内容正文:
周测卷(八) 三角函数的图象与性质
1.C 2.B 3.D
4.D f(x)=sin x+cos x=2sin ,
将其图象上所有点的横坐标缩短到原来的(纵坐标不变),得y=2sin 的图象,
再将得到的图象上所有的点向右平移θ(θ>0)个单位长度,得y=2sin =2sin 的图象,由y=2sin 的图象关于y轴对称得-3θ=kπ+(k∈Z),即θ=-π(k∈Z).又θ>0,故当k=-1时,θ取得最小值.故选D.
5.B 因为|y|=()|sin ωx|(0≤x≤2π)过点,代入可得2=(=,所以=1,所以sin =±1,解得=kπ+(k∈Z),即ω=4k+2(k∈Z),由图象可知|y|上下对称,f(x)=sin ωx的周期T=×4=π,所以ω=2,k=0,所以|y|=()|sin 2x|(0≤x≤2π).因为点M到y轴的距离为,即x=,
当x==(=·=.所以点M到x轴的距离为.故选B.
6.B 将函数f(x)=sin 的图象向右平移φ个单位长度得到函数g(x)的图象,则g(x)==sin .
若x1,x2使得f(x1)g(x2)=-1,则f(x1)=1,g(x2)=-1或f(x1)=-1,g(x2)=1,
不妨设f(x1)=1,g(x2)=-1,
则2x1-=2k1π+=2k2π+,k1∈Z,k2∈Z,即2x1=2k1π+,2x2=2k2π+2φ++π,两式作差得2(x1-x2)=2(k1-k2)π-π-2φ,
即(x1-x2)=(k1-k2)π-φ-.
∵,且0<φ<,
∴当k1-k2=1时取最小值,此时=,
∴φ=,故选B.
7.B 设f(x)的最小正周期为T,因为函数f(x)在内单调递减,所以T,即≤2.
因为直线x=是函数f(x)图象的一条对称轴,
所以ω·+φ=kπ+,k∈Z①.
因为函数y=f=sin 是奇函数,
所以+φ=mπ,m∈Z②.
由①-②可得,ω=4(k-m)+2,k∈Z,m∈Z,而|ω|≤2,所以|ω|=2.
当ω=2时,将其代入②式得+φ=mπ,m∈Z,得φ=mπ-,m∈Z,
因为-<φ<,所以φ=-,
即f(x)=sin ,
当x∈时,2x-∈,显然此时函数f(x)单调递减.又y=f=sin 2x为奇函数,故ω=2符合题意.
所以f=sin =sin .
当ω=-2时,将其代入②式得-+φ=mπ,m∈Z,得φ=mπ+,m∈Z,因为-<φ<,所以φ=,
即f(x)=sin =-sin ,
当x∈时,2x-∈,
显然此时函数f(x)不单调递减,不符合题意.
综上,f=.
8.C 由f(x)在上单调,即,可得T≥,则ω≤9.∵x=-为f(x)的零点,x=为y=f(x)图象的对称轴,根据三角函数的图象可知,零点与对称轴之间距离为T×(2k-1),k∈N*.要求ω 最大,则周期最小,∴(2k-1)×,则T=,∴ω=2k-1.当ω=9时,由|φ|≤,则φ=-,可得f(x)=cos ,易知f(x)在上递减,在上递增,不合题意;当ω=7时,由|φ|≤,则φ=,可得f(x)=cos ,易知f(x)在上递减,在上递增,不合题意;当ω=5时,由|φ|≤,则φ=-,可得f(x)=cos ,易知f(x)在上递减,符合题意,故选C.
9.CD f(x)=sin x-cos x=sin ,g(x)=cos x+sin x=sin ,所以函数f(x)的值域与g(x)的值域相同,A错误;把函数f(x)的图象向右平移个单位长度,得到y=sin 的图象,并不是函数g(x)的图象,故B错误;易知选项C,D都正确.故选CD.
10.BC 由图知,f(x)min=-1,所以A=1,因为,所以T=π,即=π,得ω=2.
所以f(x)=sin (2x+φ).
又f=sin =0,所以π+φ=kπ,k∈Z,得φ=-π+kπ,k∈Z.又,所以φ=,
所以f(x)=sin .
对于选项A,f=sin =0≠±1,故A错误.
对于选项B,令2x+=kπ,k∈Z,解得x=-,k∈Z,
所以函数f(x)的对称中心为,k∈Z,故B正确.
对于选项C,-+2kπ≤2x++2kπ,k∈Z,
解得-+kπ≤x≤+kπ,k∈Z,
所以函数f(x)的单调递增区间为[+kπ,],k∈Z,故C正确.
对于选项D,g(x)=sin [+]=sin ,故D错误.故选BC.
