内容正文:
【基础巩固题组】
1.为了得到函数y=sin 的图象,可以将函数y=sin 2x的图象( )
A.向右平移个单位长度
B.向右平移个单位长度
C.向左平移个单位长度
D.向左平移个单位长度
解析:选B.y=sin =sin 2,故将函数y=sin 2x的图象向右平移个单位长度,可得y=sin 的图象.
2.将函数y=sin 2x的图象向右平移个单位长度,所得图象对应的函数是( )
A.奇函数
B.偶函数
C.既是奇函数又是偶函数
D.非奇非偶函数
解析:选A.y=sin 2x
y=sin =sin =-sin (π-2x)=-sin 2x.
由于-sin (-2x)=sin 2x,所以是奇函数.
3.(2025·丹阳高一上期末)若将函数y=sin x的图象上各点的横坐标扩大为原来的2倍,再将图象向右平移个长度单位,则所得到的曲线的解析式为( )
A.y=sin (x-)
B.y=-sin 2x
C.y=-cos x
D.y=-cos 2x
解析:选A.函数y=sin x的图象上各点的横坐标变为原来的2倍得到y=sin x,再将图象向右平移个长度单位得到y=sin [(x-)]=sin (x-).
4.要得到函数y=cos 的图象,只需将函数y=sin 2x的图象( )
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:选A.y=cos =sin [+]=sin =sin .由题意知,要得到y=sin 的图象,只需将y=sin 2x的图象向左平移个单位长度.
5.为了研究钟表与三角函数的关系,建立如图所示的坐标系,设秒针位置P(x,y).若初始位置为P0(,),当秒针从P0(注:此时t=0)开始走时,点P的纵坐标y与时间t的函数解析式为( )
A.y=sin ,t∈[0,+∞)
B.y=sin ,t∈[0,+∞)
C.y=sin ,t∈[0,+∞)
D.y=sin ,t∈[0,+∞)
解析:选C.由题意可得函数初相为,排除B、D.又T=60(秒)且秒针按顺时针旋转,即T==60,所以|ω|=,即ω=-.故选C.
6.如果两个函数的图象经过平移后能够重合,那么这两个函数称为“和谐”函数.下列函数中与g(x)=sin 能构成“和谐”函数的是( )
A.f(x)=sin
B.f(x)=2sin
C.f(x)=sin
D.f(x)=sin +2
解析:选D.将函数g(x)图象上的所有的点向上平移2个单位长度,即得到函数f(x)=sin +2的图象,故选D.
7.将函数y=sin 4x的图象向左平移个单位长度,得到函数y=sin (4x+φ)(0<φ<π)的图象,则φ的值为________.
解析:将函数y=sin 4x的图象向左平移个单位长度,得y=sin =sin (4x+),所以φ的值为.
答案:
8.已知函数f(x)=sin (ωx+φ)(ω>0)的图象如图所示,则ω=________.
解析:由题意设函数周期为T,则=π-=,故T=π.∴ω==.
答案:
9.已知函数f(x)=2sin (ωx+φ)(ω>0)的图象如图所示,则f=________.
解析:由图象知T=π,∴T=,A=2,
又∵T=,∴ω=3,将点代入y=2sin (3x+φ)得sin =0,取φ=-π.∴f(x)=2sin ,
∴f=2sin =2sin π=0.
答案:0
10.要得到y=sin 的图象,只需将y=sin 的图象向______平移____个单位长度.
解析:∵y=sin =sin ,
∴要得到y=sin 的图象,只需将y=sin 的图象向右平移个单位长度.
答案:右
11.已知函数y=sin ,x∈R.用五点法作出它在一个周期内的简图.
解:列表:
2x+
0
π
2π
x
-
y
0
0
-
0
描点、连线,如图所示.
12.已知函数f(x)=3sin (2x+φ),其图象向左平移个单位长度后,关于y轴对称.
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)说明其图象是由y=sin x的图象经过怎样的变换得到的.
解:(1)将函数f(x)=3sin (2x+φ)图象上的所有点向左平移个单位长度后,所得图象的函数解析式为y=3sin =3sin .
因为图象平移后关于y轴对称,
所以2×0++φ=kπ+(k∈Z),
所以φ=kπ+(k∈Z),
因为φ∈,所以φ=.
所以f(x)=3sin .
(2)将函数y=sin x的图象上的所有点向左平移个单位长度,所得图象的函数解析式为y=sin ,再把所得图象上各点的横坐标缩短为原来的(纵坐标不变),得函数y=sin 的图象,再把图象上各点的纵坐标伸长到原来的3倍(横坐标不变),即得函数y=3sin 的图象.
