第1讲 三角函数的图象与性质-【领跑高中】2026年高考数学二轮专题复习教师用书配套课件(提升版)
2026-03-17
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教辅
内容正文:
第1讲
三角函数的图象与性质
考情分析
三角函数的图象主要涉及图象变换及由图象确定函数解析式;三角函数的性质主要涉及求解三角函数值、参数值、最值、单调区间等,主要以选择题或填空题的形式考查,难度中等或偏下.
图象与解析式
考点一
目录 /
CONTENTS
单调性与最值
考点二
ω,φ的范围问题
突破点
课时作业
考点一 图象与解析式
目 录
【例1】 (1)已知函数f(x)= sin (ωx+φ)(ω>0,|φ|< )的
部分图象如图所示,将f(x)的图象向左平移 个单位长度得到函数g
(x)的图象,则g( )=( B )
A. B.
C. 1 D. 0
B
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目 录
解析: 设函数f(x)的最小正周期为T,由图知 T= - =
可得T=π,则 =π即ω=2,由f( )= sin (2× +φ)=1,则 +φ
= +2kπ,k∈Z,可得φ= +2kπ,k∈Z,又|φ|< ,则φ= ,故
f(x)= sin (2x+ ),由题意g(x)=f(x+ )= sin (2x+
),故g( )= sin (2× + )= sin = .故选B.
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目 录
(2)(2023·新高考Ⅱ卷16题)已知函数f(x)= sin (ωx+φ),如
图,A,B是直线y= 与曲线y=f(x)的两个交点,若|AB|= ,
则f(π)= .
-
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目 录
解析: 由题图设点A(x1, ),B(x2, ),则|AB|=x2-x1
= .由题图可知 其中k∈Z,则ω(x2-x1)=
,解得ω=4.因为函数f(x)的图象过点( ,0),所以4× +φ=
2kπ,k∈Z,则φ=2kπ- ,k∈Z,所以f(x)= sin (4x+2kπ-
)= sin (4x- +2kπ)= sin (4x- ),k∈Z. 故f(π)= sin
(4π- )= sin =- .
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目 录
【规律方法】 已知图象求函数y=A sin (ωx+φ)+B(A>0,ω>0)
的解析式时,常用的方法是待定系数法.由图中的最高点、最低点或特殊
点求A,B;由函数的周期确定ω;确定φ常根据“五点法”中的五个点求
解,其中一般把第一个零点作为突破口,可以从图象的升降找准第一个零
点的位置.
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目 录
【训练1】 (1)已知函数f(x)=A cos (ωx+φ)(ω>0,-π<φ<
0)的部分图象如图所示,则f(x)的解析式为( A )
A
A. f(x)=2 cos (2x- )
B. f(x)=2 cos (x- )
C. f(x)=2 cos (2x- )
D. f(x)=2 cos (3x- )
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目 录
解析: 由图象可知A=2, = + = ,所以T=π,故ω= =
2,所以f(x)=2 cos (2x+φ),由f(x)图象过点( ,2),所以2
cos (2× +φ)=2,即 cos ( +φ)=1,所以 +φ=2kπ
(k∈Z),由于-π<φ<0,所以φ=- ,所以f(x)=2 cos (2x-
).故选A.
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目 录
(2)(2025·河南洛阳一模)已知函数f(x)= sin (ωx+φ)(ω>0,0
<φ<π)的最小正周期为π,若将f(x)的图象向右平移 个单位长度后
所得的图象与曲线y=f(x)关于直线x= 对称,则φ= .
