内容正文:
专题10 三角函数的图象与性质
5大高频考点概览
考点01 正弦、余弦、正切函数的图象变换
考点02 正弦、余弦、正切函数的性质
考点03 利用图象求三角函数解析式
考点04 三角恒等变换与三角函数性质的综合应用
考点05 三角函数新定义
地 城
考点01
正弦、余弦、正切函数的图象变换
一、单选题
1.(24-25高一上·青海名校联盟·期末)要得到函数的图像,只需要将函数的图像( )
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
【分析】由函数,再利用平移变换求解.
【详解】因为函数,
所以要得到函数的图像,
只需要将函数的图像向左平移个单位长度.
故选:C.
2.(24-25高一上·宁夏银川景博中学·期末)已知函数,,要得到函数的图象,只需将函数的图象上的所有点( )
A.横坐标缩短为原来的,再向左平移个单位得到
B.横坐标缩短为原来的,再向右平移个单位得到
C.横坐标伸长为原来的2倍,再向左平移个单位得到
D.横坐标伸长为原来的2倍,再向右平移个单位得到
【答案】B
【分析】由题意根据函数的图象变换规律,得出结论.
【详解】只需将函数的图象上的所有点横坐标缩短为原来的,可得的图象;
再向右平移个单位,即可得到的图象,
故选B.
【点睛】本题主要考查函数的图象变换规律,属于基础题.
3.(23-24高一上·宁夏银川育才中学·期末)若将函数的图象上所有点的横坐标缩短为原来的一半(纵坐标不变),再将所得图象向左平移个单位长度,得到函数的图象,则下列说法正确的是( )
A.的最小正周期为 B.在区间上单调递减
C.图象的一条对称轴为直线 D.图象的一个对称中心为
【答案】D
【分析】根据题意函数的图象上所有点的横坐标缩短为原来的一半(纵坐标不变),再将所得图象向左平移个单位长度,得到函数,即可求出最小正周期,把看成是整体,分别求的单调递减区间、对称轴、对称中心,在分别验证选项即可得到答案.
【详解】由于函数的图象上所有点的横坐标缩短为原来的一半(纵坐标不变),故函数的解析式为,再将所得图象向左平移个单位长度,.,故A错误;的单调减区间为,故在区间内不单调递减;图象的对称轴为,不存在使得图象的一条对称轴为直线,故C错误;图象的对称中心的横坐标为,当时,图象的一个对称中心为,故D正确.
故选:D.
二、填空题
4.(23-24高一上·青海海北州·期末)将函数图象上的每一点的横坐标缩短为原来的,纵坐标不变,再将所得图象向右平移个单位长度,得到的图象,则 .
【答案】
【分析】根据题意,结合三角函数的图象变换,即可求解.
【详解】将函数图象上的每一点的横坐标缩短为原来的,得到函数图象,
再将图象,纵坐标不变,再将所得图象向右平移个单位长度,
得到的图象,所以.
故答案为:.
三、解答题
5.(23-24高一上·宁夏固原·期末)已知函数.
(1)利用五点法画函数在区间上的图象.
(2)已知函数,若函数的最小正周期为,求的值域和单调递增区间;
(3)若方程在上有根,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)的值域为,单调递增区间为;
(3)
【分析】(1)取特殊点,列表,描点,连线,画出函数图象;(2)化简得到的解析式,进而求出值域,整体法求解单调递增区间;(3)整体法先得到,换元后得到在上有根,进而求出的取值范围.
【详解】(1)作出表格如下:
x
0
0
2
0
-2
0
在平面直角坐标系中标出以下五点,,,,,,用平滑的曲线连接起来,就是函数在区间上的图象,如下图:
(2),其中,由题意得:,解得:,故,故的值域为,令,解得:,所以的单调递增区间为:
(3)因为,所以,则,令,则,所以方程在上有根等价于在上有根,因为,所以,解得:,故的取值范围是.
地 城
考点02
正弦、余弦、正切函数的性质
一、单选题
1.(24-25高一上·宁夏银川一中·期末)函数的最小正周期是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据三角函数最小正周期的求法求得正确答案.
【详解】依题意,的最小正周期.
故选:D
2.(24-25高一上·青海名校联盟·期末)函数的单调递减区间是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】利用辅助角公式把函数的解析式化简成正弦型函数解析式的形式,最后利用正弦型函数的单调性进行求解即可.
【详解】由题意可得,令,
解得,
则的单调递减区间是.
故选:A.
3.(23-24高一上·宁夏银川育才中学·期末)函数在上的最小值为( )
A.1 B.2 C. D.
【答案】D
【分析】利用正切函数的单调性可得在处取得最小值.
