【配套K12】高考数学二轮复习 限时训练9 三角恒等变换及函数y=Asin(ωx+φ)的图象性质 文
2020届高考数学(文)二轮高分冲刺专题四:三角函数、解三角形(7)函数y=Asin(ωx+φ)的图象与性质(A)

三角函数、解三角形(7)函数y=Asin(ωx+φ)的图象与性质(A)1、将函数()sin y f x x =⋅的图象向右平移4π个单位长度后再作关于x 轴对称的曲线,得到函数212sin y x =-的图象,则()f x 的解析式为( ) A.()cos f x x = B.()2cos f x x = C.()sin f x x =D.()2sin f x x =2、先令函数cos y x =的图象上个各点纵坐标不变,横坐标变为原来的12,再把图象沿x 轴向左平移4π个单位,则所得图象对应的函数表达式为( ) A.sin 2y x =B.sin 2y x =-C.cos 24y x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭D.cos 24x y π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭3、将函数π3sin(4)6y x =+的图象上各点的横坐标伸长为原来的2倍,再向右平移π6个单位,所得函数图象的一个对称中心为( ) A. 7π(,0)48B. π(,0)3C. 7π(,0)12D. 5π(,0)84、要得到函数sin(2)3y x π=+的图象,只要将函数sin 2y x =的图象( )A.向左平移π3个单位长度B.向右平移π3个单位长度 C.向左平移π6个单位长度D.向右平移π6个单位长度5、将函数2cos2y x =的图象向右平移π2个单位长度,再将所得图象上所有点的横坐标缩短到原来的12(纵坐标不变),得到的图象对应的函数解析式为( )A.cos2y x =B.2cos y x =-C.2sin 4y x =-D.2cos 4y x =-6、已知函数()f x ,先将()f x 图象上的每一个点的纵坐标保持不变,横坐标扩大到原来的2倍;再把所得的图象沿着x 轴向左平移π2个单位长度,这样得到的是函数1sin 2y x =的图象,则函数()f x 的解析式是( )A.1π()sin 222x f x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭B.1π()sin 222x f x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭C.1π()sin 222f x x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭D.1π()sin 222f x x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭7、已知π()sin()(0,||)2f x x ωϕωϕ=+><的最小正周期为π,若其图象向左平移π3个单位长度后关于y 轴对称,则( ) A.π2,3ωϕ==B.π2,6ωϕ==C.π4,6ωϕ==D.π2,6ωϕ==-8、函数()()πsin 22f x x ϕϕ⎛⎫=+< ⎪⎝⎭的图象向左平移π6个单位后关于y 轴对称,则函数()f x 在π0,2⎡⎤⎢⎥⎣⎦上的最小值为( )A .B .12-C .12D 9、将函数()sin 2f x x =的图象向右平移02ϕϕπ⎛⎫<< ⎪⎝⎭个单位长度后得到函数()g x 的图象.若对满足12()()2f x g x -=的12,x x ,有12min 3x x π-=,则ϕ= ( )A.512πB.3π C.4πD.6π 10、把函数sin (R)y x x =∈的图象上所有的点向左平行移动π3个单位长度,再把所得图象上所有点的横坐标缩短为原来的12(纵坐标不变),得到的图象所表示的函数是( ) A.πsin(2)(R)3y x x =-∈B.πsin()(R)26x y x =+∈C.πsin(2)(R)3y x x =+∈D.2πsin(2)(R)3y x x =+∈11、将函数()cos2f x x x =-的图像向左平移 m 个单位()0m >,若所得的图像关于直线6x π=对称,则 m 的最小值为__________12、函数sin y x x =-的图像可由函数2y sinx =的图像至少向右平移__________个单位长度得到13、设函数()πcos 26f x x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,则下列结论正确的是__________①()f x 的图象关于直线3x π=对称;②()f x 的图象关于点 ,012π⎛⎫⎪⎝⎭对称;③()f x 在0,6π⎡⎤⎢⎥⎣⎦上是增函数;④()f x 的图象是由函数2y cos x =的图象向右平移12π个长度单位得到的14、将函数()sin 24f x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭的图象向右平移()0ϕϕ>个单位,所得图象关于y 轴对称,则ϕ的最小值为__________ 15、函数sin 35y x π⎛⎫=+⎪⎝⎭的图象可以先由sin y x =的图象向__________平移__________个单位,然后把所得图象上各点的横坐标__________为原来的__________倍(纵坐标不变)而得到答案以及解析1答案及解析: 答案:B解析:函数212sin cos 2y x x =-=的图象关于x 轴对称的图象对应的解析式是cos2y x -=, 所以cos 2y x =-,再向左平移4π个单位长度得 cos 2cos 2sin 22sin cos (2cos )sin 42y x x x x x x x ⎡π⎤π⎛⎫⎛⎫=-+=-+===⋅ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦.又()sin y f x x =⋅,所以()2cos f x x =.2答案及解析: 答案:B解析:第一步变换后所得的函数表达式为cos2y x =,第二步变换后所得的函数表达式是cos 2cos 2sin 242y x x x ⎡π⎤π⎛⎫⎛⎫=+=+=- ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦.3答案及解析:答案:C 解析:4答案及解析: 答案:C解析:因为ππsin(2)sin 236y x x ⎛⎫=+=+ ⎪⎝⎭,所以将函数sin 2y x =的图象向左平移π6个单位长度,就可得到函数ππsin 2sin 263y x x ⎛⎫⎛⎫=+=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭的图象.5答案及解析: 答案:D解析:将函数2cos2y x =的图象向右平移个单位长度,可得函数π2cos 2()2cos(2π)2cos 22y x x x ⎡⎤=-=-=-⎢⎥⎣⎦的图象,再将所得图像上所有点的横坐标缩短到原来的12(纵坐标不变),得到函数2cos4y x =-的图象,故选D.6答案及解析: 答案:C解析:依据题意,对函数1sin 2y x =的图象进行相反的变换.把函数1sin 2y x =的图象沿x 轴向右平移π2个单位长度,得到函数1πsin 22y x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭的图象;再把它的图象上各点的纵坐标保持不变,横坐标缩短到原来的12倍,得到函数1πsin(2)22y x =-的图象,所以1π()sin(2)22f x x =-,故选C.7答案及解析:答案:D解析:由题知条件,得2ππω=,所以2ω=,所以()sin(2)f x x ϕ=+,将()f x 的图象向左平移π3个单位长度,得到函数π2π()sin 2sin 233g x x x ϕϕ⎡⎤⎛⎫⎛⎫=++=++ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦的图象,由题意知()g x 为偶函数,则2πππ32k ϕ+=+,Z k ∈,得ππ6k ϕ=-,Z k ∈,又π||2ϕ<,所以π6ϕ=-.故选D.8答案及解析:答案:B 解析:9答案及解析: 答案:D解析:由题意可得[]12()sin 2(),,g x x x x ϕ=-应分别是12(),()f x g x 的最大值点和最小值点,112222222x k x k ϕππ=+π,2(-)=-+π, 所以1212()(Z)22x x k k k k ϕϕππ-=-π+-=π+-∈,当0k =时,12x x -取最小值23ϕππ-=,得6ϕπ=.10答案及解析: 答案:C解析:将函数sin y x =的图象向左平移π3个单位长度得到πsin()3y x =+的图象,再将其横坐标缩短为原来的12得到πsin(2)3y x =+的图象.11答案及解析:答案:6π解析:将函数()πcos22sin 26f x x x x ⎛⎫=-=- ⎪⎝⎭的图像向左平移 m 个单位,得到()π2sin 226g x x m ⎛⎫=+- ⎪⎝⎭的图像,依题意,所得图像关于直线6x π=对称,则: πππ22π,662m k k Z ⨯+-=+∈,即()ππ26k m k Z =+∈, ∵0m >, ∴当0?k =时,m 最小值6π12答案及解析: 答案:3π解析:13答案及解析: 答案:④ 解析: 因为20,336f cos πππ⎛⎫⎛⎫=-=⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭所以直线3x π=不是()f x 图象的对称轴,故①错误;又因为2112126f cos πππ⎛⎫⎛⎫=⨯-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以()f x 的图象不关于点 ,012π⎛⎫⎪⎝⎭对称,故②错误;由()2226k x k k Z ππππ-+≤-≤∈得()5,1212k x k k Z ππππ-+≤≤+∈ 令0?k =得5,1212x ππ-≤≤令1k =得13,1212x 7ππ≤≤所以()f x 在0,6π⎡⎤⎢⎥⎣⎦上不是单调函数,故③错误又因为22 126cos x cos x ππ⎛⎫⎛⎫=-=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,故④正确.14答案及解析: 答案:38π解析:15答案及解析: 答案:左; 5π;缩短;13解析:。
2022年新高考数学总复习:函数y=Asin(ωx+φ)的图象及应用

