内容正文:
单元检测卷(一) 三角函数
(时间:120分钟 满分:150分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
一、单项选择题(本大题共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)
1.5弧度的角的终边所在的象限为( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
答案:D
解析:因为π<5<2π,因此5弧度的角的终边在第四象限.故选D.
2.若sin α<0且tan α>0,则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
答案:C
解析:因为sin α<0,所以角α的终边在第三、第四象限或y轴负半轴上,又因为tan α>0,所以角α的终边在第一或第三象限,综上可知,角α是第三象限角.
3.已知角α的终边与单位圆交于点,则sin α的值为( )
A.- B.-
C. D.
答案:B
解析:由正弦函数的定义,知sin α=y=-.
4.已知sin =,则cos =( )
A.- B.
C. D.-
答案:A
解析:cos=cos=-sin=-.故选A.
5.已知A=+(k∈Z),则A构成的集合是( )
A.{-1,1,-2,2} B.{1,-1}
C.{2,-2} D.{-2,-1,0,1,2}
答案:C
解析:当k为偶数时,A=2;当k为奇数时,A=-2.故构成的集合为.故选C.
6.设函数f(x)(x∈R)满足f(x+π)=f(x)+sin x.当0≤x<π时,f(x)=0,则f=( )
A. B.
C.0 D.-
答案:A
解析:f=f+sinπ=f+sinπ+sinπ=f+sinπ+sinπ+sinπ=0+-+=.故选A.
7.已知曲线C1:y=cos x,C2:y=sin,则下列结论正确的是( )
A.把C1上各点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向右平移个单位长度,得到曲线C2
B.把C1上各点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向左平移个单位长度,得到曲线C2
C.把C1上各点的横坐标缩短到原来的倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向右平移个单位长度,得到曲线C2
D.把C1上各点的横坐标缩短到原来的倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向左平移个单位长度,得到曲线C2
答案:D
解析:把C1上各点的横坐标缩短到原来的倍,纵坐标不变,得到函数y=cos 2x图象,再把得到的曲线向左平移个单位长度,得到函数y=cos 2=cos=sin的图象,即曲线C2.故选D.
8.已知函数f(x)=sin 2x-2cos2x+1,将f(x)的图象上的所有点的横坐标缩短到原来的,纵坐标保持不变;再把所得图象向上平移1个单位长度,得到函数y=g(x)的图象,若g(x1)·g(x2)=9,则|x1-x2|的值可能为( )
A. B. C. D.
答案:C
解析:函数f(x)=sin 2x-2cos2x+1=sin 2x-cos 2x=2sin,将函数y=f(x)的图象上的所有点的横坐标缩短到原来的,纵坐标保持不变,得y=2sin的图象;再把所得图象向上平移1个单位,得函数y=g(x)=2sin+1的图象,所以函数y=g(x)的值域为[-1,3].若g(x1)·g(x2)=9,则g(x1)=3且g(x2)=3,均为函数y=g(x)的最大值,由4x-=+2kπ(k∈Z),解得x=+(k∈Z);其中x1,x2是三角函数y=g(x)最高点的横坐标,所以|x1-x2|的值为函数y=g(x)的最小正周期T的整数倍,且T==.故选C.
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.将函数f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0)的图象向左平移个单位,若所得的图象与原图象重合,则ω的值可能为( )
A.4 B.6
C.8 D.12
答案:ACD
解析:因为将函数f(x)=sin(ωx+φ)的图象向左平移个单位,所得图象与原图象重合,所以是已知函数的周期的整数倍,即k·= (k∈N*),解得ω=4k(k∈N*).故选ACD.
10.已知函数f(x)=sin-在[0,π]上有两个零点,则实数m的可能取值范围是( )
A.[-,2] B.[,2)
C.[,2] D.(-2,-]
答案:BD
解析:由f(x)=0得sin=,作出函数g(x)=sin在[0,π]上的图象,如图所示.由图象可知当x=0时,g(0)=sin =,函数g(x)的最大值为1,所以要使f(x)在[0,π]上有两个零点,则≤<1,即≤m<2或-2<m≤-.故选BD.
11.关于函数f(x)=2sin+1,下列说法正确的是( )
A.若x1,x2是函数f(x)的零点,则x1-x2是的整数倍
B.函数f(x)的图象关于点对称
C.函数f(x)的图象与函数y=2cos+1的图象相同
D.函数f(x)的图象可由y=2sin 2x的图象先向上平移1个单位长度,再向左平移个单位长度得到
答案:BC
解析:画出函数f(x)的图象,如图所示.
可以得到函数f(x)的图象与x轴的交点中,相邻的交点相距不等,且不为,故A错误.函数f(x)的图象关于点对称,故B正确.函数f(x)=2sin+1=2cos+1,故C正确;函数f(x)的图象可由y=2sin 2x的图象先向上平移1个单位长度,再向左平移个单位长度得到,故D错误.故选BC.