【详解】由正切函数的单调性可知,在上为单调递增,
所以其最小值为.
故选:D
4.(23-24高一上·青海西宁大通县·期末)已知函数的定义域为R,且,当时,,则( )
A. B. C.1 D.
【答案】A
【分析】根据题意得到的周期为1,从而,代入求解即可.
【详解】因为,所以,函数的周期为1,
所以.
故选:A.
5.(24-25高一上·宁夏银川唐徕中学·期末)定义在上的函数既是偶函数又是周期函数,若的最小正周期是,且当时,,则的值为
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】分析:要求,则必须用来求解,通过奇偶性和周期性,将变量转化到区间上,再应用其解析式求解
详解:的最小正周期是
是偶函数
,
当时,,
则
故选
点睛:本题是一道关于正弦函数的题目,掌握正弦函数的周期性是解题的关键,考查了函数的周期性和函数单调性的性质.
6.(24-25高一上·宁夏银川景博中学·期末)已知函数在上有且仅有个零点,直线为函数图象的一条对称轴,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】以为整体,根据题意结合零点可得,结合对称性可得,进而可求.
【详解】因为,且,则,
由题意可得:,解得,
又因为直线为函数图象的一条对称轴,
则,解得,
可知,即,
所以.
故选:A.
二、多选题
7.(24-25高一上·宁夏银川唐徕中学·期末)已知函数,则下列说法正确的是( )
A.的最小正周期为
B.在上单调递减
C.
D.的定义域为
【答案】AC
【分析】考查正切函数的图像与性质易得AC正确.
【详解】解:因为,
对于A:的最小正周期为,故A正确;
对于B:当时,,因为在上单调递增,
故在上单调递增,故B错误;
对于C:因为的最小正周期为,所以,故C正确;
对于D:令,,解得,,所以的定义域为,故D错误.
故选:AC.
8.(24-25高一上·宁夏银川一中·期末)已知函数,则下列关于函数的说法正确的是( )
A.函数在上单调递增
B.函数的图象可以由图象向左平移个单位长度得到
C.
D.若函数在上至少有11个零点,则的最小值为
【答案】AD
【分析】由正弦函数的单调性判断A,由图象变换判断B,由对称性判断C,求出的解,结合周期性找出11个解后判断D.
【详解】对于A,令,则,即的一个单调增区间为,则在上单调递增,故选项正确;
对于B,图象向左平移个单位长度得到,,故选项错误;
对于C,由于,故选项错误;
对于D,若函数在上至少有11个零点,即与在上至少有11个交点,令,则或,即或,
由于函数一个周期由两个点函数值为,则在正好由11个交点,故的最小值为,故选项正确.
故选:AD.
9.(23-24高一上·宁夏银川金凤区唐徕中学·期末)已知函数,则( )
A.若的最小正周期为,则
B.若,则在上的最大值为
C.若在上单调递增,则
D.若的图象向右平移个单位,得到的函数为偶函数,则的最小值为
【答案】AC
【分析】根据正弦型三角函数的图象性质逐项判断即可.
【详解】对于A,若的最小正周期为,则,所以,故A正确;
对于B,若,则,当,则,所以,则在上的最大值为,故B不正确;
对于C,当,则,由于在上单调递增,所以,解得,故C正确;
对于D,的图象向右平移个单位得,因为其为偶函数,所以,
所以,又,则的最小值为,故D不正确.
故选:AC.
三、填空题
10.(23-24高一上·青海海北州·期末)若函数的图象恰有2条对称轴和1个对称中心在区间内,则的取值范围是 .
【答案】
【分析】先根据已知求出,然后根据已知结合正弦函数的图象与性质,列出不等式,求解即可得出答案.
【详解】由已知,所以.
根据已知结合正弦函数的图象与性质可得,
应满足,解得.
故答案为:.
11.(24-25高一上·宁夏银川唐徕中学·期末)已知函数图象的两条对称轴间距离的最小值为,且为的一个零点,则不等式的解集为 .
【答案】
【分析】由图像的两条对称轴距离的最小值得周期,根据周期公式求得,再由的零点求得,进而得到的解析式,结合正弦函数的图像即可得求得不等式的解集.
【详解】因为函数图象的两条对称轴间距离的最小值为,
所以,.
所以.
因为为的一个零点,所以,
即,所以
因为,所以,所以
由,得
所以
所以
不等式的解集为.
故答案为:
12.(24-25高一上·宁夏固原西吉中学·期末) 函数的图象关于中心对称,那么的最小值为 .
【答案】/
【分析】根据余弦型函数的对称性可得出关于的等式,即可解得的最小值.