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目 录
解析:因为函数f(x)= sin (ωx+φ)的最小正周期为π,且ω>0,所以 =π,故ω=2,所以f(x)= sin (2x+φ),将f(x)的图象向右平移 个单位长度可得f(x- )的图象,因为f(x- )的图象与曲线y=f(x)关于直线x= 对称,所以f(π-x)=f(x- ),即 sin (2π-2x+φ)= sin (-2x+φ)= sin (2x- +φ),所以-2x+φ+2x- +φ=2kπ+π(k∈Z)或2x- +φ+2x-φ=2kπ(k∈Z)恒成立,化简可得2φ=2kπ+ (k∈Z)或4x=2kπ+ (k∈Z)(不是对任意实数x恒成立),解得φ=kπ+ (k∈Z),又0<φ<π,所以φ= .
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目 录
考点二 单调性与最值
目 录
【例2】 (1)已知函数f(x)= sin (ωx+ )(ω>0)在(1,2)上
单调递减,在(2,3)上单调递增,且圆x2+y2=r2(r>0)内恰好包含f
(x)的三个极值对应的点,则r的取值范围是( B )
A. [2, ) B. ( , ]
C. ( ,3] D. [ , )
B
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目 录
解析: 由已知f(x)在x=2处取得最小值,∴ sin (2ω+ )=-
1,∴2ω+ =2kπ- (k∈Z),解得ω=kπ- (k∈Z),∵函数f
(x)在(1,2)上单调递减,∴ ≥1,即 ≥1,∴0<ω≤π,当k=1
时,ω= ,T=3,符合条件,∴f(x)= sin ( x+ ).由图象知y
轴右侧包含两个极值对应的点,左侧包含一个极值对应的点,
∴r的取值范围是大于原点右侧第二个极值对应的点(2,-1)到原点的距离,小于等于原点左侧第二个极值对应的点(- ,1)到原点的距离,即r∈( , ].故选B.
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目 录
(2)〔多选〕(2024·新高考Ⅱ卷9题)对于函数f(x)= sin 2x和g
(x)= sin (2x- ),下列说法中正确的有( BC )
A. f(x)与g(x)有相同的零点
B. f(x)与g(x)有相同的最大值
C. f(x)与g(x)有相同的最小正周期
D. f(x)与g(x)的图象有相同的对称轴
BC
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目 录
解析: A选项,令f(x)= sin 2x=0,解得x= ,k∈Z,即为f
(x)零点,令g(x)= sin (2x- )=0,解得x= + ,k∈Z,即
为g(x)零点,显然f(x),g(x)零点不同,A错误;B选项,显然f
(x)max=g(x)max=1,B正确;C选项,根据周期公式,f(x),g
(x)的周期均为 =π,C正确;D选项,根据正弦函数的性质可知f
(x)的对称轴满足2x=kπ+ ⇔x= + ,k∈Z,g(x)的对称轴
满足2x- =kπ+ ⇔x= + ,k∈Z,显然f(x),g(x)图象的
对称轴不同,D错误.故选B、C.
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目 录
【规律方法】 (1)求三角函数单调区间的方法:把三角函数化为f
(x)=A sin (ωx+φ)(ω>0)或f(x)=A cos (ωx+φ)(ω>0)
的形式,把ωx+φ看作一个整体代入y= sin x或y= cos x相应的单调区间
解不等式即可;
(2)求最值可化为y=A sin (ωx+φ)+b的三角函数的最值问题,常利
用三角函数的单调性解决.