三、填空题(本大题共3小题,每小题5分,共15分)
12.(2024·山东青岛高一检测)2024年2月4日,“龙行中华--甲辰龙年生肖文物大联展”在山东孔子博物馆举行,展览的多件文物都有“龙”的元素或图案.出土于鲁国故城遗址的“出廓双龙勾云纹黄玉璜”(图①)就是这样一件珍宝.玉璜璜身满刻勾云纹,体扁平,呈扇面状,璜身外镂空雕饰“S”型双龙,造型精美.现要计算璜身面积(厚度忽略不计),测得各项数据(图②):AB≈8 cm,AD≈2 cm,AO≈5 cm,若sin 37°≈,π≈3.14,则璜身(即曲边四边形ABCD)面积近似为________.(结果保留整数)
答案:15 cm2
解析:显然△AOB为等腰三角形,OA=OB=5,AB=8,则cos∠OAB==,sin ∠OAB=,即∠OAB≈37°,于是∠AOB=106°=,所以璜身的面积近似为∠AOB·(OA2-OD2)=××(52-32)≈15(cm2).
13.已知函数f(x)=2sin(ωx+φ)的部分图象如图所示,则函数f(x)的解析式为____________,单调递增区间是____________.
答案: f(x)=2sin (k∈Z)
解析:由图象可得T=π-π,所以T=π,则ω=2.又图象过点,所以2sin=2,又因为|φ|<,所以φ=-,所以f(x)=2sin,其单调递增区间为(k∈Z).
14.给出下列四个命题:①若f(x)=a tan x+b cos x是偶函数,则a=0;②当x=2kπ+ ,k∈Z时,y=cos取得最大值;③函数y=4cos的图象关于直线x=-对称;④函数y=2tan +1的图象的对称中心为,k∈Z.其中正确的命题是________.(填序号)
答案:①③
解析:f(x)=a tan x+b cos x为偶函数,则有f(-x)=f(x),即a tan (-x)+b cos (-x)=a tan x+b cos x,即2a tan x=0,故a=0,①正确;当x=2kπ+ ,k∈Z时,y=cos =cos = ,显然不是最大值,②不正确;当x=-时,y=4cos =4cos (-π)=-4,显然取得最小值,故x=-是该函数的图象的一条对称轴,③正确;令-2x+ = ,k∈Z,得x= - ,k∈Z,故对称中心为 ,k∈Z,④不正确.
四、解答题(本大题共5小题,共77分.解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)
15.(13分)已知0<α< ,sin α=.
(1)求tan α的值;(5分)
(2)求的值.(8分)
解:(1)因为0<α<,sin α=,
所以cos α= ,故tan α=.
(2) =
===4.
16.(15分)已知函数f(x)=1+sin.
(1)求函数f(x)的最小正周期和最大值;(6分)
(2)画出函数y=f(x)在区间上的图象.(9分)
解:(1)函数f(x)的最小正周期为T==π,
当sin=1时,f(x)取得最大值1+.
(2)由(1)知:
x
-
-
-
y
2
1
1-
1
1+
2
故函数y=f(x)在区间上的图象如图所示.
17.(15分)已知函数f(x)=3tan.
(1)求f(x)的定义域、值域;(5分)
(2)讨论f(x)的周期性,奇偶性和单调性.(10分)
解:(1)由x-≠+kπ,k∈Z,
得x≠2kπ+π,k∈Z,
所以f(x)的定义域为,值域为R.
(2)f(x)为周期函数,由于f(x)
=3tan=3tan
=3tan=f(x+2π),
所以最小正周期T=2π,
由f(-x)=3tan,
而-f(x)=-3tan易知f(-x)≠-f(x),f(-x)≠f(x);
所以f(x)为非奇非偶函数.
由-+kπ<x-<+kπ,k∈Z,得-+2kπ<x<+2kπ,k∈Z.
所以函数的单调递增区间为,k∈Z.
18.(17分)已知函数f(x)=3sin(ωx+φ)(ω>0,-π<φ≤0).
(1)若函数f(x)的周期T=π,且满足f=f,求φ及f(x)的递增区间;(7分)
(2)若φ=0,f(x)在上的最小值为-3,求ω的最小值.(10分)
解:(1)因为T=π,
所以T==π,所以ω=2,
由f=f知x=为该函数的一个对称轴.
所以2·+φ=+kπ,又-π<φ≤0,
所以φ=-,
所以f(x)=3sin,
由2kπ-≤2x-π≤2kπ+(k∈Z),
得kπ+≤x≤kπ+π(k∈Z),
函数f(x)递增区间为(k∈Z);
(2)由于φ=0,f(x)=3sin ωx,f(x)在上的最小值为-3,
即3sin ωx=-3,sin ωx=-1,x∈,
所以ωx=-+2kπ,k∈Z,
即x=,-≤≤,
所以由k∈Z且ω>0可得ω≥2,
则ωmin=2.
19.(17分)已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)的周期为π,且图象上一个最低点为M.
(1)求f(x)的解析式;(7分)
(2)若函数g(x)=f(x)+1在上至少含20个零点时,求b的最小值.(10分)
解:(1)由题意可知,T==π,ω=2,
即f(x)=Asin(2x+φ),
因为图象过点M,
所以sin=-1,
即+φ=+2kπ,k∈Z,所以φ=+2kπ,k∈Z.
又因为|φ|<,所以φ=.
所以函数f(x)=2sin.
(2)由(1)知f(x)=2sin.用五点法取点,列表并作图如下:
x
-
2x+
0
π
2π
f(x)
0
2
0
-2
0
函数g(x)=f(x)+1在上至少含20个零点时,等价于f(x)与y=-1在上至少含20个交点,
结合函数与图象可知在一个函数周期内含两个交点,且第二个交点表达式为2sin=-1,即sin=-,2x+=π,x=π,所以b的最小值为+9×π=.
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