交点时,只能,即,因为,所以,
因此,,因此满足条件的的个数为198个,
当时,也是一样的,因为两个函数是奇函数都关于原点对称,
所以当函数的图象与的图象有交点时,满足条件的的个数为198.
2.(24-25高一上·天津·期末)已知函数
(1)证明:是偶函数.
(2)若,求在上的零点.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【详解】(1)函数,
其定义域为,有,
则为偶函数;
(2)若,即,解可得,
故,
若,即,解可得或舍,
又由,则,
即在上的零点为.
3.(23-24高二上·天津武清·开学考试)已知数列中,关于的函数有唯一零点,记.
(1)判断函数的奇偶性并证明;
(2)求;
(3)求证:;
【答案】(1)偶函数,证明见解析
(2)
(3)证明见解析
【详解】(1)定义域为,显然关于原点对称,又,
于是是偶函数.
(2)由于偶函数有唯一零点,则是唯一解,若不然有非零解,即,
但是偶函数,故,则有两个零点和题目矛盾.
根据可得,,则,于是是常数列,
又,故,故.
(3)
;
又,
,
;
4.(24-25高一下·天津·期中)判断的奇偶性.
【答案】奇函数
【详解】定义域为,关于原点对称,
∵,∴它是奇函数.
5.(22-23高一·天津·开学考)判断下列函数的奇偶性:
(1);
(2);
(3);
(4).
【答案】(1)偶函数
(2)偶函数
(3)奇函数
(4)既不是奇函数,也不是偶函数
【详解】(1)因为的定义域为,
又,
所以是偶函数.
(2)因为的定义域为,
又,
所以是偶函数.
(3)因为的定义域为,
又,
所以是奇函数.
(4)因为,
而
所以既不是奇函数,也不是偶函数.
6.(24-25高一下·天津·期末)已知函数,试根据下列要求研究函数的性质.
(1)求证:函数是偶函数;
(2)求证:是函数的一个周期;
(3)写出函数的单调区间(不必证明),并求函数的最值.
【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析;(3)函数的单调递增区间是(),单调递减区间是().函数的最大值为,最小值为1.
【详解】(1)函数定义域,任取,
,
所以,函数是偶函数;
(2)任取,
所以是周期函数,是它的一个周期;
(3)由函数周期性,可先研究在上的单调性和最值.
当时,,
所以函数的单调递增区间是(),
单调递减区间是().
函数的最大值为,最小值为1.
题型五 已知函数的奇偶性求参数
【技巧通法·提分快招】
利用函数的奇偶性的定义转化为,建立方程,使问题得到解决,但是在解决选择题、填空题时还显得比较麻烦,为了使解题更快,可采用特殊值法求解.
1.(24-25高三下·天津·阶段练习)若是偶函数,则
【答案】0或2
【详解】因为是偶函数,所以它的定义域关于原点对称,
所以不等式的解集关于原点对称,
所以不等式的解集关于原点对称,
所以方程的根互为相反数,
所以,此时定义域为,
设,则函数的定义域为,定义域关于原点对称,
又,所以,
所以,所以函数为奇函数,又是偶函数,
所以恒成立,
所以是奇函数,于是,
此时,于是或.
故答案为:0或2
2.(24-25高一下·天津·阶段练习)已知函数,将图象上所有的点向左平移个单位长度得到函数的图象,若是偶函数,且关于的方程在上恰有2个解,则 .
【答案】/
【详解】由题意,可得是偶函数,
则,可得;
又由在上恰有2个解,即在上恰有2个解,
因为时,可得,
所以在上恰有2个解,
由图象性质,可得,可得.
又因为,所以只有当时,符合题意,所以.
故答案为:.
3.(24-25高一下·天津蓟州·期中)已知函数(其中为常数,且)有且仅有5个零点,则的取值范围是 .
【答案】
【详解】由函数,
可得,可得函数为偶函数,其图象关于轴对称,
因为有5个零点,所以必有一个零点为,
则,可得,
所以函数的零点,
等价于函数与的图象在上的交点个数,
由,可得,
要使得函数与的图象在上有5个交点,
则满足,解得,即实数的范围为.
故答案为:.
4.(24-25高三上·天津·阶段练习)已知函数,若为偶函数,且在区间内仅有两个零点,则的值是 .
【答案】2
【详解】为偶函数,
所以,,得,,
当时,,在区间内仅有两个零点,
所以,解得:,所以.
故答案为:2
5.(2025·天津宝坻·模拟预测)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.
6.(2025·天津宝坻·模拟预测)若函数的图象与直线的两个相邻交点之间的距离为,且为奇函数,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】因为函数的图象与直线的两个相邻交点之间的距离为,
所以的最小正周期,又,所以,
所以,则,又为奇函数且,
所以,所以,
所以的最小值为.
故选:B.
7.(21-22高一上·天津河西·期末)已知.
(1)求函数的单调递减区间;
(2)求函数的最值并写出取最值时自变量的值;
(3)若函数为偶函数,求的值.
【答案】(1);
(2)当时,;当时,;
(3).
【详解】(1)依题意,,
由得:,
所以函数的单调递减区间是.
(2)由(1)知,当,即时,,
当,即时,,
所以,当时,,当时,.
(3)由(1)知,,因函数为偶函数,
于是得,化简整理得,而,则,
所以的值是.
题型六 已知函数的奇偶性求表达式、求值
【技巧通法·提分快招】
抓住奇偶性讨论函数在各个分区间上的解析式,或充分利用奇偶性得出关于的方程,从而可得的解析式.
1.(2025高三·天津·专题练习)设函数,若,函数是偶函数,则的值可以是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】依题意,又其为偶函数,
则图象关于轴对称,则,
得,又,则或.
故选:B
2.(23-24高二下·天津·期中)已知函数为奇函数,则实数的值为( )
A. B.1 C.0 D.-1
【答案】A
【详解】若函数为奇函数,故有,
可得,解得,
此时,,
显然成立,故是奇函数,故A正确.