2022年新高考数学总复习:函数y =Asin(ωx +φ)的图象及应用知识点一用五点法画y =A sin(ωx +φ)一个周期内的简图用五点法画y =A sin(ωx +φ)一个周期内的简图时,要找五个关键点,如下表如示.x __-φω____-φω+π2ω____π-φω____3π2ω-φω____2π-φω__ωx +φ__0____π2____π____3π2____2π__y =A sin(ωx +φ)0A-A知识点二函数y =A sin x 的图象经变换得到y =A sin(ωx +φ)的图象的步骤如下知识点三简谐振动y =A sin(ωx +φ)中的有关物理量y =A sin(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AT =2πωf =1T =ω2π__ωx +φ__φ归纳拓展1.函数y =A sin(ωx +φ)的单调区间的“长度”为T2.2.“五点法”作图中的五个点:①y =A sin(ωx +φ),两个最值点,三个零点;②y =A cos(ωx +φ),两个零点,三个最值点.3.正弦曲线y =sin x 向左平移π2个单位即得余弦曲线y =cos x .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)y =siny =sin 的图象向右平移π2个单位长度得到的.(√)(2)将函数y =sin ωx 的图象向右平移φ(φ>0)个单位长度,得到函数y =sin (ωx -φ)的图象.(×)(3)函数y =A cos (ωx +φ)的最小正周期为T ,那么函数图象的两个相邻对称中心之间的距离为T2.(√)(4)函数y =sin x 的图象上各点纵坐标不变,横坐标缩短为原来的12,所得图象对应的函数解析式为y =sin 12x .(×)题组二走进教材2.(必修4P 55T2改编)(1)把y =sin x 的图象向右平移π3个单位,得的图象.(2)把y =sin x 的图象上所有点的纵坐标缩短到原来的12倍(横坐标不变)得__y =12sin x __的图象.(3)把y =sin的图象上所有点的横坐标缩短到原来的12倍(纵坐标不变)得__y =的图象.(4)把y =sin 2x 的图象向右平移π6个单位,得的图象.3.(必修4P 70T18改编)函数y =2sin x (C)A .2,1π,π4B .2,12π,π4C .2,1π,-π4D .2,12π,-π4[解析]由题意得A =2,T =2π2=π,∴f =1T =1π,φ=-π4.故选C .4.(必修4P 62例4改编)某地农业监测部门统计发现:该地区近几年的生猪收购价格每四个月会重复出现.下表是今年前四个月的统计情况:月份x 1234收购价格y (元/斤)6765选用一个正弦型函数来近似描述收购价格(元/斤)与相应月份之间的函数关系为__y =[解析]设y =A sin(ωx +φ)+B (A >0,ω>0),由题意得A =1,B =6,T =4,因为T =2πω,所以ω=π2,所以y =+ 6.因为当x =1时,y =6,所以6=6,结合表中数据得π2+φ=2k π,k ∈Z ,可取φ=-π2,所以y = 6.题组三走向高考5.(2019·全国卷Ⅱ)若x 1=π4,x 2=3π4是函数f (x )=sin ωx (ω>0)两个相邻的极值点,则ω=(A)A .2B .32C .1D .12[解析]依题意得函数f (x )的最小正周期T =2πω=2π,解得ω=2,选A .6.(2020·新高考Ⅰ改编,10,5分)如图是函数y =sin(ωx +φ)的部分图象,则sin(ωx +φ)=(C)A .B .2C .xD .2[解析]由题图可知,T 2=2π3-π6=π2,∴T =π,由T =2π|ω|可知,2π|ω|=π,∴|ω|=2,不妨取ω=2,则f (x )=sin(2x +φ),∴0,又∵π6是f (x )的下降零点,∴π3+φ=π+2k π,k ∈Z ,∴φ=2π3+2k π,k ∈Z ,不妨取φ=2π3,则f (x )=x sinx+π2=x f (x )=x sin π22C .7.(2020·江苏,10)将函数y =3sinx 的图象向右平移π6个单位长度,则平移后的图象中与y 轴最近的对称轴的方程是__x =-5π24__.[解析]本题考查三角函数图象的平移变换,三角函数图象的对称轴.将函数y =3sin x 的图象向右平移π6个单位长度后得到函数g (x )=3sin 2+π4=3sinx 的图象,则函数g (x )图象的对称轴方程为2x -π12=π2+k π,k ∈Z ,即x =7π24+k π2,k ∈Z ,当k =0时,x =7π24;当k =-1时,x =-5π24,所以平移后的图象中与y 轴最近的对称轴的方程是x =-5π24.考点突破·互动探究考点一“五点法”作y =A sin(ωx +φ)的图象——自主练透例1(2021·湖北黄冈元月调考)已知函数f (x )=-3cosx 1-2sin 2x .用“五点作图法”在坐标系中画出函数f (x )在[0,π]上的图象.[解析]f (x )=-3cos x 1-2sin 2x =3sin 2x +cos 2x =x 列表如下:x 0π65π122π311π12πf (x )12-21函数f (x )在[0,π]上的图象如图所示.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 =A sin(ωx +φ)或y =A cos(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.(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-φω为首项,公差为π2ω的等差数列.〔变式训练1〕设函数f (x )=cos(ωx +φ)ω>0,-π2<φ<0的最小正周期为π,且f π4=32.(1)求ω和φ的值;(2)在给定坐标系中作出函数f (x )在[0,π]上的图象.[解析](1)因为T =2πω=π,所以ω=2,又因为f π4=cos 2×π4+φcos π2+φsin φ=32且-π2<φ<0,所以φ=-π3.(2)由(1)知f (x )=cos 2x -π3列表2x -π3-π3π2π3π25π3x 0π65π122π311π12πf (x )121-112描点,连接.考点二三角函数图象的变换——多维探究角度1给定图象变换,确定函数解析式例2(2020·安徽蚌埠第二次教学质量检查)将函数f (x )=sin x +cos x 的图象上各点的纵坐标不变,横坐标缩小为原来的12,再将函数图象向左平移π3个单位后,得到的函数g (x )的解析式为(B)A .g (x )=2sinxB .g (x )=2sin xC .g (x )=2sinD .g (x )=2sinx[解析]f (x )=sin x +cos x =2sin――――――――→纵坐标不变横坐标缩小为原来的12y =2sin x――――――→向左平移π3个单位g (x )=2sin 2+π4=2sinx +1112π故选B .角度2给定变换前后函数解析式、确定图象间变换例3(2021·福建漳州八校联考改编)若函数f (x )=x g (x )=sin x 的图象,则只需将f (x )的图象(C )A .先横坐标伸长为原来的2倍,再向右平移π6个单位长度B .先向右平移π3个单位长度,再横坐标伸长为原来的2倍C .先向右平移π6个单位长度,再横坐标伸长为原来的2倍D .先横坐标伸长为原来的2倍,再向右平移π6个单位长度[解析]函数f (x )=x 2x x g (x )=sin x的图象,则只需将f (x )的图象,先横坐标伸长为原来的2倍,得到y =移π3个单位长度即可.或者,先将f (x )的图象向右平移π6得到y =sin 2x 的图象,再横坐标伸长为原来的2倍得到y =g (x )图象,故选C .角度3图象变换与性质的综合问题例4已知函数f (x )=x 现将y =f (x )的图象向左平移π12个单位长度;再将所得图象上各点的横坐标缩短为原来的12,纵坐标不变,得到函数y =g (x )的图象,则g (x )在0,5π24上的值域为(A)A .[-1,2]B .[0,1]C .[0,2]D .[-1,0][解析]把函数f (x )=2sin x 的图象向左平移π12个单位长度,可得y =2sin 2+π6=2sinx 再将所得图象上各点的横坐标缩短为原来的12,纵坐标不变,得到函数y =g (x )=2sinx 在0,5π24上,4x +π3∈π3,7π6,故当4x +π3=7π6时,g (x )取得最小值-1;当4x +π3=π2时,g (x )取得最大值2.故函数g (x )的值域为[-1,2].故选A .名师点拨图象变换:由函数y=sin x的图象通过变换得到y=A sin(ωx+φ)的图象,有两种主要途径:“先平移后伸缩”与“先伸缩后平移”.(伸缩即用xω代换原式中的x;平移即用x±|φ|代换原式中的x,规则是“左加、右减”)注意两种途径平移单位的不同,前者是|φ|个单位,后者是|φω|个单位.温馨提醒:(1)解题时首先分清原函数与变换后的函数.(2)不同名函数一般先利用诱导公式cos x=sin(3)伸缩变换比较周期即可,平移变换的确定:①由C1:y=sin(ωx+φ1),变换为C2:y=sin(ωx+φ2),分别求出“五点法”中的第一个零点x1=-φ1ω、x2=-φ2ω.比较-φ1ω、-φ2ω即可;②由C1:y=cos(ωx+φ1)变换为C2:y=sin(ωx+φ2),分别求出“五点法”中第一个“峰点”横坐标x1=-φ1ω、x2=π2-φ2ω.比较-φ1ω、π2-φ2ω即可.〔变式训练2〕(1)(角度1)把函数y=2sin x的图象向右平移π8,再把所得图象上各点的横坐标缩短到原来的12,则所得图象的解析式是(C)A.y=xB.y=xC.y=2sin4x D.y=2sin x(2)(角度2)(2017·全国)已知曲线C1:y=cos x,C2:y=x是(D)A.把C1上各点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向右平移π6个单位长度,得到曲线C2B.把C1上各点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向左平移π12个单位长度,得到曲线C2C.把C1上各点的横坐标缩短到原来的12倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向右平移π6个单位长度,得到曲线C2D.把C1上各点的横坐标缩短到原来的12倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向左平移π12个单位长度,得到曲线C2(3)(角度3)(2019·天津)已知函数f (x )=A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0,|φ|<π)是奇函数,且f (x )的最小正周期为π,将y =f (x )的图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),所得图象对应的函数为g (x ).若=2,则(C )A .-2B .-2C .2D .2[解析](1)y =x ――→右移π8个单位x -π8xy =2sin 2x ―――――――――→各点横坐标缩短为原来的12用2x 代换xy =2sin 4x ,故选C .(2)解法一:C 2:y =sin x +π2=x cos∴C 1:y =cos x ――――――――――→各点横坐标缩短到原来的12倍用2x 代换xy =cos 2x ――――――→图象左移π12个单位用x +π12代换x C 2:y =cos 选D .解法二:C 1:y =cos x =――――――――――→各点横坐标缩短到原来的12倍用2x 代换x y =x――――――→向左平移π12个单位用x +π12代换x y =sin 2+π2即C 2:y =x D .解法三:(对点法)y =cos x 的周期T 1=2π,y =sinx T 2=π,故由C 1变换到C 2横坐标缩短到原来的12倍.y =cos 2x 的第一个峰点是(0,1),y =sin x -π12,,对比两峰点可知需再把曲线左移π12个单位,故选D .(3)因为f (x )=A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0,|φ|<π)是奇函数,且其最小正周期为π,所以φ=0,ω=2,f (x )=A sin 2x ,g (x )=A sin x .又A sin π4=2,所以A =2,故f (x )=2sin 2x =2sin3π4=2,故选C .考点三已知函数图象求解析式——师生共研例5(2017·高考真题·四川卷)函数f (x )=2sin(ωx +φ>0,-π2<φ如图所示,则ω,φ的值分别是(A)A .2,-π3B .2,-π6C .4,-π6D .4,π3[解析]解法一(最值法):由题中图象可知34T =5π12--π3⇒34T =3π4⇒T =π,则ω=2πT=2ππ=2.又图象过点5π12,2则f 5π122⇒2sin 5π6+φ=2⇒sin 5π6+φ1.∵-π2<φ<π2,∴π3<φ+5π6<4π3.∴5π6+φ=π2,∴φ=-π3.故选A .解法二(五点法):由解法一得ω=2,5π12,2是五点中的第二个点.故5π12×2+φ=π2,解得φ=-π3,故选A .方法三(五点法):由方法一得ω=2-π3,0则-π3×2+φ0=π,∴φ0=53π=2π-π3.取φ=-π3即可.名师点拨确定y =A sin(ωx +φ)+B (A >0,ω>0)的解析式的步骤(1)求A ,B ,确定函数的最大值M 和最小值m ,则A =M -m 2,B =M +m2.(2)求ω,确定函数的周期T ,则ω=2πT.(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.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;“第二点”(即图象的“峰点”)为ωx +φ=π2;“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=3π2;“第五点”(即图象上升时与x 轴的交点)为ωx +φ=2π.