内容正文:
[对应学生用书P137]
一、单项选择题
1.(2025·山东潍坊检测)下列四个函数中,以π为最小正周期,且在区间上单调递增的是( )
A.y=|sin x| B.y=|cos x|
C.y=cos 2x D.y=tan
解析 对于A,y=|sin x|的图象可由y=sin x的图象将x轴下方部分翻折到x轴上方得到,故其最小正周期为π,当x∈时,y=|sin x|=sin x在上单调递增,A是;
对于B,由A的分析同理可知y=|cos x|的最小正周期为π,
当x∈时,y=|cos x|=cos x在上单调递减,B不是;
对于C,y=cos 2x的最小正周期为π,在上单调递减,C不是;
对于D,y=tan 的最小正周期为2π,D不是.故选A.
答案 A
2.(2025·山东济宁一模)将函数y=2cos 的图象向右平移个周期后,所得图象对应的函数为( )
A.y=2cos B.y=2cos
C.y=2cos D.y=-2cos
解析 函数周期T==π,所以函数y=2cos 的图象向右平移个周期可得y=2cos =2cos =-2cos =-2cos =-2cos .
故选D.
答案 D
3.(2025·山东济宁一模)若函数f(x)=2sin x+cos x-,x∈(0,π)的两个零点分别为x1和x2,则cos (x1-x2)=( )
A.- B.-
C. D.
解析 函数f(x)=2sin x+cos x-=sin (x+φ)-,其中锐角φ由tan φ=确定,
由f(x1)=f(x2)=0,得sin (x1+φ)=sin (x2+φ)=,而x1,x2∈(φ,π+φ),
因此x1+φ+x2+φ=π,即φ=-,
则sin =,
即sin =,于是cos =,所以cos (x1-x2)=2cos2-1=.故选C.
答案 C
4.(2025·陕西咸阳二模)已知函数f(x)=A sin(A>0,ω>0)的部分图象如图所示,则f=( )
A.1 B.-1
C. D.-
解析 由图易知A=2,函数的最小正周期T满足:=-=,得到T=π,
又ω>0,所以=π,解得ω=2,
又函数图象经过点,则有2×+φ=+2kπ,k∈Z,解得φ=-+2kπ,k∈Z,
所以f(x)=2sin ,则f=2sin =-,故选D.
答案 D
5.已知函数f(x)=sin 的部分图象如图所示,将f(x)的图象向左平移个单位长度得到函数g(x)的图象,则g=( )
A. B.
C.1 D.0
解析 由图知T=-=⇒T=π,
则=π⇒ω=2,
由f=sin =1,则+φ=+2kπ,k∈Z,可得φ=+2kπ,k∈Z,
又|φ|<,则φ=,故f(x)=sin ,
由题意g(x)=f=sin ,
故g=sin =sin =.
故选B.
答案 B
6.(2025·黑龙江模拟)函数f(x)=2cos ·cos ωx-2sin2ωx+1图象如图所示,若函数f(x)在上单调递增,则m的取值范围是( )
A. B.
C. D.
解析 ∵f(x)=2sinωx·cos ωx-2sin2ωx+1,
∴f(x)=cos2ωx+sin 2ωx=2sin ,
∵f(x)的图象过点,
∴2sin =0.
∴-ω+=0,ω=,
∴f(x)=2sin .
令2kπ-≤x+≤2kπ+,k∈Z,
得kπ-≤x≤kπ+,k∈Z,
∴函数f(x)的单调递增区间为(k∈Z).
若函数f(x)在上单调递增,则m的取值范围是.故选C.
答案 C
7.(2025·河南安阳一模)已知函数f(x)=sin 在x∈时满足f(x)>恒成立,且在区间内,仅存在三个数x1,x2,x3,使得f=f=f=m,则+x2+=( )
A. B.
C. D.
解析 x∈时,2x+φ∈,
令y=sin z,则当z∈(k∈Z)时,y>,
故要想f(x)=sin 在x∈时满足f(x)>恒成立,
需满足φ=+2kπ,k∈Z,不妨取φ=,
当x∈时,2x+∈,
画出y=sin z在z∈上的图象,如下:
由图象可知,m∈,=,=,
则=,=,
故x1+x2=-=,x2+x3=-=,
两式相加得x1+2x2+x3=+=,
所以+x2+=.
故选C.
答案 C
8.“夸父一号”是我国首颗综合性太阳探测卫星,于2022年 10月9日在酒泉卫星发射中心成功发射.在北京时间2024年1月1日,“夸父一号”成功地记录了第25 太阳活动周最大的耀斑.在探测的过程中,某信息的传递可以用函数f(x)=e·来近似模拟信号,其中t为常数,e是自然对数的底数,当t=时,下列说法正确的是( )
A.函数f(x)的图象关于点对称
B.函数f是偶函数
C.函数f(x)的最小正周期是π
D.函数f(x)的单调递减区间是(k∈Z)
解析 当t=时,
f(x)=e·==2,
作出函数图象,如图.
由图可知A错误.
函数f(x)的最小正周期 T=×=,故C错误.
f=2=2|sin 2x|,是偶函数,故B正确.
由图可知函数f(x)的单调递减区间为(k∈Z),故D错误.