故选:A
3.(23-24高二下·天津宁河·期末)已知函数,且,则( )
A. B. C. D.2
【答案】B
【详解】因为,
故,而,故,
故选:B.
4.(2024·天津蓟州·模拟预测)已知函数,若,则( )
A. B. C. D.3
【答案】A
【详解】定义域为,令,
则,
∴是上的奇函数,
∴,
即,
故选:A.
5.(23-24高一上·天津宝坻·阶段练习)已知,则( )
A. B.0 C.1 D.2
【答案】A
【详解】,则
.
故.
故选:A
6.(2025高三·天津·专题练习)已知函数,数列满足
(1)求数列的通项公式;
(2)设,记数列的前项和为,求证:.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【详解】(1)因为,
所以.
当时,,
所以,
所以,即当时,.
又当时,,所以数列的通项公式为.
(2),
所以.
所以.
7.(22-23高一下·天津·阶段练习)已知函数,.若对于给定的非零常数,存在非零常数,使得对于恒成立,则称函数是上的“级类周期函数”,周期为.
(1)已知是上的周期为1的“2级类周期函数”,且当时,.求的值;
(2)在(1)的条件下,若对任意,都有,求实数的取值范围;
(3)是否存在非零实数,使函数是上的周期为的级类周期函数,若存在,求出实数和的值,若不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,或
【详解】(1),且当时,,
故;
(2),当时,,
……,
当时,,,
当时,,,
当时,,,
……,
画出的图象如下:
设当时,,即,
解得或,
因为,所以,
对任意,都有,故
故实数的取值范围是,
(3)假设存在非零实数,使函数是上的周期为的级类周期函数,
即,,
因为的值域为,而,
故,解得或,
当时,,故,
当时,,故,
综上,或.
题型七 三角函数的对称性问题
【技巧通法·提分快招】
关于三角函数对称的几个重要结论;
(1)函数的对称轴为,对称中心为;
(2)函数的对称轴为,对称中心为;
(3)函数函数无对称轴,对称中心为;
(4)求函数的对称轴的方法;令,得;对称中心的求取方法;令,得,即对称中心为.
(5)求函数的对称轴的方法;令得,即对称中心为
1.(2024·天津和平·一模)若函数(其中)在区间上恰有4个零点,则a的取值范围为 .
【答案】
【详解】当,设,,
则为开口向上的二次函数,,
①当,有唯一解,此时,
,此时有三个解,且均不为3,符合题意;
②当,无解,故区间上恰有4个零点,
则,解得,符合题意;
③当,的对称轴,且,
(i)当,,此时有两个解:2和5,,此时有三个解,且与的解2,5不重合,不合题意,
(ii)当,且,此时有两个解,且均属于,,
若有2个解,故,解得,则,舍去;
(iii)若有3个解,故,解得,
若此时有2个解,则必须有1个重根,
下面检验重根情况:,则,的3个解为,
且,,,
故重根可能为,,.
令,,解得,
当重合,若,则(),
解得,满足题意;
若,则,即,无解;
若,,即,无解;
当重合,若,则,解得(舍去);
若,则,解得,符合题意;
若,则,即,无解,舍去;
(iv)当,,此时有1个解,
设为m,则,,故,解得,
又,综合得,
同理(iii)的分析,,,
此时有三个解,且与的解不重合,符合题意,
综上所述:或或
故答案为:
2.(2022·天津河东·一模)已知函数,若方程在区间上的根为,则 .
【答案】/
【详解】∵,∴,
正弦函数在上图象如图:
则f(x)的一条对称轴:,
的两根关于对称,
故,
∴.
故答案为:.
3.(2025·天津·二模)将函数的图象向左平移个单位长度,得到函数的图象,则下列结论中正确的是( )
A.的图象关于直线对称 B.在区间上单调递减
C.在区间没有零点 D.的图象关于点对称
【答案】B
【详解】由题意得.
将代入中,得,故函数的图象关于点中心对称,故选项A错误;
当时,,因为余弦函数在上单调递减,所以函数在区间上单调递减,故选项B正确;
当时,,根据余弦函数的图象可知,当,即时,即在区间有一个零点,故选项C错误;
将代入中,得,故函数的图象关于直线对称,故选项D错误.
故选:B.
4.(2025·天津·一模)设符号函数,已知函数,则( )
A.为的最小正周期 B.图象的对称轴方程为
C.在上单调递增 D.函数在上有4个零点
【答案】D
【详解】由题意,画出函数的部分图象,
如图所示:
根据图象可知为的最小正周期,故A错误;
由图象知图象的对称轴方程为,故B错误;
在上先单调递增,再单调递减,故C错误;
函数在上的零点个数,转化为方程在上的解的个数,
转化为函数与的交点个数,由图知,函数与有6个交点,
所以,函数在上有4个零点,故D正确;
故选:D
5.(2025·天津河西·模拟预测)已知角的顶点与原点重合,它的始边与轴的非负半轴重合,终边过点,定义:,对于函数,有下列四个说法:
①函数的图象关于点对称;②在区间上单调递增;
③将函数的图象向左平移个单位长度后得到一个偶函数的图象;
④方程在区间上有两个不同的实数解.
以上四个说法中,正确的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【详解】根据题意,,,
对于①,令,,解得,
取,可得,
所以函数的图象关于点对称,故①正确;
对于②,,,
由正切函数的性质可知在上单调递增,故②正确;
对于③,将的图象向左平移个单位可得,为奇函数,故③错误;
对于④,,,令,
由正切函数的性质可知在上单调递增,且,在上单调递增,且,
所以方程在区间上只有一个实数解,故④错误;
故选:B.
