内容正文:
第四章
三角函数与解三角形
第五讲 函数y=Asin(ωx+φ)的图象及应用
知识梳理·双基自测
名师讲坛·素养提升
考点突破·互动探究
提能训练 练案[27]
知识梳理 · 双基自测
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知 识 梳 理
知识点一 用五点法画y=Asin(ωx+φ)一个周期内的简图
用五点法画y=Asin(ωx+φ),A>0,一个周期内的简图时,要找五个关键点,如下表所示.
x ________ _________ ______ _________ ______
ωx+φ ______ ______ ______ ______ ________
y=Asin(ωx+φ) 0 A 0 -A 0
0
π
2π
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第四章 三角函数与解三角形
知识点二 函数y=sin x的图象经变换得到y=Asin(ωx+φ)的图象的步骤如下
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第四章 三角函数与解三角形
知识点三 简谐振动y=Asin(ωx+φ)中的有关物理量
ωx+φ
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第四章 三角函数与解三角形
归 纳 拓 展
1.函数y=Asin(ωx+φ)+k图象平移的规律:“左加右减,上加下减”.
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第四章 三角函数与解三角形
双 基 自 测
题组一 走出误区
1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)
(1)利用图象变换作图时“先平移,后伸缩”与“先伸缩,后平移”中平移的长度一致.( )
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第四章 三角函数与解三角形
[答案] (1)× (2)× (3)×
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题组二 走进教材
[答案] C
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[答案] A
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[答案] B
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题组三 走向考场
A.8 B.6
C.4 D.3
[答案] C
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第四章 三角函数与解三角形
考点突破 · 互动探究
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“五点法”作y=Asin(ωx+φ)的图象——自主练透
(1)求ω的值及f(x)图象的对称轴方程;
(2)在如图所示的坐标系中,用“五点法”作出f(x)在[0,π]上的图象,并写出f(x)在[0,π]上的单调递增区间.
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(2)关键点列表如下:
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描点并将它们用光滑的曲线连接起来,得f(x)在[0,π]上的图象如图所示,
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第四章 三角函数与解三角形
名师点拨:用“五点法”作正、余弦型函数图象的步骤
1.将原函数化为y=Asin(ωx+φ)或y=Acos(ωx+φ)(A>0,ω>0)的形式.
2.确定周期.
3.确定一个周期或给定区间内函数图象的最高点和最低点以及零点.
4.列表.
5.描点.
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第四章 三角函数与解三角形
三角函数图象的变换——多维探究
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[答案] AD
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第四章 三角函数与解三角形
名师点拨:
2.如果平移前后两个图象对应的函数的名称不一致,那么应先利用诱导公式化为同名函数,ω为负时应先变成正值.
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【变式训练】
[答案] D
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第四章 三角函数与解三角形
已知三角函数图象求解析式——师生共研
(多选题)下图是函数y=sin(ωx+φ)的部分图象,则sin(ωx+φ)=( )
[答案] BC
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第四章 三角函数与解三角形
名师点拨:确定y=Asin(ωx+φ)+B(A>0,ω>0)的解析式的步骤
3.求φ,常用方法有:
(1)代入法:把图象上的一个已知点代入(此时要注意该点在上升区间上还是在下降区间上)或把图象的最高点或最低点代入.
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(2)五点法:确定φ值时,往往以寻找“五点法”中的特殊点作为突破口.具体如下:
“第一点”(即图象上升时与x轴的交点)为ωx+φ=0;
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【变式训练】
(多选题)(2026·河北邢台模拟)函数f(x)=Asin(ωx+φ)+k(A>0,ω>0,0<φ<π)在一个周期内的图象如图所示,则( )
[答案] BD
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第四章 三角函数与解三角形
三角函数图象与性质的综合应用——师生共研
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[答案] AD
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第四章 三角函数与解三角形
名师点拨:三角函数图象与性质的综合问题的求解思路
先将y=f(x)化为y=Asin(ωx+φ)+B的形式,再借助y=Asin(ωx+φ)的图象和性质(如定义域、值域、最值、周期性、对称性、单调性等)解决相关问题.
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【变式训练】
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[答案] B
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名师讲坛 · 素养提升
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三角函数中有关ω的范围问题
题型分析 三角函数中的参数问题主要是涉及函数y=Asin(ωx+φ)中ω的求解,一般是利用所给函数的单调性、对称性、最值、零点等进行解决.
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第四章 三角函数与解三角形
一、三角函数的单调性与ω的关系
[答案] B
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第四章 三角函数与解三角形
名师点拨:
确定函数的单调区间,根据区间之间的包含关系,建立不等式,即可求ω的取值范围.