〔变式训练3〕(2020·河北涞水波峰中学期中)已知函数f (x )=2sin(ωx +φ>0,φ∈π2,如图所示,其中f (0)=1,|MN |=52,将f (x )的图象向右平移1个单位长度,得到函数g (x )的图象,则g (x )的解析式是(A)A .g (x )=2cos π3xB .g (x )=C .g (x )=D .g (x )=-2cos π3x[解析]设函数f (x )的最小正周期为T .由题图及|MN |=52,得T 4=32,则T =6,ω=π3.又由f (0)=1,φ∈π2,π得sin φ=12,φ=5π6.所以f (x )=则g (x )=2sin π3(x -1)+5π6=2cos π3x .故选A .考点四三角函数图象与性质的综合应用——师生共研例6已知函数f (x )=3sin(ωx +φ)-cos(ωx +φ)(0<φ<π,ω>0)为偶函数,且函数y =f (x )图象的两相邻对称轴之间的距离为π2.(1)求f(2)求函数y =f (x )+f x 的值.[解析](1)f (x )=3sin(ωx +φ)-cos(ωx +φ)=232sin (ωx +φ)-12cos (ωx +φ)=+φ因为f (x )为偶函数,所以φ-π6=π2+k π(k ∈Z ),解得φ=2π3+k π(k ∈Z ).又0<φ<π,所以φ=2π3.所以f (x )=2cos ωx .由题意得2πω=2×π2,所以ω=2.所以f (x )=2cos 2x .故2cos π4= 2.(2)y =2cos 2x +2cos 2=2cos 2x +x=2cos 2x -2sin 2x =22sin 2当π4-2x =2k π+π2(k ∈Z ),即x =k π-π8(k ∈Z )时,y 有最大值22.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 =A sin(ωx +φ)+B 的形式,再借助y =A sin(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.〔变式训练4〕(2020·陕西宝鸡一模)已知函数f (x )=2sin x cos x +23cos 2x -3.(1)求函数f (x )的单调递减区间;(2)将函数f (x )的图象向左平移π6个单位长度,再将所得图象上各点的横坐标缩短为原来的12,纵坐标不变,得到函数g (x )的图象,求g (x )-π12,[解析]本题考查三角函数的单调区间、图象变换和在限定区间上的值域.(1)由题意,f (x )=2sin x cos x +23cos 2x -3=sin 2x +3cos 2x =x 令2k π+π2≤2x +π3≤2k π+3π2(k ∈Z ),解得k π+π12≤x ≤k π+7π12(k ∈Z ).因此,函数f (x )的单调递减区间是k π+π12,k π+7π12(k ∈Z ).(2)由题意,g (x )=x x又x -π12,4x +2π3∈因此,函数g (x )-π12,(-1,2].名师讲坛·素养提升三角函数中有关参数ω的求解问题一、三角函数的周期T 与ω的关系例7为了使函数y =sin ωx (ω>0)在区间[0,1]上至少出现50次最大值,则ω的最小值是(B)A .98πB .1972πC .1992πD .100π[解析]由题意,至少出现50次最大值即至少需用4914个周期,=1974·2πω≤1,所以ω≥1972π,故选B .名师点拨这类三角函数试题直接运用T 与ω的关系T =2πω,再结合条件,一般可以轻松处理.二、三角函数的单调性与ω的关系例8若函数f (x )=sin ωx (ω>0)在区间π3,π2上单调递减,则ω的取值范围是(D )A .0,23B .0,32C .23,3D .32,3[解析]令π2+2k π≤ωx ≤3π2+2k π(k ∈Z ),得π2ω+2k πω≤x ≤3π2ω+2k πω,因为f (x )在π3,π2上+2k πω≤π3,≤3π2ω+2k πω,得6k +32≤ω≤4k +3.又ω>0,所以k ≥0,又6k +32≤4k+3,得0≤k <34,所以k =0.从而32≤ω≤3,故选D .名师点拨根据正弦函数的单调递减区间,确定函数f (x )的单调递减区间,根据函数f (x )=sin ωx (ω>0)在区间π3,π2上单调递减,建立不等式,即可求ω的取值范围.三、三角函数最值与ω的关系例9已知函数f (x )=2sin ωx 在区间-π3,π4上的最小值为-2,求ω的取值范围.[解析]显然ω≠0.若ω>0,当x ∈-π3,π4时,-π3ω≤ωx ≤π4ω,因为函数f (x )=2sin ωx 在区间-π3,π4上的最小值为-2,所以-π3ω≤-π2,解得ω≥32.若ω<0,当x ∈-π3,π4时,π4ω≤ωx ≤-π3ω,因为函数f (x )=2sin ωx 在区间-π3,π4上的最小值为-2.所以π4ω≤-π2,解得ω≤-2.综上所述,符合条件的实数ω的取值范围是(-∞,-2]∪32,+〔变式训练5〕(1)若函数f (x )=2cos T ,且T ∈(1,3),则正整数ω的最大值为__6__.(2)若函数y =2cos ωx 在区间0,2π3上递减,且有最小值1,则ω的值可以是(B )A .2B .12C .3D .13[解析](1)因为1<T =2πω<3,所以2π3<ω<2π,又因为ω为正整数,所以ω的最大值为6.(2)由y =2cos ωx 在0,2π3上是递减的,且有最小值1,则有2××23π1⇒cos 2π3ω=12.检验各数据,得出B 项符合.故选B .。
高三数学二轮复习查漏补缺课时练习:(十九)第19讲函数y=Asin(ωx+φ)的图像及三角函数模型的简单应

5.函数 f(x)= tan ωx(ω>0)的图像的相邻两支截直线
y= 2 所得线段长为 π2,则 f
π 6
的值是
.
能力提升
图 K19 -2
6.已知函数 f(x)=A sin(ωx+φ) x∈ R,A> 0,ω>0,
φ
<π
2
的部分图像如图
K19 -2 所示 ,则 f(x)的解析式是
()
π
A .f(x)= 2sin πx+ 6
π
= tan3= √3.
6.A
[解析 ] 由题图可知 f
1 3
= 2,f
5 6
= 0,验证可知 ,选项 A 正确 .
7.B
[解析 ]
将函数 y= cos ωx(ω>0)的图像向右平移
π3个单位长度 ,得到 y= cos ω
π
x-3 = cos
课时作业 ( 十九 )
时间 / 45 分钟 分值 / 100 分
第 19 讲 函数 y=A sin( ωቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ+φ)的图像及三角函数模型的简单应用
基础热身
1.函数 f(x)= 2sin -3x+π5 的最小正周期和振幅分别是 A .π,1 B.π,4
C.23π,2
D .π3, 2
()
2.已知函数 f(x)= sin(2x+φ)(0≤ φ≤ π)有一个零点为 π3 ,则 φ的值是
1,
1
则f 3 =
.
12.设 P 为函数
π
f(x)= sin2 x 的图像上的一个最高点
π
,Q 为函数 g(x)= cos 2x 的图像上的一个最低点
, 则 |PQ|
2024届高考二轮复习数学课件(新高考新教材):三角函数的图象与性质

f(π-x)=sin(π-x)+cos(π-x)sin(π-x)=sin x-cos xsin x≠f(x),因此 f(x)的图象关于直
∴f
4π
3
13π
+
6
=f
π
3
π
2- 6
.
=0,f
7π
-4
=f
π
4
4
13π π
T=3 × 12 - 3
π
=2,∴φ=- +2kπ,k∈Z.
6
=1.
=π, 故 ω=2.
由(f(x)-1)(f(x)-0)>0,得 f(x)<0 或 f(x)>1.
结合题中图象可知,满足 f(x)>1 的 x 离 y 轴最近的正数取值区间为
A.-4
B.4
1
C.3
)
1
D.
3
答案 C
解析 ∵cos
则 tan
π
-
4
π
+
2
=
=2cos(π-α),∴-sin α=-2cos α,即 tan α=2,
1-tan 1
=- .
1+tan 3
规律方法点的坐标与三角函数值的关系
根据三角函数的定义,可以由给定角的终边上一点的坐标,求出该角的各个
三角函数值;反之,当给定
y=sin(ωx-φ).
3.三角函数的周期性
2π
(1)f(x)=Asin(ωx+φ)和 f(x)=Acos(ωx+φ)(Aω≠0)的最小正周期为||.
2020届高考数学二轮教师用书:第三章第4节 函数y=Asin(ωx+φ)的图象及三角函数模型的简单应用

第4节函数y=A sin(ωx+φ)的图象及三角函数模型的简单应用1.“五点法”作函数y=A sin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的简图“五点法”作图的五点是在一个周期内的最高点、最低点及与x轴相交的三个点,作图时的一般步骤为:(1)定点:如下表所示.x -φωπ2-φωπ-φω3π2-φω2π-φωωx+φ0π2π3π22πy=A sin(ωx+φ)0 A 0-A 0(2)作图:在坐标系中描出这五个关键点,用平滑的曲线顺次连接得到y=A sin(ωx+φ)在一个周期内的图象.(3)扩展:将所得图象,按周期向两侧扩展可得y=A sin(ωx+φ)在R上的图象.2.函数y=A sin(ωx+φ)中各量的物理意义当函数y=A sin(ωx+φ)(A>0,ω>0),x∈[0,+∞)表示简谐振动时,几个相关的概念如下表:简谐振动振幅周期频率相位初相y=A sin(ωx+φ) (A>0,ω>0),x∈[0,+∞)A T=2πωf=1Tωx+φφ3.函数y=sin x的图象经变换得到y=A sin(ωx+φ)的图象的两种途径y=A sin(ωx+φ)(A>0,ω>0)中各个字母的含义A所起的作用是图象上每个点的横坐标不变,纵坐标变化为原来的A倍,简称为振幅变换;ω所起的作用是图象上的每个点的纵坐标不变,横坐标变化为原来的1ω倍,简称为周期变换;φ所起的作用是将函数图象左右平移⎪⎪⎪⎪φω个单位,简称为相位变换.[思考辨析]判断下列说法是否正确,正确的在它后面的括号里打“√”,错误的打“×”. (1)将函数y =sin ωx 的图象向右平移φ(φ>0)个单位长度,得到函数y =sin(ωx -φ)的图象.( )(2)要得到函数y =sin ωx (ω>0)的图象,只需将函数y =sin x 上所有点的横坐标变为原来的ω倍.( )(3)将函数y =sin x 图象上各点的纵坐标变为原来的A (A >0)倍,便得到函数y =A sin x 的图象.( )(4)函数f (x )=sin 2x 的最小正周期和最小值分别为π,0.( )(5)函数y =A cos(ωx +φ)的最小正周期为T ,那么函数图象的两个相邻对称中心之间的距离为T2.( ) 答案:(1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)√ [小题查验]1.函数y =sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3在区间⎣⎡⎦⎤-π2,π上的简图是( )解析:A [令x =0得y =sin ⎝⎛⎭⎫-π3=-32,排除B ,D.由f ⎝⎛⎭⎫-π3=0,f ⎝⎛⎭⎫π6=0,排除C ,故选A.]2.将函数f (x )=sin ωx (其中ω>0)的图象向右平移π4个单位长度,所得图象经过点⎝⎛⎭⎫3π4,0,则ω的最小值是( )A.13 B .1 C.53D .2解析:D [根据题意平移后函数的解析式为 y =sin ω⎝⎛⎭⎫x -π4, 将⎝⎛⎭⎫3π4,0代入得sin ωπ2=0,则ω=2k ,k ∈Z ,且ω>0,故ω的最小值为2.] 3.(教材改编)函数y =23sin ⎝⎛⎭⎫12x -π4的振幅为 ________ ,周期为 ________ ,初相为 ________ .答案:23 4π -π44.(2019·全国Ⅱ卷)若x 1=π4,x 2=3π4是函数f (x )=sin ωx (ω>0) 两个相邻的极值点,则ω=( )A .2 B.32 C .1D.12解析:A [由正弦函数图象可知T 2=x 2-x 1=3π4-π4=π2,∴T =π,∴ω=2πT =2ππ=2.]5.把函数y =sin ⎝⎛⎭⎫5x -π2的图象向右平移π4个单位,再把所得函数图象上各点的横坐标缩短为原来的12,所得的函数解析式为 ________ .