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目 录
【训练2】 下列关于函数f(x)=| sin 2x|+ cos 2x说法正确的是
( )
A. ( ,0)是函数f(x)图象的一个对称中心
B. f(x)的值域为[-1, ]
C. f(x)在区间[ , ]上单调递减
D. 直线x= 是函数f(x)图象的一条对称轴
√
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目 录
解析:令 sin 2x≥0,即2kπ≤2x≤π+2kπ,k∈Z,解得kπ≤x≤ +kπ,k∈Z,所以当kπ≤x≤ +kπ,k∈Z时,f(x)=| sin 2x|+ cos 2x= sin 2x+ cos 2x= sin (2x+ ),由kπ≤x≤ +kπ,k∈Z,所以2kπ+ ≤2x+ ≤ +2kπ,k∈Z,所以f(x)∈[-1, ];令 sin 2x<0,即π+2kπ<2x<2π+2kπ,k∈Z,解得 +kπ<x<π+kπ,k∈Z,所以当 +kπ<x<π+kπ,k∈Z时,f(x)=| sin 2x|+ cos 2x=- sin 2x+ cos 2x=- sin (2x- ),由 +kπ<x<π+kπ,k∈Z,所以 +2kπ<2x- < +2kπ,k∈Z,所以f(x)∈[-1, ];综上可得,f(x)=| sin 2x|+ cos 2x= 且f(x)的值域为[-1, ],故B正确;作出函数f(x)的大致图象,
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目 录
由图可知f(x)不是中心对称图形,即没有对
称中心,故A错误;因为f( )= sin
(2× + )= ,f(0)= sin (2×0+ )=1,f( )= sin (2× + )=-1,由图可知f(x)在[ , ]上单调递减,在
[ , ]上单调递增,则f(x)在[ , ]上不单调,故C错误;f(x)的对称轴为x= kπ,k∈Z,故D错误.故选B.
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突破点 ω,φ的范围问题
目 录
【例3】 (1)设函数f(x)= sin ωx+ cos ωx(ω>0),若f(x+π)
=f(x)恒成立,且f(x)在[0, ]上存在零点,则ω的最小值为
( C )
A. 8 B. 6
C. 4 D. 3
C
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目 录
解析: 函数f(x)= sin ωx+ cos ωx= sin (ωx+ )(ω>
0),设函数f(x)的最小正周期为T,由f(x+π)=f(x)可得kT=π
(k∈N*),所以T= = (k∈N*),即ω=2k(k∈N*);又函数f
(x)在[0, ]上存在零点,且当x∈[0, ]时,ωx+ ∈[ ,
+ ],所以 + ≥π,即ω≥3.综上,ω的最小值为4.故选C.
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目 录
(2)将函数y= sin 2x的图象向右平移φ(0<φ< )个单位长度得到f
(x)的图象,若函数f(x)在区间[0, ]上单调递增,且f(x)的
最大负零点在区间(- ,- )上,则φ的取值范围是( B )
A. ( , ] B. ( , ]
C. ( , ) D. ( , )
B
解析: f(x)= sin (2x-2φ),令2x-2φ=kπ+ ,则x= +
+φ,k∈Z. 故y轴右侧的第一条对称轴为x=φ+ ,左侧第一条对称轴
为x=φ- ,
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目 录
【点拨】 函数f(x)在区间D上单调递增,则区间D是f(x)单调递增区间的子区间
所以 所以 ≤φ≤ ,令f(x)=0, 则2x-2φ=kπ,故x
= +φ,k∈Z,
【点拨】 若φ>0,f(x)的最大负零点一般是当k=-1时取得
最大的负零点为x=φ- ,所以- <φ- <- ,即 <φ< ,综
上, <φ≤ .故选B.
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目 录
【变式】 〔创新命题角度〕已知a=( sin ωx, cos ωx- ),b=
( cos ωx, cos ωx+ )(ω>0),若函数f(x)=a·b在区间[0,π]
上恰好有5个最大值,4个最小值,则实数ω的取值范围是( )
A. [ , ] B. [ , )
C. [ , ] D. [ , )
√
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目 录
解析: f(x)=a·b= sin ωx cos ωx+ cos 2ωx- = sin 2ωx+
cos 2ωx= sin (2ωx+ ),由于x∈[0,π],可得2ωx+ ∈[ ,2ωπ
+ ],由于函数f(x)恰好有5个最大值,4个最小值,则4×2π+
≤2ωπ+ <4×2π+ ,解得 ≤ω< .故选B.
