内容正文:
课时分层作业(五十) 函数y=Asin(ωx+φ)
基础达标
一、选择题
1.将函数y=sin x的图象上所有的点的横坐标缩短到原来的(纵坐标不变),再把所得图象上所有的点向左平移个单位,得到的图象的函数解析式是( )
A.y=sin(2x+)
B.y=sin(x+)
C.y=sin(x+)
D.y=sin(2x+)
【答案】 A
【解析】 将函数y=sin x的图象上所有的点的横坐标缩短到原来的(纵坐标不变),得函数y=sin 2x的图象,再把所得图象上所有的点向左平移个单位,得到y=sin2(x+)=sin(2x+)的图象,故选A.
2.要得到y=sin(+)的图象,只要将函数y=sin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】 C
3.把函数y=sin(2x-)的图象向左平移个单位长度,所得到的图象对应的函数是( )
A.奇函数
B.偶函数
C.既是奇函数也是偶函数
D.非奇非偶函数
【答案】 A
【解析】 y=sin(2x-)=sin[2(x-)],向左平移年单位长度后为y=sin[2(x-+)]=sin 2x,为奇函数.
4.已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)+B的一部分图象如图所示,若A>0,ω>0,|φ|<,则( )
A.B=4 B.φ=
C.ω=1 D.A=4
【答案】 B
【解析】 由函数图象可知f(x)min=0,
f(x)max=4.
所以A==2,B==2.
由周期T==4(-)知ω=2.
由f()=4得2sin(2×+φ)+2=4,sin(+φ)=1,
又|φ|<,故φ=.
5.已知函数f(x)=sin(2x+φ)(0<φ<π),若将函数y=f(x)的图象向左平移个单位长度后所得图象对应的函数为偶函数,则φ=( )
A. B.
C. D.
【答案】 D
【解析】 函数y=f(x)的图象向左平移个单位长度后所得图象对应函数的解析式为y=sin[2(x+)+φ]=sin(2x++φ),由题意有+φ=+kπ(k∈Z),则φ=+kπ(k∈Z),又0<φ<π,所以φ=.
二、填空题
6.将函数y=cos 2x的图象向右平移个单位长度,所得图象对应的解析式为 .
【答案】 y=cos(2x-)
【解析】 由题意得所得图象对应的解析式为y=cos2(x-)=cos(2x-).
7.将函数f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0,-≤φ<)的图象上每一点的横坐标缩短为原来的一半,纵坐标不变,再向右平移个单位长度得到y=sin x的图象,则f()= .
【答案】
【解析】 y=sin x的图象向左平移个单位长度,得到y=sin(x+)的图象,再对每一点的横坐标伸长为原来的2倍,得到y=sin(x+)的图象,即为f(x)=sin(ωx+φ)的图象,所以f(x)=sin(x+),f()=.
8.把函数y=2sin(x+)的图象向左平移m个单位长度,所得的图象关于y轴对称,则m的最小正值是 .
【答案】
【解析】 把y=2sin(x+)的图象向左平移m个单位长度,
则y=2sin(x+m+),其图象关于y轴对称,
∴m+=kπ+,k∈Z,
即m=kπ-,k∈Z.
∴取k=1,m的最小正值为.
三、解答题
9.(1)利用“五点法”画出函数y=sin(x+)在长度为一个周期的闭区间的简图;
(2)说明该函数图象可由y=sin x(x∈R)的图象经过怎样平移和伸缩变换得到.
【解】 (1)列表:
x
-
x+
0
π
2π
y
0
1
0
-1
0
画图:
(2)法一:先平移后伸缩.
①将y=sin x的图象向左平移个单位长度,得到y=sin(x+)的图象;
②将y=sin(x+)的图象上各点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,得到y=sin(x+)的图象.
法二:先伸缩后平移.
①将y=sin x的图象上各点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,得到y=sinx.
②再将y=sinx的图象向左平移个单位,得到y=sin(x+)的图象,故函数f(x)的解析式为f(x)=sin(2x+).
10.已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,-<φ<)一个周期的图象如图所示.
(1)求函数f(x)的最小正周期T及最大值、最小值;
(2)求函数f(x)的解析式及单调递增区间.
【解】 (1)由题图知T=-(-)=,∴T=π,最大值为1,最小值为-1.
(2)由(1)知ω==2.又2×(-)+φ=2kπ,k∈Z,解得φ=2kπ+,k∈Z,又-<φ<,∴φ=,A=1.则f(x)=sin(2x+),由2kπ-≤2x+≤2kπ+(k∈Z),得kπ-≤x≤kπ+(k∈Z),故f(x)的单调递增区间是[kπ-,kπ+](k∈Z).