解析:将原函数的图象向右平移π4个单位,得到函数y =sin ⎣⎡⎦⎤5⎝⎛⎭⎫x -π4-π2=sin ⎝⎛⎭⎫5x -7π4的图象;再把所得函数图象上各点的横坐标缩短为原来的12,得到函数y =sin ⎝⎛⎭⎫10x -7π4的图象. 答案:y =sin ⎝⎛⎭⎫10x -7π4考点一 由图象确定y =A sin(ωx +φ)的解析式(自主练透)[题组集训]1.(2016·全国Ⅱ卷)函数y =A sin(ωx +φ)的部分图象如图所示,则( )A .y =2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6 B .y =2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3 C .y =2sin ⎝⎛⎭⎫x +π6 D .y =2sin ⎝⎛⎭⎫x +π3 解析:A [由题图可知,T =2⎣⎡⎦⎤π3-⎝⎛⎭⎫-π6=π,所以ω=2,由五点作图法可知2×π3+φ=π2,所以φ=-π6,所以函数的解析式为y =2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6,故选A.] 2.已知函数f (x )=A tan(ωx +φ)⎝⎛⎭⎫ω>0,|φ|<π2,y =f (x )的部分图象如图所示,则f ⎝⎛⎭⎫π24等于( )A .2+ 3 B. 3 C.33D .2- 3解析:B [由图形知,T =πω=2⎝⎛⎭⎫38π-π8=π2,∴ω=2. 由2×38π+φ=k π,k ∈Z ,得φ=k π-34π,k ∈Z .又∵|φ|<π2,∴φ=π4.由A tan(2×0+π4)=1,知A =1,∴f (x )=tan ⎝⎛⎭⎫2x +π4, ∴f ⎝⎛⎭⎫π24=tan ⎝⎛⎭⎫2×π24+π4=tan π3= 3.] 3.已知函数f (x )=A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0,|φ|<π)图象的最高点的纵坐标是4,相邻的两对称中心的距离为π2,图象经过点⎝⎛⎭⎫π6,0,则函数f (x )的解析式为 ________ . 解析:由题意知A =4,T =2×π2=π(相邻两对称中心的距离是半个周期),∴2πω=π,则ω=2,∴f (x )=4sin(2x +φ).又函数图象经过点⎝⎛⎭⎫π6,0, ∴4sin ⎝⎛⎭⎫2×π6+φ=0, ∴φ+π3=k π(k ∈Z ),∴φ=k π-π3(k ∈Z ).又|φ|<π,∴φ=-π3或φ=2π3.∴f (x )=4sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3或f (x )=4sin ⎝⎛⎭⎫2x +2π3. 答案:f (x )=4sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3或f (x )=4sin ⎝⎛⎭⎫2x +2π3确定y =A sin(ωx +φ)+b (A >0,ω>0)的步骤和方法(1)求A ,b :确定函数的最大值M 和最小值m ,则A =M -m 2,b =M +m2; (2)求ω:确定函数的周期T ,则可得ω=2πT ;(3)求φ:常用的方法有:①代入法:把图象上的一个已知点代入(此时A ,ω,b 已知)或代入图象与直线y =b 的交点求解(此时要注意交点在上升区间上还是在下降区间上).②五点法:确定φ值时,往往以寻找“五点法”中的某一个点为突破口.具体如下: “第一点”(即图象上升时与x 轴的交点)时ωx +φ=0;“第二点”(即图象的“峰点”)时ωx +φ=π2;“第三点”(即图象下降时与x 轴的交点)时ωx +φ=π;“第四点”(即图象的“谷点”)时ωx +φ=3π2;“第五点”时ωx +φ=2π.考点二 由图象变换法确定y =A sin(ωx +φ)的解析式(子母变式)[母题] (2016·全国Ⅰ卷)将函数y =2 sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6的图象向右平移14个周期后,所得图象对应的函数为( )A .y =2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π4 B .y =2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3 C .y =2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π4 D .y =2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3 [解析] D [函数y =2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6的周期为T =2π2=π,所以函数y =2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6的图象向右平移14个周期,即为函数y =2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6的图象向右平移π4个单位,可得图象对应的函数为y =2sin ⎣⎡⎦⎤2⎝⎛⎭⎫x -π4+π6, 即y =2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3,故选D.] [子题1] 将母题变为:由函数y =sin x 的图象作怎样的变换可得到y =2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6的图象?解:把y =sin x 的图象上所有的点向右平移π6个单位,得到y =sin ⎝⎛⎭⎫x -π6的图象,再把y =sin ⎝⎛⎭⎫x -π6的图象上的点的横坐标缩短到原来的12倍(纵坐标不变),得到y =sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6的图象,最后把y =sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6上所有点的纵坐标伸长到原来的2倍(横坐标不变),即可得到y = 2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6的图象. [子题2] 将母题中函数y =2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6的图象向左平移m (m >0)个单位长度后,所得到的图象关于y 轴对称,则m 的最小值为 ________ .解析:把y =2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6图象上所有的点向左平移m 个单位长度后,得到y =2sin [2(x +m )+π6]的图象,此图象关于y 轴对称.则2m +π6=k π+π2(k ∈Z ),m =12k π+π6(k ∈Z ),m >0,∴m 的最小值为π6.答案:π6[子题3] 将母题变为:若将函数y =tan ⎝⎛⎭⎫ωx +π4(ω>0)的图象向右平移π6个单位长度后,与函数y =tan ⎝⎛⎭⎫ωx +π6的图象重合,则ω的最小值为 ________ .解析:将函数y =tan ⎝⎛⎭⎫ωx +π4(ω>0)的图象向右平移π6个单位长度后,得到函数y =tan ⎝⎛⎭⎫ωx +π4-ωπ6(ω>0)的图象,与函数y =tan ⎝⎛⎭⎫ωx +π6的图象重合,所以π4-ωπ6=π6+k π(k ∈Z ),所以k =0时,ω的最小值为12.答案:12函数y =A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0)的图象的两种作法(1)五点法:用“五点法”作y =A sin(ωx +φ)的简图,主要是通过变量代换,设z =ωx +φ,由z 取0,π2,π,3π2,2π来求出相应的x ,通过列表,计算得出五点坐标,描点后得出图象.(2)图象变换法:由函数y =sin x 的图象通过变换得到y =A sin(ωx +φ)的图象,有两种主要途径“先平移后伸缩”与“先伸缩后平移”.易错警示:平移变换和伸缩变换都是针对x 而言,即x 本身加减多少值,而不是依赖于ωx 加减多少值.考点三 三角函数模型及其应用(师生共研)数学建模——三角函数实际问题中的核心素养数学建模是通过计算得到结果来解释实际问题,并接受实际的检验,具体来讲,是运用数学的语言和方法,通过抽象、简化建立能近似刻画并“解决”实际问题的一种强有力的数学手段.[典例]某实验室一天的温度(单位:℃)随时间t(单位:h)的变化近似满足函数关系:f(t)=10-3cos π12t-sinπ12t,t∈[0,24).(1)求实验室这一天的最大温差;(2)若要求实验室温度不高于11 ℃,则在哪段时间实验室需要降温?[思维导引]利用辅助角公式将f(t)=10-3cos π12t-sinπ12t化为y=A sin(ωx+φ)的形式就可以转化为求f(t)的最值问题和解不等式f(t)>11求t的取值范围问题.解:(1)因为f (t )=10-2⎝⎛⎭⎫32cos π12t +12sin π12t=10-2sin ⎝⎛⎭⎫π12t +π3, 又0≤t <24,所以π3≤π12t +π3<7π3,当t =2时,sin ⎝⎛⎭⎫π12t +π3=1; 当t =14时,sin ⎝⎛⎭⎫π12t +π3=-1. 于是f (t )在[0,24)上取得最大值是12 ℃,取得最小值8 ℃.故实验室这一天的最高温度为12 ℃,最低温度为8 ℃,最大温差为4 ℃. (2)依题意,当f (t )>11时,实验室需要降温. 由(1)得f (t )=10-2sin ⎝⎛⎭⎫π12t +π3, 故有10-2sin ⎝⎛⎭⎫π12t +π3>11, 即sin ⎝⎛⎭⎫π12t +π3<-12. 又0≤t <24,因此7π6<π12t +π3<11π6,即10<t <18.故在10时至18时实验室需要降温.三角函数模型的应用体现在两方面:一是已知函数模型求解数学问题,二是把实际问题抽象转化成数学问题,建立数学模型,再利用三角函数的有关知识解决问题.[跟踪训练]如图所示,某地夏天从8~14时用电量变化曲线近似满足函数y =A sin(ωx +φ)+b ,φ∈(0,π).(1)求这一天的最大用电量及最小用电量; (2)写出这段曲线的函数解析式.解:(1)最大用电量为50万度,最小用电量为30万度. (2)观察图象,可知从8~14时的图象是y = A sin(ωx +φ)+b 的半个周期的图象. ∴A =12×(50-30)=10,b =12×(50+30)=40.∴T 2=14-8=12·2πω,∴ω=π6, ∴y =10sin ⎝⎛⎭⎫π6x +φ+40. 将x =8,y =30代入上式,解得φ=π6,∴所求解析式为y =10sin ⎝⎛⎭⎫π6x +π6+40,x ∈[8,14].1.(2020·惠州市模拟)将函数y =sin ⎝⎛⎭⎫x +π6的图象上各点的横坐标变为原来的12(纵坐标不变),再往上平移1个单位,所得图象对应的函数在下面哪个区间上单调递增( )A.⎝⎛⎭⎫-π3,π3 B.⎝⎛⎭⎫-π2,π2 C.⎝⎛⎭⎫-π3,π6 D.⎝⎛⎭⎫-π6,2π3 解析:C [函数y =sin ⎝⎛⎭⎫x +π6的图象上各点的横坐标变为原来的12(纵坐标不变),得到函数y =sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6的图象;再往上平移1个单位,得到函数y =sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6+1的图象;令-π2+2k π≤2x +π6≤π2+2k π,k ∈Z ,解得-π3+k π≤x ≤k π+π6,k ∈Z ,所得图象对应的函数在区间⎝⎛⎭⎫-π3,π6上单调递增.故选C.]2.(2020·吴忠市模拟)已知函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫x -π3,要得到g (x )=cos x 的图象,只需将函数y =f (x )的图象( )A .向右平移5π6个单位B .向右平移π3个单位C .向左平移π3个单位D .向左平移5π6个单位解析:D [将函数y =f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫x -π3的图象向左平移5π6个单位,可得y =sin ⎝⎛⎭⎫x +5π6-π3=cos x 的图象,故选D.]3.