内容正文:
类型一 sin |x|型的三角函数问题
[例1] 关于函数f(x)=sin |x|,下列说法正确的是( )
A.f(x)的最小值为0
B.f(x)为奇函数
C.f(x)的最小正周期为π
D.f(x)在上单调递减
【解析】 对于A,f(x)=sin |x|=的最小值为-,所以A不正确;对于B,由f(-x)=sin |-x|=sin |x|=f(x),所以函数f(x)为偶函数,所以B不正确;对于C,因为f=sin =1,f=sin =-1,所以f≠f,则π不是f(x)的最小正周期,所以C不正确;对于D,当x<0时,f(x)=-sin x,函数f(x)在上单调递减,又因为⊆,所以函数f(x)在上单调递减,D正确.
【答案】 D
解决关于sin |x|的三角函数问题的关键是先判断y=sin |x|是偶函数,其次是研究x≥0时的函数性质,最后根据偶函数的对称性即可得到x<0时的函数性质,从而解决问题.
类型二 |sin x|型的三角函数问题
[例2] (多选)(2025·福州一模)已知函数f(x)=|sin x|+2cos x,x≠kπ,k∈Z,则下列说法中正确的是( )
A.f(x)为奇函数
B.f(x)的一个周期是2π
C.f(x)图象的一条对称轴为直线x=
D.f(x)的值域是(-2,]
【解析】 对于A,f(-x)=|sin (-x)|+2cos (-x)=f(x),且f(x)不恒为0,则f(x)为偶函数,不为奇函数,A错误;对于B,f(x+2π)=|sin (x+2π)|+2cos (x+2π)=f(x),f(x)的一个周期是2π,B正确;对于C,f(π-x)=|sin (π-x)|+2cos (π-x)=|sin x|-2cos x≠f(x),f(x)的图象关于直线x=不对称,C错误;对于D,当x∈(0,π)时,f(x)=sin x+2cos x=sin (x+φ),其中锐角φ由tan φ=2确定,而x+φ∈(φ,π+φ),则[sin (x+φ)]max=1,sin (x+φ)>sin (π+φ)=-sin φ=-,因此f(x)∈(-2,],由选项A知,当x∈(-π,0)∪(0,π)时,f(x)∈(-2,],由选项B知,在定义域上f(x)∈(-2,],于是f(x)的值域是(-2,],D正确.
【答案】 BD
解决有关|sin x|的三角函数问题的关键点在于根据sin x的符号构造分段函数,逐段分析函数的图象与性质即可.
类型三 带双绝对值的三角函数问题
[例3] (2025·潍坊一模)已知函数f(x)=+,则f(x)图象的对称轴方程为( )
A.x=+,k∈Z
B.x=+,k∈Z
C.x=-,k∈Z
D.x=-,k∈Z
【解析】 因为f(x)=+=+,f=+=+=f(x),所以为函数f(x)的一个周期,当x∈时,x+∈,
此时f(x)=sin +cos =sin ,作出函数f(x)在R上的部分图象如图,
由图象可得,函数f(x)图象的对称轴方程为x=-,k∈Z.
【答案】 C
解决带双绝对值的三角函数问题,分析函数的奇偶性和周期性是两个必备的过程.此类问题的解题步骤可以归纳为:(1)分析函数的奇偶性、周期性;(2)去绝对值,写成分段函数;(3)画出草图,结合图象和奇偶函数的对称性进行判断,包括代入必要的特殊值.
1.函数f(x)=的最小正周期是( )
A. B.
C.π D.2π
解析:选B.因为函数f(x)=sin 的最小正周期T===π,所以函数f(x)=的最小正周期为.
2.(多选)设函数f(x)=2sin2x-3sin|x|+1,则( )
A.f(x)是偶函数
B.f(x)在[-2π,2π]上有6个零点
C.f(x)的最小值为-
D.f(x)在上单调递减
解析:选ABC.对于A,函数f(x)的定义域为R,由f(-x)=2sin2(-x)-3sin|-x|+1=2sin2x-3sin|x|+1=f(x),可得f(x)是偶函数,故A正确;对于B,当x≥0时,f(x)=2sin2x-3sinx+1,由2sin2x-3sinx+1=0,可得sin x=或sin x=1,则当x∈[0,2π] 时,x=或x=或x=,又f(x)是偶函数,则当x∈[-2π,0]时,x=-或x=-或x=-,则f(x)在[-2π,2π]上有6个零点,故B正确;对于C,当x≥0时,f(x)=2sin2x-3sinx+1=2-,则当sin x=时,f(x)取得最小值-,又f(x)是偶函数,则f(x)的最小值为-,故C正确;对于D,f=2sin2-3sin+1=1-+1<1,f(0)=2sin20-3sin|0|+1=1,则f<f(0),则f(x)在上不单调递减,故D错误.
3.(多选)(2025·广东一模)已知函数f(x)=sin x·,则( )
A.f(x)是奇函数
B.f(x)的最小正周期为π
C.f(x)在上单调递增
D.f(x)的最小值为-
解析:选AD.由题意得,f(x)=sin x·=sinx·|cos x|.对于A,因为函数f(x)的定义域为R,f(-x)=sin (-x)·|cos (-x)|=-sin x·|cos x|=-f(x),所以f(x)是奇函数,选项A正确;对于B,因为f(x+π)=sin (x+π)·|cos (x+π)|=-sin x·|cos x|=-f(x),所以π不是函数f(x)的周期,选项B错误;对于C,因为f(0)=sin 0·|cos 0|=0,f=sin ·=0,所以f(x)在上不单调递增,选项C错误;对于D,因为f(x)=sin x·|cos x|≥-|sin x cos x|=-|sin 2x|,0≤|sin 2x|≤1,所以f(x)≥-,因为f=sin ·=-,所以f(x)的最小值为-,选项D正确.
4.(2025·长沙一模)已知函数f(x)=2sin x+2|cos x|,若f(x)=λ在[0,2π]上有且仅有4个不相等的实数根,则λ的取值范围为( )
A.(2,4)
B.(2,2)
C.(2,4)
D.(2,2)∪(2,4)
解析:选D.f(x)=2sin x+2|cos x|=作出f(x)的图象,如图所示,
结合图形可知,若f(x)=λ在[0,2π]上有且仅有4个不相等的实数根,则2<λ<4且λ≠2,即λ的取值范围为(2,2)∪(2,4).
5.(2025·重庆二模)函数y=sin |x|+|cos x|的值域为__________.
解析:设f(x)=sin |x|+|cos x|,可知函数y=f(x)的定义域为R,因为f(-x)=sin |-x|+|cos (-x)|=sin |x|+|cos x|=f(x),可知函数y=f(x)为偶函数,当x≥0时,f(x)=sin x+|cos x|,可知函数f(x)的值域与g(x)=sin x+|cos x|,x∈R的值域相同,因为g(x+2π)=sin (x+2π)+|cos (x+2π)|=sin x+|cos x|=g(x),可知g(x)的一个周期为2π,又因为g(π-x)=sin (π-x)+|cos (π-x)|=sin x+|cos x|=g(x),可知g(x)的图象关于直线x=对称,且g(3π-x)=sin (3π-x)+|cos (3π-x)|=sin x+|cos x|=g(x),可知g(x)的图象关于直线x=对称,则可取x∈,则cos x≤0,可得g(x)=sin x-cos x=sin ,因为x∈,则x-∈,可得sin ∈,即g(x)∈[-1,],可知g(x)的值域为[-1,],所以f(x)的值域为[-1,].
答案:[-1,]
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