【详解】因为函数的图象关于中心对称,
则,解得,
故当时,取最小值.
故答案为:.
地 城
考点03
利用图象求三角函数解析式
一、单选题
1.(23-24高一上·宁夏银川育才中学·期末)函数在一个周期内的图像如图,则此函数的解析式为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据图中函数在一个周期内的图像经过和,可分析出函数的最值、周期,求出后,代入点求,即可得到函数解析式
【详解】函数在一个周期内的图像如图,观察选项,不妨设,,,
由函数图像可得,,,,又,故,
则函数的解析式可化为,将点代入得,即,
又,取,得,此时.
故选:A.
二、多选题
2.(23-24高一上·青海西宁大通县·期末)已知函数的部分图象如图所示,则( )
A.的最小正周期为
B.
C.
D.的图象可由的图象向右平移个单位长度得到
【答案】BD
【分析】根据函数的图象,求得函数的解析式为,结合三角函数的性质,逐项判定,即可求解.
【详解】由函数的图象可知,最小正周期,则,B正确,A错误;
,函数的图象过点,
则有,则,,则,,
因为,则,故C错误;
由前面可知,
函数的图象向右平移个单位得到函数的图象,D正确.
故选:BD.
3.(24-25高一上·宁夏固原西吉中学·期末)函数(,)的部分图象如图所示,则( )
A.
B.
C.的单调递减区间为()
D.图象的对称轴方程为()
【答案】AD
【分析】由图知且求,根据五点法求参数,即可得的解析式,再由正弦型函数的性质求递减区间、对称轴方程,即可判断各选项的正误.
【详解】由图可得:且,
∴,则,A正确.
由,则(),得(),即,B错误.
综上,有,
由,(),得(),C错误.
由(),得(),D正确.
故选:AD.
4.(24-25高一上·宁夏吴忠吴忠中学·期末)函数的部分图象如图所示,则下列结论正确的是( )
A.
B.若把的横坐标缩短为原来的倍,纵坐标不变,得到的函数在上是增函数
C.若把函数的图像向左平移个单位,则所得函数是奇函数
D.函数的图象关于直线对称
【答案】ACD
【分析】根据函数的图象求出函数的解析式,得选项A正确;
求出得到函数在上不是增函数,得选项B错误;
求出图象变换后的解析式得到选项C正确;
求出函数的对称轴方程,得到选项D正确.
【详解】A, 如图所示:,
,
,
,
,即,
,
,
,
,
,故选项A正确;
B, 把的横坐标缩短为原来的倍,纵坐标不变,得到的函数,
,,
,
在,上不单调递增,故选项B错误;
C, 把的图象向左平移个单位,则所得函数,是奇函数,故选项C正确;
D, 设当,所以函数的图象关于直线对称,故选项D正确.
故选:ACD
【点睛】方法点睛:求三角函数的解析式,一般利用待定系数法,一般先设出三角函数的解析式,再求待定系数,最值确定函数的,周期确定函数的,非平衡位置的点确定函数的.
5.(23-24高一上·宁夏青铜峡宁朔中学·期末)已知函数的部分图象如图(1)所示,函数的部分图象如图(2)所示,下列说法正确的是( )
A.函数的周期为
B.函数的图象关于直线对称
C.函数在区间上有4个零点
D.将函数的图像向左平移可使其图像与图像重合
【答案】BCD
【分析】根据图象可求两个函数的解析式,再逐项计算后可得正确的选项.
【详解】由图象(1)可得,,故,
故,而,
故,而,故,故,
由图(2)可得,,故,
故,而,
故,而,故,故,
对于A,的最小正周期为,故A错误;
对于B,,
故函数的图象关于直线对称,故B正确;
对于C,即为,
故或,,
故或,.
令,故;
令,故;
故在区间上有4个零点,故C正确.
对于D,函数的图像向左平移,
其图象对应的解析式为:
.
故D正确,
故选:BCD.
三、解答题
6.(24-25高一上·青海名校联盟·期末)已知函数的部分图象如图所示.
(1)求的解析式;
(2)求在上的值域;
(3)若函数在上恰有两个不同的零点,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3).
【分析】(1)根据图象周期求出,再由过定点求出,进而求出解析式;
(2)由,得到.整体代入求出最值即可;
(3)由,得到.结合在上有两个不同的零点,得到,解不等式即可.
【详解】(1)由图可得的最小正周期.
因为,且,所以.
因为的图象经过点,所以,
所以,即.
因为,所以,
则.
(2)因为,所以.
当,即时,取得最大值,最大值为;
当,即时,取得最小值,最小值为.
故在上的值域为.
(3)因为,所以.