11.CD 根据所给定义得到f(x)的解析式,
当x<-π时,x+π<0,sgn (x+π)=-1,f(x)=-sin x-cos x=-sin ,
当x=-π时,x+π=0,sgn (x+π)=0,f(x)=cos 0=1,
当x>-π时,x+π>0,sgn (x+π)=1,f(x)=sin x-cos x=sin ,
即f(x)=
作出f(x)的部分图象,如图所示,
由图可得,f(x)不是周期函数,故A错误;
由图可知,f(x)在上的值域为,故B错误;
由图可知,f(x)在上单调递减,故C正确;
令g(x)=2f(x)-1=0,得f(x)=,由图可知,在[-3π,2π]上,f(x)的图象与直线y=只有5个交点,所以g(x)=2f(x)-1在[-3π,2π]上有5个零点,故D正确.故选C、D.
12.解析:将函数f(x)=tan 的图象向右平移s(s>0)个单位长度后,得到函数g(x)=tan 的图象,因为g(x)的图象经过点,所以=,所以+kπ,k∈Z,解得s=,k∈Z,令k=0,得s=.
答案:(答案不唯一)
13.解析:由于|f(x1)-f(x2)|=1-(-1)=2,∴f(x1),,可得最小正周期为,而T=,∴ω=3,则f(x)=sin ,令2kπ+≤2kπ+(k∈Z),x∈(k∈Z),∵x∈,∴x∈.
答案:
14.解析:由题意可知,将函数g(x)图象上的点向右平移个单位长度,可得f(x)的图象与x轴负半轴的一个交点,又f(x)的图象与x轴正半轴的一个交点为,所以解得所以f(x)=,g(x)=sin [+]=cos ,故g(0)=.
答案:
15.解:(1)f(x)=2sin (π-x)cos x-2sin2x+=2sinx cos x-2=sin 2x+cos 2x=2(sin 2x+=2sin ,
则f=2sin [+]=0.
(2)由(1)可知f(x)=2sin ,
则最小正周期T==π.
由x∈,得2x+∈,令t=2x+,
则g(t)=2sin t,
g(t)在上单调递减,在上单调递增,
则当t=,即x=π时,f(x)max=f(π)=.
16.解:(1)由题知f(x)的最小正周期T==2·=π,所以ω=2.
又f=sin =±1,则+φ=kπ+,k∈Z,φ=kπ+,k∈Z,
又0<φ<π,所以φ=,f(x)=sin .
令2kπ-≤2kπ+,k∈Z,得f(x)的单调递增区间为[,kπ+](k∈Z),
令2kπ+≤2kπ+,k∈Z,得f(x)的单调递减区间为[,kπ+](k∈Z).
(2)由题可知g(x)=sin ,
当x∈(0,π)时,2ax+∈(,2aπ+).
由g(x)在(0,π)恰有两个极值点,
可知<2aπ+,
解得a的取值范围为.
17.解:(1)由题图可知,A=2.
又f(0)=1,所以2sin (ω·0+φ)=1,即sin φ=,
又,所以φ=.
因为f=0,所以2sin =0,结合题图可知ω·=2kπ,k∈Z,即ω=,k∈Z,
又T>,所以0<ω<,所以ω=2,
所以f(x)=2sin .
(2)由题意,得g(x)=2sin .
令-+2kπ≤4x++2kπ,k∈Z,
解得-,k∈Z.
因为g(x)在区间[-t,t]上单调递增,
所以
解得t≤,所以实数t的最大值为.
18.解:(1)函数f(x)=2sin x sin +cos 2x=2sin x·cos x+)+cos 2x=sin x cos x+sin2x+cos2x=sin 2x+cos 2x+=sin +.
令2kπ-≤2kπ+,k∈Z,
解得kπ-≤x≤kπ+,k∈Z.
因为x∈,
所以函数f(x)的单调递增区间是.
因为x∈,则2x+∈,
所以sin ∈,
所以f(x)min=0,f(x)max=.
(2)因为g(x)=f(x)-a有且仅有一个零点,所以f(x)=a有且仅有一个实根,
即函数y=f(x)与y=a有且仅有一个交点,如图所示:
由图象知,a=或a∈[0,1),所以实数a的取值范围是[0,1).
19.解:(1)由f=f得f(x)=f(x+π),所以f(x)的周期为π.
由f(a-x)=f(x+a),a∈R,得f(x)的图象关于直线x=a对称.
2×,所以y=sin 的图象关于直线x=对称,
又y=sin 的最小正周期为=π,所以函数y=sin 是“M型函数”.
(2)令g(x)=ln x=0,得x=1.
因为g(x)是定义域为R的奇函数,所以g(x)的零点为-1,0,1.
令F(x)=g(h(x)-m)=0,则h(x)-m=-1或0或1,即h(x)=m-1或m或m+1.
画出h(x)在上的图象,如图所示.
由h(x)为“M型函数”得h(x)的图象关于直线x=对称,可画出h(x)在上的图象.
由h(x)为“M型函数”得h(x)的周期为π,可画出h(x)在上的图象.
所以函数F(x)在上的零点个数等于h(x)在上的图象与直线y=m+1,y=m,y=m-1的交点个数之和.
由图象可知,只有当0<m-1<1,即1<m<2时,h(x)在上的图象与直线y=m+1,y=m,y=m-1的交点个数之和为9.故m的取值范围为(1,2).