6.(2024·天津河东·一模)关于函数,下列结论正确的为( )
A.的最小正周期为 B.是的对称中心
C.当时,的最小值为0 D.当时,单调递增
【答案】B
【详解】对于A,易知,则的最小正周期为,故A错误,
对于B,易知,,解得,,当时,,
此时对称中心为,故B正确,
对于C,当时,,故的最小值不为0,故C错误,
对于D,易知,,故当时,并非单调递增,故D错误.
故选:B
7.(24-25高一上·天津·期末)已知函数
(1)求函数的最小正周期;
(2)求函数图象的对称中心;
(3)求函数在区间 上的最大值和最小值.
【答案】(1);
(2);
(3).
【详解】(1)函数
,
所以函数的最小正周期.
(2)由,解得,
所以函数图象的对称中心是.
(3)当时,,
则当,即时,;当,即时,,
所以函数在区间 上的最大值和最小值分别为.
8.(24-25高一上·天津南开·期末)已知函数(,)为奇函数,且图象的相邻两对称轴间的距离为.
(1)求的解析式及单调递减区间;
(2)将函数的图象向右平移个单位长度,再把横坐标缩小为原来的(纵坐标不变),得到函数的图象,当时,求函数的值域.
(3)对于第(2)问中的函数,记方程在上的根从小到大依次为:,,试确定n的值,并求的值.
【答案】(1),单调递减区间为
(2)
(3)
【详解】(1)由题意,函数
,
因为函数图象的相邻两对称轴间的距离为,所以,可得,
又由函数为奇函数,可得,所以,
因为,所以,所以函数.
令,解得,
所以单调递减区间为.
(2)将函数的图象向右平移个单位长度,可得的图象,
再把横坐标缩小为原来的,得到函数的图象,
当时,,
当时,函数取得最小值,最小值为,
当时,函数取得最大值,最大值为,
故函数的值域.
(3)由方程,即,即,
因为,可得,设,其中,即,
结合正弦函数的图象,如图所示:
可得方程在区间有5个解,即,
其中,
即,,
解得,
所以.
题型八 利用函数单调性求参数的范围
【技巧通法·提分快招】
若已知函数的单调性,求参数的取值范围问题,可利用函数单调性,先列出关于参数的不等式,利用下面的结论求解.
1、若在上恒成立在上的最大值.
2、若在上恒成立在上的最小值.
1.(24-25高三上·天津·期中)已知函数在有且仅有个极小值点,且在上单调递增,则ω的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】对于函数,极小值点为.
,令.
因为有且仅有个极小值点.
当时,;当时,;当时,.
所以,解不等式得.
因为的单调递增区间为.
对于,令,
则.
因为在上单调递增,所以.
当时,,当时,,
故,则且.
解不等式得.
综合以上两个条件,的取值范围是.
故选:D.
2.(2020·天津·二模)若函数()在区间上单调递减,且在区间上存在零点,则的取值范围是
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】当时,,
又,,
函数()在区间上单调递减,
,即,解得;
令,则,即,
由,可得当且仅当时,,
又函数()在区间上存在零点,
,解得;
综上,的取值范围是.
故选:D.
3.(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
【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
4.(2025·天津·二模)已知函数,对任意,恒有,且在上单调递增,则下列选项中不正确的是( )
A.
B.为奇函数
C.函数图象向左平移个单位,再将所有点的横坐标缩为原来的得到函数,函数的对称轴方程为,
D.在上的最小值为
【答案】D
【详解】因为对任意,恒有,所以为的一条对称轴,
所以,
又在上单调递增,所以,
所以当时,,故A正确;所以,
由为奇函数,故B正确;
由函数图象向左平移个单位,再将所有点的横坐标缩为原来的得到函数,
令,解得,,故C正确;
由,所以,当,即时,故D错误;
故选:D.
5.(2025·天津河北·二模)已知函数在区间上单调递减,且将函数图象上各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,若函数在区间上单调递增,则t的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由,则的一条对称轴为,一个对称中心为,
又在上单调递减,则,故,可得,
所以,可得,,则,
所以,则,
又在区间上单调递增,则,
所以,显然,故t的最大值为.
故选:C
6.(22-23高一上·天津滨海新·期末)已知函数.
(1)求的最小正周期:
(2)求函数取最大值时的取值集合;
(3)设函数在区间上单调递减,求实数的最大值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)因为,
所以,函数的最小正周期为.
(2)当时,即当时,函数取最大值,
故函数取最大值时的取值集合为.
(3)当时,,
由于函数在区间上单调递减,则,解得,
因此,实数的取值范围是.
7.(2025·天津·调研)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
【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.
8.(2025·天津·三模)已知函数.
(1)当时.
(i)判断在上极值点的个数,并说明理由;
(ii)设在内的全部极值点按从小到大的顺序排列,求证:
(2)当时,直线为曲线y的“双重切线”,记直线的斜率所有可能的取值为,若,证明:.
已知:若函数图象上恰好存在相异的两点P、Q,满足曲线在P和Q处的切线重合,则称P、Q为曲线y的“双重切线”,直线PQ为曲线的“双重切线”.
【答案】(1)(i)有一个极值点,理由见解析;(ii)证明见解析
(2)证明见解析
【详解】(1)当时,函数.
(i)在上极值点的个数为1个.
对求导,根据求导公式,令,
对求导,.
当时,在上,在上,
在内,的符号会发生变化,
因为上连续,且,又符号变化,
所以存在使得先正后负,即先正后负,
根据极值点的定义,在上有一个极值点.
(ii)已知,令,即,可得.
