内容正文:
章末检测(一) 三角函数
(时间:120分钟 满分:150分)
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一、单项选择题(本大题共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. sin 600°+tan 240°=( )
A. - B.
C. - + D. +
解析: sin 600°= sin (360°+240°)= sin 240°= sin (180°+
60°)=- sin 60°=- ,tan 240°=tan(180°+60°)=tan 60°=
,所以 sin 600°+tan 240°=- + = .
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2. 直角坐标系内,角β的终边过点P( sin 2, cos 2),则与角β的终边重
合的角可表示成( )
A. -2+2kπ,k∈Z
B. +2+kπ,k∈Z
C. 2+2kπ,k∈Z
D. -2+2kπ,k∈Z
解析: ∵角β的终边过点P( sin 2, cos 2),即P( cos ( -2),
sin ( -2)),∴与角β的终边重合的角可表示成 -2+2kπ,k∈Z.
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3. 已知 sin (θ+π)<0, cos (θ-π)>0,则θ的终边所在象限是
( )
A. 第一象限 B. 第二象限
C. 第三象限 D. 第四象限
解析: 由 sin (θ+π)=- sin θ<0⇒ sin θ>0, cos (θ-π)=-
cos θ>0⇒ cos θ<0,由 可知θ是第二象限角.
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4. 已知角α的顶点在坐标原点,始边与x轴的非负半轴重合,P
为其终边上一点,则 sin =( )
A. - B. -
C. D.
解析: 因为P 在角α的终边上,所以 cos α=- .所以 sin
= cos α=- ,故选A.
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5. 设函数f(x)= sin ,x∈R,则f(x)是( )
A. 最小正周期为π的奇函数
B. 最小正周期为π的偶函数
C. 最小正周期为 的奇函数
D. 最小正周期为 的偶函数
解析: f(x)的最小正周期为T= =π.∵ sin (2x- )=- sin
=- cos 2x,∴f(x)=- cos 2x.又f(-x)=- cos (-
2x)=- cos 2x=f(x),∴f(x)是最小正周期为π的偶函数.
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6. 智能主动降噪耳机工作的原理如图①所示,是通过耳机两端的噪声采集
器采集周围的噪声,然后通过听感主动降噪芯片生成相等的反向声波抵消
噪声.已知某噪声的声波曲线y=A sin (ωx+ )(A>0,ω>0)在[-
, ]上的大致图象如图②所示,则通过听感主动降噪芯片生成相等的反
向声波曲线可以为( )
A. y=2 sin (πx+ )
B. y= sin ( x+ )
C. y= sin ( x- )
D. y=2 sin (πx- )
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解析: 易知A sin (0+ )=1,∴A=2.再根据五点作图法,可得
ω× + =π,∴ω=π,故噪声声波曲线的解析式为y=2 sin (πx+ ).
由于在平面直角坐标系中,反向声波曲线与噪声声波曲线关于x轴对称,
设反向声波曲线为y1=2 sin (πx+φ),则有2 sin (πx+ )+2 sin (πx
+φ)=0,可令πx+ -(πx+φ)=π,得φ的一个值为- .故选D.
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7. 已知ω>0,|φ|≤ ,在函数f(x)= sin (ωx+φ)和g(x)=
cos (ωx+φ)的图象的交点中,相邻两个交点的横坐标之差的绝对值为
,且f(x)的图象关于点(- ,0)对称,则g( )=( )
A. 1 B.
C. D. 0
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解析: 因为f(x)和g(x)的图象上相邻两个交点的横坐标之差的绝
对值为 ,所以函数f(x)的最小正周期T=π,即 =π,得ω=2,所以
f(x)= sin (2x+φ).又f(x)的图象关于点(- ,0)对称,所以
2×(- )+φ=kπ(k∈Z),得φ= +kπ(k∈Z),因为|φ|
≤ ,所以φ= ,所以g(x)= cos (2x+ ),g( )= cos
(2× + )= cos =0.故选D.