由,得,因为在上有两个不同的零点,所以,
解得.
故的取值范围为.
7.(23-24高一上·青海海北州·期末)已知函数的部分图象如图所示.
(1)求的解析式;
(2)求的单调递增区间.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据正弦型函数的特点,结合正弦型函数中各参数的意义进行求解即可;
(2)根据正弦型函数的单调性进行求解即可.
【详解】(1)由图可得.
因为,
所以.
由,得,即,
因为,所以,
则.
(2)令,
得,
故的单调递增区间为.
地 城
考点04
三角恒等变换与三角函数性质的综合应用
一、单选题
1.(23-24高一上·青海西宁大通县·期末)已知函数,若函数的图像关于轴对称,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】用辅助角公式化简函数解析式,再由函数的图像关于轴对称求出的值,最后判断的最小值.
【详解】,
则,
的图像关于轴对称,
,,则,,
当时,取得最小值.
故选:C.
2.(24-25高一上·宁夏吴忠吴忠中学·期末)函数的最小正周期和最大值分别为( )
A.,2 B.,2 C., D.,
【答案】C
【分析】根据诱导公式以及辅助公式可得,再利用正弦函数的周期公式,结合正弦函数的最值即可得答案.
【详解】,
所以该函数的最小正周期为,最大值为
故选:C.
3.(23-24高一上·宁夏青铜峡宁朔中学·期末)已知函数给出下列结论:
①的周期为;
②时取最大值;
③的最小值是;
④在区间内单调递增;
⑤把函数的图象上所有点向左平移个单位长度,可得到函数的图象.
其中所有正确结论的序号题( )
A.①② B.①③ C.①③④ D.①②③
【答案】B
【分析】先由降幂公式与辅助角公式化简函数解析式,根据正弦型函数的周期公式、最值性质、单调性,结合正弦型函数图象变换性质逐一判断即可.
【详解】因为
.
①因为,所以①正确;
②因为,所以②错误;
③当,即时,
取最小值,且最小值是,所以③正确;
④当时,由
知在区间内并不单调,故④错误;
⑤把函数的图象上所有点向左平移个单位长度,
可得到函数,故⑤错误.
故正确的是①③.
故选:B.
二、多选题
4.(23-24高一上·宁夏银川唐徕中学·期末)已知函数,下列结论正确的是( )
A.的最小正周期为
B.是的最大值
C.把函数的图象上所有点向左平移个单位长度,可得到函数的图象
D.时,的最小值为,的最大值为1
【答案】AC
【分析】化简已知可得,即可判断A项;代入求出,即可判断B项;求出平移后的函数解析式,即可判断C项;求出的范围,结合正弦函数的单调性,即可得出函数的最值,进而判断D项.
【详解】对于A项,因为,所以周期,故A正确;
对于B项,,故B不正确;
对于C项,将函数的图象上所有点向左平移个单位长度,得到的图象,故C正确;
对于D项,因为,所以.
因为在上单调递增,在上单调递减,
故当时,取得最大值,最大值为2;
又时,,时,,
所以当时,取得最小值,最小值为,故D不正确.
故选:AC.
三、解答题
5.(24-25高一上·青海部分学校·期末)已知函数的最小正周期为.
(1)求ω的值.
(2)先将的图象上所有点的横坐标变成原来的,纵坐标不变,再把得到的图象向右平移个单位长度,得到函数的图象.
(ⅰ)求的单调递增区间;
(ⅱ)若,求的值.
【答案】(1);
(2)(ⅰ);(ⅱ).
【分析】(1)应用三角恒等变换化简函数解析式有,再由最小正周期求参数即可;
(2)(ⅰ)根据图象平移得,再由正弦型函数的单调性求递增区间;(ⅱ)根据已知得,再应用诱导公式、二倍角余弦公式求函数值.
【详解】(1)由
.
因为的最小正周期为,所以,解得,
又,所以.
(2)(ⅰ)由(1)可知,
将图象上所有点的横坐标变成原来的,纵坐标不变,
得图象,则.
令,得,
则的单调递增区间为.
(ⅱ),则.
故
.
6.(23-24高一上·青海西宁·期末)已知函数.
(1)求函数的最小正周期;
(2)若,求函数的值域.
(3)若函数在上有且仅有两个零点,则求的取值范围
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)利用二倍角公式及两角和的正弦公式将函数化简,再结合正弦函数的性质计算可得;
(2)由的范围,求出的范围,再根据正弦函数的性质计算可得;
(3)首先求出的解析式,由的范围,求出的范围,再根据正弦函数的性质计算可得;
【详解】(1)
,
所以函数的最小正周期.
