内容正文:
第3节 三角函数的图象与性质
1.函数f(x)=的最小正周期为( )
A. B.
C.π D.2π
解析:C [f(x)====sin xcos x=sin 2x,∴f(x)的周期T==π.]
2.(2025·呼和浩特市一模)已知函数f(x)图象的一条对称轴为直线x=2,f(x)的一个周期为4,则f(x)的解析式可能为( )
A.f(x)=sin B.f(x)=cos
C.f(x)=sin D.f(x)=cos
解析:B [A选项中T==4,B选项中T==4,
C选项中T==8,D选项中T==8,排除选项CD.
对于A选项,当x=2时,函数值sin=0,故(2,0)是函数的一个对称中心,排除选项A,
对于B选项,当x=2时,函数值cos=-1,故x=2是函数的一条对称轴.]
3.(2025·北京模拟)已知函数f(x)=sin ωxcos φ+cos ωxsin φ,f(x1)=0,f(x2)=1,若|x1-x2|的最小值为,且f=,则f(x)的单调递增区间为( )
A.,k∈Z
B.,k∈Z
C.,k∈Z
D.,k∈Z
解析:B [因为f(x)=sin ωxcos φ+cos ωxsin φ=sin(ωx+φ),又f(x1)=0,f(x2)=1,且|x1-x2|的最小值为,所以=,即T=2π,又ω>0,所以ω==1,所以f(x)=sin(x+φ),又f=,所以sin=,即cos φ=,因为0<φ<,所以φ=,所以f(x)=sin,令-+2kπ≤x+≤+2kπ,k∈Z,解得-+2kπ≤x≤+2kπ,k∈Z,所以函数f(x)的单调递增区间为,k∈Z.]
4.(多选题)(2025·山东东营一模)将函数f(x)=sin 的图象向右平移个单位长度,得到函数g(x)的图象,则下列结论正确的是( )
A.g=1
B.g(x)在上单调递减
C.直线x=-是g(x)图象的一条对称轴
D.点是g(x)图象的一个对称中心
解析:ABC [由题意可得g(x)=sin
=sin .对于选项A,g=sin=sin=1,故正确;对于选项B,当x∈时,2x-∈,所以g(x)在区间上单调递减,故正确;对于选项C,当x=-时,2x-=-,所以直线x=-是g(x)图象的一条对称轴,故正确;对于选项D,当x=时,2x-=-,故点不是g(x)图象的一个对称中心,故错误.]
5.(多选题)(2025·开封市模拟)已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)+B(其中A>0,ω>0,|φ|<π)的部分图象如图所示,则( )
A.f(x)≤f
B.函数f为偶函数
C.f(x)+f=2
D.曲线y=f(x)在x=处的切线斜率为-2
解析:ACD [由函数图象可知,A==1,B==1,T=2=π,
∴ω==2,当x=-时,2×+φ=+2kπ(k∈Z),∴φ=+2kπ,(k∈Z),
又|φ|<π,∴φ=,
∴f(x)=sin+1,
对A,f=sin+1=2,
f(x)≤f,故A正确;
对B,f=sin+1=
-sin+1,显然不是偶函数,故B错误;
对C,若f(x)+f=2,则f(x)图象关于点对称,又f=sin+1=1,故C正确;
对D,f′(x)=2cos,∴f′=
2cos=-2,所以曲线y=f(x)在x=处的切线斜率为-2,故D正确.]
6.函数f(x)=cos在[0,π]上的零点个数为____________.
解析:由f(x)=cos=0,
有3x+=kπ+(k∈Z),解得x=+,
由0≤+≤π,得k可取0,1,2,
∴f(x)=cos在[0,π]上有3个零点.
答案:3
7.函数f(x)=的定义域为____________.
解析:要使函数f(x)=有意义,
则+2cos x≥0,即cos x≥-,
由余弦函数的图象,得在一个周期[-π,π]上,
不等式cos x≥-的解集为
,
所以,在实数集上不等式的解集为
,
即函数的定义域为
.
答案:
8.(2025·江苏质检)已知函数f(x)=sin(ωx+φ),如图,A,B是直线y=与曲线y=f(x)的两个交点,若|AB|=,则f(π)=____________.
解析:设A,B,则ωx1+φ=,ωx2+φ=,又x2-x1=,所以ω=4,由曲线y=f(x)过,所以4×+φ=2π,
即φ=-,所以f(x)=sin,
f(π)=sin=-sin=-.
答案:-
9.(2025·全国二卷)已知函数f(x)=cos(2x+φ)(0≤φ<π),f(0)=.
(1)求φ;
(2)设函数g(x)=f(x)+f,求g(x)的值域和单调区间.
解:(1)因为f(0)=cos φ=且0≤φ<π,
所以φ=
(2)由(1)得f(x)=cos
所以g(x)=cos+
cos
=cos+cos 2x
=cos 2x-sin 2x
=cos
因为x∈R,所以g(x)的值域为[-,],
令-π+2kπ≤2x+≤2kπ,k∈Z,
得-π+kπ≤x≤-+kπ,k∈Z,
令2kπ≤2x+≤π+2kπ,k∈Z,
得-+kπ≤x≤π+kπ,k∈Z,
所以g(x)单调增区间为
,k∈Z
单调递减区间为,k∈Z
10.(2024·山东高考押题密卷)在①f(0)=+;②函数f(x)图象的一个对称中心为;③函数f(x)图象的一个对称轴为直线x=这三个条件中任选一个,补充在下面问题中,并解答问题.
若函数f(x)=Asin(ωx+φ)+b的最大值和最小值分别为和-,相邻最高点和最低点的距离为 ,且__________,求函数f(x)在上的值域.
解:因为函数f(x)=Asin(ωx+φ)+b的最大值和最小值分别为和-,
所以解得
设函数f(x)的最小正周期为T,又因为相邻最高点和最低点的距离为 ,
所以 =,
解得T=π,所以ω=2,
所以函数f(x)的解析式为f(x)=sin(2x+φ)+.
若选择①:f(0)=+,则有sin φ=,
即φ=+2kπ,k∈Z或φ=+2kπ,k∈Z.
因为|φ|<,所以φ=.
所以函数f(x)的解析式为y=sin+.
因为x∈,所以2x+∈,
所以sin+∈,
即函数f(x)在上的值域为.
若选择②:函数f(x)图象的一个对称中心为,则有sin+=,
所以+φ=2kπ,k∈Z或+φ=π+2kπ,k∈Z,
即φ=-+2kπ,k∈Z或φ=+2kπ,k∈Z.
因为|φ|<,所以φ=-.
所以函数f(x)的解析式为
y=sin+.
因为x∈,所以2x-∈,
所以sin+∈,
即函数f(x)在上的值域为.
若选择③:函数f(x)图象的一个对称轴为直线x=,则有+φ=+kπ,k∈Z,即φ=+kπ,k∈Z.
因为|φ|<,所以φ=.
所以函数f(x)的解析式为y=sin+.
因为x∈,所以2x+∈,
所以sin+∈,
即函数f(x)在上的值域为.
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