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【变式训练】
[答案] B
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第四章 三角函数与解三角形
二、三角函数的对称性与ω的关系
(2026·郑州质检)若定义在R上的函数f(x)=sin ωx+cos ωx(ω>0)的图象在区间[0,π]上恰有5条对称轴,则ω的取值范围为( )
[答案] A
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名师点拨:
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【变式训练】
[答案] CD
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三、三角函数的最值与ω的关系
A.11 B.13
C.15 D.17
[答案] C
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名师点拨:
利用三角函数的最值与对称轴或周期的关系,可以列出关于ω的不等式(组),进而求出ω的值或取值范围.
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【变式训练】
[答案] A
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四、三角函数的零点与ω的关系
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名师点拨:
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【变式训练】
[答案] C
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提能训练 练案[27]
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A组基础巩固
一、单选题
[答案] D
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[答案] C
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[答案] B
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[答案] A
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[答案] C
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[答案] C
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[答案] C
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[答案] C
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二、多选题
[答案] AC
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[答案] AC
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[答案] BC
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三、填空题
[答案] 2
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四、解答题
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注:如果选择的条件不符合要求,第(2)问得0分;如果选择多个符合要求的条件分别解答,按第一个解答计分.
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B组能力提升
[答案] D
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[答案] C
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[答案] C
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4.(2026·甘肃白银模拟)如图,将函数f(x)=4sin(ωx+φ)(ω>0,|φ|<π)的图象向左平移得到g(x)=4sin ωx的图象,其中点A是g(x)图象上的最高点,N,M分别是f(x),g(x)的图象与x轴的相邻交点(如图所示),若|MN|=|AM|,△AMN的面积为10,则f(x)=( )
[答案] A
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C组拓展应用(选作)
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[答案] D
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谢谢观看
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y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0),x∈[0,+∞)表示一个振动量时
振幅
周期
频率
相位
初相
A
T=
f==
_________
φ
由函数y=Asin(ωx+φ1)的图象变换为函数y=Asin(ωx+φ2)的图象,是平移变换,当>0时,左移个单位,当<0时,右移个单位.
2.函数y=Asin(ωx+φ)的单调区间的“长度 ”为.
3.函数y=Asin(ωx+φ)图象的对称轴由ωx+φ=kπ+,k∈Z确定;对称中心由ωx+φ=kπ,k∈Z确定其横坐标.
(2)把y=sin的图象上各点的横坐标缩短为原来的,所得图象的函数解析式为y=sin.( )
(3)将函数y=sin 2x的图象向右平移个单位长度,得到函数y=sin的图象.( )
2.(必修1P254T10改编)y=2sin的振幅、频率和初相分别为( )
A.2,4π, B.2,,
C.2,,- D.2,4π,-
[解析] 由题意知A=2,f===,初相为-.故选C.
3.(必修1P239T2改编)用“五点法”作函数y=cos在一个周期内的图象时,第四个关键点的坐标是( )
A. B.
C. D.
[解析] 令4x-=,得x=.所以该点坐标为.故选A.
4.(必修1P239T2(2)改编)为了得到函数y=3sin的图象,只需把函数y=3sin的图象上所有的点( )
A.横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变
B.横坐标缩短到原来的,纵坐标不变
C.纵坐标伸长到原来的2倍,横坐标不变
D.纵坐标缩短到原来的,横坐标不变
5.(2025·北京卷)设函数f(x)=sin ωx+cos ωx(ω>0),若f(x+π)=f(x)恒成立,且f(x)在上存在零点,则ω的最小值为( )
[解析] 函数f(x)=sin ωx+cos ωx=sin(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)在上存在零点,且当x∈时,ωx+∈,所以+≥π,即ω≥3;综上,ω的最小值为4.故选C.
(2026·重庆模拟)已知函数f(x)=2sin ωxsin+cos2ωx-sin2ωx(ω>0)的最小正周期为π.
[解析] (1)f(x)=2sin ωx·sin+cos2ωx-sin2ωx
=2sin ωxcos ωx+cos 2ωx
=sin 2ωx+cos 2ωx
=2sin,ω>0.
由f(x)的最小正周期T==π,得ω=1,
所以f(x)=2sin,令2x+=+kπ(k∈Z),
得f(x)图象的对称轴方程为x=+(k∈Z).
x
0
π
2x+
π
2π
f(x)
1
2
0
-2
0
1
由图象可知,f(x)在[0,π]上的单调递增区间为,.