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【规律方法】 求ω取值范围的一般思路
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目 录
【训练3】 (1)(2025·福建厦门期中)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( C )
A. 7 B. 9
C. 11 D. 15
C
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解析: 因为直线x= 是y= sin (ωx- )(ω>0)的一条对称
轴,所以 ω- =kπ+ ,k∈Z,整理可得 ω=kπ+ + ,即ω=4k
+3,k∈Z. 由- ≤ωx- ≤ ,得- ≤x≤ ,则函数y= sin (ωx
- )在[- , ]上单调递增.因为函数y= sin (ωx- )在区间
[0, ]上不单调,所以 < ,解得ω>9.因为ω=4k+3,k∈Z且ω
>9,所以ω的最小值为11.故选C.
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(2)(2025·湖南常德一模)已知函数f(x)= cos (ωx- )(ω>0)
在区间(-π,π)上有且仅有1个零点和1条对称轴,则实数ω的取值范围
是( B )
A. ( , ] B. ( , ]
C. ( , ] D. ( ,1]
B
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解析: 当x∈(-π,π)时,ω>0,ωx- ∈(-ωπ- ,ωπ-
),由函数f(x)在区间(-π,π)上有且仅有1个零点和1条对称
轴,|-ωπ- |>|ωπ- |,得 或
解得 或 则 <
ω≤ ,所以实数ω的取值范围是( , ].
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真题体验
1. (2023·天津高考5题)已知函数f(x)图象的一条对称轴为直线x=
2,f(x)的一个周期为4,则f(x)的解析式可能为( )
A. f(x)= sin ( x) B. f(x)= cos ( x)
C. f(x)= sin ( x) D. f(x)= cos ( x)
√
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解析: 由三角函数的最小正周期T= ,可得y= sin ( x)与y=
cos ( x)的最小正周期为4,而y= sin ( x)和y= cos ( x)的最小
正周期为8,故排除C、D;因为函数f(x)图象的一条对称轴为直线x=
2,所以f(x)在x=2处取得最值.对于A,f(2)= sin ( ×2)= sin π
=0;对于B,f(2)= cos ( ×2)= cos π=-1,所以f(x)的解析式
可能为f(x)= cos ( x).故选B.
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2. (2021·新高考Ⅰ卷4题)下列区间中,函数f(x)=7 sin 的单调
递增区间是( )
A. B.
C. D.
解析: 法一(通解) 令- +2kπ≤x- ≤ +2kπ,k∈Z,得-
+2kπ≤x≤ +2kπ,k∈Z. 取k=0,则- ≤x≤ .因为
⫋ ,所以区间 是函数f(x)的单调递增区间.故选A.
√
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目 录
法二(优解) 因为 < < <π,但f =7 sin =7,f =7 sin
<7,所以区间 不是函数f(x)的单调递增区间,排除B;因为
π< < < ,但f =7 sin π=0,f =7 sin =- <0,所以
区间 不是函数f(x)的单调递增区间,排除C;因为 < <
<2π,但f =7 sin =-7 sin >-7,f =7 sin =-7,所
以区间 不是函数f(x)的单调递增区间,排除D. 故选A.
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3. (2022·新高考Ⅰ卷6题)记函数f(x)= sin +b(ω>0)的最
小正周期为T. 若 <T<π,且y=f(x)的图象关于点 中心对
称,则f =( )
A. 1 B.
C. D. 3
√
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解析: 因为 <T<π,所以 < <π,解得2<ω<3.因为y=f
(x)的图象关于点 中心对称,所以b=2,且 sin +b
=2,即 sin =0,所以 ω+ =kπ(k∈Z),又2<ω<3,所
以 < ω+ < ,所以 ω+ =4π,解得ω= ,所以f(x)= sin
+2,所以f = sin +2= sin +2=1.故选A.
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4. (2023·新高考Ⅰ卷15题)已知函数f(x)= cos ωx-1(ω>0)在区间
[0,2π]有且仅有3个零点,则ω的取值范围是 .