【能力提升题组】
13.已知函数f(x)=A sin (ωx+φ)+B的一部分图象如图所示,若A>0,ω>0,|φ|<,则( )
A.B=4 B.φ=
C.ω=1 D.A=4
解析:选B.由函数图象可知f(x)min=0,f(x)max=4.
所以A==2,B==2.
由周期T==4知ω=2.
由f=4得2sin +2=4,
sin =1,
又|φ|<,故φ=.
14.函数f(x)=A sin (ωx+φ)(其中A>0,|φ|<)的图象如图所示,为了得到g(x)=cos 2x的图象,只要将f(x)的图象( )
A.向右平移个单位长度
B.向右平移个单位长度
C.向左平移个单位长度
D.向左平移个单位长度
解析:选D.由图可知,A=1,=-=,∴T=π,∴ω==2.∴f(x)=sin (2x+φ).又f=sin =0,|φ|<,∴+φ=π,即φ=.∴f(x)=sin .因此,只需把f(x)的图象向左平移个单位长度便可得到g(x)=sin =cos 2x的图象.
15.(多选)下列有四种变换,其中能使y=sin x的图象变为y=sin 的图象的是( )
A.向左平移个单位长度,再将各点的横坐标缩短为原来的
B.向左平移个单位长度,再将各点的横坐标缩短为原来的
C.各点横坐标缩短为原来的,再向左平移个单位长度
D.各点横坐标缩短为原来的,再向左平移个单位长度
解析:选AD.由y=sin x的图象变为y=sin 的图象有两种变换方式,第一种:先平移,后伸缩,向左平移个单位长度,再将各点的横坐标缩短为原来的;第二种:先伸缩,后平移,各点横坐标缩短为原来的,再向左平移个单位长度.
16.(多选)将函数y=sin (2x+φ)的图象沿x轴向左平移个单位长度后,得到一个偶函数的图象,则φ的可能取值为( )
A. B.
C.0 D.-
解析:选ABD.将函数y=sin (2x+φ)的图象向左平移个单位长度后,得到y=sin 的图象,因为它是偶函数,所以φ+=+kπ,k∈Z,即φ=+kπ,k∈Z,当k=0时,φ=.当k=-1时,φ=-.当k=1时,φ=π,故选ABD.
17.将函数f(x)=sin ωx(其中ω>0)的图象向右平移个单位长度,所得图象经过点,则ω的最小值是________.
解析:函数f(x)=sin ωx(其中ω>0)的图象向右平移个单位长度得到函数f(x)=sin (其中ω>0),将代入得sin =0,所以=kπ(k∈Z),解得ω=2k(k∈Z),故得ω的最小值是2.
答案:2
18.将函数f(x)=A sin (ωx+φ)图象上每一点的横坐标缩短为原来的一半,纵坐标不变,再向右平移个单位长度得到y=A sin x的图象,则ω=________,φ=________.
解析:y=A sin x的图象向左平移个单位长度,得到y=A sin 的图象,再将每一点的横坐标伸长为原来的2倍(纵坐标不变),得到y=A sin (x+)的图象,即为f(x)=A sin (ωx+φ)的图象,所以f(x)=A sin ,所以ω=,φ=.
答案:
19.将自行车支起来,使后轮能平稳地匀速转动,观察后轮气针的运动规律,若将后轮放入如图所示坐标系中,轮胎以角速度ω rad/s做圆周运动,P0是气针的初始位置,气针(看作一个点P)到原点(O)的距离为r.
(1)求气针(P)的纵坐标y关于时间t的函数关系,并求出P的运动周期;
(2)当φ=,r=ω=1时,作出其图象.
解:(1)过P作x轴的垂线,设垂足为M,则MP就是正弦线.∴y=r sin [π-(ωt+φ)]
∴y=r sin (ωt+φ),因此T=.
(2)当φ=,r=ω=1时,y=sin ,
如图,其图象是将y=sin t的图象向左平移个单位长度得到.
20.已知函数f(x)=2sin ωx,其中常数ω>0.
(1)若y=f(x)在上单调递增,求ω的取值范围;
(2)令ω=2,将函数y=f(x)的图象向左平移个单位,再向上平移1个单位,得到函数y=g(x)的图象,区间[a,b](a,b∈R,且a<b)满足y=g(x)在[a,b]上至少含有30个零点,在所有满足上述条件的[a,b]中,求b-a的最小值.
解:(1)因为ω>0,根据题意有
⇒0<ω≤.
所以ω的取值范围为.
(2)f(x)=2sin 2x,g(x)=2sin +1=2sin +1,
g(x)=0⇒sin =-,
解得x=kπ-或x=kπ-π,k∈Z,
即g(x)的零点相离间隔依次为和,
故若y=g(x)在[a,b]上至少含有30个零点,则b-a的最小值为14×+15×=.
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