内容正文:
专题强化训练
一、单项选择题
1.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:选D.函数y=2cos 的周期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 的图象.
2.(2025·佛山一模)函数f(x)=sin x+sin 2x在区间(0,3π)上的零点个数为( )
A.4 B.5
C.6 D.7
解析:选B.令f(x)=0,则sin x+2sin x cos x=0,故sin x=0或1+2cos x=0,又因为x∈(0,3π),所以x=π或x=2π或x=或x=或x=,故共有5个零点.
3.(2025·宁德一模)函数f(x)=a sin x+b cos x图象的一条对称轴为直线x=,则=( )
A. B.-
C. D.-
解析:选C.由函数f(x)=a sin x+b cos x图象的一条对称轴为直线x=,可知f=f,即f(0)=f,即a sin 0+b cos 0=a sin +b cos ,即b=a+b,整理得=.
4.(2025·深圳二模)奇函数f(x)=2cos (2x+φ)(0<φ<π)的单调递减区间可以是( )
A. B.
C. D.
解析:选A.由f(x)=2cos (2x+φ)为奇函数,
得f(-x)=-f(x)恒成立,
则2cos (-2x+φ)=-2cos (2x+φ),
所以cos (2x-φ)=-cos (2x+φ),
即cos 2x cos φ+sin 2x sin φ=-cos 2x cos φ+sin 2x sin φ,化简得cos 2x cos φ=0恒成立,所以cos φ=0.因为0<φ<π.所以φ=,所以f(x)=2cos =-2sin 2x.
令2x∈,k∈Z,
解得x∈,k∈Z.
结合选项,当k=0时,f(x)的单调递减区间为.
5.(2025·漳州一模)已知f(x)=sin ,若f(x)在区间(0<a<2π)上不单调,则a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
解析:选B.画出函数f(x)的部分图象如图所示,
因为a<2π,所以a+<<.
因为f(x)在区间(0<a<2π)上不单调,
所以解得<a<.
6.(2025·保定一模)函数f(x)=A sin (ωx+φ)(A>0,ω>0,-π<φ<0)的部分图象如图所示,则( )
A.f(0)=-
B.f(x)的图象关于直线x=-对称
C.将f(x)的图象向左平移个单位长度后得到g(x)=2cos 2x的图象
D.f(x)在区间上的值域为
解析:选B.由题图可得A=2,T=-=,所以T=π,则ω=2.
所以f(x)=2sin (2x+φ),因为f=2,所以2sin =2,则+φ=+2kπ,k∈Z,解得φ=-+2kπ,k∈Z,因为-π<φ<0,所以φ=-,所以f(x)=2sin ,
所以f(0)=2sin =-1,故A错误;
当x=-时,2x-=-,所以f(x)的图象关于直线x=-对称,故B正确;
将f(x)的图象向左平移个单位长度后得到g(x)=2sin =2sin 的图象,故C错误;
当x∈时,2x-∈,则sin ∈,所以f(x)∈[-2,1],故D错误.
7.(2025·湖北模拟)已知函数f(x)=cos (2x+φ),若f(x1)=f(x2)=,则|x1-x2|的最小值为 ( )
A. B.
C. D.
解析:选C.由f(x)=cos (2x+φ)=,可得2x+φ=2kπ±,k∈Z,
解得x=kπ±-,k∈Z,又函数f(x)=cos (2x+φ)的最小正周期为=π,
故|x1-x2|取最小值时,x1,x2在同一个周期内,
当x1=-,x2=--时,|x1-x2|=;
当x1=-,x2=-时,|x1-x2|=.
所以|x1-x2|的最小值为.
8.(2025·合肥模拟)已知函数f(x)满足f(x)-2f(-x)=sin x+tan x,若函数y=f(x)在[-3π,5π]上的零点为x1,x2,…,xn,则i=( )
A.8π B.9π
C.11π D.12π
解析:选B.由f(x)-2f(-x)=sin x+tan x,可得f(-x)-2f(x)=sin (-x)+tan (-x)=-sin x-tan x,
解得f(x)=(sin x+tan x).
因为函数y=sin x,y=tan x为奇函数,所以f(x)为奇函数,
故f(x)的图象关于原点对称,
则函数y=f(x)在[-3π,3π]上的图象关于原点对称,
故函数y=f(x)在[-3π,3π]上的零点也关于原点对称,零点和为0.
函数y=f(x)在(3π,5π]上的零点和即为在[-3π,5π]上的零点和.
令f(x)=0,得sin x+tan x=0,
sin x=-tan x,x∈(3π,5π].作出y=sin x和y=-tan x在同一坐标系中的图象如图所示,
可知y=f(x)在(3π,5π]内的零点有4π和5π两个,
故i=4π+5π=9π.