设与的交点横坐标为,
因为的周期为,且在上单调递增,
相邻两个交点之间,的图象变化一个周期。
考虑与的图象关系,,
对于在上,单调递减,
从可知,(因为一个周期内与有一个交点,且两交点间水平距离大于半个周期),
又因为与的交点不会超过一个周期的距离,所以,
所以;
(2)当时,
设为双重切线的两个切点,
则在处的切线方程为,
在处的切线方程为,
因为两条切线重合,则,即,则或,
不妨设(取一种情况分析),则直线的斜率为,
设此时直线的斜率,
设此时直线的斜率,
则,因为根据三角函数的图象和性质,
令求导,
当求时,通过分析的单调性,可知当靠近时,较大;
当求时,靠近时,较大;
不妨设,则,由三角函数的图象和性质可知,
当在相应区间内时,,则
所以,故得证.
题型九 利用函数的单调性比较函数值大小
【技巧通法·提分快招】
比较函数值大小,应将自变量转化到同一个单调区间内,然后利用函数单调性解决.
1.(2024·天津河西·二模)若,,,则a,b,c的大小关系是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】因为,则,,,
即,
则,,,
即,所以.
故选:A.
2.(2025·天津·二模)化简( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由题得
.
故选:A
3.(2025·天津河西·一模)设,,,则的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】;
;,
则
故选:A
4.(24-25高一上·天津武清·期末)设,则的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】因为,,,
所以,所以,
故选:B.
5.(2024·天津南开·二模)已知函数的部分图象如下:
则的解析式可能为( ).
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】由图可知函数为奇函数,排除AB两个选项;
C选项,因为,所以,由图,故排除C选项;
D选项,是奇函数,故D正确.
故选:D.
6.(24-25高一下·天津·阶段练习)已知
(1)求证:.
(2)若.
①求;
②若,且,求.
【答案】(1)证明见解析
(2)①;②
【详解】(1)依题意,
,
所以.
(2)①由(1)得,,解得,
所以.
②由及①,得,则,解得,
而,于是,
即,而,且函数在上单调递增,
所以,即.
7.(24-25高二下·天津·阶段练习)已知定义在R上的二次函数,且在上的最小值是7.
(1)求实数的值;
(2)设函数,方程在上是否存在两个不等实根?若存在,请说明与的大小关系,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)存在,
【详解】(1)函数,对称轴为.
当即时,在单调递增,最小值为.
由,解得,满足.
当即时,函数最小值为,无解.
当即时,函数最小值为,解得,不满足,舍去.
综上,.
(2)在内,结合的取值范围与的取值范围,
可得根所在区间满足:且
时,解得,即或;
时,解得.
所以,若方程存在解,则一定有.
记,
则
可知方程在上有两不等实根.
而的图象如图所示:
故在上有且只有两个交点,
(法一)由以上分析可知
则,
所以.
因为在单调递增,所以,即.
(法二)则,
因为对称轴为,所以,
且整理可得,且,
显然在上单调递增,所以,即.
又因为且在该区间单调递减,
所以,即.
故.
8.(24-25高一下·天津·期中)已知,.
(1)求、的值;
(2)求的值;
(3)若、均为锐角,且,求的值.
【答案】(1),
(2)
(3)
【详解】(1)由题意得,得.
(2).
(3)由,得.
由,得,得,
所以,,
由,得,
,
所以
.
题型十 三角函数图象的变换
【技巧通法·提分快招】
由函数的图象变换为函数的图象.
方法:先相位变换,后周期变换,再振幅变换.
的图象的图象
的图象
的图象
1.(24-25高三上·天津·期中)已知函数的部分图象如图所示,下列说法正确的是 .(写出下列选项的序号即可)
①.函数的图象关于直线对称
②.函数的图象关于对称
③.该图象向右平移个单位长度可得的图象
④.函数在上单调递增
【答案】①③
【详解】由图可知,设函数的最小正周期为,
则,所以,由及,
又,所以,
又,所以,
所以,
对①:由,即,
令,则为函数的一条对称轴;故①正确;
对②:由,即,
令,
故函数的图象不关于点对称,故②不正确;
对③:的图象向右平移个单位长度可得:
,故③正确;
对④:因为,所以,
由函数在上不单调,
所以函数在上不单调;故④不正确;
故答案为:①③.
2.(24-25高二下·天津红桥·阶段练习)将函数的图象向右平移个单位,得到的图象,再将图象上的所有点的横坐标变成原来的,得到的图象,则下列说法正确的有 .
①函数的最小正周期为;
②是函数h(x)图象的一个对称中心;
③函数图象的一个对称轴方程为;
④函数在区间 上单增
【答案】②④
【详解】,
,.
①的最小正周期为,①错误.
②, ②正确.
③,③错误.
④,
所以函数在区间上单调递增,④正确.
所以正确的是②④.
故答案为:②④
3.(24-25高一下·天津·阶段练习)若将函数的图象向右平移个单位 长度后所得图象关于y轴对称,则的最小值为 .
【答案】
【详解】原函数向右平移后得到.
因为的图象关于轴对称,有.
得到.
已知,解得.
因为,所以能取到的最大整数为.
当时,,即.
故答案为:.
4.(24-25高三上·天津·期中)函数的图象向左平移个单位后关于轴对称,则函数在上的最小值为 .
【答案】/
【详解】将函数的图象向左平移个单位后得到函数的图象,
若函数为偶函数,又,所以,,故函数.
,,,
则函数在的最小值为,
故答案为:
5.(24-25高三上·天津河北·期中)将函数的图象向右平移个单位得到函数的图象,则函数在区间上的值域 .
【答案】
【详解】由题意,
因为,所以,所以,
所以函数在区间上的值域为.
故答案为:.
6.(24-25高三上·天津·阶段练习)已知函数.给出下列结论:
①的最小正周期为;
②在上单调递增;
③把函数的图象上所有点向左平移个单位长度,可得到函数的图象.
其中所有正确结论的序号是 .
【答案】①②
【详解】对于①, 的最小正周期为,故①正确;
对于②,因为,所以,由正弦函数的图象可知,在上单调递增,故②正确;
对于③,函数的图象上所有点向左平移个单位长度,则,而,故③错,
故答案为:①②.
