内容正文:
微突破1 ω的值(范围)问题
【备考指南】 在三角函数的图象和性质中,求ω的值(范围)问题是近几年高考的一个热点内容,主要考查由三角函数的单调性、最值、零点等求ω的值(范围),难度中等.
1.若已知y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)在区间[x1,x2]上单调递增,则[ωx1+φ,ωx2+φ]⊆[-+2kπ,+2kπ],k∈Z.
1.若函数f(x)=sin ωx(ω>0)在区间[,]上单调递减,则ω的取值范围是( )
A.[0,] B.[0,]
C.[,3] D.[,3]
2.利用最小正周期T,根据三角函数图象的两对称中心的距离、对称中心到对称轴的距离、两对称轴间的距离的关系,建立关于T,ω,φ的方程求解.
2.已知直线x=,x=π是函数f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0,<φ<)图象上两条相邻的对称轴,则φ=( )
A.π B.
C. D.
3.由三角函数的最值(值域)求ω的值(范围),主要是整体代换ωx±φ,利用正、余弦函数的图象求解.
3.已知函数f(x)=sin(ωx-)(ω>0)在[0,]上的值域为[-,1],则ω的取值范围为( )
A.[,] B.[,]
C.[,] D.[,]
4.已知函数的零点求ω的取值范围问题,一是利用三角函数的图象求解;二是利用解析式直接求函数的零点,进而得所求的取值范围.
4.设函数f(x)=sin ωx,若函数f(x)在[0,π]上恰有3个零点,则正实数ω的取值范围是( )
A.(1,2) B.[1,2)
C.(2,3) D.[2,3)
【思维建模】 求ω的值(范围)问题的思路
【瓶颈突破】 (1)对于区间长度为定值的动区间,若区间上至少含有k个零点,则需要确定含有k个零点的区间长度;
(2)若在区间上至多含有k个零点,则需要确定包含k+1个零点的区间长度的最小值.
【例】 (1)(2025·湖南九校联盟第二次联考)已知函数f(x)=sin ωx+cos ωx,若沿x轴方向平移f(x)的图象,总能保证平移后的曲线与直线y=1在区间[0,π]上至少有2个交点,至多有3个交点,则正实数ω的取值范围为( )
A.( 1,) B.( 2,)
C.[1,) D.[2,)
(2)(2025·北京东城一模)已知函数f(x)=sin ωx(ω>0),若f(x)的最小正周期为π,则ω= ;若存在x1,x2∈[π,2π],使得|f(x1)-f(x2)|=2,则ω的最小值为 .
【训练】 (1)已知ω>0,函数f(x)=cos的一条对称轴为直线x=,一个对称中心为点,则ω有( )
A.最小值2 B.最大值2
C.最小值1 D.最大值1
(2)〔多选〕(2025·广东江门一模)已知函数f(x)=2sin(2ωx+)(ω>0),则下列结论正确的是( )
A.若f(x)相邻两条对称轴距离为,则ω=2
B.当ω=1,x∈[0,]时,f(x)的值域为[-,2]
C.当ω=1时,f(x)的图象向左平移个单位长度得到函数y=cos(2x+)的图象
D.若f(x)在区间[0,]上有且仅有两个零点,则5≤ω<8
【瓶颈突破】 根据给定条件,求出ω的关系式,再求出函数y=sin(ωx-)含有数0的单调区间,列不等式求解即可.
(3)若直线x=是曲线y=sin(ωx-)(ω>0)的一条对称轴,且函数y=sin(ωx-)在区间[0,]上不单调,则ω的最小值为 .
提示:完成课后作业 专题一 微突破1
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微突破1 ω的值(范围)问题
【基础·回扣】
1.D 2.A 3.C 4.D
【典例·讲解】
【例】 (1)D 由f(x)=sin ωx+cos ωx可得f(x)=2sin(ωx+),若沿x轴方向平移,考虑其任意性,不妨设得到的函数为g(x)=2sin(ωx+φ).令g(x)=1,即sin(ωx+φ)=,x∈[0,π],取z=ωx+φ,则z∈[φ,ωπ+φ].依题意知,sin z=在[φ,ωπ+φ]上至少有2解,至多有3解,则须使区间[φ,ωπ+φ]的长度在2π到之间,即2π≤ωπ<,解得2≤ω<.
(2)2 解析:因为函数f(x)=sin ωx(ω>0)的最小正周期为π,所以=π,解得ω=2,因为f(x)=sin ωx(ω>0)∈[-1,1],又|f(x1)-f(x2)|=2,所以f(x1),f(x2)为函数的最大值或最小值,要使ω最小,则最大值与最小值应在同一个周期内,由x∈[π,2π],则ωx∈[ωπ,2ωπ],则或解得≤ω≤,所以ω的最小值为.
【训练1】 (1)A 注意正、余弦型函数的对称中心与对称轴的最短距离为,依题意,可得-≥.将T=代入上式,得ω≥2,故选A.
(2)BD 对于A,若f(x)相邻两条对称轴的距离为,则T=2×=π=,故ω=1,A错误;对于B,当ω=1时,f(x)=2sin(2x+),当x∈[0,]时,2x+∈[,],则f(x)的值域为[-,2],B正确;对于C,当ω=1时,f(x)=2sin(2x+),f(x)的图象向左平移个单位长度得到函数y=f(x+)=2sin[2(x+)+]=2sin(2x+)=2cos(2x+)的图象,C错误;对于D,当x∈[0,]时,2ωx+∈[,+],若f(x)在区间[0,]上有且仅有两个零点,则2π≤+<3π,解得5≤ω<8,故D正确.
(3)11 解析:因为直线x=是曲线y=sin(ωx-)(ω>0)的一条对称轴,则ω-=kπ+,k∈Z,即ω=4k+3,k∈Z,由-≤ωx-≤,得-≤x≤,则函数y=sin(ωx-)在[-,]上单调递增,而函数y=sin(ωx-)在区间[0,]上不单调,则<,解得ω>9,所以ω的最小值为11.
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