内容正文:
训练14 三角函数的图象与性质
一、单项选择题
1.(2023·沈阳模拟)函数f(x)=|sin x+cos x|的最小正周期是( )
A. B. C.π D.2π
答案 C
解析 f(x)=|sin x+cos x|=,
函数图象是将g(x)=sin的图象在x轴下方的部分向上翻折形成的,如图所示,
根据图象知函数f(x)的最小正周期为π.
2.(2024·上饶模拟)函数f(x)=sin(ωx+φ)的图象如图所示,为了得到g(x)=sin的图象,只需将f(x)的图象( )
A.向右平移个单位长度
B.向左平移个单位长度
C.向右平移个单位长度
D.向左平移个单位长度
答案 A
解析 由题意知,=-=,所以T==,解得ω=3.f=sin=0,
所以+φ=π+2kπ,k∈Z,
解得φ=+2kπ,k∈Z.
又因为|φ|<,所以φ=,
所以f(x)=sin.
因为=-,所以只需将f(x)的图象向右平移个单位长度.
3.将函数g(x)的图象向左平移个单位长度后,得到函数f(x)=2sin xcos x+2cos2x的图象,则函数g(x)的图象的一个对称中心是( )
A.(π,0) B.(π,)
C. D.
答案 B
解析 f(x)=2sin xcos x+2cos2x
=sin 2x+(cos 2x+1)=sin 2x+cos 2x+
=2sin+,
将g(x)的图象向左平移个单位长度后得到函数f(x)的图象,
∴g(x)=2sin+=2sin 2x+,
∴g(x)的对称中心为(k∈Z),
当k=2时为(π,).
4.(2023·长春模拟)函数f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0,0<φ<π)的部分图象如图,BC∥x轴,当x∈时,不等式f(x)≥m-sin 2x恒成立,则m的取值范围是( )
A. B.
C.(-∞,] D.(-∞,1]
答案 A
解析 因为BC∥x轴,所以f(x)图象的一条对称轴为x=×=,
所以=-=,则T=π,所以ω==2,
又2×+φ=π+kπ,k∈Z,且0<φ<π,
所以φ=,故f(x)=sin,
因为当x∈时,不等式f(x)≥m-sin 2x恒成立,
所以m≤f(x)+sin 2x=sin+sin 2x=sin 2x+cos 2x=sin,x∈恒成立,
令g(x)=sin,x∈,
则2x+∈,
所以g(x)=sin的最小值为,
所以m≤,即m的取值范围是.
二、多项选择题
5.(2024·武汉模拟)先将函数f(x)=2sin x的图象向右平移个单位长度,再将横坐标缩短为原来的,得到函数g(x)的图象,则关于函数g(x),下列说法正确的是( )
A.在上单调递增
B.当x∈时,函数g(x)的值域是[-2,1]
C.其图象关于直线x=对称
D.最小正周期为π,其图象关于点对称
答案 BC
解析 由题可得g(x)=2sin,
当x∈时,2x-∈,故函数g(x)在上不单调,故A错误;
当x∈时,2x-∈,
sin∈,g(x)=2sin∈[-2,1],故B正确;
当x=时,2x-=,故函数g(x)的图象关于直线x=对称,故C正确;
由g(x)=2sin可知,最小正周期为π,又x=,2x-=,故函数g(x)的图象不关于点对称,故D错误.
6.(2023·泉州模拟)已知函数f(x)=sin xcos x,g(x)=sin x+cos x,则( )
A.f(x)与g(x)均在上单调递增
B.f(x)的图象可由g(x)的图象平移得到
C.f(x)图象的对称轴均为g(x)图象的对称轴
D.函数y=f(x)+g(x)的最大值为+
答案 AD
解析 f(x)=sin xcos x=sin 2x,g(x)=sin x+cos x=sin,
选项A,由x∈知,2x∈,x+∈,
又函数y=sin x在上单调递增,
所以f(x)与g(x)均在上单调递增,故A正确;
选项B,f(x)的图象需由g(x)的图象经过平移和伸缩变换得到,故B错误;
选项C,令2x=+k1π,k1∈Z,则x=+,k1∈Z,
所以f(x)图象的对称轴为直线x=+,k1∈Z,
令x+=+k2π,k2∈Z,则x=+k2π,k2∈Z,
所以g(x)图象的对称轴为直线x=+k2π,k2∈Z,
所以g(x)图象的对称轴均为f(x)图象的对称轴,故C错误;
选项D,因为f(x)max=,g(x)max=,
而当x=时,f(x)max=与g(x)max=可同时成立,
所以y=f(x)+g(x)的最大值为+,故D正确.
三、填空题
7.(2024·江南十校模拟)已知函数f(x)=tan(ω>0)的最小正周期为,则ω=________.
答案 2
解析 函数f(x)=tan(ω>0)的最小正周期为,故=,
∴ω=2.
8.函数f(x)=sin(ω>0)的图象向右平移个单位长度后得到函数g(x)的图象,且g(x)图象的一条对称轴是直线x=-,则ω的最小值为________.
答案
解析 ∵g(x)=f
=sin,
又直线x=-是g(x)图象的对称轴,
∴ω-=-ω-=+kπ(k∈Z),解得ω=--3k(k∈Z),
∵ω>0,
∴当k=-1时,ω的最小值为.
四、解答题
9.已知函数f(x)=cos x(sin x-cos x)+.
(1)求f 的值;
(2)将函数y=f(x)的图象向左平移个单位长度后得到函数y=g(x),若x∈时,不等式c<g(x)<c+2恒成立,求实数c的取值范围.
解 (1)f(x)=sin xcos x-cos2x+
=sin 2x-cos 2x=sin,
∴f =sin=sin=1.
(2)g(x)=f =sin
=sin,
当x∈时,2x+∈,
∴sin∈,
即-≤g(x)≤1,
又c<g(x)<c+2恒成立,
∴解得-1<c<-,
∴实数c的取值范围为.
10.已知函数f(x)=4tan x·sin·cos-.
(1)求f(x)的定义域与最小正周期;
(2)讨论f(x)在区间上的单调性.
解 (1)f(x)的定义域为.
f(x)=4tan xcos xcos-
=4sin xcos-
=4sin x-
=2sin xcos x+2sin2x-
=sin 2x+(1-cos 2x)-=sin 2x-cos 2x
=2sin.
所以f(x)的最小正周期T==π.
(2)令z=2x-,函数y=2sin z的单调递增区间是,k∈Z.
由-+2kπ≤2x-≤+2kπ,k∈Z,
得-+kπ≤x≤+kπ,k∈Z.
设A=,
B=,
易知A∩B=.
所以当x∈时,f(x)在区间上单调递增,在区间上单调递减.
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