内容正文:
微突破六
三角函数中ω的求解
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目标一
利用三角函数的周期性求ω
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目标二
利用三角函数的单调性求ω
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目标三
利用三角函数的对称性求ω
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目标四
利用三角函数的最值求ω
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目标五
利用三角函数的零点求ω
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把握高考微点,实现素能提升
完成——微练(三十六)
本部分内容讲解结束
在三角函数的图象与性质中,ω的求法复杂,涉及的知识点多,历来是我们复习中的难点.
【例1】 已知函数f(x)=sin(x∈R,ω>0)的最小正周期为π,将y=f(x)的图象向左平移φ(φ>0)个单位长度,所得图象关于y轴对称,则φ的一个值是( )
A. B. C. D.
因为函数f(x)=sin(x∈R,ω>0)的最小正周期为π,所以=π,得ω=2,则f(x)=sin,将y=f(x)的图象向左平移φ个单位长度,则y=sin=sin,因为所得图象关于y轴对称,所以2φ-=+kπ,k∈Z,则φ=+,k∈Z,当k=1时,φ=+=,当k=0时,φ=,故选B.
[规律方法] y=Asin(ωx+φ)的最小正周期为T=,解决此类问题的关键在于结合条件求出ω.再利用奇偶性解φ的值.
【例2】 已知函数f(x)=sin ωx,ω>0,将f(x)图象上所有点向左平移个单位长度得到函数y=g(x)的图象,若函数g(x)在区间上单调递增,则ω的取值范围为( )
A.(0,4] B.(0,2]
C. D.(0,1]
因为函数f(x)=sin ωx,ω>0,将f(x)图象上所有点向左平移个单位长度得到函数y=g(x)的图象,则g(x)=sin,因为函数g(x)在区间上单调递增,结合各选项,只需ωx+∈即可,所以即又因为ω>0,所以0<ω≤,故选C.
[规律方法] 利用三角函数的单调性求参数的范围,要把已知条件转化为集合的包含关系,进而建立参数满足的不等式组求解.
【例3】 (2022·新课标Ⅰ卷)记函数f(x)=sin+b(ω>0)的最小正周期为T.若<T<π,且y=f(x)的图象关于点中心对称,则f=( )
A.1 B. C. D.3
因为<T<π,所以<<π,解得2<ω<3.因为y=f(x)的图象关于点中心对称,所以b=2,且sin=0,所以ω+=kπ(k∈Z),即ω=-+k(k∈Z),令k=4,得ω=,所以f(x)=sin+2,所以f=sin+2=sin+2=1.
[规律方法] 若已知函数的对称性,可将对称轴(对称中心横坐标)代入,建立等量关系,进而可以求得ω的取值.
【例4】 已知函数f(x)=2sin ωx在区间上的最小值为-2,则实数ω的取值范围是__________________________.
(-∞,-2]∪
显然ω≠0,若ω>0,当x∈时,-≤ωx≤,因为函数f(x) 在区间上的最小值为-2,所以-≤-或≥,解得ω≥.若ω<0,当x∈时,≤ωx≤-,因为函数f(x) 在区间上的最小值为-2,所以≤-或-≥,解得ω≤-2.综上所述,符合条件的实数ω的取值范围是(-∞,-2]∪.
[规律方法] 若已知三角函数的最值,则可利用三角函数的最值与对称轴或周期的关系,列出关于参数的不等式(组),进而求解.
【例5】 (2022·全国甲卷)设函数f(x)=sin在区间(0,π)恰有三个极值点、两个零点,则ω的取值范围是( )
A. B.
C. D.
依题意可得ω>0,因为x∈(0,π),所以ωx+∈,要使函数在区间(0,π)恰有三个极值点、两个零点,结合y=sin x,x∈的图象如图所示,可知<ωπ+≤3π,
解得<ω≤,即ω的取值范围是
.故选C.
[规律方法] 根据题意作出函数在定义域内的图象,将函数零点转化成函数y=f(x)的图象与x轴的交点问题,结合图象得出ωπ+的范围,即可求解.
1.已知函数f(x)=cos2(ω>0)的最小正周期为π,则f(x)的对称轴方程可以是( )
A.x= B.x=
C.x= D.x=
因为函数f(x)=cos2的最小正周期为π,ω>0,所以=π,所以ω=1,所以f(x)=cos,令2x+=kπ,k∈Z,可得x=-,k∈Z,所以函数f(x)=cos的对称轴方程为x=-,k∈Z,结合选项考虑令≤-≤,化简可得≤k≤1,所以取k=1,此时对称轴方程为x=.故选B.
2.(2025·安徽安庆模拟)已知函数f(x)=2cos2ωx+sin 2ωx-1(ω>0)的图象关于点对称,且f(x)在上没有最小值,则ω的值为( )
A. B. C. D.
f(x)=2cos2ωx+sin 2ωx-1=cos 2ωx+sin 2ωx=sin,因为f(x)的图象关于点对称,所以f=sin=0,故+=k0π,k0∈Z,则ω=2k0-,k0∈Z,因为ω>0,x∈,所以2ωx+∈,因为f(x)在上没有最小值,所以+≤π,解得ω≤.由2k0-≤,解得k0≤,又k0∈Z,ω>0,所以ω=.故选B.
3.已知函数f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0,0<φ<π)的一个单调递减区间为,则ω=________.
2
由题意,周期T=2=π,所以ω==2.
4.已知函数f(x)=sinωx+cosωx(ω>0)相邻两条对称轴之间的距离为,则ω=________.
2
f(x)=sin ωx+cos ωx=2sin,又f(x)相邻两条对称轴之间的距离为,所以T=π=,所以ω=2.
5.已知函数f(x)=cos x,将f(x)的图象上各点的横坐标变为原来的(纵坐标不变),再向右平移个单位长度后,得到函数g(x)的图象,则g(x)=______________.将g(x)的图象上各点的横坐标变为原来的(ω>0)倍(纵坐标不变),得到函数h(x)的图象,若h(x)在区间上有3个零点,则ω的
取值范围为____________.
cos
函数f(x)=cos x图象上各点的横坐标变为原来的(纵坐标不变),可得y=cos 2x的图象,再向右平移个单位长度,可得g(x)=cos=cos的图象.将g(x)的图象上各点的横坐标变为原来的(ω>0)倍(纵坐标不变),得到函数h(x)=cos的图象,当x∈时,ωx-∈,因为h(x)在区间上有3个零点,故<-≤,解得<ω≤,则ω的取值范围为.
$$