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8. 已知f(x)= sin (ωx+φ)(ω>0,φ为常数),若f(x)在区间
( , )上单调,且f( )=f( )=-f( ),则φ的值可以是
( )
A. - B. -
C. D.
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解析: 对于函数f(x)= sin (ωx+φ),ω>0,因为f(x)在区间
( , )上单调,所以 - = ≤ = ,即0<ω≤3.因为 - =
≤ ,f( )=f( ),所以直线x= = 为f(x)图象的一条对
称轴,因为( , )⫋( , ),且f(x)在( , )上单调,f
( )=-f( ),所以点 ,即点( ,0)为f(x)图象的
一个对称中心,因为 - = < ≤ ,所以直线x= 和点( ,
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0)分别是f(x)图象的同一周期内相邻的对称轴和对称中心,则 =
- ,即T=π,所以ω= =2∈(0,3],所以f(x)= sin (2x+φ),
又点( ,0)为f(x)图象的一个对称中心,所以2× +φ=kπ,
k∈Z,则φ=- +kπ,k∈Z,当k=0时,φ=- .故选A.
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二、多项选择题(本大题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的
四个选项中,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. 函数y= sin 的图象是由函数y= sin x的图象经过变换得到,
则这个变换可以是( )
A. 先将图象向左平移 个单位长度再将图象上所有点的横坐标变为原来
的 倍
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B. 先将图象向右平移 个单位长度再将图象上所有点的横坐标变为原来
的 倍
C. 先将图象上所有点的横坐标变为原来的 倍,再将图象向左平移 个单
位长度
D. 先将图象上所有点的横坐标变为原来的2倍,再将图象向左平移 个单
位长度
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解析:A选项:y= sin x的图象向左平移 个单位长度,得到y=
sin 的图象,再将图象上所有的点横坐标变为原来的 倍,得到y=
sin 的图象,正确;B选项:y= sin x的图象向右平移 个单位长
度,得到y= sin 的图象,再将图象上所有的点横坐标变为原来的
倍,得到y= sin = sin 的图象,正确;
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C选项:y= sin x的图象上所有的点横坐标变为原来的 倍,得到y= sin
2x的图象,再将图象向左平移 个单位长度,得到y= sin 2 =
sin 的图象,正确;D选项:y= sin x的图象上所有的点横坐标变
为原来的2倍,得到y= sin x的图象,再将图象向左平移 个单位长度,
得到y= sin = sin 的图象,错误.故选A、B、C.
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10. 对于函数f(x)= sin 2x和g(x)= sin (2x- ),下列说法中正
确的有( )
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
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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选项错误;B选项,显然f(x)max=g(x)max=1,B选项正确;C选项,根据周期公式,f(x),g(x)的周期均为 =π,C选项正确;D选项,根据正弦函数的性质,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选项错误.故选B、C.
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11. 下列关于函数y=tan 的说法正确的是( )
A. 在区间 上单调递增
B. 最小正周期是π
C. 图象关于 成中心对称
D. 图象关于 成中心对称
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解析:当x∈ 时,2x- ∈ ,所以y=tan 在区间 上单调递增,故A正确;函数y=tan 的最小正周期是 ,故B错误;当x= 时2x- = ,所以函数y=tan 的图象关于 成中心对称,故C正确;当x= 时2x- =0,所以函数y=tan 的图象关于 成中心对称,故D正确;故选A、C、D.
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三、填空题(本大题共3小题,每小题5分,共15分.把答案填在题中横
线上)
12. 已知 cos ( +φ)= ,且|φ|< ,则tan φ= - .
解析:由 cos ( +φ)= ,得 sin φ=- .又|φ|< ,∴φ=- ,
∴ cos φ= ,∴tan φ=- .
-
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13. 已知函数f(x)= sin (ωx+ )(ω>0)在区间(0,π)上有最大
值,无最小值,则ω的取值范围为 .
解析:设z=ωx+ ,当x∈(0,π)时,z=ωx+ ∈
( ,ωπ+ ),作出y= sin z的大致图象,如图.要使f
(x)在区间(0,π)上有最大值,无最小值,需使 <
ωπ+ ≤ ,解得 <ω≤ ,即ω的取值范围为( , ].
( , ]
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14. 已知函数f(x)=2 sin (2x- )-m.若f(x)≤0在x∈[0, ]
上有解,则实数m的取值范围是 ;若方程f(x)=0在
x∈[0, ]上有两个不同的解,则实数m的取值范围是 .
[-1,+∞)
[1,2)
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解析:f(x)≤0,即m≥2 sin (2x- ),当x∈[0, ]
时,2x- ∈[- , ],所以2 sin (2x- )∈[-1,
2],所以y=2 sin (2x- )在[0, ]上的最小值为-1,
所以实数m的取值范围是[-1,+∞).方程f(x)=0在x∈[0, ]上有两个不同的解,等价于函数y=2 sin (2x- ),x∈[0, ]的图象与直线y=m有两个交点,函数y=2 sin (2x- ),x∈[0, ]的图象如图所示,由图可知,m的取值范围是[1,2).