7.(24-25高三上·天津·阶段练习)已知函数,(i)若,将函数沿x轴向右平移单位后得到函数图象关于y轴对称,则 ;(ii)若在上单调,则ω的最大值为 .
【答案】
【详解】.
(i)若,则,
函数沿x轴向右平移单位后得到函数图象的解析式为:
,
由题意可知:函数的图象关于y轴对称,
所以函数是偶函数,
于是有,
因为,所以令,得;
(ii)因为函数在上单调,
所以函数的最小正周期,
解得,
当函数在上单调递增时,
因为,所以,
则有,
即,
而,所以令,则有;
当函数在上单调递减时,
因为,所以,
则有,
即,
而,所以令,则有;
综上所述:ω的最大值为,
故答案为:
8.(24-25高三上·天津武清·阶段练习)已知函数.下列结论正确的是 .①的一个对称中心为;②是的最大值;③在上单调递增;④把函数的图象上所有点向右平行移动个单位长度后,再向上平移个单位长度,可得到的图象.
【答案】②③④
【详解】因为.
对①:由函数性质,函数的对称中心的纵坐标为,故①错误;
对②:因为,是函数的最大值,故②正确;
对③:由,,得:,.
所以函数在,上为增函数.
令,得函数在上为增函数.故③正确;
对④:将函数的图象上所有点向右平行移动个单位长度,可得函数的图象,再把函数向上平移个单位长度,可得到的图象,即为函数的图象,故④正确.
故答案为:②③④
9.(24-25高一下·天津红桥·阶段练习)函数
(1)求函数的最小正周期
(2)求函数单调递减区间;
(3)将函数的图象先向左平移个单位长度,再将所有点的横坐标缩短为原来的(纵坐标不变),得到函数的图象.求的值.
【答案】(1)
(2),
(3)
【详解】(1)
,
因为,所以的最小正周期为.
(2)令,,解得,,
所以函数的单调减区间为,.
(3)函数的图象先向左平移个单位得到,
将横坐标缩短为原来的(纵坐标不变),得到,
所以.
10.(24-25高一下·天津·阶段练习)已知函数 的部分图象如图所示.
(1)求函数的解析式及对称中心;
(2)求函数在 上的值域.
(3)先将的图象纵坐标缩短到原来的,再向左平移个单位后得到的图象,求函数 在上的单调减区间.
【答案】(1),
(2)
(3)
【详解】(1)根据函数的部分图象,可得,
,所以,
再根据过,可得,
又因为,可得,所以,
令,解得,
故函数对称中心为.
(2)因为,可得,
当时,即,;
当时,即,,
所以函数的值琙为.
(3)先将的图象纵坐标缩短到原来的,可得的图象,
再向左平移个单位,得到的图象,
即.
令,解得,
可得的减区间为,
结合,可得在上的单调递减区间为.
题型十一 根据三角函数图象求解析式
【技巧通法·提分快招】
根据函数必关于轴对称,在三角函数中联想到的模型,从图象、对称轴、对称中心、最值点或单调性来求解.
1.(2019·天津·一模)已知函数最小正周期为,且的图象过点,则方程所有解的和为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】因为的最小正周期为,所以,
又因为的图象过点,所以,
所以,又因为,所以且此时,
所以,即,
即,
又因为时,,,
所以,
因为,所以,
当时,或,解得或,
所以方程所有解的和为.
故选:A.
2.(23-24高一下·天津·期中)函数的图象经过点和点,则的单调递增区间是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】依题意,,且,
即且,
因为,所以,
则,
所以,化简得,
因为,所以时,故,
所以.
由,得,
所以的单调递增区间是.
故选:D.
3.(24-25高一下·天津·阶段练习)已知函数的部分图象如图所示,则下列结论正确的个数是( )
①;②;
③的图象与y轴的交点坐标为;④函数的图象关于直线对称
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【详解】对①,由图可知,的最小正周期,则,故①正确;
对②,由图象可知时,函数无意义,故
由,得,即,故②错误;
对③,由,故③正确;
对④,由,则的图象关于点对称,
由图象对称变换可得函数的图象关于直线对称,故④正确.
故选:C.
4.(2024高三·天津·专题练习)已知函数的部分图象如图所示,其中,则 ;函数在不单调,则的取值范围为 .
【答案】
【详解】由可知函数的最小正周期,解得,
又,故.
由图象得,且,则;
所以,
当时,,,
则,
当时,,,
则,
要使其不单调,只需,解得,
的取值范围是.
故答案为:;.
5.(23-24高一下·天津·期中)函数的图象如图所示,图中阴影部分的面积为,则函数的解析式为 .
【答案】
【详解】如图所示.
区域①和区域③面积相等,故阴影部分的面积即为矩形的面积,
可得,设函数的最小正周期为,则,
由题意可得,解得,故,可得,
即,
又的图象过点,即,
因为,所以,解得.
故.
故答案为:.
6.(24-25高一下·天津·期末)已知函数(,,)的部分图象如图所示.
(1)求的解析式及单调递减区间;
(2)将函数的图象向左平移个单位长度,再将所得图象上各点的横坐标变为原来的2倍(纵坐标不变),得到函数的图象.若对任意的,,都有,求实数的取值范围.
【答案】(1),,
(2)
【详解】(1)设的最小正周期为,所以,解得,
所以,解得.
由题意知,所以,
又,所以,,
即,,又,
所以,所以.
令,,解得,,
即的单调递减区间为,.
(2)将函数的图象向左平移个单位长度,得到的图象对应的函数解析式为,
再将所得图象上各点的横坐标变为原来的2倍(纵坐标不变),得到的图象对应的函数解析式为.
当,,
所以,,
若对任意的,,都有,则,
解得,即的取值范围是.
7.(24-25高三上·天津·阶段练习)已知函数,其图象经过点,且与轴两个相邻的交点的距离为.