二、多项选择题
9.(2025·宜春一模)已知函数f(x)=,则下列命题正确的是( )
A.f(x)的定义域为R
B.f(x)的值域为(-∞,-1]∪[1,+∞)
C.f(x)是奇函数
D.f(x)在上单调递减
解析:选BCD.由sin x≠0,解得x≠kπ,k∈Z,所以f(x)的定义域为{x∈R|x≠kπ,k∈Z},故A错误;
sin x∈[-1,0)∪(0,1],∈(-∞,-1]∪[1,+∞),
所以f(x)的值域为(-∞,-1]∪[1,+∞),故B正确;
f(-x)==-=-f(x),且定义域关于原点对称,所以f(x)是奇函数,故C正确;
当x∈时,函数y=sin x单调递增,且sin x∈(0,1);函数y=在(0,1)上单调递减,根据复合函数的单调性可得f(x)在上单调递减,故D正确.
10.(2025·岳阳一模)如图,直线y=1与函数f(x)=2sin 的部分图象交于A,B,C三点(点A在y轴上),若BC=,则下列说法正确的是( )
A.φ=
B.ω=2
C.将函数f(x)的图象向左平移个单位长度,得到函数g(x)=2sin 的图象
D.当x∈时,f(x)∈[-2,1]
解析:选AD.对于A,由f(x)的图象过点A(0,1)可得2sin φ=1,即sin φ=,结合|φ|≤可得φ=,故A正确;
对于B,由f(x)=1可得2sin =1,即ωx+=+2kπ(k∈Z)或ωx+=+2kπ(k∈Z),
由B,C相邻可得ωxB+=+2kπ(k∈Z),ωxC+=+2(k+1)π(k∈Z),
故ω(xC-xB)=,又BC=,则ω=,可得ω=4,故B错误;
对于C,由A,B可得f(x)=2sin ,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 的图象,故C错误;
对于D,当x∈时,4x+∈,
故sin ∈,
则f(x)∈[-2,1],故D正确.
11.(2025·江西一模)已知函数f(x)=|sin ωx|+|cos ωx|(ω>0)的定义域为A=[0,α](α>0),集合B={(x1,x2)|f(x1)f(x2)=2},则( )
A.若α=π,且f(x)在A上单调,则ω的取值范围是
B.若ω=,且f(x)=在A上恰有2个不等的实根,则α的取值范围是
C.若ω=1,且B=∅,则α的取值范围是
D.若α=,且B中恰有4个不同元素,则ω的取值范围是
解析:选ABD.f(x)=|sin ωx|+|cos ωx|==,
当x∈[0,α],α=π时,2ωx∈[0,2ωπ],
因为y=|sin x|的单调区间是,k∈Z,所以2ωπ≤,解得0<ω≤,故A正确;
当ω=时,f(x)=,由f(x)=得|sin x|=,
所以f(x)=在A上的前3个实根依次为,,,所以≤α<,故B正确;
当ω=1时,f(x)=,则1≤f(x)≤,若B=∅,则不存在x∈A,使得|sin 2x|=1,所以2α<,解得0<α<,故C错误;
若α=,且B中恰有4个不同元素,则方程|sin 2ωx|=1在A上恰有2个不同实根,所以≤ωπ<,解得≤ω<,故D正确.
三、填空题
12.函数f(x)=2sin2ωx+sin,其中ω>0,其最小正周期为π,若x∈,则函数f(x)的最大值为________.
解析:f(x)=2sin2ωx+sin=(1-cos 2ωx)+sin 2ωx cos +cos 2ωx sin
=-sin 2ωx-cos 2ωx=-sin .
因为ω>0,f(x)的最小正周期为π,所以T==π,解得ω=1,
所以f(x)=-sin ,
当0≤x≤时,≤2x+≤,
所以-≤sin ≤1,故-1≤f(x)≤.
所以当x=时,函数f(x)取最大值,最大值为.
答案:
13.设ω为常数,函数f(x)=sin (ω>0),若f=0,且函数y=f(x)在区间上恰有一个极小值点,无极大值点,则ω的值为________.
解析:由题意知为函数f(x)位于递减区间上的零点,故+=π+2kπ,k∈Z,解得ω=8k+3,k∈Z,
又ω>0,所以·<-≤·,解得6<ω≤18,
故6<8k+3≤18,k∈Z,只有当k=1时,满足要求,
故ω=8+3=11.
答案:11
14.(2025·泰安一模)已知函数f(x)=2sin cos ωx-(ω>0)的最小正周期为π,f(x)在上的图象与直线y=a交于点A,B,与直线y=a交于点C,D,且AB=2CD,则a=________.
解析:因为f(x)=2sin cos ωx-
=2cos ωx-
=sin ωx cos ωx+cos2ωx-=sin2ωx+cos 2ωx=sin .
又函数f(x)的最小正周期为π,且ω>0,所以=π,解得ω=1,所以f(x)=sin .
当x∈时,2x+∈(0,π),所以sin ∈(0,1].
作出函数f(x)=sin ,x∈的图象如图所示,
函数f(x)的图象关于直线x=对称.
设CD=2t,则B,
D,0<t<,
所以sin =
sin ,
即cos 2t=cos 4t,cos 2t=(2cos22t-1),2cos22t-cos2t-=0,
解得cos 2t=或cos 2t=-(舍去).
所以a=sin =cos 4t=2cos22t-1=2×-1=.
答案:
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