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四、解答题(本大题共5小题,共77分.解答时应写出必要的文字说明、证
明过程或演算步骤)
15. (本小题满分13分)化简与求值:
(1)化简: ;
解:原式=
=
=- cos α.
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(2)求值: .
解:原式=
=
= =2- .
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16. (本小题满分15分)已知函数f(x)=A sin (ωx+φ)+B(A>
0,ω>0,|φ|< )的部分图象如图所示.
(1)求f(x)的解析式,并说明函数y=f(x)的图象是如何由函数y=
sin x的图象变换而得到的;
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解:设f(x)的最小正周期为T,由函数图象可得
T= - = ,
所以T= ,由T= 得ω=3.
由 解得
令3× +φ=2kπ,k∈Z,
可得φ=2kπ- ,k∈Z,又|φ|< ,
令k=0,可得φ=- .
所以f(x)=2 sin (3x- )+1.
将函数y= sin x的图象向右平移 个单位长度得到函数y=sin (x- )的图象,
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再将y= sin (x- )的图象,纵坐标不变,横坐标缩短为原来的 得到y
= sin (3x- )的图象,然后再将y= sin (3x- )的图象,横坐标不
变,纵坐标伸长为原来的2倍得到函数y=2 sin (3x- )的图象,再将函
数y=2 sin (3x- )的图象沿y轴向上平移1个单位长度即得到f(x)=
2 sin (3x- )+1的图象.
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(2)若当x∈[0, ]时,方程f(x)=m恰有两个不同的实根,求实
数m的取值范围.
解:由(1)知方程f(x)=m可化为 sin (3x-
)= .
令t=3x- ,s= ,
又x∈[0, ],则t∈[- , ],
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所以方程f(x)=m在x∈[0, ]上恰有两个不同的实根,即 sin t=s
在t∈[- , ]上有两个不同的实根,等价于函数y= sin t与y=s的
图象有两个不同的交点.在同一坐标系中作出两函数的图象如图所示,
由图可得s∈[ ,1),即 ∈[ ,1),可得m∈[+1,3).
故实数m的取值范围为[+1,3).
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17. (本小题满分15分)已知某地一天4~16时的温度变化曲线近似满足函
数y=10 sin +20,x∈[4,16].
(1)求该地区这一段时间内温度的最大温差;
解:由函数易知,当x=14时函数取最大值,此时最高温度为30 ℃,当x=6时函数取最小值,此时最低温度为10 ℃,所以最大温差为30-10=20(℃).
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(2)若有一种细菌在15 ℃到25 ℃之间可以生存,那么在这段时间内,该
细菌最多能生存多长时间?
解:令10 sin +20=15,
可得 sin =- ,
而x∈[4,16],所以x= .
令10 sin +20=25,
可得 sin = ,
而x∈[4,16],所以x= .
故该细菌能存活的最长时间为 - = (小时).
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18. (本小题满分17分)在①函数f 为奇函数;②当x= 时,f
(x)= ;③ 是函数f(x)的一个零点,这三个条件中任选一个,
补充在下面问题中,并解答,已知函数f(x)=2 sin (ωx+φ)
,f(x)的图象相邻两条对称轴间的距离为
π, .
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)求函数f(x)在[0,2π]上的单调递增区间.
注:如果选择多个条件分别解答,则按第一个解答计分.
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解:∵函数f(x)的图象相邻两条对称轴间的距离为π,
∴T= =2π,∴ω=1,∴f(x)=2 sin (x+φ).
选条件①.
∵f =2 sin 为奇函数,
∴φ- =kπ,k∈Z,解得φ= +kπ,k∈Z.
(1)∵0<φ< ,∴φ= ,
∴f(x)=2 sin .
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(2)由- +2kπ≤x+ ≤ +2kπ,k∈Z,
得- +2kπ≤x≤ +2kπ,k∈Z,
∴令k=0,得- ≤x≤ ,
令k=1,得 ≤x≤ ,
∴函数f(x)在[0,2π]上的单调递增区间为 , .
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选条件②.
f =2 sin = ,
∴ sin = ,
∴φ=2kπ,k∈Z或φ= +2kπ,k∈Z.
(1)∵0<φ< ,∴φ= ,
∴f(x)=2 sin .
