内容正文:
第4节 函数y=Asin(ωx+φ)的图象及
三角函数模型的简单应用
1.(2025·江苏南京模拟)将函数f(x)=cos x的图象向右平移个单位长度,再将所得图象上的所有点,纵坐标不变,横坐标变为原来的2倍,得到g(x)的图象,则g(x)=( )
A.sin 2x B.sin
C.-sin D.cos 2x
解析:B [将函数f(x)=cos x的图象向右平移个单位长度得到函数y=cos的图象,再将其上所有的点,横坐标变为原来的2倍(纵坐标不变),得到g(x)=cos的图象,由诱导公式整理得g(x)=sin.]
2.(2025·莱芜模拟)为了得到函数y=2sin 3x的图象,只要把函数y=2sin图象上所有的点( )
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
解析:D [函数图象平移满足左加右减,y=2sin=2sin,因此需要将函数图象向右平移个单位长度,可以得到y=2sin 3x的图象.]
3. (多选题)(2025·长沙一模)已知函数f(x)=Asin(ωx+φ),其部分图象如图所示,则关于函数f(x)的判断正确的是( )
A.函数f(x)的最小正周期是π
B.函数f(x)的单调递增区间为(k∈Z)
C.是函数f(x)图象的一个对称点
D.将函数f(x)的图象向左平移个单位长度,得到的函数图象关于原点对称
解析:ABC [由题图可知A=1,=-=,∴最小正周期T=π,∴ω===2.∵f=sin=-1,∴2×+φ=+2kπ(k∈Z).又|φ|<,∴φ=-,∴f(x)=sin.令2kπ-≤2x-≤2kπ+(k∈Z),得kπ-≤x≤kπ+(k∈Z),
∴f(x)的单调递增区间为(k∈Z).又f=0,∴是函数f(x)图象的一个对称点.将函数f(x)的图象向左平移个单位长度,得到的函数图象对应的解析式为g(x)=sin=sin,而g(x)的图象不关于原点对称.]
4.(2025·山东济宁模拟)已知函数f(x)=2sin(ωx+φ),其最小正周期为,将f(x)的图象向左平移个单位长度后得到g(x)的图象,g(x)的图象关于点对称,则当x∈时,f(x)的最大值为( )
A.1 B.2
C. D.
解析:B [由题意可得,T==,所以ω=3,
所以f(x)=2sin(3x+φ),
将f(x)的图象向左平移个单位长度得g(x)的图象,
则g(x)=2sin=
2sin.
因为g(x)的图象关于点对称,
所以3×++φ=kπ,k∈Z,解得φ=kπ-,k∈Z.
又|φ|<,当k=1时,φ=π-=,
所以f(x)=2sin.
当x∈时,3x+∈,
根据正弦函数性质,y=sin t在上单调递增,
在上单调递减,
所以当3x+=,即x=时,f(x)取得最大值2.]
5.(多选题)(2025·湖南三市联考)已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)的部分图象如图所示,则( )
A.f(x)的解析式可以为f(x)=2sin
B.将f(x)图象上的所有点的横坐标变为原来的2倍,再向左平移个单位,得到g(x)的图象,则g(x)=f
C.f(x)的对称中心为,k∈Z
D.若x1,x2∈,f(x1)=f(x2)(x1≠x2),则f(x1+x2)=
解析:AD [对于A,由图知A=2,T==π,所以ω=2,f(x)过点,所以f=2sin=0,可取φ=,则f(x)=2sin,故A正确;对于B,由A知f(x)=2sin,将f(x)图象上的所有点的横坐标变为原来的2倍,可得2sin,再向左平移个单位,得到g(x)的图象,则g(x)=2sin=2sin=-2sin,f=2sin=2sin(x+π)=-2sin x,二者不相等,故B错误;对于C,由A知f(x)=2sin,所以2x+=kπ,k∈Z,解得x=-,k∈Z,所以f(x)的对称中心为,k∈Z,故C错误;对于D,x1,x2∈,令t1=2x1+,t2=2x2+,则t1,t2∈(0,π),因为f(x1)=f(x2)(x1≠x2),则sin t1=sin t2,t1,t2∈(0,π),所以t1+t2=π,即2(x1+x2)=,即x1+x2=,所以f(x1+x2)=f=2sin=,故D正确.]
6.(2025·济宁三模)记函数f(x)=cos(ωx+φ)(ω>0,0<φ<π)的最小正周期为T.若f(T)=,x=为f(x)的零点,则ω的最小值为____________.
解析:f(T)=f(0)=cos φ=,且0<φ<π,
故φ=,f=cos=0⇒ω+
=+kπ(k∈Z)⇒ω=3+9k(k∈Z),又ω>0,故ω的最小值为3.
答案:3
7.函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A,ω,φ是常数,A>0,ω>0,|φ|<)的部分图象如图所示,则f(0)=____________.
解析:由函数f(x)=Asin(ωx+φ)的部分图象知,A=,T=4×=π,∴ω==2.
又x=时,f=sin=-,
∴+φ=+2kπ,k∈Z;
∴φ=-+2kπ,k∈Z;
∴f(x)=sin
=sin;
∴f(0)=sin=-.
答案:-
8.(2025·临沂模拟)已知函数f(x)=2cos(ωx+φ)的部分图象如图所示,则满足条件
>0的最小正整数x为________.
解析:由=-=,得T=π,ω=2,将代入y=2cos(2x+φ),
得cos=0,+φ=,φ=-,
所以f(x)=2cos.
>0等价于(f(x)-1)f(x)>0,等价于f(x)<0或f(x)>1,由f(x)<0,得x∈,k∈Z,
此时x的最小正整数为2,
由f(x)>1,得x∈,k∈Z,此时x的最小正整数为3,故答案为2.
答案:2
9.已知函数f(x)=sin2x+sin x·cos x+2cos2x,x∈R.
(1)求函数f(x)的最小正周期和单调递减区间;
(2)函数f(x)的图象可以由函数y=sin 2x的图象经过怎样的变换得到?
解:(1)f(x)=sin2x+sin x·cos x+2cos2x
=sin 2x+cos2x+1=sin 2x++1
=sin +,
函数的最小正周期为T==π.
令+2kπ≤2x+≤+2kπ(k∈Z),
解得+kπ≤x≤kπ+(k∈Z),
函数的单调递减区间为(k∈Z).
(2)函数y=sin 2x的图象向左平移个单位长度得到函数y=sin的图象,再将函数图象向上平移个单位长度得到f(x)=sin+的图象.
10.已知函数f(x)=sin .
(1)请用“五点法”画出函数f(x)在一个周期上的图象;
(2)求f(x)在区间上的最大值和最小值;
(3)写出f(x)的单调递增区间.
解:(1)令X=2x+,则y=sin=sin X.
列表:
x
-
X
0
π
2π
y=sin
0
1
0
-1
0
描点,画出函数f(x)在上的图象:
(2)因为≤x≤,所以≤2x+≤,
当2x+=,即x=时,sin最大值等于1,即f(x)的最大值等于1;
当2x+=,即x=时,sin最小值等于-,即f(x)的最小值等于-.
所以f(x)在区间上的最大值为1,最小值为-.
(3)根据函数的图象知,f(x)的单调递增区间为(k∈Z).
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