6.连线:用平滑曲线连接各点得函数在一个周期(或给定区间)内的图象.注意用“五点法”作图时,表中五点横坐标构成以-为首项,公差为的等差数列.
(多选题)(2025·保定期末)已知曲线C1:y=cos x,C2:y=sin,则下面结论正确的是( )
A.把曲线C1向左平移个单位长度,再把得到的曲线上各点的横坐标缩短到原来的,纵坐标不变,得到曲线C2
B.把曲线C1向左平移个单位长度,再把得到的曲线上各点的横坐标缩短到原来的,纵坐标不变,得到曲线C2
C.把曲线C1上各点的横坐标缩短到原来的,纵坐标不变,再把得到的曲线向左平移个单位长度,得到曲线C2
D.把曲线C1上各点的横坐标缩短到原来的,纵坐标不变,再把得到的曲线向左平移个单位长度,得到曲线C2
[解析] 曲线C1:y=cos x向左平移个单位长度,得到曲线y=cos,再把得到的曲线上各点的横坐标缩短到原来的,纵坐标不变,得到曲线y=cos=cos=sin,故A正确;把曲线C1:y=cos x向左平移个单位长度,得到曲线y=cos,再把得到的曲线上各点的横坐标缩短到原来的,纵坐标不变,得到曲线y=cos=cos,故B错误;把曲线C1:y=cos x上各点的
横坐标缩短到原来的,纵坐标不变,得到曲线y=cos 2x,再把得到的曲线向左平移个单位长度,得到曲线y=cos=cos=cos,故C错误;把曲线C1:y=cos x上各点的横坐标缩短到原来的,纵坐标不变,得到曲线y=cos 2x,再把得到的曲线向左平移个单位长度,得到曲线y=cos=cos=cos=sin,故D正确.故选AD.
1.由y=sin ωx的图象到y=sin(ωx+φ)(ω>0,φ>0)的图象的变换:向左平移个单位长度而非φ个单位长度.
将函数y=sin的图象向右平移个单位长度,得到函数y=g(x)的图象,则g(x)的表达式为( )
A.y=sin B.y=sin
C.y=cos D.y=-cos 2x
[解析] g(x)=sin=sin=-cos 2x.故选D.
A.sin B.sin
C.cos D.cos
[解析] 解法一:由函数图象可知=-=,所以T=π,则|ω|===2,所以ω=±2,当ω=2时,由函数图象过点,,且f(0)>0,得φ=+2kπ,k∈Z,所以y=sin=sin,同理,当ω=-2时,φ=-2kπ,k∈Z,所以y=sin=cos.故选BC.
解法二(五点法):假设ω>0,由五点作图法得:
解得
∴y=sin=sin=sin
或y=sin=sin=cos.故选BC.
1.求A,B,确定函数的最大值M和最小值m,则A=,B=.
2.求ω,确定函数的周期T,则ω=.
“第二点”(即图象的“峰点”)为ωx+φ=;
“第三点”(即图象下降时与x轴的交点)为ωx+φ=π;
“第四点”(即图象的“谷点”)为ωx+φ=;
“第五点”(即图象上升时与x轴的交点)为ωx+φ=2π.
A.A=4 B.ω=2
C.φ= D.k=1
[解析] 由图象可知,A=2,k==1,故A错误,D正确;又由图象可得T=2×=π,∴=π,又ω>0,∴ω=2,故B正确;∴f(x)=2sin(2x+φ)+1,又f=3,∴2sin+1=3,∴sin=1,又0<φ<π,∴φ=,∴f(x)=2sin+1,故C错误.故选BD.
(多选题)(2022·新高考Ⅱ卷)已知函数f(x)=sin(2x+φ)(0<φ<π)的图象关于点中心对称,则( )
A.f(x)在区间单调递减
B.f(x)在区间有两个极值点
C.直线x=是曲线y=f(x)的对称轴
D.直线y=-x是曲线y=f(x)的切线
[解析] 解法一:由2x+φ=kπ(k∈Z),得x=-(k∈Z).因为函数f(x)的图象关于点中心对称,所以-=,即φ=kπ-(k∈Z),结合0<φ<π,得φ=,所以f(x)=sin.
解法二:因为函数f(x)的图象关于点中心对称,所以sin=0,可得+φ=kπ(k∈Z),结合0<φ<π,得φ=,所以f(x)=sin.