(2020·长沙市一模)函数f (x )=sin(ωx +φ)(ω>0,0<φ<π)的图象中相邻对称轴的距离为π2,若角φ的终边经过点(3,3),则f ⎝⎛⎭⎫π4的值为( ) A.32B. 3 C .2D .2 3解析:A [由题意相邻对称轴的距离为π2,可得周期T =π,那么ω=2,角φ的终边经过点(3,3),在第一象限.即tan φ=33,∴φ=π6.故得f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6, 则f ⎝⎛⎭⎫π4=sin ⎝⎛⎭⎫π2+π6=cos π6=32.] 4.(2020·永州市模拟)将函数f (x )=sin(2x +φ)⎝⎛⎭⎫|φ|<π2的图象向左平移π6个单位后的图形关于原点对称,则函数f (x )在⎣⎡⎦⎤0,π2上的最小值为( ) A.32B.12 C .-12D .-32解析:D [函数f (x )=sin (2x +φ)⎝⎛⎭⎫|φ|<π2的图象向左平移π6个单位后,得到函数 y =sin ⎣⎡⎦⎤2⎝⎛⎭⎫x +π6+φ=sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3+φ的图象,再根据所得图象关于原点对称,可得π3+φ=k π,k ∈Z ,∴φ=-π3,f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3.由题意x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2,得2x -π3∈⎣⎡⎦⎤-π3,2π3,∴sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3∈⎣⎡⎦⎤-32,1∴函数y =sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3在区间⎣⎡⎦⎤0,π2的最小值为-32.] 5.(2020·呼伦贝尔市一模)如图,某地一天中6时至14时的温度变化曲线近似满足函数y =A sin (ωx +φ)+b (其中A >0,ω>0,-π<φ<π),那么中午12时温度的近似值(精确到1℃)是( )A .25 ℃B .26 ℃C .27 ℃D .28 ℃解析:C [由函数y =A sin (ωx +φ)+b (其中A >0,ω>0,-π<φ<π)的图象,可得b =20,A =30-102=10,12·2πω=14-6,得ω=π8.再根据五点法作图可得π8·6+φ=3π2,φ=3π4,故 y=10sin ⎝⎛⎭⎫π8x +3π4+20.令x =12,求得y =52+20≈27,故选C.]6.函数y =sin x - 3 cos x 的图象可由函数y =2sin x 的图象至少向右平移 ______ 个单位长度得到.解析:∵y =sin x -3cos x =2sin ⎝⎛⎭⎫x -π3, f (x )=2sin x ,∴f (x -φ)=2sin (x -φ)(φ>0), 依题意可得2sin(x -φ)=2sin ⎝⎛⎭⎫x -π3, ∴-φ=2k π-π3(k ∈Z ),∴φ=-2k π+π3(k ∈Z ),当k =0时,正数φmin =π3.答案:π37.(2020·安顺市模拟)函数f (x )=A sin (ωx +φ)(A ,ω,φ是常数,A >0,ω>0,|φ|<π2)的部分图象如图所示,则f (0)= ________ .解析:由函数f (x )=A sin (ωx +φ)的部分图象知,A =2,T =4×⎝⎛⎭⎫5π6-7π12=π,∴ω=2πT =2.又x =5π6时,f ⎝⎛⎭⎫5π6=2sin ⎝⎛⎭⎫2×5π6+φ=-2, ∴5π3+φ=3π2+2k π,k ∈Z ; ∴φ=-π6+2k π,k ∈Z ;∴f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6+2k π=2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6; ∴f (0)=2sin ⎝⎛⎭⎫-π6=-22. 答案:-228.(2020·黄山市一模)将函数f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫ωx +π3(ω>0)的图象向右平移π3ω个单位,得到函数y =g (x )的图象,若y =g (x )在⎣⎡⎦⎤0,π4上为增函数,则ω的最大值为 ________ . 解析:函数 f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫ωx +π3(ω>0)的图象向右平移π3ω个单位, 得到函数y =g (x )=2sin ⎣⎡⎦⎤ω⎝⎛⎭⎫x -π3ω+π3=2sin ωx , y =g (x )在⎣⎡⎦⎤0,π4上为增函数, 所以T 4≥π4,即14×2πω≥π4,ω≤2,所以ω的最大值为2.答案:29.(2020·玉溪市模拟)已知函数f (x )=sin 2x +3sin x ·cos x +2cos 2x ,x ∈R(1)求函数f (x )的最小正周期和单调递减区间;(2)函数f (x )的图象可以由函数y =sin 2x 的图象经过怎样的变换得到? 解:(1)f (x )=sin 2x +3sin x ·cos x +2cos 2x =32sin 2x +cos 2x +1 =32sin 2x +cos 2x +12+1=sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6+32, 函数的最小正周期为T =2π2=π.令π2+2k π≤2x +π6≤3π2+2k π(k ∈Z ),解得π6+k π≤x ≤k π+2π3(k ∈Z ), 函数的单调递减区间为⎣⎡⎦⎤π6+k π,2π3+k π(k ∈Z ). (2)函数y =sin 2x 的图象向左平移π12个单位得到函数y =sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6的图象,再将函数图象向上平移32个单位得到f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6+32的图象. 10.(2020·西城区期末)已知函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6. (1)请用“五点法”画出函数f (x )在一个周期上的图象;(2)求f (x )在区间⎣⎡⎦⎤π12,π2上的最大值和最小值; (3)写出f (x )的单调递增区间.解:(1)令X =2x +π6,则y =sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6=sin X . 列表:x -π12 π6 5π12 2π3 11π12 X 0 π2 π 3π2 2π y =sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6 01-1描点,画出函数f (x )在⎣⎡⎦⎤-π12,11π12上的图象:(2)因为π12≤x ≤π2,所以π3≤2x +π6≤7π6,当2x +π6=π2,即x =π6时,sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6最大值等于1,即f (x )的最大值等于1; 当2x +π6=7π6,即x =π2时,sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6最小值等于-12,即f (x )的最小值等于-12. 所以f (x )在区间⎣⎡⎦⎤π12,π2上的最大值为1,最小值为-12. (3)根据函数的图象知,f (x )的单调递增区间为⎣⎡⎦⎤-π3+k π,π6+k π(k ∈Z ).。
最新年高考数学二轮复习 专题能力训练9 三角函数的图象与性质 理(考试必备)

专题能力训练9 三角函数的图象与性质一、能力突破训练1.为了得到函数y=sin的图象,只需把函数y=sin 2x的图象上所有的点()A.向左平行移动个单位长度B.向右平行移动个单位长度C.向左平行移动个单位长度D.向右平行移动个单位长度2.设θ∈R,则“”是“sin θ<”的()A.充分而不必要条件B.必要而不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件3.若将函数y=2sin 2x的图象向左平移个单位长度,则平移后图象的对称轴为()A.x=(k∈Z)B.x=(k∈Z)C.x=(k∈Z)D.x=(k∈Z)4.(2018全国Ⅱ,理10)若f(x)=cos x-sin x在[-a,a]是减函数,则a的最大值是()A. B. C. D.π5.函数f(x)=A sin(ωx+φ)的图象关于直线x=对称,若它的最小正周期为π,则函数f(x)的图象的一个对称中心是()A. B.C. D.6.在平面直角坐标系xOy中,角α与角β均以Ox为始边,它们的终边关于y轴对称.若sin α=,则cos(α-β)= .7.定义一种运算:(a1,a2)⊗(a3,a4)=a1a4-a2a3,将函数f(x)=(,2sin x)⊗(cos x,cos 2x)的图象向左平移n(n>0)个单位所得图象对应的函数为偶函数,则n的最小值为.8.函数f(x)=A sin(ωx+φ)的部分图象如图所示,则f(x)= .9.已知函数f(x)=sin x+λcos x的图象的一个对称中心是点,则函数g(x)=λsin x cosx+sin2x的图象的一条对称轴是.(写出其中的一条即可)10.已知函数f(x)=sin2x-cos2x-2sin x cos x(x∈R).(1)求f的值;(2)求f(x)的最小正周期及单调递增区间.11.已知函数f(x)=sin2x-sin2,x∈R.(1)求f(x)的最小正周期;(2)求f(x)在区间上的最大值和最小值.二、思维提升训练12.下图是函数f(x)=2sin(ωx+φ)(ω>0,0≤φ≤π)的部分图象,其中A,B两点之间的距离为5,则f(-1)等于()A.2B.C.-D.-213.设函数f(x)=2sin(ωx+φ),x∈R,其中ω>0,|φ|<π,若f=2,f=0,且f(x)的最小正周期大于2π,则()A.ω=,φ=B.ω=,φ=-C.ω=,φ=-D.ω=,φ=14.函数y=的图象与函数y=2sin πx(-2≤x≤4)的图象所有交点的横坐标之和等于()A.2B.4C.6D.815.如果两个函数的图象平移后能够重合,那么称这两个函数为“互为生成”函数.给出下列四个函数:①f(x)=sin x+cos x;②f(x)=(sin x+cos x);③f(x)=sin x;④f(x)=sin x+.其中为“互为生成”函数的是.(填序号)16.如图,在同一个平面内,向量的模分别为1,1,的夹角为α,且tanα=7,的夹角为45°.若=m+n(m,n∈R),则m+n= .17.已知函数f(x)的图象是由函数g(x)=cos x的图象经如下变换得到:先将g(x)图象上所有点的纵坐标伸长到原来的2倍(横坐标不变),再将所得到的图象向右平移个单位长度.(1)求函数f(x)的解析式,并求其图象的对称轴方程;(2)已知关于x的方程f(x)+g(x)=m在[0,2π)内有两个不同的解α,β.①求实数m的取值范围;②证明:cos(α-β)=-1.专题能力训练9三角函数的图象与性质一、能力突破训练1.D解析由题意,为得到函数y=sin=sin,只需把函数y=sin 2x的图象上所有点向右平行移动个单位长度,故选D.2.A解析当时,0<θ<,∴0<sin θ<∴是“sin θ<的充分条件.当θ=-时,sin θ=-,但不满足∴不是“sin θ<的必要条件.∴是“sin θ<的充分而不必要条件.故选A.3.B解析由题意可知,将函数y=2sin 2x的图象向左平移个单位长度得y=2sin=2sin的图象,令2x++kπ(k∈Z),得x=(k∈Z).故选B.4.A解析f(x)=cos ,图象如图所示,要使f(x)在[-a,a]上为减函数,a最大为5.B解析由题意知T=π,则ω=2.由函数图象关于直线x=对称,得2+φ=+kπ(k∈Z),即φ=-+kπ(k∈Z).∵|φ|<,∴φ=-,∴f(x)=A sin令2x-=kπ(k∈Z),则x=(k∈Z).∴函数f(x)的图象的一个对称中心为故选B.6.