解析:法一 由f(x)= cos ωx-1=0,得 cos ωx=1.设g(x)= cos
ωx,x∈[0,2π].令t=ωx,x∈[0,2π],设g(t)= cos t,t∈[0,
2πω].因为方程g(x)=1在[0,2π]上有且仅有3个根,所以4π≤2πω<
6π,解得2≤ω<3,即ω的取值范围是[2,3).
[2,3)
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法二 函数f(x)= cos ωx-1在区间[0,2π]有且仅有3个零点,即 cos
ωx=1在区间[0,2π]有且仅有3个根,根据函数y= cos x在[0,2π]上的图
象可知, cos x=1在区间[0,2π]有2个根,所以若 cos ωx=1在区间[0,
2π]有且仅有3个根,则函数y= cos ωx在[0,2π]内至少包含2个周期,但
小于3个周期,即 又ω>0,所以2≤ω<3,即ω的取值范围
是[2,3).
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课时作业
(时间:60分钟,满分:84分)
目 录
一、单项选择题(每小题5分,共40分)
1. 函数f(x)=x·tan x的奇偶性为( )
A. 奇函数 B. 偶函数
C. 非奇非偶函数 D. 既奇又偶函数
解析: 函数f(x)的定义域为{x|x≠kπ+ ,k∈Z},关于原点对
称,又f(-x)=(-x)tan(-x)=xtan x=f(x),故函数f(x)
为偶函数.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
√
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2. (2025·湖南长沙模拟预测)函数f(x)=| sin (2x+ )|的最小
正周期是( )
A. B.
C. π D. 2π
解析: 因为函数y= sin (2x+ )的最小正周期T= = =π,所
以函数f(x)=| sin (2x+ )|的最小正周期为 .故选B.
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
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15
16
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目 录
3. (2025·全国Ⅰ卷4题)已知点(a,0)(a>0)是函数y=2tan(x-
)的图象的一个对称中心,则a的最小值为( )
A. B.
C. D.
解析: 令x- = ,k∈Z,得x= + ,k∈Z,故y=2tan(x-
)的图象的对称中心为( + ,0),k∈Z,由题意知a= + ,
k∈N,其最小值为 .故选B.
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
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目 录
4. 将函数f(x)=3 sin ( x+ )的图象上各点向右平移 个单位长度
得函数g(x)的图象,则g(x)的单调递增区间为( )
A. [2kπ- ,2kπ+ ],k∈Z
B. [4kπ- ,4kπ+ ],k∈Z
C. [6kπ- ,6kπ+ ],k∈Z
D. [4π,9π]
√
1
2
3
4
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6
7
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解析: 将f(x)=3 sin ( x+ )的图象向右平移 个单位长度
后,得到g(x)=3 sin [ (x- )+ ],即g(x)=3 sin ( x+
)的图象,令2kπ- ≤ x+ ≤2kπ+ ,k∈Z,解得6kπ-
≤x≤6kπ+ ,k∈Z,所以g(x)的单调递增区间为[6kπ- ,6kπ
+ ],k∈Z. 故选C.
1
2
3
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5. (2025·陕西西安二模)已知ω>0,函数f(x)= cos (ωx+ )-3的
最小正周期为T,若 <T<π,且y=f(x)的图象关于直线x= 对
称,则f(- )=( )
A. -4 B.
C. -2 D.
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
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14
15
16
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解析: 由 <T<π,得 < <π,解得2<ω<3,因为y=f(x)
的图象关于直线x= 对称,所以 ω+ =kπ,k∈Z,即ω= k- ,
k∈Z,所以ω= ×4- = ,则f(- )= cos [ ×(- )+ ]-3
=-4.故选A.
