内容正文:
章末过关检测卷(七) 三角函数
(用时:120分钟,满分:150分)
一、单项选择题(本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.sin 的值是( )
A.- B.
C. D.-
解析:选B.sin =sin =sin =.
2.若sin αtan α<0,且<0,则角α是( )
A.第一象限角 B.第二象限角
C.第三象限角 D.第四象限角
解析:选C.由sin αtan α<0可知sin α,tan α异号,从而α为第二或第三象限角.又cos α,tan α异号,故α为第三或第四象限角,综上α为第三象限角.
3.若角β的终边经过点P(a,2a)(a≠0),则cos β等于( )
A.± B.
C.± D.-
解析:选A.根据三角函数定义,cos β===.当a>0时,cos β=,当a<0时,cos β=-.
4.已知θ∈,则2cos θ+
=( )
A.sin θ+cos θ B.sin θ-cos θ
C.cos θ-sin θ D.3cos θ-sin θ
解析:选A.因为θ∈,所以sin θ>cos θ,则2cos θ+=2cos θ+=2cos θ+sin θ-cos θ=sin θ+cos θ,故选A.
5.已知sin +3cos (θ-π)=sin (-θ),则sin θcos θ+cos2θ=( )
A. B.
C. D.
解析:选C.∵sin+3cos (θ-π)=sin (-θ),
即cos θ-3cos θ=-sin θ,∴tan θ=2.
∴sin θcos θ+cos2θ===,故选C.
6.(2025·盐城五校联盟高一上期末)要得到函数y=3sin 2x的图象,只要把函数y=3sin (2x-)图象( )
A.向右平移个单位
B.向左平移个单位
C.向右平移个单位
D.向左平移个单位
解析:选D.y=3sin (2x-)=3sin [2(x-)],把函数y=3sin [2(x-)]图象向左移单位,可得y=3sin [2(x-+)]=3sin 2x的图象,所以要得到函数y=3sin 2x的图象,只要把函数y=3sin (2x-)图象向左平移个单位.
7.如图,单摆离开平衡位置O的位移s(单位:cm)和时间t(单位:s)的函数关系为s=6sin ,则单摆在摆动时,从开始到第一次回到平衡位置所需要的时间为( )
A.s B.s
C.s D.1 s
解析:选C.由题意得,s=0,即6sin =0(t>0),所以2πt+=kπ(k∈N*),t=- (k∈N*),所以t的最小正值为s,故选C.
8.设a=cos ,b=sin ,c=cos ,则( )
A.a>c>b B.c>b>a
C.c>a>b D.b>c>a
解析:选A.sin =sin =-sin =sin =cos ,
cos =cos =cos =cos ,
∵y=cos x在上是减函数,
∴cos >cos >cos ,
即a>c>b.
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分)
9.给出下列函数:①y=cos |2x|;②y=|cos x|;③y=cos ;④y=tan .其中最小正周期为π的有( )
A.① B.②
C.③ D.④
解析:选ABC.①中,y=cos |2x|=cos 2x,其最小正周期为π;②中,y=|cos x|是y=cos x将x轴下方的部分向上翻折得到的,故周期减半,即y=|cos x|的最小正周期为π;③中,y=cos 的最小正周期T==π;④中,y=tan 的最小正周期T=.
10.(多选)(2025·丹阳高一上期末)已知函数f(x)=sin (2x+),则下列结论中正确的有( )
A.函数f(x)在区间[-,]上单调递增
B.直线x=-是函数f(x)的一条对称轴
C.函数f(x)的图象关于点(-,0)中心对称
D.若函数y=f(x+θ)的图象关于y轴对称,则正数θ的最小值为
解析:选BCD.对于选项A:因为f(-)=sin (-π+)=-sin =-,f(-)=sin (-)=-1,即f(-)>f(-),所以f(x)在[-,]上不单调递增,故A错误;
对于选项B:由选项A可知f(-)=-1为最小值,所以直线x=-是函数f(x)的一条对称轴,故B正确;
对于选项C:因为f(-)=sin (-+)=sin (-π)=0,所以函数f(x)的图象关于点(-,0)中心对称,故C正确;
对于选项D:因为f(x+θ)=sin (2x+2θ+)的图象关于y轴对称,则2θ+=kπ+,k∈Z,解得θ=+,k∈Z,且θ>0,可知当k=0时,θ取到最小值,故D正确.
11.已知函数f(x)=sin (ωx+φ)(ω>0)的图象经过点,且在区间上单调,则ω,φ可能的取值为( )
A.ω=2,φ=-
B.ω=2,φ=-
C.ω=6,φ=
D.ω=6,φ=
解析:选BC.对于A,f(x)=sin ,f=sin =sin =1,图象不过点,不合题意;
对于B,f(x)=sin ,f=sin =sin =,图象过点,
令2x-∈(k∈Z),解得x∈(k∈Z),
所以f(x)=sin 在区间上单调递增;
对于C,f(x)=sin ,f=sin =sin =,图象过点,
令6x+∈(k∈Z),解得x∈(k∈Z),
令6x+∈(k∈Z),解得x∈(k∈Z),
所以f(x)=sin 在区间上单调递减;
对于D,f(x)=sin ,f=sin =sin =,图象过点,
令6x+∈(k∈Z),解得x∈(k∈Z),
当k=1,x∈,
所以f(x)=sin 在区间上不是单调函数,不合题意.故选BC.
三、填空题(本题共4小题,每小题5分,共20分)
12.函数y=sin 的单调递减区间为________.
解析:y=sin =-sin ,即求y=sin 的单调递增区间,
令2kπ-≤2x-≤2kπ+(k∈Z),
则kπ-≤x≤kπ+(k∈Z),
所以函数的单调减区间为[kπ-,kπ+](k∈Z).
