内容正文:
课时规范练28 三角函数的图象与性质
(分值:95分)
(单选题每小题5分,多选题每小题6分,填空题每小题5分)
基础巩固练
1.(2025·八省联考,2)函数f(x)=cos(x+)的最小正周期是( )
A. B. C.π D.2π
2.(2026·江苏无锡期中)下列函数中,是偶函数的为( )
A.y=-sin(x+) B.y=cos(x+) C.y=tan 3x D.y=cos(2x-)
3.(2025·安徽蚌埠期中)函数f(x)=sin(2x+)在区间(-)上的值域为( )
A.(0,1] B.(-,0) C.(-,1] D.[-1,1]
4.(2025·福建三明期末)下列各点中,可以作为函数f(x)=2cos(x+)+1图象的对称中心的是( )
A.(,1) B.(,1) C.(,0) D.(,0)
5.(2026·湖南邵阳三模)下列区间中,是函数f(x)=3tan(-2x+)单调递减区间的是( )
A.(-) B.(-) C.(-π,-) D.(0,π)
6.(2026·江苏南京调研)已知函数f(x)=cos(2ωx+φ)(ω>0,0<φ<)的最小正周期为T,若f(T)=,则函数y=sin(x-6φ)+sin(2x+3φ)的最大值为( )
A.-2 B.- C.2 D.
7.(2024·北京,6)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
8.(多选题)(2024·新高考Ⅱ,9)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
9.(2026·山东威海模拟)若函数f(x)=sin(x+θ)+cos(x+θ)(0<θ<π)是奇函数,则θ的值等于 .
10.(13分)(2026·山东青岛期中)已知函数f(x)=(1-2sin2x)sin 2x+cos 4x.
(1)求f(x)的最大值及相应x的取值范围;
(2)设函数g(x)=f(ωx)(ω>0),若g(x)在区间(0,)上单调递增,求ω的取值范围.
综合提升练
11.(2022·新高考Ⅰ,6)记函数f(x)=sin(ωx+)+b(ω>0)的最小正周期为T.若<T<π,且y=f(x)的图象关于点(,2)中心对称,则f()=( )
A.1 B. C. D.
12.(2026·湖南岳阳期中)已知函数f(x)=4sin xcos x-4sin(x+)sin(x-),x∈R,则下列描述正确的是( )
A.f(x)的最小正周期是
B.f(x)在区间(-,0)上单调递增
C.直线x=是y=f(x)图象的一条对称轴
D.f(x)的最大值是4
13.(多选题)(2025·安徽阜阳模拟)已知函数f(x)=|sin x|+cos(x-),则( )
A.函数f(x)的最小正周期为2π
B.函数f(x)的图象为中心对称图形
C.函数f(x)在区间(-2π,-)上单调递增
D.关于x的方程f(x)=a在[-π,π]上至多有3个解
14.(2026·河北唐山模拟)已知f(x)=sin(2x-φ)(0<φ<)在区间(0,)上单调递增,且f(x)在区间(0,)上有最小值,那么φ的取值范围是 .
15.(15分)(2025·北京朝阳二模)已知函数f(x)=2sin xcos x+2cos2x-1.
(1)求f(x)的最小正周期和单调递增区间.
(2)设函数g(x)=f(x-φ)(0<φ<),再从条件①、条件②、条件③这三个条件中选择一个作为已知,使函数g(x)存在且唯一,求g(x)在区间[0,]上的最大值和最小值.
条件①:g(x)在区间[-]上单调递增;
条件②:g(x)的最大值为;
条件③:g(x)为偶函数.
参考答案
课时规范练28 三角函数的图象与性质
1.D 解析 依题意,f(x)的最小正周期T==2π.故选D.
2.A 解析 选项A中,y=-sin(x+)=-cos x,是偶函数;选项B中,y=cos(x+)是非奇非偶函数;选项C中,y=tan 3x是奇函数;选项D中,y=cos(2x-)=-sin x,是奇函数.故选A.
3.C 解析 由x∈(-),得2x+∈(-,π).当2x+,即x=时,f(x)=sin(2x+)取得最大值1.又f(-)=-,f()=0,故所求值域为(-,1].故选C.
4.B 解析 由x+=kπ+,k∈Z,得x=kπ+,k∈Z.取k=0,得x=.f()=1,故(,1)是对称中心.故选B.
5.A 解析 因为f(x)=3tan(-2x+)=-3tan(2x-),因此原函数的单调递减区间是函数y=tan(2x-)的单调递增区间.令kπ-<2x-<kπ+,解得<x<(k∈Z),令k=0,可得x∈(-).
故选A.
6.D 解析 因为f(x)=cos(2ωx+φ)的最小正周期为T=,f(T)=,所以f()=cos(2ω·+φ)=cos(φ+2π)=cos φ=.又0<φ<,则φ=.于是y=sin(x-π)+sin(2x+)=-sin x+cos 2x=-2sin2x-sin x+1=-2(sin x+)2+,因此当sin x=-时,函数y=sin(x-6φ)+sin(2x+3φ)取最大值为.
故选D.
7.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.
8.BC 解析 由f(x)=0,得2x=kπ,k∈Z,此时g(x)=sin(kπ-)≠0,A错误;两函数的最大值均为1,B正确;两函数的最小正周期都为π,C正确;函数f(x)图象的对称轴为x=,k∈Z,函数g(x)图象的对称轴为x=,k∈Z,D错误.故选BC.