(1)求的解析式;
(2)在中,,求的面积.
【答案】(1)
(2)84
【详解】(1)因为函数图象与轴两个相邻的交点的距离为,
所以,故,
所以,
又因为函数图象经过点,
所以,
因为,所以,
所以,所以,
所以的解析式为:.
(2)因为,
所以,
所以,,
所以,
所以,
由正弦定理得,
所以.
8.(24-25高三上·天津和平·开学考试)已知函数的最大值为2,且,.若,且.
(1)求的解析式;
(2)求的单调递增区间;
(3)求的零点.
【答案】(1);
(2),;
(3),.
【详解】(1)由已知,
由得,或,,
又,所以,
又由得,,即,,
当时,,,
此时,得,则;
所以;
(2)令,,
解得,,
即的单调递增区间是,;
(3)令,则,,解得,.
9.(24-25高一上·天津·期末)若函数图象的相邻对称轴距离为,且.
(1)求的解析式和单调减区间;
(2)若存在,使得不等式成立,求实数的取值范围.
【答案】(1);
(2)
【详解】(1)因为函数图象的相邻对称轴距离为,
所以,则,那么,则.
又因为,即.
由于,,所以,解得.
综上,.
令,得,,即,.
所以的单调减区间是.
(2)当时,.
当,即时,取得最大值.
因为存在,使得不等式成立,所以.
即,解得不等式解集为,即实数的取值范围是.
题型十二 三角函数图象的综合应用
【技巧通法·提分快招】
三角函数的性质(如奇偶性、周期性、单调性、对称性)中,尤为重要的是对称性.
因为对称性奇偶性(若函数图象关于坐标原点对称,则函数为奇函数;若函数图象关于轴对称,则函数为偶函数);对称性周期性(相邻的两条对称轴之间的距离是;相邻的对称中心之间的距离为;相邻的对称轴与对称中心之间的距离为);对称性单调性(在相邻的对称轴之间,函数单调,特殊的,若,函数在上单调,且,设,则深刻体现了三角函数的单调性与周期性、对称性之间的紧密联系)
1.(24-25高三上·天津·阶段练习)已知函数,在区间上恰有5个零点,在下述四个结论中:①在区间有三个极大值点;②在区间有三个极小值点;③在区间一定单调递增;④的取值范围是.所有正确的结论的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【详解】由题意知时有,则,
解之得,即④正确;
作出部分图象如下,显然在区间上函数有3个极大值点,但不一定有3个极小值点,即①正确,②错误;
时,
因为,所以,
显然,此时单调递增,即③正确.
故选:C
2.(2024·天津·一模)已知函数(其中)的部分图象如图所示,有以下结论:
① ②函数为偶函数
③ ④在上单调递增
所有正确结论的序号是( )
A.①② B.①③④ C.③④ D.①④
【答案】B
【详解】由图可得,,
且,则,即,
,即,
又,故,即,
对①:,由时,函数取最大值,
故是函数的最大值,故①正确;
对②:,故②错误;
对③:,
则,故③正确;
对④:当时,,
由函数在上单调递增,
故函数在上单调递增,故④正确.
故选:B.
3.(23-24高三上·天津河东·期中)已知,给出下列结论:
若,,且,则;
存在,使得的图象向左平移个单位长度后得到的图象关于轴对称;
若,则在上单调递增;
若在上恰有个零点,则的取值范围为.
其中,所有正确结论的个数是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】①由题意可得,
由,,且得两相邻对称轴间的距离为,
所以,解得,故①错误;
②的图象向左平移个单位长度得
,
若关于轴对称,则,即,
解得,所以当时符合题意,故②正确;
③当时,,所以当时,,
因为在上单调递减,上单调递增,
所以在上单调递增,上单调递减,故③错误;
④设,当时,,
在上恰有5个零点,即在上恰有5个零点,
则,解得,故④错误.
故选:A.
4.(2023·天津滨海新·模拟预测)设函数,已知在有且仅有5个零点,下述四个结论:
①在有且仅有3个极大值点
②在有且仅有2个极小值点
③在单调递增
④的取值范围是
其中所有正确结论的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【详解】第④,因为,故当时,,画出函数的图象如下:
因为在有且仅有5个零点,故,
解得,④正确;
第①,当,或,即,或时,取得极大值,故在有且仅有3个极大值点,①正确;
第②,当,即时,
当,,即,时,取得极小值,此时在有且仅有2个极小值点
当,即时,
当,或,即,或时,取得极小值,此时在有且仅有3个极小值点,②错误;
第③,当时,,
因为,所以,由于,
故在单调递增,③正确.
故选:C
5.(22-23高三上·天津和平·阶段练习)设函数,已知在上有且仅有3个极值点,则的取值范围是 .
【答案】
【详解】
,
当时,,
令,则,
作出函数的图象如图所示:
由于函数在上有且仅有个极值点,
则,解得.
故答案为:
6.(20-21高一上·天津西青·期末)已知函数.
(Ⅰ)求函数的最小正周期;
(Ⅱ)求函数在上的单调递增区间;
(Ⅲ)若是函数的一个零点,求实数的值及函数在上的值域.
【答案】(Ⅰ);(Ⅱ);(Ⅲ).
【详解】解:(Ⅰ)
,
;
(Ⅱ)法一:
令;则.
,的单调增区间为.
,解得.
函数在上的单调递增区间.
法二:
,
,
画数轴与所有区间取交集可知:.
函数在上的单调递增区间;
(Ⅲ)是函数的一个零点
.
解得:.
.
,,当单调递减区间为.
,解得
在区间上为减函数.
函数在上的单调递增区间,单调递减区间
,,.
函数在上的值域为.
7.(24-25高一下·天津·期末)已知函数,且.
(1)求a的值和函数的最小正周期;
(2)求不等式的解集;
(3)在中,,,AD为BC边上的中线,设,,请直接写出的值和BC的长.