答案:(k∈Z)
13.(2025·南通如皋高一上期末)已知sin (-x)=,0<x<,则sin (+x)-cos (+x)=________.
解析:∵0<x<,∴-<-x<,
∵sin (-x)=,∴cos (-x)==.
∴sin(+x)=sin [-(-x)]=cos (-x)=,cos (+x)=cos [π-(-x)]=-cos (-x)=-.
∴sin (+x)-cos (+x)=+=.
答案:
14.已知函数f(x)=2sin (ωx+φ)(ω>0)的图象如图所示,则ω=____,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:3 0
四、解答题(本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
15.(13分)(2025·苏州高一上期末)如图,在平面直角坐标系中,角α、β的顶点与原点O重合,始边与x轴的非负半轴重合,终边OA、OB分别与单位圆交于A、B两点,<α<,<β<π,∠AOB=.
(1)若A的横坐标为,求的值;
(2)若sin α+sin β=,求tan α的值.
解:(1)因为点A在单位圆上且横坐标为,所以cos α=,
因为<α<,所以sin α==.
因为∠AOB=,所以β=+α,所以sinβ=sin (+α)=cos α=.
所以===-.
(2)因为sin β=sin (+α)=cos α,所以sin α+cos α= ①,
由(sin α+cos α)2=1+2sin αcos α=,得2sin αcos α=,
所以(sin α-cos α)2=1-2sin αcos α=.
因为<α<,所以sin α>cos α,所以sin α-cos α= ②,
联立①②得,sin α=,cos α=,
所以tan α==·==.
16.(15分)(2025·南通如皋高一上期末)已知函数f(x)=A sin (ωx+φ)(其中A>0,ω>0,|φ|<)的部分图象如图所示.
(1)求函数f(x)的解析式及单调递减区间;
(2)将函数f(x)的图象向右平移,再向上平移m(m>0),得到函数g(x)的图象,若对任意的x1,x2∈[-,],都有f(x1)<g(x2)成立,求实数m的取值范围.
解:(1)由图象可得A=2,=-=⇒T=π,
所以ω==2,所以f(x)=2sin (2x+φ).
又f()=2sin (2×+φ)=2,所以+φ=2kπ+,k∈Z.
又|φ|<,所以φ=,所以f(x)=2sin (2x+),
令2kπ+≤2x+≤2kπ+,k∈Z,可得kπ+≤x≤kπ+,k∈Z,
所以单调递减区间为[kπ+,kπ+],k∈Z.
(2)g(x)=2sin [2(x-)+]+m=2sin (2x-)+m.
因为对任意的x1,x2∈[-,],都有f(x1)<g(x2)成立,即当x∈[-,]时,
f(x)max<g(x)min恒成立,
由x∈[-,]可得2x+∈[-,],此时f(x)max=2,
由x∈[-,]可得2x-∈[-,],此时g(x)min=-2+m.
所以2<-2+m,解得m>4.
17.(15分)设函数f(x)=sin (2x+φ)(-π<φ<0),y=f(x)图象的一条对称轴是直线x=.
(1)求φ;
(2)求函数y=f(x)的单调增区间.
解:(1)因为x=是函数y=f(x)图象的对称轴.
所以sin =±1,所以+φ=kπ+(k∈Z),
得φ=kπ+(k∈Z).
又因为-π<φ<0,所以φ=-.
(2)由(1)知φ=-,则f(x)=sin .
由2kπ-≤2x-≤2kπ+(k∈Z),
得kπ+≤x≤kπ+(k∈Z),
所以函数f(x)=sin 的单调增区间为(k∈Z).
18.(17分)如图所示,游乐场中的摩天轮匀速转动,每转动一圈需要12分钟,其中心O距离地面40.5米,半径40米,如果你从最低处登上摩天轮,那么你与地面的距离将随时间的变化而变化,以你登上摩天轮的时刻开始计时,请回答下列问题:
(1)求出你与地面的距离y(米)与时间t(分钟)的函数关系式;
(2)当你第4次距离地面60.5米时,用了多长时间?
解:(1)可以用余弦函数来表示该函数的关系式,由已知,可设y=40.5-40cos ωt,t≥0,由周期为12分钟可知,当t=6时,摩天轮第1次到达最高点,即此函数第1次取得最大值,所以6ω=π,即ω=.所以y=40.5-40cos t(t≥0).
(2)设转第1圈时,第t0分钟时距地面60.5米,由60.5=40.5-40cos t0,得cos t0=-,所以t0=或t0=,解得t0=4或8.所以t=8分钟时,第2次距地面60.5米,故第4次距离地面60.5米时,用了12+8=20(分钟).
19.(17分)已知函数f(x)=A sin (ωx+φ)+B的一系列对应值如下表:
x
-
y
-1
1
3
1
-1
1
3
(1)根据表格提供的数据求函数f(x)的一个解析式;
(2)根据(1)的结果,若函数y=f(kx)(k>0)的周期为,当x∈时,方程f(kx)=m恰有两个不同的解,求实数m的取值范围.
解:(1)设f(x)的最小正周期为T,
得T=-=2π,
由T=,得ω=1.
又解得
令ω·+φ=+2kπ(k∈Z),
即+φ=+2kπ(k∈Z),
又|φ|<,∴φ=-,
∴f(x)=2sin +1.
(2)∵函数y=f(kx)=2sin +1的周期为,
又k>0,∴k=3,令t=3x-,
∵x∈,∴t∈.
如图,sin t=s在上有两个不同的解,则s∈[,1).
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