答案 B
二、多项选择题
9.(2025·山东烟台、东营一模)已知函数f(x)=2sin x cos x-2cos2x+1,则( )
A.f(x)的最小正周期为π
B.f(x)的图象关于直线x=-对称
C.f(x)在区间上的取值范围为
D.f(x)的图象可由y=2cos的图象向右平移个单位长度得到
解析 由f(x)=2sin x cos x-2cos2x+1=sin2x-cos 2x=2sin ,
所以最小正周期为T==π,A正确;
f=2sin =-2,即f(x)的图象关于直线x=-对称,B正确;
由x∈得2x-∈,故f(x)∈[-2,1],C错误;
y=2cos 的图象向右平移个单位长度,得到y=2cos =2cos =2sin ,D正确.故选ABD.
答案 ABD
10.(2025·江苏南通一模)把函数f(x)=sin ωx+cos ωx(0<ω<3)的图象向左平移个单位长度,得到的函数图象关于原点对称,则下列说法正确的是( )
A.f(x)的最小正周期为π
B.f(x)的图象关于直线x=对称
C.f(x)在上单调递增
D.若f(x)在区间上存在极大值点和极小值点,则实数a的取值范围为
解析 f(x)=2sin ,f=2sin =2sin ,
由f关于原点对称,得ω+=π+kπ,k∈Z,ω=2+k,k∈Z,
而0<ω<3,则ω=2,f(x)=2sin ,
对于A,f(x)的最小正周期T==π,A正确;
对于B,C,令2x+=+kπ,k∈Z,得x=+,k∈Z,所以直线x=是f(x)图象的一条对称轴,B正确,C错误;
对于D,由-≤x<a,得0≤2x+<2a+,而f(x)在上有极大值点和极小值点,则2a+>,解得a>,D正确,故选ABD.
答案 ABD
11.(2025·甘肃白银模拟)已知函数f(x)=A sin (0<φ<π,A>0,ω>0)的图象如图所示,M,N是直线y=-1与曲线y=f(x)的两个交点,且=,将函数f(x)的图象向左平移个单位长度得到函数g(x)的图象,则( )
A.f(x)=2sin
B.g(x)的图象关于原点对称
C.g(x)在上单调递增
D.若关于x的方程g(x)-=0在x∈上有两个不同的根,则实数m的取值范围为
解析 由函数f(x)=A sin 的图象知A=2,设M,N,
由=,可得x2-x1=,令2sin =-1,即sin =-,
结合图象可得ωx1+φ=-,ωx2+φ=-,则ω=,即ω·=,得ω=3,
把x=-,y=0代入f(x)=A sin ,即2sin =0,
又0<φ<π,所以φ=,则f(x)=2sin ,故A正确;
将函数f(x)的图象向左平移个单位长度得到函数g(x)=2sin =2sin =2cos 的图象,
易知g(x)不是奇函数,所以g(x)的图象不关于原点对称,故B错误;
当x∈时,3x+∈,
由余弦函数的单调性可知g(x)在上不是单调函数,故C错误;
由g(x)-=0,得2cos -=0,
所以cos =,
当x∈时,3x+∈,
因为关于x的方程g(x)-=0在x∈上有两个不同的根,
所以≤<1,解得1<m≤2,故D正确.故选AD.
答案 AD
三、填空题
12.(2025·山东青岛二模)已知偶函数f(x)=2sin 的图象的相邻两条对称轴间的距离为,则函数f(x)在区间上的值域为________.
解析 因为函数f(x)=2sin 的图象的相邻两条对称轴间的距离为,所以函数f(x)的最小正周期为2×=π,则=π,解得ω=2,所以f(x)=2sin .又f(x)为偶函数,所以-+φ=+kπ,k∈Z,
解得φ=+kπ,k∈Z,因为|φ|<,
所以φ=-,
故f(x)=2sin =2sin =-2cos 2x.
因为x∈,所以2x∈,
所以cos 2x∈,
所以-2cos 2x∈,故f(x)在区间上的值域为[-2,1].
答案 [-2,1]
13.已知函数f(x)=2sin (ω>0)的图象关于点对称,则f(x)的最小正周期可能是____________(写出一个满足条件的答案即可).
解析 ∵函数f(x)=2sin (ω>0)的图象关于点对称,
∴ω-=kπ,k∈Z,解得ω=4+6k,k∈Z.
∵ω>0,∴ω=4+6k,k∈N.
∴f(x)的最小正周期为T==,k∈N,
当k=0时,f(x)的最小正周期为T=.
故答案为(答案不唯一).
答案 (答案不唯一)
14.(2025·山东菏泽一模)已知函数f(x)=cos x在闭区间I上的最大值记为MI,若实数k满足=2M[k,2k],则k=________.
解析 根据区间的定义,左端点小于右端点,k<2k,得到k>0,即0∈.根据余弦函数的性质,=cos 0=1,由题意:M[k,2k]=,根据函数f(x)=cos x的周期为2π,而且其在上单调递减,在上单调递增,所以2k-k<2π,即k<2π.又f=1,所以2k<2π,即k<π.
当0<k≤时,2k≤π,f(x)=cos x在上单调递减,则M[k,2k]=cos k=,可得k=;
当<k<π时,π<2k<2π,f(x)=cos x在上单调递减,且f(x)<0,在上单调递增,则M[k,2k]=cos 2k=,k=.
综上,k=或.
答案 或
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