对于A,解法一:由2kπ+≤2x+≤2kπ+(k∈Z),得kπ-≤x≤kπ+(k∈Z),当k=0时,-≤x≤,因为⊆,所以函数f(x)在区间单调递减,故A正确;
解法二:当x∈时,2x+∈,所以函数f(x)在区间单调递减,故A正确;
对于B,解法一:由2x+=kπ+(k∈Z),得x=-(k∈Z),当k=0时,x=-,当k=1时,x=,当k=2时,x=时,所以函数f(x)在区间只有一个极值点,故B不正确;
解法二:当x∈时,2x+∈,所以函数f(x)在区间只有一个极值点,故B不正确;
对于C,解法一:由选项B解法一的分析知,函数f(x)图象的对称轴方程为x=-(k∈Z),而方程-=(k∈Z)无解,故C不正确;
解法二:因为f=sin=sin 3π=0,所以x=不是曲线y=f(x)的对称轴,故C不正确;
对于D,因为f′(x)=2cos,若直线y=-x为曲线y=f(x)的切线,则由2cos=-1,得2x+=2kπ+或2x+=2kπ+(k∈Z),所以x=kπ或x=kπ+(k∈Z).当x=kπ(k∈Z)时,f(x)=,则由=-kπ(k∈Z),解得k=0;当x=kπ+(k∈Z)时,f(x)=-,方程-=-kπ-(k∈Z)无解.综上所述,直线y=-x为曲线y=f(x)的切线,故D正确.综上所述,选AD.
(2025·天津南开中学月考)已知f(x)=sin +cos ,x=φ(0<φ<π)是函数f(x)图象的一条对称轴,g(x)=cos,则下列说法中正确的是( )
A.x=是g(x)图象的一条对称轴
B.为g(x)图象的一个对称中心
C.g(x)图象与y轴的交点为(0,)
D.g(x)在上单调递增
[解析] f(x)==sin,令+=+kπ,k∈Z,解得x=+2kπ,k∈Z,由x=φ(0<φ<π)是f(x)图象的一条对称轴,可得φ=,∴g(x)=cos,∴g=cos=cos =0,故A错误,B正确;又g(0)=cos =1,所以g(x)图象与y轴的交点为(0,1),故C错误;当-≤x≤时,0≤2x+≤π,由余弦函数性质,知g(x)在上单调递减,故D错误.故选B.
已知函数f(x)=sin(ω>0)在区间上单调递增,则ω的取值范围为( )
A. B.
C. D.
[解析] 解法一:由题意得
则
又ω>0,所以所以k=0,则0<ω≤.
解法二:取ω=1.则f(x)=sin,令+2kπ≤x+≤+2kπ,k∈Z,得+2kπ≤x≤+2kπ,k∈Z,当k=0时,函数f(x)在区间上单调递减,与函数f(x)在区间上单调递增矛盾,故ω≠1,结合四个选项可知选B.
(2025·辽宁八市八校联考)已知函数f(x)=sin(ω>0)图象相邻两条对称轴之间的距离为2π,若f(x)在(-m,m)上是增函数,则m的取值范围是( )
A. B.
C. D.
[解析] 由题意知,T=2π,即T=4π,则ω==,则f(x)=sin,由2kπ-≤x+≤2kπ+(k∈Z),得4kπ-≤x≤4kπ+(k∈Z),所以f(x)在上是增函数,由(-m,m)⊆得0<m≤.故选B.
A. B.
C. D.
[解析] 解法一:由已知得,f(x)=sin,令ωx+=kπ+,k∈Z,得x=,k∈Z,依题意知,满足0≤≤π,即0≤4k+1≤4ω的整数k有5个,所以k=0,1,2,3,4,则4×4+1≤4ω<4×5+1,故≤ω<.
解法二:由已知得,f(x)=sin,由x∈,得ωx+∈,若函数f(x)的图象在区间[0,π]上有5条对称轴,则≤ωπ+<,解得≤ω<.故选A.
三角函数两条相邻对称轴或两个相邻对称中心之间的“水平间隔”为,相邻的对称轴和对称中心之间的“水平间隔”为,这就说明,我们可根据三角函数的对称性来研究其周期性,解决问题的关键在于运用整体代换的思想,建立关于ω的不等式组,进而可以研究“ω”的取值范围.
(多选题)(2025·大同质检)将函数f(x)=sin(ω>0)的图象向右平移个单位长度得到函数g(x)的图象,若F(x)=f(x)g(x)的图象关于点对称,则ω可取的值为( )
A. B. C.1 D.4
[解析] 将函数f(x)的图象向右平移个单位长度,得到函数g(x)=sin=sin=cos,又因为F(x)=f(x)g(x)的图象关于点对称,所以F(x)=sincos=sin的图象关于点对称,则2ω·+=kπ,k∈Z,所以ω=,k∈Z,又因为ω>0,所以ω的最小值为1,故ω可取的值为1,4.故选CD.