能力提升
11.已知a是实数,则函数f(x)=1+asin ax的部分图象不可能是( )
【答案】 D
【解析】 当a=0时,f(x)=1,是选项C,当a≠0时,
函数f(x)=1+asin ax的周期T=,
振幅为|a|,所以当|a|<1时,T>2π.
当|a|>1时T<2π,由此可知A,B有可能出现,D不可能.
12.函数y=sin 2x的图象向右平移φ个单位长度(φ>0)得到的图象恰好关于x=对称,则φ的最小值是 .
【答案】
【解析】 函数y=sin 2x的图象向右平移后得到y=sin[2(x-φ)]的图象,而x=是对称轴,即2(-φ)=kπ+(k∈Z),所以φ=-(k∈Z).又φ>0,当k=-1时,φ取得最小值.
13.函数f(x)=3sin(2x-)的图象为C,则以下结论中正确的是 .(写出所有正确结论的编号)
①图象C关于直线x=对称;
②图象C关于点(,0)对称;
③函数f(x)在区间(-,)内是增函数;
④由y=3sin 2x的图象向右平移个单位长度可以得到图象C.
【答案】 ②③
【解析】 f()=3sin(2×-)=3sin(-)=-.
f(π)=3sin(π-)=0,
故①错,②正确.
令-+2kπ≤2x-≤+2kπ,k∈Z,解得-+kπ≤x≤π+kπ,k∈Z,故③正确.
函数y=3sin 2x的图象向右平移个单位长度,得到函数y=3sin 2(x-)=3sin(2x-π)的图象,故④错.
14.函数y=2sin πx-(-2≤x≤4)的所有零点之和为 .
【答案】 8
【解析】 函数y=2sin πx-(-2≤x≤4)的零点即方程2sin πx=的根,
作函数y=2sin πx与y=的图象如下:由图可知共有8个公共点所以原函数有8个零点.
y=2sin πx-=2sin π(1-x)-,
令t=1-x,则y=2sin πt-,t∈[-3,3],该函数是奇函数,故零点之和为0.所以原函数的零点之和为8.
15.已知曲线y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|≤)上最高点为(2,),该最高点与相邻的最低点间的曲线与x轴交于点(6,0).
(1)求函数的解析式;
(2)求函数在x∈[-6,0]上的值域.
【解】 (1)由题意可知A=,=6-2=4,
∴T=16.即=16,∴ω=,∴y=sin(x+φ).
又图象过最高点(2,),∴sin(×2+φ)=1,
故+φ=+2kπ,k∈Z,φ=+2kπ,k∈Z,
由|φ|≤,得φ=,∴y=sin(x+).
(2)∵-6≤x≤0,∴-≤x+≤,
∴-≤sin(x+)≤1.
即函数在x∈[-6,0]上的值域为[-,1].
思维拓展
16.(多选)将函数y=4sin x的图象向左平移个单位长度,再将横坐标缩短到原来的,得到函数y=f(x)的图象,下列关于y=f(x)的说法正确的是( )
A.y=f(x)的最小正周期为4π
B.由f(x1)=f(x2)=0可得x1-x2是π的整数倍
C.y=f(x)的表达式可改写成f(x)=4cos(2x-)
D.y=f(x)的图象关于(-,0)中心对称
【答案】 CD
【解析】 由题意得,函数y=f(x)的解析式为f(x)=4sin(2x+).
对于A,由T=得y=f(x)的最小正周期为π,∴A错误;
对于B,由f(x)=0可得2x+=kπ(k∈Z),
∴x=π-(k∈Z),
∴x1-x2是的整数倍,∴B错误;
对于C,f(x)=4sin(2x+)利用诱导公式得f(x)=4cos[-(2x+)]=4cos(2x-),∴C正确;
对于D,f(x)=4sin(2x+)的对称中心满足2x+=kπ,k∈Z,
∴x=π-,k∈Z,
∴(-,0)是函数y=f(x)的一个对称中心,∴D正确.故选CD.
17.(多选)已知函数f(x)=sin(ωx+φ)(0<ω<8,|φ|<),若f(x)满足f()+f()=2,则下列结论不正确的是( )
A.函数f(x)的图象关于直线x=对称
B.函数f(x)的图象关于点(,0)对称
C.函数f(x)在区间[-,]上单调递增
D.存在m∈(0,],使函数f(x+m)为偶函数
【答案】 ABD
【解析】 设函数f(x)的最小正周期为T,根据条件知nT=-=,其中n为正整数,于是T==,解得ω=4n,又0<ω<8,则ω=4,f(x)=sin(4x+φ),
∴sin(×4+φ)+sin(×4+φ)=2,即sin(+φ)=1,又|φ|<,∴φ=-,∴f(x)=sin(4x-),结合各选项可知CE正确,故选ABD.
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