1
2
3
4
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6
7
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6. (2022·全国甲卷理11题)设函数f(x)= sin 在区间(0,π)
恰有三个极值点、两个零点,则ω的取值范围是( )
A. B.
C. D.
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
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解析: 依题意可得ω>0,因为x∈(0,π),所以ωx+ ∈( ,ωπ+ ),又y= sin x,x∈( ,3π)的图象如图所示,
则 <ωπ+ ≤3π,解得 <ω≤ ,即ω∈( , ].故选C.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
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7. 已知函数f(x)=A sin (ωx+φ)(A,ω,φ为常数,ω>0,A>0)
的部分图象如图所示,若将f(x)的图象向左平移 个单位长度,得到函
数g(x)的图象,则g(x)的解析式可以为( )
A. g(x)=2 sin (3x+ )
B. g(x)=2 cos (3x+ )
C. g(x)=2 sin (3x- )
D. g(x)=-2 cos (3x- )
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
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解析: 由题意得 - π= = T,所以T= ,故ω=3,因为
3× +φ=π+2kπ,k∈Z,所以φ=- +2kπ,k∈Z,即f(x)=A
sin (3x- +2kπ)=A sin (3x- ).又因为f( )=A sin ( - )
=A sin =-2,A>0解得A=2 ,即f(x)=2 sin (3x- ).将
f(x)的图象向左平移 个单位长度,可得到函数g(x)=2 sin [3
(x+ )- ]=2 sin (3x+ ).故选A.
1
2
3
4
5
6
7
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8. (2025·浙江金华二模)某美妙音乐的模型函数为f(x)= sin x+ sin
2x+ sin 3x,则关于该函数下列说法正确的是( )
A. 最小正周期为3π
B. 是偶函数
C. 在区间(- , )上单调递增
D. 最大值为
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解析: A选项,f(x+2π)= sin (x+2π)+ sin (2x+4π)+ sin
(3x+6π)= sin x+ sin 2x+ sin 3x=f(x),A错误;B选项,f(-
x)= sin (-x)+ sin (-2x)+ sin (-3x)=- sin x- sin 2x-
sin 3x=-f(x),B错误;C选项,f'(x)= cos x+ cos 2x+ cos 3x,
当x∈(- , )时,2x∈(- , ),3x∈(- , ),f'(x)>
0,函数单调递增,C正确;D选项, =1+ + ,当 sin x=1时,x=
+2kπ,此时, sin 2x=0, sin 3x=- ,即三项无法同时取到最大
值,D错误.故选C.
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二、多项选择题(每小题6分,共18分)
9. 已知函数g(x)= sin πx,h(x)=πx+π1-x,对于函数f(x)=
,下列结论中正确的是( )
A. 函数f(x)是奇函数
B. 函数f(x)在区间[0,1]上单调递增
C. 函数f(x)的图象是轴对称图形
D. 函数f(x)在区间[-π,π]上有7个零点
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解析: 因为g(x)为奇函数,而h(1)=π+1,h(-1)=π2+
,所以h(x)=πx+π1-x为非奇非偶函数,所以f(x)为非奇非偶函
数,A不正确;因为f(0)=f(1)=0,所以函数f(x)不可能在[0,
1]上单调递增,B不正确;因为f(1-x)=f(x),所以x= 是f(x)
图象的对称轴,C正确;因为f(x)=0,则 sin πx=0,即x=k,k为整
数,所以f(x)在区间[-π,π]上的零点为-3,-2,-1,0,1,2,
3,共7个零点,D正确.
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10. 如图是因不慎丢失部分图象后,函数f(x)=2tan(ωx+φ)(ω>
0,|φ|< )的局部图象,则下列结论正确的是( )
A. f(x)的最小正周期为
B. ( ,0)是f(x)图象的一个对称中心
C. |f(x)|图象的对称轴方程为x= + (k∈Z)
D. f(x)的图象是由函数y=2tan x图象上各点的横坐标缩短到原来的 (纵坐标不变),再将得到的函数图象向右平移 个单位长度得到的
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解析: 由图象可知f(x)的最小正周期T= ×[ -(- )]=
,故A正确;由T= = ,则ω=2,即f(x)=2tan(2x+φ),由图
象的对称性可知( ,0)为函数f(x)的一个对称中心,且在函数图象
上,所以f( )=2tan( +φ)=0,因为|φ|< ,所以φ=- ,则f
(x)=2tan(2x- ),当x= 时,f( )=2tan( - )=
2≠0,所以( ,0)不是f(x)图象的一个对称中心,故B错误;
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令2x- = ,k∈Z,解得x= + ,k∈Z,所以函数f(x)的对称
中心为( + ,0),则|f(x)|图象的对称轴方程为x= + ,
k∈Z,故C正确;由函数y=2tan x图象上各点的横坐标缩短到原来的
(纵坐标不变),得到y=2tan 2x,再向右平移 个单位长度,得到y=
2tan[2(x- )]=2tan(2x- )≠f(x),故D错误.故选A、C.