(2026·烟台质检)已知函数f(x)=sin(ωx+φ),-为f(x)的零点,且f(x)≤恒成立,f(x)在区间上有最小值无最大值,则ω的最大值是( )
[解析] 由题意,直线x=是f(x)的一条对称轴,所以f=±1,即 ω+φ=k1π+,k1∈Z ①,又f=0,所以-ω+φ=k2π,k2∈Z ②,由①②,得ω=2(k1-k2)+1,k1,k2∈Z,又f(x)在区间上有最小值无最大值,所以T≥-=,即≥,解得ω≤16.综上,先检验ω=15,当ω=15时,由①得×15+φ=k1π+,k1∈Z,即φ=k1π
-,k1∈Z,又|φ|≤,所以φ=-,此时f(x)=sin,当x∈时,15x-∈,当15x-=-,即x=-时,f(x)取得最小值,无最大值,满足题意.故ω的最大值为15.故选C.
(2025·广州模拟)已知函数f(x)=sin(ω>0)在区间内有最大值,但无最小值,则ω的取值范围是( )
A. B.
C. D.
[解析] 因为ω>0,所以当0<x<时,有<ωx+<ω+.因为f(x)在区间内有最大值,但无最小值,结合函数图象得<ω+≤,解得<ω≤.故选A.
(2026·天津模拟)已知函数f(x)=sin ωx+cos ωx(ω>0)满足f=f.若f(x)在上恰好有一个最小值和一个最大值,则ω=________;若f(x)在上恰好有两个零点,则ω的取值范围是________.
[答案] 4
[解析] 因为f(x)=sin ωx+cos ωx=sin,设f(x)的最小正周期为T,若f(x)在上恰好有一个最小值和一个最大值,且f=f,则T=-=,所以ω==4.若f(x)在上恰好有两个零点,则解得≤T<π,即≤<π,且ω>0,可得2<ω≤6.当x∈时,ωx+∈,且<ω+≤π,<ω+
≤4π,且f=f,可得或或解得ω=或ω=4或ω=6,所以ω的取值范围是.
三角函数两个相邻零点之间的“水平间隔”为,根据三角函数的零点个数,可以研究ω的取值.
(2026·三湘联合体模拟)若函数f(x)=cos(ω>0)在区间上恰有两个零点,则ω的取值范围是( )
A. B.
C.∪ D.∪
[解析] 由题可知<-≤,又T=,所以1<ω≤3.因为ω+<ωx+<ω+,函数f(x)=cos在区间上恰有两个零点,所以或解得<ω≤或≤ω≤,即ω的取值范围为∪.故选C.
1.(2026·屯昌模拟)将函数y=2sin的图象向右平移个周期后,所得图象对应的函数为( )
A.y=2sin B.y=2sin
C.y=2sin D.y=2sin
[解析] 函数y=2sin的周期为T==π,图象向右平移个周期,即平移个单位长度后,所得图象对应的函数为y=2sin,即y=2sin.故选D.
2.函数f(x)=sin(ωx+φ)的部分图象如图所示,则( )
A.ω=2,φ= B.ω=,φ=
C.ω=2,φ=- D.ω=,φ=-
[解析] 由题图可得=-=,∴T=π=,∴ω=2,f(x)=sin(2x+φ),又f=sin=1,且-<φ<,则<φ+<,∴φ+=,解得φ=-.故选C.
3.把函数y=f(x)图象上所有点的横坐标缩短到原来的,纵坐标不变,再把所得曲线向右平移个单位长度,得到函数y=sin的图象,则f(x)等于( )
A.sin B.sin
C.sin D.sin
[解析] 依题意,将y=sin的图象向左平移个单位长度,再将所得曲线上所有点的横坐标伸长到原来的2倍,得到f(x)的图象,所以y=sin的图象y=sin的图象f(x)=sin的图象.故选B.
4.(2026·全国T8数学联考)图1是古书《天工开物》中记载的筒车图.筒车是我国古代发明的一种水利灌溉工具,在农业上得到广泛应用,在图2中,一个半径为2 m的筒车按逆时针方向每分钟转1.5圈,筒车的轴心O距水面的高度为 m.设筒车上的某个盛水桶P(看作点)到水面的距离为d(单位:m)(若在水面下则d为负数),若以盛水桶P刚浮出水面时开始计时,d与时间t(单位:s)之间的关系为d=Asin(ωt+φ)+K,则φ=( )
A.- B.-
C. D.
[解析] 由题得筒车半径为2 m,转动一圈需要40 s,且轴心O距水面高度为 m,∴A==2,ω==,K==(m).又以盛水桶P刚浮出水面时开始计时,∴d(0)=0,∴sin φ=-,又-<φ<,∴φ=-.
