内容正文:
阶段提升(十) 三角函数的图象与性质(范围:5.4)
题型一 三角函数的图象与性质
1.下列函数中,最小正周期为 ,且在区间上单调递减的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】选.在 选项中,函数 的最小正周期为 ,不符合条件;在 选项中,函数 的最小正周期为 ,不符合条件;在 选项中,函数 的最小正周期为 ,但是在 上不单调,不符合条件;在 选项中,函数 的最小正周期为 ,且在 上单调递减,符合条件.
2.函数在区间内的图象是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】选.当 时,,
则,故排除,;当 时,;当 时,,
,且,故排除.
3.设函数,若,则_ _ _ _ _ _ .
【答案】
【解析】令,定义域为,关于原点对称,
所以,所以 为奇函数,又,
所以,,
所以.
三角函数的图象与性质主要包括以下几个方面的内容:三角函数的定义域、图象、周期性、奇偶性、对称性、单调性、最值、值域等.整体代换是研究与三角函数有关问题的基本方法,数形结合是研究三角函数问题的重要数学思想.
题型二 三角函数的对称性
[例1] (多选)已知为函数图象的一条对称轴,则( )
A. 的最小正周期为 B. 的图象关于点,对称
C. 在区间,上单调递减 D. 函数为偶函数
【答案】AC
【解析】因为 为函数 图象的一条对称轴,
所以,
故 ,,
因为 ,所以令,解得,得到.对于, ,则 的最小正周期为 ,故 正确;对于,,即 的图象不可能关于点,对称,故 错误;
对于,因为,,
所以,.
令,,,
则原函数化为,,,由余弦函数性质得 在 上单调递减,
得到 在区间 上单调递减,故 正确;
对于,因为,所以,
令,
而,得到,
则函数 不是偶函数,故 错误.
(1)正弦曲线对称中心的坐标是,.正弦曲线是轴对称图形,对称轴方程为.
(2)余弦曲线的对称轴方程是,对称中心的坐标为 ,.
(3)正切曲线的对称中心为,,没有对称轴.
[跟踪训练1].
(1) 函数图象的一个对称中心为( )
A. , B. , C. , D. ,
(2) 若方程在上的解为,,则的值为_ _ _ _ _ _ .
【答案】(1) A
(2)
【解析】
(1) 选.令,
可得.
所以当 时,,故,满足条件.
(2) 令,,即 图象的对称轴方程为,,
由,可得,,
因为 在 上的解为,,
可得,关于直线 对称,
所以,
则.
题型三 三角函数中的参数问题
角度1 利用周期性、对称性求参数
[例2]
(1) 已知函数,图象的两个相邻对称中心为,,,,则( )
A. B. C. D.
(2) 设函数与函数的对称轴完全相同,则 的值为_ _ _ _ _ _ .
【答案】(1) A
(2)
【解析】
(1) 由 图象的两个相邻对称中心为,,,,
可得,所以 ,
又,故,
又 ,,
则,,
结合,得.
(2) 由题意可知,与 周期相同,
故,.
对于函数,
令 ,解得,
对于函数,
令,
解得,
所以,
又,解得.
三角函数的两条相邻对称轴或两个相邻对称中心之间的“水平间隔”为,相邻的对称轴和对称中心之间的“水平间隔”为,根据三角函数的对称性来研究其周期性,进而可以研究“ ”的取值.
角度2 利用单调性、最值求参数
[例3] 已知函数是区间上的增函数,则正实数 的取值范围是( )
A. B. , C. D.
【答案】C
【解析】因为 ,
所以,
又因为函数 是区间 上的增函数,
所以 ,解得,又,
所以,所以正实数 的取值范围是.
(1)根据三角函数的单调性求参数的范围,要把已知条件转化为集合的包含关系,进而建立参数满足的不等式(组)求解.
(2)利用三角函数的最值与对称轴或周期的关系,可以列出关于 的不等式(组),进而求出 的值或取值范围.
角度3 利用零点求参数
[例4] 函数在区间上有且仅有3个零点,则实数 有( )
A. 最大值 B. 最大值 C. 最小值 D. 最小值
【答案】D
【解析】令 , ,则函数的零点为,,所以函数在 轴右侧的四个零点分别是,,,,
又函数 在 上有且仅有3个零点,
所以
解得,
所以实数 有最小值为,无最大值.
三角函数两个相邻零点之间的“水平间隔”为,根据三角函数的零点个数,可以研究 的值或取值范围.
[跟踪训练2].
(1) 已知函数的图象关于原点对称,则 的值可以是( )
A. 0 B. C. D.
(2) 设,,若函数,的最大值为1,但最小值不为,则 的取值范围是_ _ _ _ _ _ _ _ .
【答案】(1) C
(2)
【解析】
(1) 选.由题意得 为奇函数,
可得 ,,
当 时,.
(2) 设,则,
由,,
则,
又 的最大值为1,但最小值不为,所以
解得.
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