9. 解析 由于f(x)=sin(x+θ)+cos(x+θ)=2sin(x+θ+),而f(x)是奇函数,所以θ+=kπ(k∈Z),即θ=kπ-(k∈Z).又因为0<θ<π,所以当k=1时,θ=.
10.解 (1)依题意,f(x)=cos 2xsin 2x+cos 4x=sin 4x+cos 4x=sin(4x+).
当4x+=2kπ+,k∈Z,即x=kπ+,k∈Z时,f(x)取最大值,此时f(x)=,
此时x的取值范围为{x|x=kπ+,k∈Z}.
(2)由(1)知,g(x)=sin(4ωx+) (ω>0),当x∈(0,)时,<4ωx+<2ωπ+.
由g(x)在区间(0,)上单调递增,可得2ωπ+,解得0<ω≤,
所以ω的取值范围是(0,].
11.A 解析 ∵y=f(x)的图象关于点(,2)中心对称,∴b=2,且sin(ω+)=0,∴ω+=kπ,k∈Z,解得ω=,k∈Z.∵T=,ω>0,<T<π,∴<π,∴2<ω<3.∴当k=4时,ω=符合题意.故f(x)=sin(x+)+2.∴f()=sin()+2=1.故选A.
12.B 解析 由题得,f(x)=4sin x·cos x-4sin(x+)sin(x-)=2sin 2x-4(sin x+cos x)·(sin x-cos x)=2sin 2x-2(sin2x-cos2x)=2sin 2x+2cos 2x=4sin(2x+).对于选项A,f(x)的最小正周期是=π,故A错误;对于选项B,当x∈(-,0)时,2x+∈(-),故f(x)在区间(-,0)上单调递增,故B正确;对于选项C,f()=4sin(2×)=0,故C错误;对于选项D,f(x)的最大值是4,故D错误.故选B.
13.AC 解析 当-π≤x≤0时,f(x)=-sin x+cos(x-)=cos x-sin x=cos(x+).因为x∈[-π,0],所以x+∈[-,则函数f(x)在区间[-π,-]上单调递增,函数值从-增大到1;在区间[-,0]上单调递减,函数值从1减小到.当0<x≤π时,f(x)=sin x+cos(x-) =cos x+sin x=cos(x-).因为x∈(0,π],所以x-∈(-],则函数f(x)在区间(0,]上单调递增,函数值从增大到;在区间[,π]上单调递减,函数值从减小到-,作出函数f(x)在区间[-π,π]的图象(如图所示).
对于选项A,由于f(x+2π)=|sin(x+2π)|+cos(x+2π-)=|sin x|+cos(x-)=f(x),结合函数f(x)在区间[-π,π]的图象,可知2π是f(x)的最小正周期,故A正确;对于选项B,观察函数f(x)在区间[-π,π]的图象,函数f(x)的图象在区间[-π,π]没有对称中心.又f(x)的最小正周期是2π,则函数f(x)的图象不是中心对称图形,故B错误;对于选项C,由函数f(x)在区间(0,)上单调递增,f(x)的最小正周期是2π,得函数f(x)在区间(-2π,-)上单调递增,故C正确;对于选项D,观察函数f(x)在区间[-π,π]的图象,得当<a<1时,f(x)=a有4个解,故D错误.故选AC.
14.[) 解析 因为f(x)在区间(0,)上单调递增,所以-φ<2x-φ<-φ,所以-φ≤.又f(x)在区间(0,)上有最小值,所以-φ,所以解得≤φ<,所以φ的取值范围是[).
15.解 (1)由题意得,f(x)=sin 2x+cos 2x=sin(2x+),
所以f(x)的最小正周期T==π.
由-+2kπ≤2x++2kπ(k∈Z),得-+kπ≤x≤+kπ(k∈Z),
所以f(x)的单调递增区间为[-+kπ,+kπ](k∈Z).
(2)若选择条件①:
由题意得g(x)=sin(2x-2φ+).
由(1)可知,g(x)的单调递增区间为[-+kπ+φ,+kπ+φ](k∈Z).
由g(x)在区间[-]上单调递增,得k∈Z,
解得φ=-kπ(k∈Z).
又因为0<φ<,所以φ=,
从而g(x)=sin 2x存在且唯一.
当0≤x≤时,0≤2x≤,
所以当2x=,即x=时,g(x)取得最大值;
当2x=,即x=时,g(x)取得最小值-.
若选择条件②:
由题意得,g(x)=sin(2x-2φ+),函数g(x)最大值为,则只需2x-2φ+=2kπ+,k∈Z.
由于x∈R,故φ的取值不唯一,故不符合题意,即不能选择条件②.
若选择条件③:
由题意得,g(x)=sin(2x-2φ+.由g(x)为偶函数,可知-2φ++kπ(k∈Z),解得φ=-(k∈Z).
又因为0<φ<,所以φ=,从而g(x)=sin(2x-)=-cos 2x存在且唯一.
当0≤x≤时,0≤2x≤,
所以当2x=0,即x=0时,g(x)取得最小值-;当2x=π,即x=时,g(x)取得最大值.
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