5.(2026·甘肃模拟预测)若将函数f(x)=sin 2x+cos 2x的图象向右平移个单位长度后,得到函数g(x)的图象,则g=( )
A. B.
C.1 D.2
[解析] f(x)=sin 2x+cos 2x=2sin,将f(x)的图象向右平移个单位长度后得到函数g(x)=2sin=2sin的图象,所以g=2sin =1.故选C.
6.(2025·黑龙江牡丹江模拟)函数f(x)=2sin(0<ω<1)的图象如图所示,将其向左平移个单位长度,得到y=g(x)的图象,则下列说法错误的是( )
A.ω=
B.函数f(x)的图象关于点对称
C.函数y=g(x)的图象关于直线x=对称
D.函数y=g在上单调递减
[解析] 由图可知,函数f(x)的图象过点,∴f=2sin=2,∴sin=1,∴+=+2kπ,k∈Z,解得ω=+6k,k∈Z,∵0<ω<1,∴ω=,故A正确;f(x)=2sin,令x+=kπ,k∈Z,则x=-+kπ,k∈Z,∴f(x)的图象关于(k∈Z)对称,当k=0时,函数f(x)关于对称,故B正确;将f(x)向左平移个单位长
度,得到g(x)=2sin=2sin=2cos x,则g(x)的对称轴为x=kπ,k∈Z,故C错误;函数y=g=2cos,当x∈时,2x+∈⊆[0,π],∴函数y=g在上单调递减,故D正确.故选C.
7.(2026·广东广州模拟)已知函数f(x)=sin ωx+a·cos ωx(a>0,ω>0)的最小正周期为π,最小值为-,则( )
A.f(x)的图象关于直线x=-对称
B.f(x)的图象关于点对称
C.先将y=sin x上的点的横坐标变为原来的一半,纵坐标不变,再将图象向左平移个单位可得到f(x)的图象
D.先将y=sin x向左平移个单位,再将图象上的点的横坐标变为原来的一半,纵坐标不变可得f(x)的图象
[解析] f(x)=sin ωx+a·cos ωx=sin(ωx+φ),其中tan φ=a,因为函数的最小正周期为π,ω>0,则=π,解得ω=2,又函数的最小值为-,所以=,因a>0,则可得a=1,所以f(x)=sin 2x+cos 2x=sin.对于A,因为f=sin=-1≠±,即函数图象不关于直线x=-对称,故A错误;对于B,因为f=sin
=-1≠0,即函数图象不关于点对称,故B错误;对于C,将y=sin x上的点的横坐标变为原来的一半,纵坐标不变,可得y=sin 2x的图象,再将图象向左平移个单位可得到y=sin2=sin即函数f(x)的图象,故C正确;对于D,将y=sin x向左平移个单位,可得y=sin的图象,再将图象上点的横坐标变为原来的一半,纵坐标不变,可得y=sin的图象,而不是函数f(x)的图象,故D错误.故选C.
8.(2026·全国模拟)若直线y=m与曲线f(x)=2sin,x∈从左往右仅相交于A,B,C三点,且5|AB|=|BC|,则实数m的值为( )
A. B.
C. D.
[解析] 函数y=2sin的最小正周期T==π,作函数f(x)=2sin,x∈的图象,如图所示.直线y=m与曲线f(x)=2sin,x∈从左往右仅相交于A,B,C三点,且5|AB|=|BC|,所以1≤m<2,设A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3),由5|AB|=|BC|,得x2-x1=T= ①,又因为A,B两点关于直线
x=对称,则x1+x2= ②.由①②可得x1=,于是m=f(x1)=2sin=.故选C.
9.(2025·河南期中)已知函数y=2sin,则( )
A.函数f(x)的最小值-2
B.函数f(x)的图象关于直线x=-对称
C.函数f(x)在区间上单调递减
D.函数f(x)的图象可由y=sin 2x的图象向左平移个单位长度得到
[解析] 当sin=-1,函数f(x)的最小值为-2,选项A正确;f=2sin=-1,故图象不关于直线x=-对称,B错误,不符合题意;令+2kπ≤2x+≤+2kπ,k∈Z,解得+kπ≤x≤+kπ,k∈Z,当k=0时,≤x≤,因为∈,故函数f(x)在区间上单调递减,选项C正确;y=sin 2x的图象向左平移得到y=sin,故选项D错误,不符合题意.故选AC.
