内容正文:
专题练1.2 三角函数的图象与性质
[分值:73分]
一、单项选择题:本题共 8 小题,每小题 5 分,共 40 分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.已知f(x)=sin ωx(ω>0),f(x1)=-1,f(x2)=1,|x1-x2|min=,则ω=( )
A.1 B.2
C.3 D.4
2.已知函数f(x)=sin 2x-2cos2x的图象关于直线x=x0对称,则tan 2x0等于( )
A. B.- C. D.-
3.若函数y=sin(2x+)的图象向右平移a(a>0)个单位长度后得到函数y=cos 2x的图象,则a的最小值为( )
A. B.
C. D.
4.已知f(x)=sin若f(x)在区间(0<a<2π)上不单调,则实数a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
5.函数y=f(x)的图象由函数y=cos的图象向左平移个单位长度得到,则y=f(x)的图象与直线y=x-的交点个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
6.已知函数f(x)=sin ωx+cos ωx(ω>0)在区间上恰有一个最大值点和最小值点,则实数ω的取值范围为( )
A. B.
C. D.
7.下列关于函数f(x)=|sin 2x|+cos 2x说法正确的是( )
A.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
8.已知函数f(x)=asin x+cos x,x∈若存在x1≠x2,使得f(x1)=f(x2),则实数a的取值范围是( )
A.(-∞,1] B.[+∞)
C.(1) D.[1]
二、多项选择题:本题共 3 小题,每小题 6 分,共 18 分。在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得 6 分,部分选对的得部分分,有选错的得 0 分。
9.已知函数f(x)=tan(ωx+φ)的图象经过点(0,-),g(x)=f(x)-1的零点之间距离的最小值为2,则( )
A.f(2)=
B.f(x)的单调递增区间为(k∈Z)
C.f(x)的图象关于点(k∈Z)对称
D.f(x)=sin(0≤x≤5)的解集为
10.已知函数fk(x)=sin2kx+cos2kx(k∈N*),值域为Ak,则下列选项正确的是( )
A.A2=
B.fk(x)的图象关于直线x=对称
C.fk(x)的最大值为1
D.A3=
11.已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<)的部分图象如图所示,把函数f(x)的图象上所有点的横坐标缩短为原来的,纵坐标不变,再将所得图象向左平移个单位长度,得到函数g(x)的图象,则下列选项正确的是( )
A.φ=-
B.函数g(x)的图象关于直线x=对称
C.若函数y=f(2x)在区间[0,m]上恰有4个不同的零点,则m的取值范围为[)
D.函数y=f(2x)g(x)的图象关于点(-)对称
三、填空题:本题共 3 小题,每小题 5 分,共 15 分。
12.已知函数f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0,|φ|<),-是函数f(x)的一个零点,直线x=与x=是f(x)图象的两条对称轴,则当ω取最小值时,f(x)在[-上的最大值为 .
13.已知ω>0,函数f(x)=2cos在上单调递减,则ω的取值范围是 ,若ω为正整数,当x∈[0,2π]时,曲线y=cos x与f(3x)交点的个数为 .
14.已知函数f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0,|φ|<),①由函数f(x)图象上的一个最高点与两个相邻零点构成的三角形的面积为;②将函数f(x)的图象向左平移个单位长度后关于y轴对称;③函数f(x)的图象关于直线x=对称.从以上三个条件中任选两个作为已知条件,则可以求出的f()的值是 .
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专题练1.2 三角函数的图象与性质
[分值:73分]
一、单项选择题:本题共 8 小题,每小题 5 分,共 40 分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.已知f(x)=sin ωx(ω>0),f(x1)=-1,f(x2)=1,|x1-x2|min=,则ω=( )
A.1 B.2
C.3 D.4
答案 B
解析 ∵f(x)在x1,x2处分别取得最小值与最大值,|x1-x2|min=,∴最小正周期为2=π,∴ω==2.故选B.