(2)当时,,
所以,,则,
因比,函数在上的值域为.
(3)因为,
,则,
若函数在上有且仅有两个零点,
则,解得,
即.
7.(24-25高一上·宁夏银川唐徕中学·期末)已知函数.
(1)求的最小正周期以及单调递增区间;
(2)设函数在区间上单调递减,求实数的取值范围;
(3)当时,关于的方程有两个不相等的实数根,求实数的取值范围.
【答案】(1),;
(2);
(3).
【分析】(1)先化简解析式,运用周期公式求出最小正周期,用整体代入法求单调区间;
(2)由 时,得,结合函数单调性列出的不等式即可求出;
(3)方程有两个不相等的实数根,即函数与函数的图像有两个交点,结合图像求解即可.
【详解】(1)
所以函数的最小正周期为.
令,解得,
所以函数的单调递增区间为.
(2)当时,,
因为在区间上单调递减,所以,解得.
所以实数的取值范围是.
(3)令,∵,∴,
因为方程有两个不相等的实数根,所以函数与函数的图像有两个交点.结合图像,得,解得.
所以实数的取值范围是.
8.(24-25高一上·宁夏固原西吉中学·期末)已知函数.
(1)求函数的最小正周期;
(2)设.
①求函数的单调递增区间;
②当时,求不等式的解集.
【答案】(1)
(2)①,;②
【分析】(1)首先化解三角函数解析式,再求函数的最小正周期;
(2)首先求函数的解析式,再根据三角函数的性质,利用代入法求函数的单调递增区间和解不等式.
【详解】(1)
,
函数的最小正周期为;
当,即,,取得最大值2;
(2)①,
令,,,,
所以函数的单调递增区间是,;
②,,
,所以或,
得或
所以不等式的解集是.
9.(24-25高一上·宁夏石嘴山·期末)已知函数的最大值为2.
(1)求常数的值;
(2)求函数的单调递减区间和对称轴方程;
(3)把函数的图象先向右平移个单位长度,再向下平移2个单位长度,得到函数的图象.当时,方程恰好有两个不同的根,求的取值范围及的值.
【答案】(1)1
(2)单调递减区间为;对称轴为
(3)或
【分析】(1)根据三角恒等变换的化简计算可得,进而求解;
(2)由(1)得,结合整体代换法即可求解;
(3)根据三角函数图象的平移变换可得,结合正弦函数的图象与性质、方程根与函数图象交点之间的转化即可求解.
【详解】(1),
因为的最大值为2,,
所以;
(2)由(1)知,,
由,得,
即的单调减区间为;
由,得,
即的对称轴为直线.
(3)将函数的图象先向右平移个单位长度,再向下平移2个单位长度,
得,
由,得,
令,得;令,得,
所以在上单调递增,在上单调递减,
且,
因为方程在上恰好有两个不同的根,
所以直线与函数在上恰好有两个交点,
得;
当时,关于直线对称,则;
当时,关于直线对称,则.
综上,或.
地 城
考点05
三角函数的应用与新定义
一、多选题
1.(23-24高一上·宁夏银川一中·期末)如图(1),筒车是我国古代发明的一种水利灌溉工具,因其经济又环保,至今在农业生产中仍得到使用.如图(2),一个筒车按照逆时针方向旋转,筒车上的某个盛水筒到水面的距离为(单位:m)(在水下则为负数)、与时间(单位:s)之间的关系是,则下列说法正确的是( )
A.筒车的半径为3m,旋转一周用时60s
B.筒车的轴心距离水面的高度为
C.盛水筒出水后至少经过20s才可以达到最高点
D.时,盛水筒处于向上运动状态
【答案】AC
【分析】根据振幅和最小正周期可确定A正确;利用可知B错误;根据正弦型函数,令,由正弦型函数的值可构造方程求得,进而得到,知C正确;再利用三角函数单调性的判断方法可知D错误.
【详解】对于A,的振幅为筒车的半径,筒车的半径为;
的最小正周期,旋转一周用时,A正确;
对于B,,筒车的半径,筒车的轴心距离水面的高度为,B错误;
对于C,令,,
,解得:,
又,当时,,即盛水筒出水后至少经过才可以达到最高点,C正确.
对于D,当时,,此时单调递减,
盛水筒处于处于向下运动的状态,D错误.
故选:AC.
二、解答题
2.(23-24高一上·宁夏银川第二中学·期末)建设生态文明是关系人民福祉、关乎民族未来的长远大计.某市通宵营业的大型商场,为响应国家节能减排的号召,在气温低于时,才开放中央空调,否则关闭中央空调.如图是该市冬季某一天的气温(单位:)随时间(,单位:小时)的大致变化曲线,若该曲线近似满足关系.