-解析方法1:因为角α与角β的终边关于y轴对称,根据三角函数定义可得sin β=sin α=,cos β=-cos α,因此,cos(α-β)=cos αcos β+sin αsin β=-=-方法2:由角α与角β的终边关于y轴对称可得β=(2k+1)π-α,k∈Z,则cos(α-β)=cos[2α-(2k+1)π]=-cos 2α=2sin2α-1=2-1=-7解析f(x)=cos 2x-2sin x cos x=cos 2x-sin 2x=2cos,将f(x)的图象向左平移n个单位对应的函数解析式为f(x)=2cos=2cos,要使它为偶函数,则需要2n+=kπ(k∈Z),所以n=(k∈Z).因为n>0,所以当k=1时,n有最小值8sin解析由题意得A=,函数的周期为T=16.∵T=,∴ω=,此时f(x)=sin由f(2)=,即sin=sin=1,则+φ=2kπ+,k∈Z,解得φ=2kπ+,k∈Z.∵|φ|<,∴φ=,∴函数的解析式为f(x)=sin9.x=-(答案不唯一)解析将点代入f(x)=sin x+λcos x,得λ=-g(x)=-sin x cos x+sin2x=-sin 2x+cos 2x=-sin,令2x+=kπ+,k∈Z,得x=,k∈Z.由k=-1,得x=-10.解 (1)由sin,cos=-,f-2,得f=2.(2)由cos 2x=cos2x-sin2x与sin 2x=2sin x cos x得f(x)=-cos 2x-sin 2x=-2sin所以f(x)的最小正周期是π.由正弦函数的性质得+2kπ≤2x++2kπ,k∈Z,解得+kπ≤x+kπ,k∈Z,所以,f(x)的单调递增区间是(k∈Z).11.解 (1)由已知,有f(x)==cos 2x=sin 2x-cos 2x=sin所以,f(x)的最小正周期T==π.(2)因为f(x)在区间上是减函数,在区间上是增函数,f=-,f=-,f所以f(x)在区间上的最大值为,最小值为-二、思维提升训练12.A解析设函数f(x)的最小正周期为T,因为A,B两点之间的距离为5,所以=5,解得T=6.所以ω=又图象过点(0,1),代入得2sin φ=1,所以φ=2kπ+或φ=2kπ+(k∈Z).又0≤φ≤π,所以φ=或φ=所以f(x)=2sin或f(x)=2sin对于函数f(x)=2sin,当x略微大于0时,有f(x)>2sin=1,与图象不符,故舍去.综上,f(x)=2sin故f(-1)=2sin=2.13.A解析由题意可知,>2π,,所以<1.所以排除C,D.当ω=时,f=2sin=2sin=2,所以sin=1.所以+φ=+2kπ,即φ=+2kπ(k∈Z).因为|φ|<π,所以φ=故选A.14.D解析函数y1=,y2=2sin πx的图象有公共的对称中心(1,0),作出两个函数的图象如图.当1<x≤4时,y1<0,而函数y2在(1,4)上出现1.5个周期的图象,在上是减函数;在上是增函数.所以函数y1在(1,4)上函数值为负数,且与y2的图象有四个交点E,F,G,H.相应地,y1在(-2,1)上函数值为正数,且与y2的图象有四个交点A,B,C,D,且x A+x H=x B+x G=x C+x F=x D+x E=2,故所求的横坐标之和为8.15.①④解析首先化简题中的四个解析式可得:①f(x)=sin,②f(x)=2sin,③f(x)=sin x,④f(x)=sin x+可知③f(x)=sin x的图象要与其他的函数图象重合,单纯经过平移不能完成,必须经过伸缩变换才能实现,所以③f(x)=sin x不能与其他函数成为“互为生成”函数;同理①f(x)=sin的图象与②f(x)=2sin的图象也必须经过伸缩变换才能重合,而④f(x)=sin x+的图象可以向左平移个单位,再向下平移个单位即可得到①f(x)=sin的图象,所以①④为“互为生成”函数.16.3解析||=||=1,||=,由tan α=7,α∈[0,π]得0<α<,sin α>0,cos α>0,tan α=,sin α=7cos α,又sin2α+cos2α=1,得sin α=,cosα==1,=cos=-,得方程组解得所以m+n=3.17.(1)解将g(x)=cos x的图象上所有点的纵坐标伸长到原来的2倍(横坐标不变)得到y=2cos x 的图象,再将y=2cos x的图象向右平移个单位长度后得到y=2cos的图象,故f(x)=2sin x.从而函数f(x)=2sin x图象的对称轴方程为x=kπ+(k∈Z).(2)①解f(x)+g(x)=2sin x+cos x==sin(x+φ)依题意,sin(x+φ)=在[0,2π)内有两个不同的解α,β当且仅当<1,故m的取值范围是(-).②证法一因为α,β是方程sin(x+φ)=m在[0,2π)内的两个不同的解,所以sin(α+φ)=,sin(β+φ)=.当1≤m<时,α+β=2,即α-β=π-2(β+φ);当-<m<1时,α+β=2,即α-β=3π-2(β+φ),所以cos(α-β)=-cos 2(β+φ)=2sin2(β+φ)-1=2-1=-1.证法二因为α,β是方程sin(x+φ)=m在[0,2π)内的两个不同的解,所以sin(α+φ)=,sin(β+φ)=.当1≤m<时,α+β=2,即α+φ=π-(β+φ);当-<m<1时,α+β=2,即α+φ=3π-(β+φ).所以cos(α+β)=-cos(β+φ).于是cos(α-β)=cos[(α+φ)-(β+φ)]=cos(α+φ)cos(β+φ)+sin(α+φ)sin(β+φ) =-cos2(β+φ)+sin(α+φ)sin(β+φ)=--1.。
2019年高考数学二轮复习试题:专题二 第2讲 函数y=Asin(ωx+φ)的图象与性质(含解析)

第2讲函数y=Asin(ωx+ϕ)的图象与性质选题明细表知识点·方法巩固提高A 巩固提高B 函数y=Asin(ωx+ϕ)的2,4,6,8 3,5,14,16 图象及变换定义域、值域、函数值6,12 2,11,13,15周期1,4,5,9 1,7,9单调性与最值3,6,7,9,11 1,8,12 奇偶性、对称中心、对称轴3,5,6,10,15 4,10,11综合性问题13,16,17 6,17巩固提高A一、选择题1.函数y=2sin(4x-)+1的最小正周期为( C )(A)(B)(C)(D)π解析:由最小正周期公式可得,函数y=2sin(4x-)+1的最小正周期为T==.故选C.2.把函数y=5sin(2x-)的图象向左平移个单位,再把所得函数图象上所有点的横坐标伸长为原来的2倍(纵坐标不变),得到图象的解析式为( B )(A)y=5sin x (B)y=5sin(x+)(C)y=5sin(x+) (D)y=5sin(4x+)解析:把函数y=5sin(2x-)的图象向左平移个单位,得y=5sin[2(x+)-]=5sin(2x+),再把所得函数图象上所有点的横坐标伸长为原来的2倍(纵坐标不变),得到图象的解析式为y=5sin(x+),故选B.3.下列函数中,既为偶函数又在(0,π)上单调递增的是( C )(A)y=tan x (B)y=cos(-x)(C)y=-sin(-x)(D)y=|tan x|解析:y=tan x为奇函数,排除A.y=cos(-x)=cos x在(0,π)上单调递减,排除B.y=|tan x|在x=没有意义,排除D.故选C.4. 函数f(x)=2sin(ωx+ϕ)(ω>0,0≤ϕ≤π)的部分图象如图所示,其中A,B两点之间的距离为5,则f(x)的递增区间是( B )(A)[6k-1,6k+2](k∈Z)(B)[6k-4,6k-1](k∈Z)(C)[3k-1,4k+2](k∈Z)(D)[3k-4,3k-1](k∈Z)解析:|AB|=5,|y A-y B|=4,所以|x A-x B|=3,即=3,所以T==6,ω=,由f(x)=2sin(x+ϕ)过点(2,-2),即2sin(+ϕ)=-2,0≤ϕ≤π,解得ϕ=,函数为f(x)=2sin(x+),由2kπ-≤x+≤2kπ+,解得6k-4≤x≤6k-1,故函数f(x)的单调递增区间为[6k-4,6k-1](k∈Z).故选B.5.已知函数f(x)=(1+cos 2x)sin2x,x∈R,则f(x)是( D )(A)最小正周期为π的奇函数(B)最小正周期为的奇函数(C)最小正周期为π的偶函数(D)最小正周期为的偶函数解析:f(x)=2cos2xsin2x=sin22x=⇒T==,且f(x)是偶函数.故选D.6.把函数f(x)=2sin(2x+)的图象沿x轴向左平移个单位长度,得到函数g(x)的图象,关于函数g(x),下列说法正确的是( D )(A)在[,]上是增函数(B)其图象关于直线x=-对称(C)函数g(x)是奇函数(D)当x∈[,]时,函数g(x)的值域是[-2,1]解析:由题意得,g(x)=2sin[2(x+)+]=2sin(2x+)=2cos 2x,A中,当x∈[,]时,2x∈[,π],g(x)是减函数,故A错;B中,g(-)=2cos(-)=0,故B错;C中,g(x)是偶函数,故C错;对于D,当x∈[,]时,2x∈[,],值域为[-2,1],D正确.故选D.7. 已知函数f(x)=Asin(ωx+ϕ)(A>0,ω>0,|ϕ|<)的部分图象如图所示,若将f(x)图象上的所有点向右平移个单位得到函数g(x)的图象,则函数g(x)的单调递增区间为( A )(A)[kπ-,kπ+],k∈Z(B)[kπ+,kπ+],k∈Z(C)[kπ-,kπ+],k∈Z(D)[kπ-,kπ-],k∈Z解析:由题图可得,f(x)的振幅A=2,周期T=4×(-)=π,则ω=2,又|ϕ|<,所以2×+ϕ=,解得ϕ=,所以f(x)=2sin(2x+),平移后得g(x)=2sin [2(x-)+]=2sin(2x+),令-+2kπ≤2x+≤+2kπ,k∈Z,解得-+k π≤x≤+kπ,k∈Z,所以g(x)的单调递增区间为[-+kπ,+kπ],k∈Z.故选A.8.(2017·嘉兴一模)已知函数f(x)=3sin(3x+ϕ),x∈[0,π],则y=f(x)的图象与直线y=2的交点个数最多有( C )(A)2个(B)3个(C)4个(D)5个解析:令f(x)=3sin(3x+ϕ)=2,得sin(3x+ϕ)=∈[-1,1].又x∈[0,π],所以3x∈[0,3π],所以3x+ϕ∈[ϕ,3π+ϕ].根据正弦函数的图象与性质,可得函数y=f(x)的图象与直线y=2的交点最多有4个.故选C.二、填空题9.函数f(x)=sin2-cos2的最小正周期是.解析:因为sin2-cos2=-cos x,则利用周期公式T==2π.答案:2π10.若函数y=cos(ωx-)(ω∈N*)图象的一条对称轴是x=,则ω的最小值为.解析:由题意得cos(ω-)=±1⇒ω-=kπ(k∈Z)⇒ω=6k+2(k∈Z),因为ω∈N*,所以ω的最小值为2.答案:211.设ω>0,若函数f(x)=sin cos在区间[-,]上单调递增,则ω的范围是.解析:首先函数化简为f(x)=sin ωx,求它的单调递增区间,2kπ-≤ωx ≤2kπ+⇒-≤x≤+,k∈Z,考虑到题设中x∈[-,],因此[-,]⊆[-,],因此可求出ω≤,即0<ω≤.答案:(0,]12.函数f(x)=cos 2x+sin x的值域是.解析:y=cos 2x+sin x=-2sin2x+sin x+1=-2(sin x-)2+∈[-2,].答案: [-2,]13.若函数f(x)=asin x+cos x在区间(,)上单调递增,则实数a的取值范围是.解析:因为函数f(x)=asin x+cos x在区间(,)上单调递增,所以f′(x)≥0在区间(,)上恒成立,f′(x)=acos x-sin x≥0⇒acos x≥sin x.因为x∈(,),所以cos x>0,所以a≥=tan x.因为y=tan x在区间(,)上单调递增,所以<tan x<1,所以a≥1,即实数a的取值范围是[1,+∞).答案:[1,+∞)14.已知函数f(x)=2sin(x+)+acos x(a∈R)的最大值为,则a= .解析:因为f(x)=sin x+(a+1)cos x,所以=,所以a=1或-3.答案:1或-315.(2018·江苏卷)已知函数y=sin(2x+ϕ)(-<ϕ<)的图象关于直线x=对称,则ϕ的值为.解析:令f(x)=y=sin(2x+ϕ),由题意得f()=sin(π+ϕ)=±1,所以π+ϕ=kπ+,所以ϕ=kπ-,k∈Z.因为ϕ∈(-,),所以取k=0,得ϕ=-.答案:-16.方程1-2sin2x+2cos x-m=0有解,则实数m的范围是.解析:方程1-2sin2x+2cos x-m=0有解,即2cos2x+2cos x-1-m=0有解,即m=2cos2x+2cos x-1有解,因为cos x∈[-1,1],故当cos x=-时,m取得最小值-,当cos x=1时,m取得最大值3.答案: [-,3]三、解答题17.(2018·浙江高三第二次联考)已知函数f(x)=2sin2(-x)-cos 2x.