内容正文:
专题一 三角函数与解三角形
微专题1 含参三角函数特征量ω问题
目标要求:1.掌握对函数类型的单调性,最值,周期,对称性的研究方法,主要技巧为换元法;
2.掌握含参的讨论要点,先三角变换标准型,A看最值,看周期,由零点最值点定,最后注意角范围。
一、考点透析
考点1 三角函数的周期T与ω的关系
1.(25-26高三上·广东·开学考试)已知函数的图象向右平移个单位长度后与原图象重合,则的最小值是( )
A. B. C. D.
2.(2025·湖北黄冈·模拟预测)已知函数与的图象在上恰有5个公共点,且其中一个公共点的坐标为,则的值为( )
A. B.2 C. D.3
考点2 三角函数的单调性与ω的关系
1.(2025·辽宁·二模)已知函数在区间上单调,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
2.(2025·北京高三阶段练习)已知函数f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0,|φ|≤),f(-)=0,|f()|=1,且f(x)在(,)上单调,则ω的最大值为( )
A.7 B.9
C.11 D.13
考点3 三角函数的对称性与ω的关系
1.(2025·山东青岛·三模)已知函数的图象关于点中心对称,则( )
A.0 B.1 C.2 D.3
2.(2025·湖南长沙·三模)将函数的图象向左平移个单位得到的函数图象关于轴对称,则的值可以为( )
A. B.1 C.2 D.5
考点4 三角函数的最值与ω的关系
1.
(2025·四川巴中·二模)已知函数在区间上的最小值为,则的取值范围为 .
2. 将函数f(x)=sin(2ωx+φ)(ω>0,φ∈[0,2π])图象上每点的横坐标变为原来的2倍,得到函数g(x)的图象,函数g(x)的部分图象如图所示,且g(x)在[0,2π]上恰有一个最大值和一个最小值(其中最大值为1,最小值为-1),则ω的取值范围是( )
A.(,] B.[,) C.[,) D.(,]
考点5 三角函数的零点与ω的关系
1.(2025·北京·高考真题)设函数,若恒成立,且在上存在零点,则的最小值为( )
A.8 B.6 C.4 D.3
2.(2025·河北唐山·三模)已知函数在区间上恰好存在5个零点,则正整数 .
二、跟踪练习
1.(2025·天津·高考真题),在上单调递增,且为它的一条对称轴,是它的一个对称中心,当时,的最小值为( )
A. B. C.1 D.0
2.函数f(x)=2sin (ω>0)在区间[0,20]上有50个最大值,则ω的取值范围__________.
3.(2025·辽宁·三模)函数,其,若对于,都有恒成立,则的取值不可能是( )
A. B.1 C. D.2
4.(2025·福建九地市质量检测)已知函数f(x)=2sin ωx(sin ωx+cos ωx)(ω>0)在(0,)上单调递增,且对任意的实数a,f(x)在(a,a+π)上不单调,则ω的取值范围为( )
A.(1,] B.(1,]
C.(,] D.(,]
5.已知函数f(x)=sin ωx-cos ωx+1(ω>0)在(0,2π)上有且只有5个零点,则实数ω的取值范围是( )
A. B.
C. D.
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专题一 三角函数与解三角形
微专题1 含参三角函数特征量ω问题
一、考点透析
考点1 三角函数的周期T与ω的关系
1.(25-26高三上·广东·开学考试)已知函数的图象向右平移个单位长度后与原图象重合,则的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】周期变换及解析式特征、求图象变化前(后)的解析式
【分析】根据题意可得出三角函数的周期,然后求出结果即可.
【详解】由题可知是该函数的周期的整数倍,即,
解得,又,故其最小值为.
故选:B.
2.(2025·湖北黄冈·模拟预测)已知函数与的图象在上恰有5个公共点,且其中一个公共点的坐标为,则的值为( )
A. B.2 C. D.3
【答案】B
【知识点】正、余弦型三角函数图象的应用、周期变换及解析式特征
【分析】先根据经过点,得出只能为整数,排除选项A,C;再结合图像可验证选项B满足题意,选项D不满足题意.
【详解】由题意知经过点,
因此,得:,
即只能为整数,排除选项A,C;
当时,作出与在上的图象:
由图像可得:与的图象在上有5个公共点,满足题意.
当时,作出与在上的图象:
由图象可得:与的图象在上有7个公共点,不满足题意.
故选:B.
考点2 三角函数的单调性与ω的关系
1.(2025·辽宁·二模)已知函数在区间上单调,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】结合题设和函数的周期公式可得,再根据余弦函数的性质可得,进而求解即可.
【详解】由题可知的最小正周期为,因为在区间上单调,
所以,则,解得,
当时,,
且,,
所以,解得,结合,得的取值范围为.
故选:D.
2.(2025·北京高三阶段练习)已知函数f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0,|φ|≤),f(-)=0,|f()|=1,且f(x)在(,)上单调,则ω的最大值为( )
A.7 B.9
C.11 D.13
【答案】C
【解析】(1)函数f(x)=sin(ωx+φ),因为f(-)=sin(-ω+φ)=0,
所以-ω+φ=kπ,k∈Z ①,又|f()|=1,
所以x=是函数f(x)=sin(ωx+φ)的一条对称轴,
所以ω+φ=k'π+,k'∈Z ②,由①②可得φ=π+,k,k'∈Z,
又因为|φ|≤,所以φ=±,且ω=-4k+1,k∈Z或ω=-4k-1,k∈Z,
又函数f(x)=sin(ωx+φ)的最小正周期T=,又f(x)在(,)上单调,
所以-≤,所以0<ω≤12,所以ω的最大值为11.