2.已知函数f(x)=sin 2x-2cos2x的图象关于直线x=x0对称,则tan 2x0等于( )
A. B.- C. D.-
答案 D
解析 因为f(x)=sin 2x-2cos2x =sin 2x-cos 2x-1
=2-1=2sin-1,
因为函数f(x)=sin 2x-2cos2x的图象关于直线x=x0对称,
所以2x0-=kπ+k∈Z,
所以2x0=kπ+k∈Z,
所以tan 2x0=tan=tan=-k∈Z.
3.若函数y=sin(2x+)的图象向右平移a(a>0)个单位长度后得到函数y=cos 2x的图象,则a的最小值为( )
A. B.
C. D.
答案 D
解析 函数y=sin(2x+)的图象向右平移a(a>0)个单位长度后得到函数y=sin[2(x-a)+]=sin[2x+(-2a)]的图象,所以函数sin[2x+(-2a)]=cos 2x=sin(2x+),因此-2a=2kπ+,k∈Z或-2a+=(2k+1)π,k∈Z.解得a=-kπ-,k∈Z.因为a>0,所以k<-,令k=-1,可得a=故选D.
4.已知f(x)=sin若f(x)在区间(0<a<2π)上不单调,则实数a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
答案 B
解析 画出函数f(x)的部分图象如图所示,
因为0<a<2π,所以<a+<<.
又因为f(x)在区间(0<a<2π)上不单调,
所以解得<a<.
5.函数y=f(x)的图象由函数y=cos的图象向左平移个单位长度得到,则y=f(x)的图象与直线y=x-的交点个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
答案 C
解析 因为y=cos的图象向左平移个单位长度所得图象对应的函数为y=cos=cos=-sin 2x,
所以f(x)=-sin 2x,
而y=x-显然过与(1,0)两点,
作出y=f(x)与y=x-的大致图象如图所示,
考虑2x=-2x=2x=
即x=-x=x=处f(x)与y=x-的大小关系,
当x=-时,f =-sin=-1,
y=×-=-<-1;
当x=时,f =-sin=1,
y=×-=<1;
当x=时,f =-sin=1,
y=×-=>1.
所以由图可知,f(x)的图象与直线y=x-的交点个数为3.
6.已知函数f(x)=sin ωx+cos ωx(ω>0)在区间上恰有一个最大值点和最小值点,则实数ω的取值范围为( )
A. B.
C. D.
答案 B
解析 函数f(x)=sin ωx+cos ωx
=2sin(ω>0).
由于函数y=2sin x两个相邻最大值点和最小值点为和-
故对此范围进行卡根≥-⇒ω≥且≤⇒ω≥1;
考虑其他最值不能出现,故再进行二次卡根,相邻-的最大值点为-相邻的最小值点为
故<-⇒ω<且>⇒ω<4,
综上≤ω<4.
7.下列关于函数f(x)=|sin 2x|+cos 2x说法正确的是( )
A.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
答案 B
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
由kπ≤x≤+kπ,k∈Z,
得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
由+kπ<x<π+kπ,k∈Z,
得+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,如图,
由图可知f(x)的图象不是中心对称图形,即没有对称中心,故A错误;
因为f =sin=
f(0)=sin=1,
f =sin=-1,
f =-sin=0,
由图可知f(x)在上单调递减,在上单调递增,
则f(x)在区间上不单调,故C错误;
f(x)图象的对称轴为直线x=k∈Z,故D错误.
8.已知函数f(x)=asin x+cos x,x∈若存在x1≠x2,使得f(x1)=f(x2),则实数a的取值范围是( )
A.(-∞,1] B.[+∞)
C.(1) D.[1]
答案 C
解析 若存在x1≠x2,使得f(x1)=f(x2),等价于函数f(x)在上不是单调函数,
易知f'(x)=acos x-sin x,
若函数f(x)在上单调递增,
则f'(x)≥0在上恒成立,
即acos x-sin x≥0,
所以a≥=tan x在上恒成立,
则a≥;
同理,若函数f(x)在上单调递减,则f'(x)≤0在上恒成立,得a≤1,
即若函数f(x)在上不单调,则1<a<.