10.(2025·重庆三模)如图是函数f(x)=2cos(ωx+φ)的部分图象,则下列结论正确的是( )
A.f(x)=2cos
B.f(x)的图象关于中心对称
C.f(x)在(-1,2)上单调递增
D.f(x)的图象向左平移个单位长度后为奇函数
[解析] 由f(0)=1得cos φ=,由-<φ<0得φ=-,由f=0得cos=0,故-(ω+1)=+kπ(k∈Z),化简得ω=--3k(k∈Z),由图可知该函数的周期T=>×4,故0<ω<,解得ω=,所以f(x)=2cos,故A正确;由f=2cos ≠0,得不是函数的对称中心,故B错误;由-1<x<2,可得--<x-<1-,由-
<--<1-<,得函数f(x)在(-1,2)上单调递增,故C正确;f(x)的图象向左平移个单位长度后得到函数f=2cos的图象,此时f为偶函数,故D错误.故选AC.
11.(2025·甘肃白银二模)已知函数f(x)=cos 2x-sin 2x,将函数f(x)的图象向左平移个单位长度后,得到函数g(x)的图象,则( )
A.g(x)=sin
B.g(x)的图象关于直线x=对称
C.g(x)在区间内单调递减
D.f(x)与g(x)的图象关于直线x=对称
[解析] 由题设f(x)=cos,则g(x)=f=cos=-sin,所以g(x)=-sin=-cos,A错误;由g=-sin=-1,故g(x)的图象关于直线x=对称,B正确;由x∈,则2x+∈,故y=sin在上单调递增,所以g(x)在区间内单调递减,C正确;由g=-sin
=sin=sin=-sin,显然g≠f(x),则f(x)与g(x)的图象不关于直线x=对称,D错误.故选BC.
12.(2026·嘉定模拟)已知A∈R,实数ω>0,f(x)=Asin,函数y=f(x)的部分图象如图所示,若该函数的最小正零点是,则ω=________.
[解析] 由图象知,A=2,因为该函数的最小正零点是,所以2sin=0,则ω+=π,解得ω=2.
13.(2026·厦门模拟)将函数f(x)=sin的图象向左平移φ个单位长度,得到函数g(x)的图象,若g(x)是奇函数,则φ=________.
[答案]
[解析] 将函数f(x)的图象向左平移φ个单位长度,得到函数g(x)=sin的图象,因为函数g(x)是奇函数,所以g(0)=sin=0,则2φ-=kπ,k∈Z,则φ=+,k∈Z,因为0<φ<,所以φ=.
14.已知f(x)=4sin(ωx+φ)·sin,如图是y=f(x)的部分图象,则φ=________;f(x)在区间[0,2 024π]内有________条对称轴.
[答案] 8 096
[解析] f(x)=4sin(ωx+φ)sin=2sin(2ωx+2φ),由题图可知f(0)=,即sin 2φ=,由于点(0,)在单调递增的区间内,故2φ=+2kπ,k∈Z,解得φ=+kπ,k∈Z,因为|φ|<,所以φ=;由图象过点,则ω+=2π,解得ω=2.故f(x)=2sin,令4x+=+kπ,k∈Z,解得x=+,k∈Z.令0≤+≤2 024π,k∈Z,则-≤k≤8 096-,k∈Z.所以f(x)在[0,2 024π]内有8 096条对称轴.
15.(2025·北京东城二模)已知函数f(x)=sin(ωx+φ)的部分图象如图所示.
(1)求ω的值;
(2)从下列三个条件中选择一个作为已知,使函数f(x)存在,并求函数f(x)在上的最大值和最小值.
条件①:函数f是奇函数;
条件②:将函数f(x)的图象向右平移个单位长度后得到y=sin ωx的图象;
条件③:f(0)=f.
[解析] (1)设f(x)的最小正周期为T,
由题意可得:=-x0=,即T=π,
且ω>0,所以ω==2.
(2)由(1)可知:f(x)=sin(2x+φ),
若选条件①:函数f=sin=sin是奇函数,
且0<φ<,则<+φ<,
可得+φ=π,解得φ=,
则f(x)=sin,
又因为x∈,则2x+∈,
可知:当2x+=,即x=时,f(x)取到最小值-;
当2x+=,即x=时,f(x)取到最大值1;
若选条件②:将函数f(x)的图象向右平移个单位长度后,
得到y=f=sin=sin=sin 2x,
且0<φ<,则-<φ-<,
可得φ-=0,解得φ=,则f(x)=sin,
又因为x∈,则2x+∈,
可知:当2x+=,即x=时,f(x)取到最小值-;
当2x+=,即x=时,f(x)取到最大值1;
若选条件③:因为f(0)=f,
即sin φ=sin,
且0<φ<,则<+φ<,
可知sin φ>0,sin<0,
即sin φ≠sin,不合题意,舍去.
