内容正文:
求三角函数式中的参数
类型一 由单调性求参数
已知函数f(x)=sin (ωx+)(ω>0)在区间[-,]上单调递增,则ω的取值范围为( )
A.(0,] B.(0,]
C.[,] D.[,2]
【解析】 方法一:f(x)=sin (ωx+),因为ω>0,x∈[-,],所以ωx+∈[-+,+].
因为f(x)在区间[-,]上单调递增,
所以
则
又ω>0,所以
所以k=0,则0<ω≤.
方法二:因为ω>0,由-+2kπ≤ωx+≤+2kπ,k∈Z,
得≤x≤,k∈Z,
所以函数y=sin (ωx+)的单调递增区间为[,](k∈Z),由题意有[-,]⊆[,](k∈Z),则解得0<ω≤.
方法三:结合选项可取ω=1,则f(x)=sin (x+),令+2kπ≤x+≤+2kπ,k∈Z,得+2kπ≤x≤+2kπ,k∈Z,当k=0时,函数f(x)在区间 [,]上单调递减,与函数f(x)在区间[-,]上单调递增矛盾,故ω≠1,结合四个选项可知选B.
【答案】 B
【解题技法】 由函数y=A sin (ωx+φ)+b(A>0,ω>0)的一个单调区间[m,n](区间也可以是开区间或半开半闭区间)求解ω或φ的取值范围,将区间端点值代入后,去对应[-+2kπ,+2kπ](k∈Z)或[+2kπ,+2kπ](k∈Z),列出不等式(组)求解.
已知函数f(x)=sin ωx+cos ωx,g(x)=cos ωx-sin ωx,ω>0,若在区间(0,)上,f(x)单调递增,g(x)单调递减,则ω的取值范围是( )
A.(0,] B.(0,1]
C.(0,] D.[,]
解析:选A.由题意得f(x)=sin (ωx+),
g(x)=cos (ωx+).
令t=ωx+,
由x∈(0,),ω>0,得t∈(,+).
因为在区间(0,)上,f(x)单调递增,g(x)单调递减,
所以解得ω≤,
所以ω的取值范围是0<ω≤.
类型二 由最值(值域)求参数
已知函数f(x)=sin (ωx-)(ω>0)在区间[0,)上存在最大值和最小值,则ω的取值范围是( )
A.(,] B.(,+∞)
C.(,]∪(,+∞) D.(,)∪(,+∞)
【解析】 因为ω>0,x∈[0,),
所以ωx-∈[-,-).
画出y=sin x的图象,如图.
由图,得<-≤或->,解得<ω≤或ω>.
【答案】 C
【解题技法】 解决利用最值求ω,φ的问题,主要是利用三角函数的最值与对称或周期的关系,列出关于ω,φ的不等式(组),进而求出ω,φ的值或取值范围.
将函数f(x)=sin (x+)+1图象上所有点的横坐标变为原来的,纵坐标不变,再向左平移φ(φ>0)个单位长度,得到函数g(x)的图象.若对任意的x∈R,均有g(x)≤g()成立,则φ的最小值为________.
解析:由题意可知,g(x)=sin (2x+2φ+)+1,若对任意的x∈R,g(x)≤g()成立,则2×+2φ+=2kπ+(k∈Z),即φ=kπ+(k∈Z).又φ>0,所以当k=0时,φ最小,最小值为.
答案:
类型三 由对称性求参数
已知函数f(x)=2cos (ωx-)+1(ω>0)的图象在区间(0,2π)内至多存在3条对称轴,则ω的取值范围是( )
A.(0,] B.(,]
C.(,] D.[,+∞)
【解析】 因为x∈(0,2π),ω>0,
所以ωx-∈(-,2ωπ-),设t=ωx-,
则t∈(-,2ωπ-),
作出y=2cos t+1的部分图象如图所示,则f(x)的图象在区间(0,2π)内至多存在3条对称轴等价于y=2cos t+1的图象在区间(-,2ωπ-)内至多存在3条对称轴,则2ωπ-∈(-,3π],解得ω∈(0,].
【答案】 A
【解题技法】 解决这类问题,我们可以根据三角函数的对称性来研究其周期性,解决问题的关键在于运用整体代换的思想,建立关于ω的不等式组,进而可以研究ω的取值范围.
(2025·白银三模)将函数f(x)=sin ωx(ω>0)的图象向左平移个单位长度,得到函数g(x)的图象,且g(x)的图象关于点 (,0)对称,则ω的最小值为( )
A.5 B.4
C.3 D.2
解析:选B.因为g(x)=f(x+)=sin ω(x+),
又因为g(x)的图象关于点(,0)对称,
所以g()=0,即sin ω(+)=sin ω=0,
所以ω=kπ(k∈Z),即ω=4k(k∈Z),
因为ω>0,所以ω的最小值为4.
类型四 由零点、极值点求参数
(2025·赣州一模)已知函数f(x)=2cos (ωx+),x∈[-π,0],若f(x)恰有3个极值点,则正数ω的取值范围为( )
A.[,) B.(,]
C.[,) D.(,]
【解析】 因为ω>0,所以当x∈[-π,0]时,ωx+∈[-ωπ+,],因为f(x)恰有3个极值点,所以-3π<-ωπ+≤-2π,解得≤ω<,即ω的取值范围为[,).
【答案】 C
【解题技法】 解决y=A sin (ωx+φ)(A>0,ω>0)的零点与极值点问题通常先利用换元法求t=ωx+φ的范围,再结合y=sin t的图象列出关于ω的不等式(组),进而求出ω的值或取值范围.
(2025·宿迁二模)已知函数f(x)=sin x+cos x的极值点与g(x)=tan (ωx+)的零点完全相同,则ω=( )
A.-2 B.-1
C.1 D.2
解析:选B.f(x)=sin x+cos x=sin (x+),
由x+=kπ+,k∈Z,
得x=kπ+,k∈Z,①
对于g(x)=tan (ωx+),
由ωx+=kπ,k∈Z,得ωx=kπ-,k∈Z,
依题意ω≠0,所以x==-,k∈Z,②
由于函数f(x)=sin x+cos x的极值点与g(x)=tan (ωx+)的零点完全相同,由①②可得ω=-1.
学科网(北京)股份有限公司
$