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周测卷(八) 三角函数的图象与性质
(满分:150分 时间:120分钟)
一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.函数f(x)=sin2x+cos的最小正周期是( )
A. B.
C. π D. 2π
2.已知函数f(x)=2sin x+1,若f(x-φ)为偶函数,则φ的一个值为( )
A. B.
C. D.
3.为了得到函数y=2sin 3x的图象,只要把函数y=2cos 图象上所有的点( )
A.向右平移个单位长度 B. 向左平移个单位长度
C.向左平移个单位长度 D. 向右平移个单位长度
4.已知函数f(x)=sin x+cos x(x∈R),先将y=f(x)的图象上所有点的横坐标缩短到原来的(纵坐标不变),再将得到的图象上所有的点向右平移θ(θ>0)个单位长度,得到的图象关于y轴对称,则θ的最小值为( )
A. B.
C. D.
5.如图的曲线就像横放的葫芦的轴截面的边缘线,我们称它为葫芦曲线(也像湖面上高低起伏的小岛在水中的倒影与自身形成的图形,也可以形象地称它为倒影曲线),它对应的方程为|y|=()|sin ωx|(0≤x≤2π),其中记[x]为不超过x的最大整数,且过点P,若葫芦曲线上一点M到y轴的距离为,则点M到x轴的距离为( )
A. B.
C. D.
6.将函数f(x)=sin 的图象向右平移φ个单位长度得到函数g(x)的图象,若x1,x2使得f(x1)g(x2)=-1,且,则φ=( )
A. B.
C. D.
7.已知函数f(x)=sin (ωx+φ)(<φ<)在内单调递减,直线x=是函数f(x)图象的一条对称轴,且函数y=f为奇函数,则f=( )
A.- B.
C. - D.
8.已知函数f(x)=cos (ωx+φ),x=-为f(x)的零点,x=为y=f(x)图象的对称轴,且f(x)在上单调,则ω的最大值为( )
A.3 B. 4
C. 5 D. 6
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9.已知函数f(x)=sin x-cos x,g(x)是f(x)的导函数,则下列结论中正确的是( )
A.函数f(x)的值域与g(x)的值域不相同
B.把函数f(x)的图象向右平移个单位长度,就可以得到函数g(x)的图象
C.函数f(x)和g(x)在区间上都单调递增
D.若x0是函数f(x)的极值点,则x0是函数g(x)的零点
10.函数f(x)=A sin (ωx+φ)的部分图象如图所示,下列结论中正确的是( )
A.直线x=-是函数f(x)的图象的一条对称轴
B.函数f(x)的图象关于点,k∈Z对称
C.函数f(x)的单调递增区间为[+kπ,],k∈Z
D.将函数f(x)的图象向右平移个单位长度得到函数g(x)=sin 的图象
11.(2025·辽宁朝阳联考)设符号函数sgn (x)=已知函数f(x)=sgn (x+π)sin x+cos (x+π),则( )
A.f(x)的最小正周期为2π
B.f(x)在上的值域为
C.f(x)在上单调递减
D.函数g(x)=2f(x)-1在[-3π,2π]上有5个零点
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12.(开放题)将函数f(x)=tan 的图象向右平移s(s>0)个单位长度后,所得图象经过点,则s的可能取值是________.(写出满足条件的一个值即可)
13.已知函数f(x)=sin =2时,,则函数f(x)在上的单调递减区间为________.
14.函数f(x)=sin (ωx+φ)与函数y=g(x)的部分图象如图所示,且函数f(x)的图象可由函数g(x)的图象向右平移个单位长度得到,则φ=________,g(0)=________.
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15.(13分)已知函数f(x)=2sin (π-x)cos x-2sin2x+.
(1)求f;
(2)求f(x)的最小正周期,并求f(x)在区间上的最大值.
16.(15分)已知直线x=和x=是函数f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0,0<φ<π)图象两条相邻的对称轴.
(1)求f(x)的解析式和单调区间;
(2)保持f(x)图象上各点的纵坐标不变,横坐标变为原来的(a>0)倍,得到函数y=g(x)的图象.若g(x)在区间(0,π)内恰有两个极值点,求a的取值范围.
17.(15分)已知函数f(x)=A sin (ωx+φ)的部分图象如图所示.
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)将函数f(x)图象上所有点的横坐标缩短为原来的,纵坐标不变,得到函数g(x)的图象,若函数g(x)在区间[-t,t]上单调递增,求实数t的最大值.
18.(17分)已知函数f(x)=2sin x sin +cos 2x,x∈.
(1)求f(x)的单调递增区间和最值;
(2)若函数g(x)=f(x)-a有且仅有一个零点,求实数a的取值范围.
19.(17分)(2025·河南南阳模拟)若函数f(x)满足f=f,且f(a-x)=f(x+a),a∈R,则称f(x)为“M型a函数”.
(1)判断函数y=sin 是否为“M型函数”,并说明理由;
(2)已知g(x)为定义域为R的奇函数,当x>0时,g(x)=ln x,函数h(x)为“M型函数”,当x∈时,h(x)=2cos 2x.若函数F(x)=g(h(x)-m)(m∈R)在上的零点个数为9,求m的取值范围.
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