(1)求的表达式;
(2)请根据(1)的结论,求该商场的中央空调在一天内开启的时长.
【答案】(1) ,;(2) 8小时.
【分析】(1)根据三角函数的图像即可求的表达式;
(2)根据正弦函数的图像与性质解,结合即可求解.
【详解】解:(1)因为图像上最低点坐标为,与之相邻的最高点坐标为,
所以,,,
所以,解得.
所以,.
(2)由(1)得,,
所以,
所以,
解得,
因为,
所以,.
所以该商场的中央空调应在本天内开启时长为8小时.
3.(24-25高一上·青海部分学校·期末)设定义在A上的函数和定义在B上的函数,对任意的,存在,使得(k为非零常数)恒成立,则称与为异自变量定值函数组合,其中k叫作这两个函数的恒定比数值.
(1)若函数,判断与是否是恒定比数值为3的异自变量定值函数组合,并说明理由;
(2)若函数,)与是恒定比数值为k的异自变量定值函数组合,求k的取值范围;
(3)若函数,且与是恒定比数值为k的异自变量定值函数组合,求k的取值范围.
【答案】(1)与不是恒定比数值为3的异自变量定值函数组合,理由见解析;
(2);
(3).
【分析】(1)根据函数新定义,问题化为判断值域是否是值域的子集即可判断;
(2)求得,,问题化为求参数范围;
(3)先求得、,再讨论、确定值域的包含关系求参数范围.
【详解】(1)由,得.
由,得,则.
因为不是的子集,
所以与不是恒定比数值为3的异自变量定值函数组合.
(2)由,得,
由,得,
因为,所以,
因为与是恒定比数值为的k异自变量定值函数组合,所以,
所以,解得,故k的取值范围为.
(3)由,且已知单调递增,得.
由,得,则,
当时,,
因为与是恒定比数值为k的异自变量定值函数组合,所以,
所以,解得,
当时,,
因为与是恒定比数值为k的异自变量定值函数组合,所以,
所以,解得,
综上,k的取值范围是.
【点睛】关键点点睛:根据题干函数的新定义,结合各问条件将问题化为两个函数值域间的包含关系为关键.
4.(24-25高一上·宁夏银川一中·期末)若函数满足:对任意,则称为“函数”.
(1)判断是不是函数(直接写出结论);
(2)已在函数是函数,且当时,.求在的解析式;
(3)在(2)的条件下,时,关于的方程(为常数)有解,求该方程所有解的和.
【答案】(1)是函数,是函数
(2)
(3)
【分析】(1)根据题设,直接检验是否成立,即可判断出结果;
(2)根据条件得出函数的周期为,关于直线对称,再根据条件,利用周期性和对称性即可求出结果;
(3)由(2)可得出,再利用周期性作出的图像,再结合图像即可求出结果.
【详解】(1)是函数,证明如下:
因为,又,,所以,故是函数,
是函数,证明如下:
因为,
,所以,故是函数.
(2)因为,所以函数的周期为,又,所以函数关于直线对称,
因为时,所以,
当,即时,,
当,即时,,
又时,,所以,
综上,在上的解析式为;
(3)由(2)知,当时,,所以,得到,
又函数的周期为,所时,的图像如图,
由图知,当时,有5个解,其和为,
当时,有8个解,由对称知,其和为,
当时,有12个解,由对称知,其和为,
当时,有16个解,由对称知,其和为,
当时,有8个解,由对称知,其和为,
综上,方程所有解的和.
【点睛】函数新定义问题的方法和技巧:(1)可通过举例子的方式,将抽象的定义转化为具体的简单的应用,从而加深对信息的理解;(2)可用自己的语言转述新信息所表达的内容,如果能清晰描述,那么说明对此信息理解的较为透彻;(3)发现新信息与所学知识的联系,并从描述中体会信息的本质特征与规律;(4)如果新信息是课本知识的推广,则要关注此信息与课本中概念的不同之处,以及什么情况下可以使用书上的概念.