二、多项选择题:本题共 3 小题,每小题 6 分,共 18 分。在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得 6 分,部分选对的得部分分,有选错的得 0 分。
9.已知函数f(x)=tan(ωx+φ)的图象经过点(0,-),g(x)=f(x)-1的零点之间距离的最小值为2,则( )
A.f(2)=
B.f(x)的单调递增区间为(k∈Z)
C.f(x)的图象关于点(k∈Z)对称
D.f(x)=sin(0≤x≤5)的解集为
答案 BC
解析 由已知得,f(x)的最小正周期为2,所以ω=
因为函数f(x)=tan (ωx+φ)的图象经过点(0,-),
所以tan φ=-因为-<φ<
所以φ=-
所以f(x)=tan
则f(2)=tan=-所以A错误;
当且仅当-+kπ<x-<+kπ(k∈Z)时,f(x)单调递增,
解得2k-<x<2k+(k∈Z),
所以f(x)的单调递增区间为(k∈Z),所以B正确;
令x-=k·(k∈Z),得x=k+(k∈Z).
所以f(x)的图象关于点(k∈Z)对称,所以C正确;
因为f(x)=sin
=sin=sin(0≤x≤5),
可得sin=tan=
即sin=0,
所以sin=0或cos=1,
而当cos=1时,sin=0,
故只需sin=0,
则-=mπ(m∈Z),解得x=2m+(m∈Z),
因为0≤x≤5,故x∈
因此,f(x)=sin(0≤x≤5)的解集为所以D错误.
10.已知函数fk(x)=sin2kx+cos2kx(k∈N*),值域为Ak,则下列选项正确的是( )
A.A2=
B.fk(x)的图象关于直线x=对称
C.fk(x)的最大值为1
D.A3=
答案 ABC
解析 当k=2时,f2(x)=sin4x+cos4x,将其变形可得f2(x)=-2sin2xcos2x=1-×(2sin xcos x)2=1-sin22x,
因为0≤sin22x≤1,所以≤1-sin22x≤1,即A2=故A选项正确;
若fk(x)的图象关于直线x=对称,则fk=fk.
fk=sin2k+cos2kfk=sin2k+cos2k
可得sin=coscos=sin所以fk=fk即fk(x)的图象关于直线x=对称,故B选项正确;
因为sin2x∈[0,1],cos2x∈[0,1],所以fk(x)=sin2kx+cos2kx≤sin2x+cos2x=1,且当sin2x=1或cos2x=1时,fk(x)=1,即fk(x)的最大值为1,故C选项正确;
当k=3时,f3(x)=sin6x+cos6x,将其变形可得f3(x)=(sin2x+cos2x)(sin4x-sin2xcos2x+cos4x)=sin4x-sin2xcos2x+cos4x=-3sin2xcos2x=1-sin22x,
因为0≤sin22x≤1,所以≤1-sin22x≤1,即A3=故D选项错误.
11.已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<)的部分图象如图所示,把函数f(x)的图象上所有点的横坐标缩短为原来的,纵坐标不变,再将所得图象向左平移个单位长度,得到函数g(x)的图象,则下列选项正确的是( )
A.φ=-
B.函数g(x)的图象关于直线x=对称
C.若函数y=f(2x)在区间[0,m]上恰有4个不同的零点,则m的取值范围为[)
D.函数y=f(2x)g(x)的图象关于点(-)对称
答案 BCD
解析 设函数f(x)的最小正周期是T,由题图知A=1,-(-)=,T=2π=,则ω=1,f(x)=sin(x+φ),令+φ=+2kπ,k∈Z,即φ=2kπ-,k∈Z,又|φ|<,得φ=-,f(x)=sin(x-),所以A错误;函数f(x)=sin(x-)图象上所有点的横坐标缩短为原来的,纵坐标不变,得到y=sin(2x-)的图象,再将所得图象向左平移个单位长度,得到函数g(x)=sin 2x的图象,令2x=+kπ,k∈Z,则函数g(x)的图象关于直线x=,k∈Z对称,所以B正确;要使函数y=f(2x)=sin(2x-)在区间[0,m]上恰有4个不同的零点,因为0≤x≤m,所以-2x-2m-,则3π≤2m-<4π,即m的取值范围为[),所以C正确;因为y=f(2x)g(x)=sin(2x-)sin 2x=sin22x-sin 2xcos 2x=sin 4x=sin(4x+),令4x+=kπ,k∈Z,得x=-,k∈Z,函数y=f(2x)g(x)的图象关于点(-)对称,所以D正确.故选BCD.