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11. 已知函数f(x)=2 cos (2x+φ)(|φ|< )的图象与函数g
(x)= sin (ωx+ )的图象的对称中心完全相同,且在(0, )上,f
(x)有极小值,则( )
A. f(φ)=-2
B. g(φ)=1
C. 函数f(x- )是偶函数
D. g(x)在(- ,- )上单调递增
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解析: 由题意,函数f(x)与g(x)的最小正周期相同,则|ω|=2,且|φ|< .当ω=2时,g(x)= sin (2x+ ),其一个对称中心为(- ,0),也是f(x)=2 cos (2x+φ)的一个对称中心,所以f(- )=2 cos (- +φ)=0,所以φ= +kπ,k∈Z,又|φ|< ,所以φ=- ,所以f(x)=2 cos (2x- ),x∈(0, ),2x- ∈(- , ),f(x)有极大值,无极小值,不合题意;当ω=-2时,g(x)= sin (-2x+ )=- sin (2x- ),其一个对称中心为( ,0),
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也是f(x)=2 cos (2x+φ)的一个对称中心,所以f( )=2 cos ( +φ)=0,所以φ= +kπ,k∈Z,又|φ|< ,所以φ= ,所以f(x)=2 cos (2x+ ),x∈(0, ),2x+ ∈( , ),f(x)有极小值,满足题意.f(φ)=f( )=2 cos π=-2,g(φ)=g( )= sin (- )=-1,A项正确,B项不正确;f(x- )=2 cos (2x- ),不是偶函数,C项不正确;当- <x<- 时,- <2x- <- ,函数y= sin x在(- ,- )上单调递减,则g(x)在(- ,- )上单调递增,D项正确.故选A、D.
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三、填空题(每小题5分,共15分)
12. 将函数f(x)= sin (2x+φ)图象上的每个点的横坐标变为原来的
倍(纵坐标不变),再将得到的图象向左平移 个单位长度,所得的图象
关于y轴对称,写出一个符合条件的φ的值 .
- (答案不唯一)
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解析:将函数f(x)= sin (2x+φ)图象上的每个点的横坐标变为原来
的 倍(纵坐标不变),再将得到的图象向左平移 个单位长度,所得的图
象对应的解析式为g(x)= sin [4(x+ )+φ]= sin (4x+ +
φ),由题意知g(x)的图象关于y轴对称,所以 +φ= +kπ,
k∈Z,解得φ=kπ- ,k∈Z,令k=0,得φ=- .
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13. 已知函数f(x)= sin (2ωx- )-1(ω>0)在区间[0,π]上恰有
两个零点,则ω的取值范围是 .
解析:由0≤x≤π得- ≤2ωx- ≤2πω- .令f(x)=0,则 sin (2ωx
- )=1在区间[0,π]上恰有两个实数根.令t=2ωx- ,则 sin t=1在区
间[- ,2πω- ]上恰有两个实数根.结
合正弦函数图象与性质,可得 ≤2πω-
< ,解得 ≤ω< .
[ , )
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14. (2025·山东泰安一模)已知函数f(x)=2 sin (ωx+ ) 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|=2|CD|,
则a= .