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数学·必修第二册(BSD)
(2)由- +2kπ≤x+ ≤ +2kπ,k∈Z,
得- +2kπ≤x≤ +2kπ,k∈Z,
∴令k=0,得- ≤x≤ ,
令k=1,得 ≤x≤ ,
∴函数f(x)在[0,2π]上的单调递增区间为 , .
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数学·必修第二册(BSD)
选条件③.
∵ 是函数f(x)的一个零点,
∴f =2 sin =0,∴φ=kπ- ,k∈Z.
(1)∵0<φ< ,∴φ= ,∴f(x)=2 sin .
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数学·必修第二册(BSD)
(2)由- +2kπ≤x+ ≤ +2kπ,k∈Z,
得- +2kπ≤x≤ +2kπ,k∈Z,
∴令k=0,得- ≤x≤ ,
令k=1,得 ≤x≤ ,
∴函数f(x)在[0,2π]上的单调递增区间为 , .
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数学·必修第二册(BSD)
19. (本小题满分17分)对于分别定义在D1,D2上的函数f(x),g
(x)以及实数k,若存在x1∈D1,x2∈D2,使得f(x1)-g(x2)=
k,则称函数f(x)与g(x)具有关系M(k).
(1)若f(x)= cos x,x∈[0,π];g(x)= sin x,x∈[0,π],判断
f(x)与g(x)是否具有关系M(-2),并说明理由;
解:f(x)与g(x)具有关系M(-2),理由如下:
当x∈[0,π]时,f(x)= cos x∈[-1,1],g(x)= sin x∈[0,1],
当x1=π时,f(x1)=f(π)=-1,当x2= 时,g(x2)=g( )=1,
此时f(π)-g( )=-2,则f(x)与g(x)具有关系M(-2).
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数学·必修第二册(BSD)
(2)若f(x)= cos x-1与g(x)=-2 sin 2x+ sin x+1具有关系M
(k),求实数k的取值范围;
解:由函数f(x)= cos x-1∈[-2,0],
且g(x)=-2 sin 2x+ sin x+1=-2( sin x- )2+ ,
因为 sin x∈[-1,1],所以当 sin x=-1时,g(x)min=-2×(-1-
)2+ =-2,当 sin x= 时,g(x)max= ,
所以g(x)∈[-2, ],
所以[f(x1)-g(x2)]∈[- ,2],所以k∈[- ,2],即实数
k的取值范围为[- ,2].
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数学·必修第二册(BSD)
(3)已知a>0,h(x)为定义在R上的奇函数,且满足:①在[0,2a]
上,当且仅当x= 时,h(x)取得最大值1;②对任意x∈R,有h(a
+x)+h(a-x)=0.
判断是否存在实数a(a>0),使得f(x)= sin 2πx+h(x)与g
(x)=h(x)- cos 2πx具有关系M(4),若存在,求出a的值;若不
存在,请说明理由.
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数学·必修第二册(BSD)
解:不存在实数a使得f(x)与g(x)具有关系M(4).理由如下:
因为在[0,2a]上,当且仅当x= 时,h(x)取得最大值1,且h(x)
为定义在R上的奇函数,
所以在[-2a,0]上,当且仅当x=- 时,h(x)取得最小值-1,故h
(x)的值域为[-1,1],
由对任意x∈R有h(a+x)+h(a-x)=0,可得y=h(x)关于点
(a,0)对称,
又h(a+x)=-h(a-x)=h(x-a),故h(x)的周期为2a,
又 sin 2πx∈[-1,1], cos 2πx∈[-1,1],
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所以当h(x1)=1时,x1= +2na,n∈Z, sin 2πx1=1时,x1= +
k,k∈Z,
若 +2na= +k,即a= ,k,n∈Z,此时有f(x1)= sin 2πx1+
h(x1)=2;
当h(x2)=-1时,x2=- +2ma,m∈Z, cos 2πx2=1时,x2=t,
t∈Z,
若- +2ma=t,则a= ,t,m∈Z时,有g(x2)=h(x2)- cos
2πx2=-2,
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数学·必修第二册(BSD)
因为 ≠ ,所以 sin 2πx1+h(x1)+ cos 2πx2-h(x2)<4,
所以不存在x1∈R,x2∈R使得 sin 2πx1+f(x1)+ cos 2πx2-f(x2)
=4,
故不存在实数a使得f(x)= sin 2πx+h(x)与g(x)=h(x)- cos
2πx具有关系M(4).
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