【答案】(1),.
(2),.
(3),
【详解】(1)因为.
由.
所以.
所以函数的最小正周期为:.
(2)由,.
,.
所以不等式的解集为,.
(3)因为,所以.
由题意:,所以,
所以.
如图:
设,,,
在中,由余弦定理得:①
在中,由余弦定理得:②
①②得:.
在,由余弦定理得:.
所以,因为,所以.
所以,即.
8.(24-25高一下·天津·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)
【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.
检测Ⅰ组 重难知识巩固
1.(22-23高二下·天津河北·期末)将函数,的图象向左平移个单位长度,得到函数的图象,则下列结论正确的是( )
A.是最小正周期为的奇函数
B.是最小正周期为的偶函数
C.在上单调递减
D.在上的最小值为
【答案】D
【详解】,
将函数的图象向左平移个单位长度,得到函数的图象.
对于A,,所以是偶函数,故A错误;
对于B,的最小正周期为,故B错误;
对于C,当,,
所以在上不单调,故C错误;
对于D,时,,所以,所以,
所以在上的最小值为,故D正确.
故选:D.
2.(2024·天津·二模)已知函数,关于有下面四个说法:
的图象可由函数的图象向右平行移动个单位长度得到;
在区间上单调递增;
当时,的取值范围为;
在区间上有个零点.
以上四个说法中,正确的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【详解】因为,
即.
对于,函数的图象向右平行移动个单位长度,
得到,所以正确;
对于,,则,
先减后增,所以错误;
对于,当,则,
当且仅当时,即时,,
当且仅当时,即,,
所以的取值范围为,所以正确;
对于,由,则,
则当时,,
所以在上有个零点,所以错误.
故选:B.
3.(2024·天津·二模)将函数的图象向左平移个单位长度得到函数的图象,下列结论正确的是( ).
A.是最小正周期为的偶函数 B.点是的对称中心
C.在区间上的最大值为 D.在区间上单调递减
【答案】D
【详解】,
向左平移个单位长度得到函数,则,
对于A:由以上解析可得为奇函数,故A错误;
对于B:当时,,故B错误;
对于C:因为函数的递增区间为,即,
同理得函数的递减区间为
所以是的一个递减区间,
又当时,,
所以,故C错误;
D:由C的解析可知,所以减区间为,
所以当时可得,在区间上单调递减,故D正确;
故选:D.
4.(2024·天津河北·一模)关于函数有下述四个结论:
①是偶函数;
②在区间上单调;
③的最大值为,最小值为,则;
④最小正周期是.
其中正确的结论有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】C
【详解】函数的定义域为,因为,
故是偶函数;
当时,,此时,
对于,令,得,
令,得,
又,故在上单调递增,在上单调递减,故②错误;
当时,,
由②可知,在上单调递增,在上单调递减,
此时的最大值为,最小值为,
当时,,,
令,得,
令,得,
故在上单调递增,在上单调递减,
此时的最大值为,最小值为,
故,,,故③正确;
由③可知,
又,
故④正确;
故选 :C
5.(2024·天津·一模)如图是函数的部分图象,是图象的一个最高点,是图象与轴的交点,是图象与轴的交点,且的面积等于,则下列说法正确的是( )
A.函数的图象关于点对称;
B.函数的最小正周期为;
C.函数的图象可由的图象向右平移个单位长度得到;
D.函数的单调递增区间是.
【答案】D
【详解】由图象可知,,
即,所以,故B错误;
即,所以,且图象过点,即,
又,所以,所以,
当时,故A错误;
将的图象向右平移个单位长度得到,故C错误;
令,则,函数为增函数,
当时为增函数,
即,解得,
所以函数的单调递增区间是,故D正确;
故选:D.
6.(2024·天津·一模)如图是函数的部分图象,则的解析式可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】由图可知:的图象关于轴对称,则为偶函数,
对于A,,为偶函数,
但当取一个很小的正数,例如,选项中的,而原图象中值为负数,故A不符合,舍去,
对于B, ,为偶函数,但是处有意义,但是原函数在处无意义,故B不符合,
对于C,,为奇函数,故C不符合,
故选:D
7.(24-25高一下·天津和平·期末)已知函数,将的图象向左平移()个单位后,得到函数的图象,若与的图象关于轴对称,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由题意可得
,
所以,
因为与的图象关于轴对称,
所以,即,
所以,解得,
又由可得的最小值为,
故选:A
8.(22-23高三上·天津滨海新·期末)将函数的图象向右平移个单位,得到的图象,再将图象上的所有点的横坐标变成原来的,得到的图象,则下列说法正确的个数是( )
①函数的最小正周期为;
②是函数图象的一个对称中心;
③函数图象的一个对称轴方程为;
④函数在区间上单调递增
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】因为,
将函数的图象向右平移个单位,得到的图象,
则,
将图象上的所有点的横坐标变成原来的,得到的图象,则,
对于①,函数的最小正周期为,①错;
对于②,,所以,是函数图象的一个对称中心,②对;
对于③,因为,
所以,直线不是函数图象的对称轴,③错;
对于④,当时,,
所以,函数在区间上单调递增,④对.
因此,正确命题的序号为②④.
故选:B.
9.(23-24高三上·天津宁河·期末)函数的部分图象如图所示,下列结论中正确的是( )
①的最小正周期为;②直线是函数图象的一条对称轴;③函数的单调递增区间为;④将函数的图象向右平移个单位得到函数的图象
A.①③ B.②③ C.②④ D.③④
【答案】D
【详解】由图象可知,,且,所以,
且,即,,所以,故①错误;
所以,又,
所以,即,
且,所以,则.