(1)求f(x)的最小正周期和单调递增区间;(2)当x∈[0,]时,求函数f(x)的值域.解:(1)f(x)=2sin2(-x)-cos 2x=1-cos(-2x)-cos 2x=1-sin 2x-cos 2x=1-2sin(2x+).所以f(x)的最小正周期为π,单调递增区间为[+kπ,+kπ],k∈Z.(2)当x∈[0,]时,2x+∈[,],sin(2x+)∈[,1],所以f(x)∈[-1,1-].巩固提高B一、选择题1.下列函数中,周期为π,且在[,]上为减函数的是( C )(A)y=sin(x+) (B)y=cos(x+)(C)y=sin(2x+) (D)y=cos(2x+)解析:A,B周期为2π,故排除;当x∈[,]时,2x+∈[π,],y=sin(2x+)满足.故选C.2.函数y=lg(cos x-)的定义域为( C )(A)(-,)(B)(kπ-,kπ+)(k∈Z)(C)(2kπ-,2kπ+)(k∈Z)(D)R解析:由cos x->0,得x∈(2kπ-,2kπ+),k∈Z.故选C.3.已知f(x)=cos(x+ϕ)-sin(x+ϕ)为偶函数,则ϕ可以取的一个值为( D )(A)(B)(C)- (D)-解析:函数f(x)=2sin(-x-ϕ)=2cos(+x+ϕ),当 =-时,f(x)=2cos x,这时满足f(-x)=f(x),是偶函数.故选D.4.设f(x)=sin(x+),若在x∈[0,2π]上关于x的方程f(x)=m有两个不等实根x1,x2,则x1+x2为( A )(A)或 (B)(C) (D)不确定解析:由题意可知x+∈[,],f(x)=m有两个不等的实根x1,x2,则若这两点关于直线x+=对称,则有x1+x2=,若这两点关于x+=对称,则有x1+x2=.故选A.5.函数y=4cos x-e|x|(e为自然对数的底数)的图象可能是( A )解析:设y=f(x)=4cos x-e|x|,因为f(-x)=4cos(-x)-e|-x|=4cos x-e|x|=f(x),所以函数f(x)是偶函数,其图象关于y轴对称,排除选项B,D;又由于f(0)=4cos 0-e|0|=3,排除选项C.故选A.6.已知函数f(x)=2sin(2x+)的图象为C,则:①C关于直线x=π对称;②C 关于点(,0)对称;③f(x)在(-,)上是增函数;④由y=2cos 2x的图象向右平移个单位长度可以得到图象C.以上结论正确的有( D ) (A)①④ (B)①③(C)②③④(D)①③④解析:将x=π代入函数解析式得f()=-2,函数取到最小值,所以①正确;将x=代入函数解析式得f()=2,故(,0)不是函数的对称中心,②错误;令-+2kπ≤2x+≤+2kπ得-π+kπ≤x≤kπ+,故③正确,y=2cos 2x的图象向右平移个单位长度可以得到y=2cos(2x-)=2cos (2x-+)=2sin(2x+),故④正确.故选D.7.(2017·天津卷)设函数f(x)=2sin(ωx+ϕ),x∈R,其中ω>0,|ϕ|<π.若f()=2,f()=0,且f(x)的最小正周期大于2π,则( A )(A)ω=,ϕ= (B)ω=,ϕ=-(C)ω=,ϕ=- (D)ω=,ϕ=解析:因为f()=2,f()=0,且f(x)的最小正周期大于2π,所以f(x)的最小正周期为4(-)=3π,所以ω==,所以f(x)=2sin (x+ϕ).因为f()=2,所以2sin (×+ϕ)=2,得ϕ=2kπ+,k∈Z.又|ϕ|<π,所以取k=0,得ϕ=.故选A.8.若函数f(x)=(sin x+cos x)2+2cos2x-m在[0,]上有零点,则m的取值范围为( D )(A)[-1,2] (B)[1,3](C)[-1,2+] (D)[1,2+]解析:因为f(x)=(sin x+cos x)2+2cos2x-m=1+sin 2x+1+cos 2x-m=sin(2x+)+2-m,x∈[0,],2x+∈[,],所以sin(2x+)∈[-1,],为使函数f(x)=(sin x+cos x)2+2cos2 x-m在[0,]上有零点,需m-2∈[-1,],所以m的取值范围为[1,2+],故选D.二、填空题9.函数f(x)=sin(2x+)的最小正周期为.解析:函数f(x)的最小正周期为T==π.答案:π10.已知函数f(x)=tan x+,若f(α)=5,则f(-α)= .解析:因为f(α)+f(-α)=0,所以f(-α)=-f(α)=-5.答案:-511.设函数f(x)=cos(x+ϕ),(0<ϕ<π),若f(x)+f′(x)是奇函数,则ϕ= .解析:因为f(x)+f′(x)是奇函数,所以f(0)+f′(0)=0,即cos ϕ-sin ϕ=0,所以ϕ=.答案:12.已知函数f(x)=sin(ωx+)(ω>0)在(,)上有最大值,但没有最小值,则ω的取值范围是.解析:函数f(x)=sin(ωx+)(ω>0)在(,)上有最大值,但没有最小值,所以ω×+<<ω×+≤⇒ω∈(,3).答案:(,3)13.函数y=ln(2sin x-)+的定义域是.解析:由题设可得即借助正弦曲线解sin x>得+2kπ<x<2kπ+,k∈Z,借助余弦曲线解cos x≤得+2kπ≤x≤2kπ+,k∈Z,求其交集可得+2kπ≤x<2kπ+,k∈Z,故所求函数的定义域是[+2kπ,+2kπ)(k∈Z).答案:[+2kπ,+2kπ),k∈Z14. 函数f(x)=2sin(ωx+ϕ)(ω>0,0<ϕ<)部分图象如图所示,A为图象的最高点,B,C为图象与x轴的交点,且△ABC为正三角形.ϕ的终边经过点(1,),则ω= ,ϕ= .解析:由题设tan ϕ=⇒ϕ=,所以f(x)=2sin(ωx+),又因为△ABC为正三角形,所以三角形的高h=BCsin 60°=×==2,所以T=8⇒ω==.答案:15.若函数f(x)=2sin(ωx+ϕ)+m,对任意实数t,都有f(+t)=f(-t),且f()=-3,则实数m的值等于.解析:因为f(x)=2sin(ωx+ϕ)+m对任意实数t,都有f(+t)=f(-t),且f()=-3,所以x=是其对称轴方程,m+2=-3或m-2=-3,可知m的值等于-5或-1.答案:-5或-116. 已知函数f(x)=Acos(ωx+ϕ)(A>0,ω>0,|ϕ|<)的部分图象如图所示,与x轴交于A,B两点,与y轴交于P点,其一条对称轴与x轴交于C点,且PA=PC=2,PB=BC.则ω= .解析:法一函数周期为,故AB=T=,PB=BC==,AC=,OA=OC=,OB=OC-BC=,由于OB=PB,所以∠OPB=∠PCB=∠BPC=,∠OBP=,所以=OC=PCcos=3,故ω=.法二设A(x0,0),B(x0+,0),C(x0+T,0),P(0,y0),因为PA=PC,PB=BC,则有由①得x0=-T,③由②③得=T2,所以PA2=+=T2+T2=12,所以T=8,所以ω=.答案:三、解答题17.(2018·杭州期末)设向量a=(2sin x,-cos x),b=(cos x,2cos x),f(x)=a·b+1.(1)求函数f(x)的最小正周期;(2)若方程f(x)=|t2-t|(t∈R)无实数解,求t的取值范围.解:(1)因为f(x)=a·b+1=2sin xcos x-2cos 2x+1=2sin(2x-),故f(x)的最小正周期为π.(2)若方程f(x)=|t2-t|无解, 则|t2-t|>f(x)max=2,所以t2-t>2或t2-t<-2,由t2-t>2解得t>2或t<-1; 由t2-t+2=(t-)2+>0,故不等式t2-t<-2无解,所以t>2或t<-1.。
2020届高考数学二轮教师用书:第3章第4节 函数y=Asin(ωx+φ)的图象及三角函数模型的简单应用

第4节函数y=A sin(ωx+φ)的图象及三角函数模型的简单应用1.“五点法”作函数y=A sin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的简图“五点法”作图的五点是在一个周期内的最高点、最低点及与x轴相交的三个点,作图时的一般步骤为:(1)定点:如下表所示.x -φωπ2-φωπ-φω3π2-φω2π-φωωx+φ0π2π3π22πy=A sin(ωx+φ)0 A 0-A 0(2)作图:在坐标系中描出这五个关键点,用平滑的曲线顺次连接得到y=A sin(ωx+φ)在一个周期内的图象.(3)扩展:将所得图象,按周期向两侧扩展可得y=A sin(ωx+φ)在R上的图象.2.函数y=A sin(ωx+φ)中各量的物理意义当函数y=A sin(ωx+φ)(A>0,ω>0),x∈[0,+∞)表示简谐振动时,几个相关的概念如下表:简谐振动振幅周期频率相位初相y=A sin(ωx+φ) (A>0,ω>0),x∈[0,+∞)A T=2πωf=1Tωx+φφ3.函数y=sin x的图象经变换得到y=A sin(ωx+φ)的图象的两种途径y=A sin(ωx+φ)(A>0,ω>0)中各个字母的含义A 所起的作用是图象上每个点的横坐标不变,纵坐标变化为原来的A 倍,简称为振幅变换;ω所起的作用是图象上的每个点的纵坐标不变,横坐标变化为原来的1ω倍,简称为周期变换;φ所起的作用是将函数图象左右平移⎪⎪⎪⎪φω个单位,简称为相位变换.[思考辨析]判断下列说法是否正确,正确的在它后面的括号里打“√”,错误的打“×”. (1)将函数y =sin ωx 的图象向右平移φ(φ>0)个单位长度,得到函数y =sin(ωx -φ)的图象.( )(2)要得到函数y =sin ωx (ω>0)的图象,只需将函数y =sin x 上所有点的横坐标变为原来的ω倍.( )(3)将函数y =sin x 图象上各点的纵坐标变为原来的A (A >0)倍,便得到函数y =A sin x 的图象.( )(4)函数f (x )=sin 2x 的最小正周期和最小值分别为π,0.( )(5)函数y =A cos(ωx +φ)的最小正周期为T ,那么函数图象的两个相邻对称中心之间的距离为T2.( ) 答案:(1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)√ [小题查验]1.函数y =sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3在区间⎣⎡⎦⎤-π2,π上的简图是( )详细分析:A [令x =0得y =sin ⎝⎛⎭⎫-π3=-32,排除B ,D.由f ⎝⎛⎭⎫-π3=0,f ⎝⎛⎭⎫π6=0,排除C ,故选A.]2.将函数f (x )=sin ωx (其中ω>0)的图象向右平移π4个单位长度,所得图象经过点⎝⎛⎭⎫3π4,0,则ω的最小值是( )A.13 B .1 C.53D .2详细分析:D [根据题意平移后函数的解+析式为 y =sin ω⎝⎛⎭⎫x -π4, 将⎝⎛⎭⎫3π4,0代入得sin ωπ2=0,则ω=2k ,k ∈Z ,且ω>0,故ω的最小值为2.] 3.(教材改编)函数y =23sin ⎝⎛⎭⎫12x -π4的振幅为 ________ ,周期为 ________ ,初相为 ________ .答案:23 4π -π44.(2019·全国Ⅱ卷)若x 1=π4,x 2=3π4是函数f (x )=sin ωx (ω>0) 两个相邻的极值点,则ω=( )A .2 B.32 C .1D.12详细分析:A [由正弦函数图象可知T 2=x 2-x 1=3π4-π4=π2,∴T =π,∴ω=2πT =2ππ=2.]5.把函数y =sin ⎝⎛⎭⎫5x -π2的图象向右平移π4个单位,再把所得函数图象上各点的横坐标缩短为原来的12,所得的函数解+析式为 ________ .详细分析:将原函数的图象向右平移π4个单位,得到函数y =sin ⎣⎡⎦⎤5⎝⎛⎭⎫x -π4-π2=sin ⎝⎛⎭⎫5x -7π4的图象;再把所得函数图象上各点的横坐标缩短为原来的12,得到函数y =sin ⎝⎛⎭⎫10x -7π4的图象. 答案:y =sin ⎝⎛⎭⎫10x -7π4考点一 由图象确定y =A sin(ωx +φ)的解+析式(自主练透)[题组集训]1.(2016·全国Ⅱ卷)函数y =A sin(ωx +φ)的部分图象如图所示,则( )A .y =2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6 B .y =2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3 C .y =2sin ⎝⎛⎭⎫x +π6 D .y =2sin ⎝⎛⎭⎫x +π3 详细分析:A [由题图可知,T =2⎣⎡⎦⎤π3-⎝⎛⎭⎫-π6=π,所以ω=2,由五点作图法可知2×π3+φ=π2,所以φ=-π6,所以函数的解+析式为y =2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6,故选A.] 2.