内容正文:
[课下巩固检测练(十五)] 三角函数中ω,φ的范围问题
(单选题、填空题每题5分,多选题每题6分)
一、单选题
1.若函数y=sin在区间上至少有2 024个极值点,则正实数ω的取值范围是( )
A. B.
C. D.
解析:选C.由sin=±1,得ωx+=+kπ,即x=,k∈Z.所以第2 024个极值点为,令<1,得ω>.
2.(2025·北京平谷一模)已知函数f(x)=2sin,若f(x)在区间(-,)上没有最值,则ω的最大值为( )
A. B.
C. D.2
解析:选A.由x∈,ω>0,则ωx-∈(-ω-,ω-),
因为f(x)在区间上没有最值,所以(-ω-,ω-)⊆,
则解得0<ω≤,所以ω的最大值为.
3.已知函数f(x)=sin,若f(x)在区间上单调递增,则a的最大值为( )
A. B.
C. D.
解析:选C.令-+2kπ≤2x-≤+2kπ,k∈Z,则-+kπ≤x≤+kπ,k∈Z,
因为f(x)在区间上单调递增,则-a≥-+kπ,a≤+kπ,
即a≤-kπ且a≤+kπ且a>0,
若k>0,则不等式组的解集为空集;
若k=0,则0<a≤;
若k<0,则不等式组的解集为空集,
则a的最大值为.
4.(2025·广东清远二模)已知函数f(x)=sin πωx-cos πωx在内恰有3个最值点和3个零点,则实数ω的取值范围是( )
A. B.
C. D.
解析:选D.因为f(x)=sin πωx-cos πωx=2sin(πωx-,且当0≤x≤1时,-≤πωx-≤πω-,因为函数f(x)在内恰有3个最值点和3个零点,所以≤πω-<3π,解得≤ω<.
5.已知函数f(x)=2sin(ω>0,<),T为f(x)的最小正周期,且f=f,若f(x)在区间上恰有3个极值点,则ω的取值范围是( )
A. B.
C. D.
解析:选C.由题意可得:f(x)的最小正周期T=,
又f=f,且T-T=T<T,
所以x==T为f(x)图象的一条对称轴,
所以ω×T+φ=π+φ=kπ+(k∈Z),解得φ=kπ-(k∈Z),
又φ∈,所以k=0,φ=-,故f(x)=2sin.
当x∈时,则ωx-∈(-,ωπ-),若函数f(x)在区间上恰有3个极值点,
则π<ωπ-≤π,解得<ω≤,故ω的取值范围是.
6.(2025·天津卷)f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0,-π<φ<π),在上单调递增,且x=为它的一条对称轴,是它的一个对称中心,当x∈时,f(x)的最小值为( )
A.- B.-
C.-1 D.0
解析:选A.设f(x)的最小正周期为T,
根据题意有m,k∈Z,
由正弦函数的对称性可知-=,即=,∴ω=4n+2,
又f(x)在上单调递增,则≥-,
∴≥,解得0<ω≤2,
∴ω=2,则
∵φ∈,∴k=0,m=1时,φ=,∴f(x)=sin,
当x∈时,2x+∈,
由正弦函数的单调性可知f=sin=-.
二、多选题
7.(2025·内蒙古呼和浩特二模)已知函数f(x)=sin+2cos2x-1,则下列结论正确的是( )
A.函数f(x)的值域为[-1,1]
B.函数f(x)的图象关于点对称
C.若函数y=f(ω>0)在上单调递增,则ω的取值范围为
D.若g(x)=f(x)+,则g(x)的最小正周期为π
解析:选ACD.f(x)=sin+2cos2x-1=sin 2x-cos 2x+cos 2x=sin 2x+cos 2x=sin,
对于A,f(x)=sin的值域为[-1,1],故A正确;
对于B,f=sin=sin≠0,故B不正确;
对于C,y=f=sin在上单调递增,所以+≤,解得ω≤,所以0<ω≤,故C正确;
对于D,因为f(x)=sin,y=的最小正周期都是π,所以g(x)=f(x)+的最小正周期为π,故D正确.
8.已知函数f(x)=sin ωxcos ωx+cos2ωx(ω>0),则下列结论正确的是( )
A.函数f(x)的值域为
B.若函数f(x)关于x=对称,则ω的最小值为1
C.若函数f(x)在上单调,则ω的取值范围是
D.若ω=1,当x∈时,函数f(x)的所有零点的和为
解析:选ABD.因为f(x)=sin ωxcos ωx+cos2ωx=sin 2ωx+cos 2ωx+=sin(2ωx+)+,
又-1≤sin≤1,所以函数f(x)的值域为,所以选项A正确;
由函数f(x)关于x=对称可得,2×ω+=+kπ,所以ω=1+6k,k∈Z,
因为ω>0,所以ω的最小值为1,所以选项B正确;
若函数f(x)在上单调,则k∈Z,解得k∈Z,
所以ω∈(0,]∪[,],所以选项C错误;
若ω=1,则f(x)=sin+,
令f(x)=0,即sin=-,
当x∈时,则2x+∈,所以2x1+=,2x2+=,2x3+=,2x4+=,
则x1=,x2=,x3=,x4=,所以x1+x2+x3+x4=,所以选项D正确.
三、填空题
9.(2025·江苏泰州模拟)已知函数f(x)=sin(ω>0)的最小正周期不小于π,且f(x)≤f恒成立,则ω的值为 .
解析:因为f(x)的最小正周期不小于π,则≥π⇒ω≤2,结合ω>0,则0<ω≤2,
又f(x)≤f恒成立,则f(x)在x=处取最大值,则-=+2kπ,k∈Z,即=+2kπ,解得ω=2+6k,k∈Z,取k=0,则ω=2满足题意.
答案:2
10.(2025·山东聊城二模)函数f(x)=sin(ωx+),其中ω>0,若∃x1,x2∈[0,π],使得f+f=2,则ω的取值范围为 .
解析:由题可知,f(x)在[0,π]的图象至少有2个最大值,
当f(x)=sin=1时,ωx+=+2kπ,k∈Z,解得x=,
当k=0时,x=×≤π⇒ω≥,
当k=1时,x=≤π⇒ω≥,
综上,当ω≥时,∃x1,x2∈[0,π],使得f+f=2.
答案:
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