三、填空题:本题共 3 小题,每小题 5 分,共 15 分。
12.已知函数f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0,|φ|<),-是函数f(x)的一个零点,直线x=与x=是f(x)图象的两条对称轴,则当ω取最小值时,f(x)在[-上的最大值为 .
答案
解析 设f(x)的最小正周期为T,由题意知-(-)=T(k1∈N),所以(k1∈N),解得ω=2k1+1(k1∈N),又T(k2∈N*),所以(k2∈N*),解得ω=(k2∈N*),ω既需要满足ω=2k1+1(k1∈N),又需要满足ω=(k2∈N*),所以此时ω取3,当ω=3时,-(-)=,解得k3=3∈N,所以ω的最小值为3,此时f(x)=sin(3x+φ).由于-是函数f(x)的一个零点,所以f(-)=sin(-+φ)=0,解得φ=kπ+(k∈Z),又|φ|<,所以k=-1,φ=-,故f(x)=sin(3x-).
由x∈[-],得3x-[-π,],故当x=时,函数f(x)取得最大值,且f(x)max=sin
13.已知ω>0,函数f(x)=2cos在上单调递减,则ω的取值范围是 ,若ω为正整数,当x∈[0,2π]时,曲线y=cos x与f(3x)交点的个数为 .
答案 6
解析 由x∈得ωx-∈
∵函数f(x)=2cos在上单调递减,∴k∈Z,
解得+4k≤ω≤+2k,k∈Z,
∵π-=≤=∴0<ω≤2,
∴当k=0时≤ω≤故ω的取值范围是.
若ω为正整数,则ω=1,f(x)=2cos
f(3x)=2cos
作出y=cos x与f(3x)=2cos在x∈[0,2π]上的大致图象,如图,
由图象可知,曲线y=cos x与f(3x)交点的个数为6.
14.已知函数f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0,|φ|<),①由函数f(x)图象上的一个最高点与两个相邻零点构成的三角形的面积为;②将函数f(x)的图象向左平移个单位长度后关于y轴对称;③函数f(x)的图象关于直线x=对称.从以上三个条件中任选两个作为已知条件,则可以求出的f()的值是 .
答案
解析 若选择条件①②:设T为函数f(x)的最小正周期,由①可知三角形的面积S=1,解得T=π,所以ω==2,所以f(x)=sin(2x+φ).
由题意得f(x+)=sin(2x++φ)的图象关于y轴对称,即+φ=+kπ,k∈Z,即φ=+kπ,k∈Z,由|φ|<可得φ=,则f(x)=sin(2x+),则f()=sin()=
若选择条件①③:由①可知f(x)=sin(2x+φ),由③得f()=sin(+φ)=±1,所以+φ=+kπ,k∈Z,即φ=+kπ,k∈Z,由|φ|<可得φ=,所以f(x)=sin(2x+),所以f()=
若选择条件②③:由③得f()=sin(+φ)=±1,所以+φ=+k1π,k1∈Z.
由②得f(x+)=sin(ωx++φ)关于y轴对称,即+φ=+k2π,k2∈Z,无法确定ω和φ,即无法确定f()的值.
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