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专题10 三角函数的图象与性质
5大高频考点概览
考点01 正弦、余弦、正切函数的图象变换
考点02 正弦、余弦、正切函数的性质
考点03 利用图象求三角函数解析式
考点04 三角恒等变换与三角函数性质的综合应用
考点05 三角函数新定义
地 城
考点01
正弦、余弦、正切函数的图象变换
一、单选题
1.(24-25高一上·青海名校联盟·期末)要得到函数的图像,只需要将函数的图像( )
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
2.(24-25高一上·宁夏银川景博中学·期末)已知函数,,要得到函数的图象,只需将函数的图象上的所有点( )
A.横坐标缩短为原来的,再向左平移个单位得到
B.横坐标缩短为原来的,再向右平移个单位得到
C.横坐标伸长为原来的2倍,再向左平移个单位得到
D.横坐标伸长为原来的2倍,再向右平移个单位得到
3.(23-24高一上·宁夏银川育才中学·期末)若将函数的图象上所有点的横坐标缩短为原来的一半(纵坐标不变),再将所得图象向左平移个单位长度,得到函数的图象,则下列说法正确的是( )
A.的最小正周期为 B.在区间上单调递减
C.图象的一条对称轴为直线 D.图象的一个对称中心为
二、填空题
4.(23-24高一上·青海海北州·期末)将函数图象上的每一点的横坐标缩短为原来的,纵坐标不变,再将所得图象向右平移个单位长度,得到的图象,则 .
三、解答题
5.(23-24高一上·宁夏固原·期末)已知函数.
(1)利用五点法画函数在区间上的图象.
(2)已知函数,若函数的最小正周期为,求的值域和单调递增区间;
(3)若方程在上有根,求的取值范围.
地 城
考点02
正弦、余弦、正切函数的性质
一、单选题
1.(24-25高一上·宁夏银川一中·期末)函数的最小正周期是( )
A. B. C. D.
2.(24-25高一上·青海名校联盟·期末)函数的单调递减区间是( )
A. B.
C. D.
3.(23-24高一上·宁夏银川育才中学·期末)函数在上的最小值为( )
A.1 B.2 C. D.
4.(23-24高一上·青海西宁大通县·期末)已知函数的定义域为R,且,当时,,则( )
A. B. C.1 D.
5.(24-25高一上·宁夏银川唐徕中学·期末)定义在上的函数既是偶函数又是周期函数,若的最小正周期是,且当时,,则的值为
A. B. C. D.
6.(24-25高一上·宁夏银川景博中学·期末)已知函数在上有且仅有个零点,直线为函数图象的一条对称轴,则( )
A. B. C. D.
二、多选题
7.(24-25高一上·宁夏银川唐徕中学·期末)已知函数,则下列说法正确的是( )
A.的最小正周期为
B.在上单调递减
C.
D.的定义域为
8.(24-25高一上·宁夏银川一中·期末)已知函数,则下列关于函数的说法正确的是( )
A.函数在上单调递增
B.函数的图象可以由图象向左平移个单位长度得到
C.
D.若函数在上至少有11个零点,则的最小值为
9.(23-24高一上·宁夏银川金凤区唐徕中学·期末)已知函数,则( )
A.若的最小正周期为,则
B.若,则在上的最大值为
C.若在上单调递增,则
D.若的图象向右平移个单位,得到的函数为偶函数,则的最小值为
三、填空题
10.(23-24高一上·青海海北州·期末)若函数的图象恰有2条对称轴和1个对称中心在区间内,则的取值范围是 .
11.(24-25高一上·宁夏银川唐徕中学·期末)已知函数图象的两条对称轴间距离的最小值为,且为的一个零点,则不等式的解集为 .
12.(24-25高一上·宁夏固原西吉中学·期末) 函数的图象关于中心对称,那么的最小值为 .
地 城
考点03
利用图象求三角函数解析式
一、单选题
1.(23-24高一上·宁夏银川育才中学·期末)函数在一个周期内的图像如图,则此函数的解析式为( )
A. B. C. D.
二、多选题
2.(23-24高一上·青海西宁大通县·期末)已知函数的部分图象如图所示,则( )
A.的最小正周期为
B.
C.
D.的图象可由的图象向右平移个单位长度得到
3.(24-25高一上·宁夏固原西吉中学·期末)函数(,)的部分图象如图所示,则( )
A.
B.
C.的单调递减区间为()
D.图象的对称轴方程为()
4.(24-25高一上·宁夏吴忠吴忠中学·期末)函数的部分图象如图所示,则下列结论正确的是( )
A.
B.若把的横坐标缩短为原来的倍,纵坐标不变,得到的函数在上是增函数
C.若把函数的图像向左平移个单位,则所得函数是奇函数
D.函数的图象关于直线对称
5.(23-24高一上·宁夏青铜峡宁朔中学·期末)已知函数的部分图象如图(1)所示,函数的部分图象如图(2)所示,下列说法正确的是( )
A.函数的周期为
B.函数的图象关于直线对称
C.函数在区间上有4个零点
D.将函数的图像向左平移可使其图像与图像重合
三、解答题
6.(24-25高一上·青海名校联盟·期末)已知函数的部分图象如图所示.