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解析:因为f(x)=2 sin (ωx+ ) cos ωx- =2
( sin ωx· + cos ωx· ) cos ωx- = sin ωx cos
ωx+ cos 2ωx- = sin 2ωx+ cos 2ωx= sin
(2ωx+ ).又函数最小正周期为π,且ω>0,所以 =π,即ω=1,所以f(x)= sin (2x+ ).当x∈(- , )时,2x+ ∈(0,π),所以 sin (2x+ )∈(0,1].作函数f(x)= sin (2x+ ),x∈(- , )的草图如图所示,
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函数f(x)图象关于直线x= 对称.设|CD|=2t,则B( +2t,a),D( +t, a),0<t< ,所以 sin [2( +t)+ ]= sin [2( +2t)+ ]⇒ cos 2t= cos 4t⇒ cos 2t= (2 cos 22t-1)⇒2 cos 22t- cos 2t- =0,解得 cos 2t= 或 cos 2t=- (舍去),所以a= sin [2( +2t)+ ]= cos 4t=2 cos 22t-1=2× -1= .
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高考新风向
15. (5分)〔创新知识交汇〕如图所示,将绘有函数f(x)=M sin ( x
+φ)(M>0,0<φ<π)部分图象的纸片沿x轴折成钝二面角,此二面
角的平面角为 ,此时A,B之间
的距离为3 ,则φ=( )
A. B.
C. D.
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解析: 过A,B分别作x轴的垂线,垂足分别为C,D,
在平面ACD内作AE∥x轴,DE⊥x轴交于点E,连接
AB,BE,则∠BDE是二面角的平面角,即∠BDE= ,
BD=DE=M,则BE=2BD cos = M,由x轴垂直于
BD,DE,BD∩DE=D,BD,DE⊂平面BDE,得x轴垂直于平面BDE,又AE∥x轴,则AE⊥平面BDE,而BE⊂平面BDE,因此AE⊥BE,又函数f(x)的周期T= =6,即AE=CD=3,由勾股定理得BE2+AE2=AB2,即3M2+9=18,解得M= ,而函数f(x)的图象过点(0, ),则f(0)= sin φ= ,即 sin φ= ,又0<φ<π,且0在f(x)的递减区间内,所以φ= .故选B.
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16. (6分)〔多选〕〔创新情境〕《命运交响曲》是被尊称为“乐圣”的
音乐家贝多芬创作的重要作品之一.如果以时间为横轴,音高为纵轴建立
平面直角坐标系,那么写在五线谱中的音符就变成了坐标系中的点,若这
些点在函数f(x)=A sin (ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|< )的图象
上,且图象过最高点( ,2),相邻最大值点与最小值点之间的水平距离
为 ,则下列说法正确的是( )
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A. ωφ=
B. 当x∈[0, ]时,f(x)的值域为[- ,2]
C. f(x)在区间[- , ]上单调递增
D. 将f(x)的图象上所有点的横坐标伸长为原来的2倍,纵坐标不变,得
到的函数图象关于点 对称
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解析: 由题设知,函数f(x)=A sin (ωx+φ)的周期满足 =
= ,解得ω=2,且A=2,f( )=2 sin (2× +φ)=2,即 +φ=
+2kπ,k∈Z,φ= +2kπ,k∈Z,因为|φ|< ,则φ= ,所以f
(x)=2 sin (2x+ ).对于A,ωφ=2× = ,故A正确; 对于B,由
x∈[0, ]可得2x+ ∈[ , ],故f(x)∈[-1,2],故B错
误; 对于C,由x∈[- , ]可得2x+ ∈[- , ],结合正弦函
数的性质知f(x)在x∈[- , ]上单调递增,故C正确;
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对于D,将f(x)的图象上所有点的横坐标伸长为原来的2倍,纵坐标不
变,即得g(x)=f( x)=2 sin (x+ ),因g( )=2 sin ( +
)≠0,即得到的函数图象不关于点( ,0)对称,故D错误.故选A、C.
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