1.(2026·湖北恩施模拟)要得到函数y=sin的图象,只要将函数y=cos的图象( )
A.向右平移个单位 B.向左平移个单位
C.向右平移个单位 D.向左平移个单位
[解析] 因为y=cos=cos=sin,由y=sin向左平移个单位长度,即得y=sin=sin.故选D.
2.(2026·辽宁大连阶段练习)已知函数f(x)=sin(ωx+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,再把所有点的纵坐标不变,横坐标伸长到原来的2倍,得到函数g(x)的图象,则g=( )
A. B.
C.1 D.0
[解析] 观察函数图象,函数f(x)的最小正周期T==,解得ω=2,由f=1,得2×+φ=+2kπ,k∈Z,又|φ|<,则k=0,φ=,f(x)=sin,将f(x)的图象向左平移个单位长度,得y=sin=sin的图象,因此g(x)=sin,所以g= sin =1.故选C.
3.(2025·广东佛山三模)将函数f(x)=4cos的图象向右平移个单位长度,得到函数g(x)的图象,则下列结论正确的是( )
A.g(x)是奇函数
B.g(x)的图象关于直线x=对称
C.g(x)在上的值域为[-2,4]
D.g(x)在上单调递增
[解析] 由题意知g(x)=4cos,g(x)不是奇函数,故A错误;g=4cos=2≠±4,g(x)不关于直线x=对称,故B错误;由x∈,得2x-∈,则4cos∈[-2,4],故C正确;当x∈时,2x-∈,而y=cos x在上不单调,所以g(x)在上不单调,故D错误.故选C.
A.4sin B.4sin
C.4sin D.4sin
[解析] 函数f(x)=4sin(ωx+φ)(ω>0,|φ|<π)的图象向左平移最小θ(θ>0)个单位得到g(x)=4sin ωx,则4sin[ω(x+θ)+φ]=4sin(ωx+ωθ+φ)=4sin ωx,又ω>0,|φ|<π,所以ωθ+φ=0,即θ=,所以|MN|=,三角形△AMN的面积××4=10,即=-5,又函数的周期为,所以|AM|==,联立=-5,解得:ω=,φ=-,所以f(x)=4sin,故选A.
5.(2025·湖北襄阳二模)已知函数f(x)=sin +cos +.
(1)求f(x)的单调递减区间;
(2)将函数y=f(x)的图象向右平移个单位后得到y=g(x)的图象,当函数y=g(x)-k在上有一个零点时,求k的取值范围.
[解析] (1)f(x)=sin +cos +=sin+,
令+2kπ≤+≤+2kπ(k∈Z),
解得+4kπ≤x≤+4kπ(k∈Z),
所以f(x)的单调递减区间为(k∈Z).
(2)将函数y=f(x)的图象向右平移个单位后得到g(x)=sin+,
则y=g(x)-k=sin+-k,
因为0≤x≤,所以-≤-≤π,
所以要使函数y=g(x)-k在上有一个零点,则y=g(x)与y=k只有一个交点,
结合正弦函数的图象:
可得当-≤-<0或-=,
即0≤x<或x=,
即0≤sin+<或sin+=,0≤k<或k=时,y=g(x)与y=k只有一个交点,
所以实数k的取值范围为.
(2025·湖南一模)已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)的图象如图所示,图象与x轴的交点为M,与y轴的交点为N,最高点P(1,A),且满足NM⊥NP.若将f(x)的图象向左平移1个单位得到的图象对应的函数为g(x),则g(-2)=( )
A. B.0
C. D.-
[解析] 由题知,函数f(x)的最小正周期T满足=xM-xP=-1=,解得T=6,所以ω==,则f(x)=Asin,由图象与x轴的交点为M得×+φ=kπ(k∈Z),则φ=-+kπ(k∈Z),因为|φ|<,所以φ=,即f(x)=Asin,则f(0)=Asin =A,所以f(x)图象与y轴的交点为N,则=,=,因为NM⊥NP,
所以·=-=0,解得A=-(负舍),所以A=,所以f(x)=sin,所以若将f(x)的图象向左平移1个单位得到的图象对应的函数为g(x),则g(x)=sin=cos x,所以g(-2)= cos=-cos =-.故选D.
$