故选C.
考点3 三角函数的对称性与ω的关系
1.(2025·山东青岛·三模)已知函数的图象关于点中心对称,则( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】C
【分析】由三角函数图象的对称性可得结果.
【详解】由题意,可得,且,即,
所以,解得:,,
函数,
所以.
故选:C.
2.(2025·湖南长沙·三模)将函数的图象向左平移个单位得到的函数图象关于轴对称,则的值可以为( )
A. B.1 C.2 D.5
【答案】B
【分析】利用三角函数平移规律得到函数,由函数图象关于轴对称,推出函数为偶函数,求得,结合选项即得.
【详解】函数的图象向左平移个单位得到的函数为:,
依题意,函数是偶函数,故,
解得,又,结合选项,可得可以取1.
考点4 三角函数的最值与ω的关系
1.(2025·四川巴中·二模)已知函数在区间上的最小值为,则的取值范围为 .
【答案】
【分析】由得的范围,因此在这个范围内,从而可得的范围.
【详解】由题意,在区间上的最小值为,
当时,;
当时,.
则的取值范围为或.
故答案为:.
2. 将函数f(x)=sin(2ωx+φ)(ω>0,φ∈[0,2π])图象上每点的横坐标变为原来的2倍,得到函数g(x)的图象,函数g(x)的部分图象如图所示,且g(x)在[0,2π]上恰有一个最大值和一个最小值(其中最大值为1,最小值为-1),则ω的取值范围是( )
A.(,] B.[,)
C.[,) D.(,]
【答案】C
【解析】(2)由已知得函数g(x)=sin(ωx+φ),由g(x)图象过点(0,)以及点在图象上的位置,知sin φ=,φ=,∵0≤x≤2π,∴≤ωx+≤2πω+,由g(x)在[0,2π]上恰有一个最大值和一个最小值,∴≤2πω+<,∴≤ω<.所以答案选C
考点5 三角函数的零点与ω的关系
1.(2025·北京·高考真题)设函数,若恒成立,且在上存在零点,则的最小值为( )
A.8 B.6 C.4 D.3
【答案】C
【分析】由辅助角公式化简函数解析式,再由正弦函数的最小正周期与零点即可求解.
【详解】函数,
设函数的最小正周期为T,由可得,
所以,即;
又函数在上存在零点,且当时,,
所以,即;
综上,的最小值为4.
故选:C.
2.(2025·河北唐山·三模)已知函数在区间上恰好存在5个零点,则正整数 .
【答案】5
【分析】令,得到,并求出,数形结合得到,求出答案.
【详解】令,即,当时,,
因为,故或,其中,
从小到大,设函数零点分别为,
则有,,,
,,
由题意知,解得,故正整数.
故答案为:5
二、跟踪练习
1.(2025·天津·高考真题),在上单调递增,且为它的一条对称轴,是它的一个对称中心,当时,的最小值为( )
A. B. C.1 D.0
【答案】A
【分析】利用正弦函数的对称性得出,根据单调性得出,从而确定,结合对称轴与对称中心再求出,得出函数解析式,利用整体思想及正弦函数的性质即可得解.
【详解】设的最小正周期为,根据题意有,,
由正弦函数的对称性可知,
即,
又在上单调递增,则,
∴,则,
∵,∴时,,∴,
当时,,
由正弦函数的单调性可知.
故选:A
2.函数f(x)=2sin (ω>0)在区间[0,20]上有50个最大值,则ω的取值范围__________.
【答案】
【解析】因为函数f(x)=2sin (ω>0)在区间[0,20]上有50个最大值,
第1个最大值为:ωx+,
第2个最大值为:ωx++2π,
第3个最大值为:ωx++4π,
……
第50个最大值为:ωx++49×2π,
第51个最大值为:ωx++50×2π,
所以+49×2π≤20ω+<+50×2π,解得 ≤ω<+5π,
综上:ω的取值范围是.
3.(2025·辽宁·三模)函数,其,若对于,都有恒成立,则的取值不可能是( )
A. B.1 C. D.2
【答案】C
【分析】根据给定条件,可得在上单调,借助函数图象的对称轴建立不等式求出范围即可.
【详解】依题意,函数在上单调,函数图象对称轴为,
,解得,
由,解得,又,则或,
所以或,的取值不可能是.
故选:C
4.(2025·福建九地市质量检测)已知函数f(x)=2sin ωx(sin ωx+cos ωx)(ω>0)在(0,)上单调递增,且对任意的实数a,f(x)在(a,a+π)上不单调,则ω的取值范围为( )
A.(1,] B.(1,]
C.(,] D.(,]
【答案】D
【解析】 f(x)=2sin ωx(sin ωx+cos ωx)=2sin2ωx+2sin ωxcos ωx=2sin(2ωx-)+,∵f(x)在(0,)上单调递增,∴2ω·-≤,解得ω≤,又对任意的实数a,f(x)在区间(a,a+π)上不单调,∴f(x)的周期T<2π,∴T=<2π,∴ω>,∴<ω≤,故选D.
5.已知函数f(x)=sin ωx-cos ωx+1(ω>0)在(0,2π)上有且只有5个零点,则实数ω的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】因为f(x)=sin ωx-cos ωx+1=2sin +1,
令f(x)=2sin +1=0,即sin =-,
所以sin =-在(0,2π)上有且只有5个零点,
因为x∈(0,2π),所以ωx-∈(,2πω-),
所以由正弦函数图象,如图,要使sin =-在(0,2π)上有且只有5个零点,则<2πω-,即<ω≤,
所以实数ω的取值范围是.故选C.
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