(1)求的解析式;
(2)求在上的值域;
(3)若函数在上恰有两个不同的零点,求的取值范围.
7.(23-24高一上·青海海北州·期末)已知函数的部分图象如图所示.
(1)求的解析式;
(2)求的单调递增区间.
地 城
考点04
三角恒等变换与三角函数性质的综合应用
一、单选题
1.(23-24高一上·青海西宁大通县·期末)已知函数,若函数的图像关于轴对称,则的最小值为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高一上·宁夏吴忠吴忠中学·期末)函数的最小正周期和最大值分别为( )
A.,2 B.,2 C., D.,
3.(23-24高一上·宁夏青铜峡宁朔中学·期末)已知函数给出下列结论:
①的周期为;
②时取最大值;
③的最小值是;
④在区间内单调递增;
⑤把函数的图象上所有点向左平移个单位长度,可得到函数的图象.
其中所有正确结论的序号题( )
A.①② B.①③ C.①③④ D.①②③
二、多选题
4.(23-24高一上·宁夏银川唐徕中学·期末)已知函数,下列结论正确的是( )
A.的最小正周期为
B.是的最大值
C.把函数的图象上所有点向左平移个单位长度,可得到函数的图象
D.时,的最小值为,的最大值为1
三、解答题
5.(24-25高一上·青海部分学校·期末)已知函数的最小正周期为.
(1)求ω的值.
(2)先将的图象上所有点的横坐标变成原来的,纵坐标不变,再把得到的图象向右平移个单位长度,得到函数的图象.
(ⅰ)求的单调递增区间;
(ⅱ)若,求的值.
6.(23-24高一上·青海西宁·期末)已知函数.
(1)求函数的最小正周期;
(2)若,求函数的值域.
(3)若函数在上有且仅有两个零点,则求的取值范围
7.(24-25高一上·宁夏银川唐徕中学·期末)已知函数.
(1)求的最小正周期以及单调递增区间;
(2)设函数在区间上单调递减,求实数的取值范围;
(3)当时,关于的方程有两个不相等的实数根,求实数的取值范围.
8.(24-25高一上·宁夏固原西吉中学·期末)已知函数.
(1)求函数的最小正周期;
(2)设.
①求函数的单调递增区间;
②当时,求不等式的解集.
9.(24-25高一上·宁夏石嘴山·期末)已知函数的最大值为2.
(1)求常数的值;
(2)求函数的单调递减区间和对称轴方程;
(3)把函数的图象先向右平移个单位长度,再向下平移2个单位长度,得到函数的图象.当时,方程恰好有两个不同的根,求的取值范围及的值.
地 城
考点05
三角函数的应用与新定义
一、多选题
1.(23-24高一上·宁夏银川一中·期末)如图(1),筒车是我国古代发明的一种水利灌溉工具,因其经济又环保,至今在农业生产中仍得到使用.如图(2),一个筒车按照逆时针方向旋转,筒车上的某个盛水筒到水面的距离为(单位:m)(在水下则为负数)、与时间(单位:s)之间的关系是,则下列说法正确的是( )
A.筒车的半径为3m,旋转一周用时60s
B.筒车的轴心距离水面的高度为
C.盛水筒出水后至少经过20s才可以达到最高点
D.时,盛水筒处于向上运动状态
二、解答题
2.(23-24高一上·宁夏银川第二中学·期末)建设生态文明是关系人民福祉、关乎民族未来的长远大计.某市通宵营业的大型商场,为响应国家节能减排的号召,在气温低于时,才开放中央空调,否则关闭中央空调.如图是该市冬季某一天的气温(单位:)随时间(,单位:小时)的大致变化曲线,若该曲线近似满足关系.
(1)求的表达式;
(2)请根据(1)的结论,求该商场的中央空调在一天内开启的时长.
3.(24-25高一上·青海部分学校·期末)设定义在A上的函数和定义在B上的函数,对任意的,存在,使得(k为非零常数)恒成立,则称与为异自变量定值函数组合,其中k叫作这两个函数的恒定比数值.
(1)若函数,判断与是否是恒定比数值为3的异自变量定值函数组合,并说明理由;
(2)若函数,)与是恒定比数值为k的异自变量定值函数组合,求k的取值范围;
(3)若函数,且与是恒定比数值为k的异自变量定值函数组合,求k的取值范围.
4.(24-25高一上·宁夏银川一中·期末)若函数满足:对任意,则称为“函数”.
(1)判断是不是函数(直接写出结论);
(2)已在函数是函数,且当时,.求在的解析式;
(3)在(2)的条件下,时,关于的方程(为常数)有解,求该方程所有解的和.
试卷第1页,共3页
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