因为,故②错误;
令,
解得,
所以函数的单调递增区间为,故③正确;
将函数的图象向右平移个单位可得,故④正确;
故选:D
10.(23-24高三上·天津·期末)已知函数,其图象相邻两个对称中心之间的距离为,且直线是其一条对称轴,则下列结论正确的是( )
A.函数的最小正周期为
B.函数在区间上单调递增
C.点是函数图象的一个对称中心
D.将函数图象上所有点的横坐标伸长为原来的2倍,纵坐标不变,再把得到的图象向左平移个单位长度,可得到一个奇函数的图象
【答案】C
【详解】对于A,由题意可知,函数的最小正周期为,A错误;
,,
因为直线是函数的一条对称轴,则,
得,因为,则,所以,.
对B,当时,,故函数在区间上不单调,B错;
对C,,故点是函数图象的一个对称中心,C对;
对D,由题意可知,,不为奇函数,D错.
故选:C.
11.(22-23高一上·天津河西·期末)已知函数,将的图象向右平移个单位,再向下平移2个单位,得到函数的图象.
(1)函数的最小正周期和对称轴方程及对称中心坐标;
(2)求的单调递增区间和对称轴方程及对称中心坐标.
【答案】(1);;;
(2);;.
【详解】(1)函数的最小正周期;
由函数得:,
由函数得:,
所以函数的对称轴方程为,对称中心坐标为.
(2)依题意,,
由得:,
所以函数的单调递增区间是;
由得:,由得:,
所以函数的对称轴方程是,对称中心坐标是.
12.(24-25高一上·天津·期末)若函数图象的相邻对称轴距离为,且.
(1)求的解析式和单调减区间;
(2)若存在,使得不等式成立,求实数的取值范围.
【答案】(1);
(2)
【详解】(1)因为函数图象的相邻对称轴距离为,
所以,则,那么,则.
又因为,即.
由于,,所以,解得.
综上,.
令,得,,即,.
所以的单调减区间是.
(2)当时,.
当,即时,取得最大值.
因为存在,使得不等式成立,所以.
即,解得不等式解集为,即实数的取值范围是.
13.(24-25高一上·天津滨海新·期末)已知函数.
(1)求函数的最小正周期;
(2)求函数的单调递增区间:
(3)当时,已知的最大值为,求使成立时自变量x的集合.
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)由题意知
,
所以函数的最小正周期.
(2)令,,解得,,
所以的单调递增区间为.
(3)当,则,可得,
则,解得,
所以,
由,即,可得,解得,
所以使成立时自变量的集合为.
14.(2022·天津北辰·模拟预测)已知,,.
(1)求函数的最小正周期和单调递减区间;
(2)若将图象向左平移个单位,得到函数的图象,求的对称轴及其对称中心.
【答案】(1),递减区间为.
(2)对称轴为,对称中心为.
【详解】(1)由题设,,
∴最小正周期,
令,可得,
∴单调递减区间为.
(2),
令,则,故对称轴为.
令,则,故对称中心为.
15.(2022·天津南开·模拟预测)已知数.
(1)求函数的最小正周期,并写出函数的单调递增区间
(2)在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且满足,求的取值范围
【答案】(1)最小正周期为,增区间为
(2)
【详解】(1)
,
所以的最小正周期为,
由,
得,
所以的单调增区间为,
(2)因为,
所以由正弦定理得
,
所以,
所以,
因为,所以,
因为,所以,
所以,
因为
所以,
因为,所以,
所以,即,
所以,
所以的取值范围为
检测Ⅱ组 创新能力提升
1.(2025·天津河北·二模)已知函数在区间上单调递减,且将函数图象上各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,若函数在区间上单调递增,则t的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由,则的一条对称轴为,一个对称中心为,
又在上单调递减,则,故,可得,
所以,可得,,则,
所以,则,
又在区间上单调递增,则,
所以,显然,故t的最大值为.
故选:C
2.(24-25高一上·天津南开·期末)已知函数(,)的最大值为2,其部分图象如图所示,则下列命题正确的个数为( )
①;
②函数为奇函数;
③若函数在区间上至少有4个零点,则;
④在区间上单调递增.
A.4 B.3 C.2 D.1
【答案】B
【详解】因为(其中、),
由题意可知:,且,解得,
则,
又因为,即,
结合图象可知,解得,
且,则,解得,
所以,可知,故①正确;
所以,
对于②:为奇函数,故②正确;
对于③:因为,则,
由题意可得:,解得,故③正确;
对于④:因为,则,
且在内不单调,所以在区间上不单调,故④错误;
所以正确的个数为3.
故选:B.
3.(2024·天津南开·二模)已知函数的部分图象如下:
则的解析式可能为( ).
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】由图可知函数为奇函数,排除AB两个选项;
C选项,因为,所以,由图,故排除C选项;
D选项,是奇函数,故D正确.
故选:D.
4.(2024·天津红桥·一模)将函数的图象横坐标伸长为原来的2倍,再向左平移单位,得到函数的部分图象(如图所示).对于,,且,若,都有成立,则下列结论中不正确的是( )
A.
B.
C.在上单调递增
D.函数在的零点为,则
【答案】C
【详解】对于A,由题意可知函数的图象在区间上的对称轴为,
则与关于对称,
又,结合图象可得,
所以,又,所以,
所以,故A正确;
对于B,右移个单位得到函数的图象,
再将其横坐标缩短为原来的得到的图象,故B正确;
对于C,由,得,
所以在上不单调,故C错误;
对于D,令,则,
函数在上有个零点,
则,,,,,
故,
所以,故D正确;
故选:C.
5.(2024·天津河西·三模)在中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知,.
(1)求的值;
(2)设函数.
(ⅰ)求的定义域和最小正周期;
(ⅱ)求的值.
【答案】(1)2
(2)(i),;(ii)7
【详解】(1)由题意知,则,
则,又,
故,则可得,
即,即,
即,故;
(2)(i)由于,
令,则,
故的定义域为,最小正周期为;
(ii),
故.
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