已知函数f (x )=A tan(ωx +φ)⎝⎛⎭⎫ω>0,|φ|<π2,y =f (x )的部分图象如图所示,则f ⎝⎛⎭⎫π24等于( )A .2+ 3 B. 3 C.33D .2- 3详细分析:B [由图形知,T =πω=2⎝⎛⎭⎫38π-π8=π2,∴ω=2. 由2×38π+φ=k π,k ∈Z ,得φ=k π-34π,k ∈Z .又∵|φ|<π2,∴φ=π4.由A tan(2×0+π4)=1,知A =1,∴f (x )=tan ⎝⎛⎭⎫2x +π4, ∴f ⎝⎛⎭⎫π24=tan ⎝⎛⎭⎫2×π24+π4=tan π3= 3.] 3.已知函数f (x )=A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0,|φ|<π)图象的最高点的纵坐标是4,相邻的两对称中心的距离为π2,图象经过点⎝⎛⎭⎫π6,0,则函数f (x )的解+析式为 ________ . 详细分析:由题意知A =4,T =2×π2=π(相邻两对称中心的距离是半个周期),∴2πω=π,则ω=2,∴f (x )=4sin(2x +φ).又函数图象经过点⎝⎛⎭⎫π6,0, ∴4sin ⎝⎛⎭⎫2×π6+φ=0, ∴φ+π3=k π(k ∈Z ),∴φ=k π-π3(k ∈Z ).又|φ|<π,∴φ=-π3或φ=2π3.∴f (x )=4sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3或f (x )=4sin ⎝⎛⎭⎫2x +2π3. 答案:f (x )=4sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3或f (x )=4sin ⎝⎛⎭⎫2x +2π3确定y =A sin(ωx +φ)+b (A >0,ω>0)的步骤和方法(1)求A ,b :确定函数的最大值M 和最小值m ,则A =M -m 2,b =M +m2;(2)求ω:确定函数的周期T ,则可得ω=2πT ;(3)求φ:常用的方法有:①代入法:把图象上的一个已知点代入(此时A ,ω,b 已知)或代入图象与直线y =b 的交点求解(此时要注意交点在上升区间上还是在下降区间上).②五点法:确定φ值时,往往以寻找“五点法”中的某一个点为突破口.具体如下: “第一点”(即图象上升时与x 轴的交点)时ωx +φ=0;“第二点”(即图象的“峰点”)时ωx +φ=π2;“第三点”(即图象下降时与x 轴的交点)时ωx +φ=π;“第四点”(即图象的“谷点”)时ωx +φ=3π2;“第五点”时ωx +φ=2π.考点二 由图象变换法确定y =A sin(ωx +φ)的解+析式(子母变式)[母题] (2016·全国Ⅰ卷)将函数y =2 sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6的图象向右平移14个周期后,所得图象对应的函数为( )A .y =2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π4 B .y =2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3 C .y =2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π4 D .y =2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3 [详细分析] D [函数y =2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6的周期为T =2π2=π,所以函数y =2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6的图象向右平移14个周期,即为函数y =2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6的图象向右平移π4个单位,可得图象对应的函数为y =2sin ⎣⎡⎦⎤2⎝⎛⎭⎫x -π4+π6, 即y =2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3,故选D.] [子题1] 将母题变为:由函数y =sin x 的图象作怎样的变换可得到y =2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6的图象?解:把y =sin x 的图象上所有的点向右平移π6个单位,得到y =sin ⎝⎛⎭⎫x -π6的图象,再把y =sin ⎝⎛⎭⎫x -π6的图象上的点的横坐标缩短到原来的12倍(纵坐标不变),得到y =sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6的图象,最后把y =sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6上所有点的纵坐标伸长到原来的2倍(横坐标不变),即可得到y = 2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6的图象. [子题2] 将母题中函数y =2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6的图象向左平移m (m >0)个单位长度后,所得到的图象关于y 轴对称,则m 的最小值为 ________ .详细分析:把y =2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6图象上所有的点向左平移m 个单位长度后,得到y =2sin [2(x +m )+π6]的图象,此图象关于y 轴对称.则2m +π6=k π+π2(k ∈Z ),m =12k π+π6(k ∈Z ),m >0,∴m 的最小值为π6.答案:π6[子题3] 将母题变为:若将函数y =tan ⎝⎛⎭⎫ωx +π4(ω>0)的图象向右平移π6个单位长度后,与函数y =tan ⎝⎛⎭⎫ωx +π6的图象重合,则ω的最小值为 ________ . 详细分析:将函数y =tan ⎝⎛⎭⎫ωx +π4(ω>0)的图象向右平移π6个单位长度后,得到函数y =tan ⎝⎛⎭⎫ωx +π4-ωπ6(ω>0)的图象,与函数y =tan ⎝⎛⎭⎫ωx +π6的图象重合,所以π4-ωπ6=π6+k π(k ∈Z ),所以k =0时,ω的最小值为12.答案:12函数y =A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0)的图象的两种作法(1)五点法:用“五点法”作y =A sin(ωx +φ)的简图,主要是通过变量代换,设z =ωx +φ,由z 取0,π2,π,3π2,2π来求出相应的x ,通过列表,计算得出五点坐标,描点后得出图象.(2)图象变换法:由函数y =sin x 的图象通过变换得到y =A sin(ωx +φ)的图象,有两种主要途径“先平移后伸缩”与“先伸缩后平移”.易错警示:平移变换和伸缩变换都是针对x 而言,即x 本身加减多少值,而不是依赖于ωx 加减多少值.考点三 三角函数模型及其应用(师生共研)数学建模——三角函数实际问题中的核心素养数学建模是通过计算得到结果来解释实际问题,并接受实际的检验,具体来讲,是运用数学的语言和方法,通过抽象、简化建立能近似刻画并“解决”实际问题的一种强有力的数学手段.[典例] 某实验室一天的温度(单位:℃)随时间t (单位:h)的变化近似满足函数关系:f (t )=10-3cosπ12t -sin π12t ,t ∈[0,24). (1)求实验室这一天的最大温差;(2)若要求实验室温度不高于11 ℃,则在哪段时间实验室需要降温? [思维导引] 利用辅助角公式将f (t )=10-3cosπ12t -sin π12t 化为y =A sin(ωx +φ)的形式就可以转化为求f (t )的最值问题和解不等式f (t )>11求t 的取值范围问题.解:(1)因为f (t )=10-2⎝⎛⎭⎫32cos π12t +12sin π12t=10-2sin ⎝⎛⎭⎫π12t +π3, 又0≤t <24,所以π3≤π12t +π3<7π3,当t =2时,sin ⎝⎛⎭⎫π12t +π3=1; 当t =14时,sin ⎝⎛⎭⎫π12t +π3=-1.于是f (t )在[0,24)上取得最大值是12 ℃,取得最小值8 ℃.故实验室这一天的最高温度为12 ℃,最低温度为8 ℃,最大温差为4 ℃. (2)依题意,当f (t )>11时,实验室需要降温. 由(1)得f (t )=10-2sin ⎝⎛⎭⎫π12t +π3, 故有10-2sin ⎝⎛⎭⎫π12t +π3>11, 即sin ⎝⎛⎭⎫π12t +π3<-12. 又0≤t <24,因此7π6<π12t +π3<11π6,即10<t <18.故在10时至18时实验室需要降温.三角函数模型的应用体现在两方面:一是已知函数模型求解数学问题,二是把实际问题抽象转化成数学问题,建立数学模型,再利用三角函数的有关知识解决问题.[跟踪训练]如图所示,某地夏天从8~14时用电量变化曲线近似满足函数y =A sin(ωx +φ)+b ,φ∈(0,π).(1)求这一天的最大用电量及最小用电量; (2)写出这段曲线的函数解+析式.解:(1)最大用电量为50万度,最小用电量为30万度. (2)观察图象,可知从8~14时的图象是y = A sin(ωx +φ)+b 的半个周期的图象.∴A =12×(50-30)=10,b =12×(50+30)=40.∴T 2=14-8=12·2πω,∴ω=π6, ∴y =10sin ⎝⎛⎭⎫π6x +φ+40.将x =8,y =30代入上式,解得φ=π6,∴所求解+析式为y =10sin ⎝⎛⎭⎫π6x +π6+40,x ∈[8,14].1.(2020·惠州市模拟)将函数y =sin ⎝⎛⎭⎫x +π6的图象上各点的横坐标变为原来的12(纵坐标不变),再往上平移1个单位,所得图象对应的函数在下面哪个区间上单调递增( )A.⎝⎛⎭⎫-π3,π3 B.⎝⎛⎭⎫-π2,π2 C.⎝⎛⎭⎫-π3,π6 D.⎝⎛⎭⎫-π6,2π3 详细分析:C [函数y =sin ⎝⎛⎭⎫x +π6的图象上各点的横坐标变为原来的12(纵坐标不变),得到函数y =sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6的图象;再往上平移1个单位,得到函数y =sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6+1的图象;令-π2+2k π≤2x +π6≤π2+2k π,k ∈Z ,解得-π3+k π≤x ≤k π+π6,k ∈Z ,所得图象对应的函数在区间⎝⎛⎭⎫-π3,π6上单调递增.故选C.] 2.(2020·吴忠市模拟)已知函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫x -π3,要得到g (x )=cos x 的图象,只需将函数y =f (x )的图象( )A .向右平移5π6个单位B .向右平移π3个单位C .向左平移π3个单位D .向左平移5π6个单位详细分析:D [将函数y =f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫x -π3的图象向左平移5π6个单位,可得y =sin ⎝⎛⎭⎫x +5π6-π3=cos x 的图象,故选D.]3.(2020·长沙市一模)函数f (x )=sin(ωx +φ)(ω>0,0<φ<π)的图象中相邻对称轴的距离为π2,若角φ的终边经过点(3,3),则f ⎝⎛⎭⎫π4的值为( )A.32B. 3 C .2D .2 3详细分析:A [由题意相邻对称轴的距离为π2,可得周期T =π,那么ω=2,角φ的终边经过点(3,3),在第一象限.即tan φ=33,∴φ=π6.故得f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6, 则f ⎝⎛⎭⎫π4=sin ⎝⎛⎭⎫π2+π6=cos π6=32.] 4.(2020·永州市模拟)将函数f (x )=sin(2x +φ)⎝⎛⎭⎫|φ|<π2的图象向左平移π6个单位后的图形关于原点对称,则函数f (x )在⎣⎡⎦⎤0,π2上的最小值为( ) A.32B.12 C .-12D .-32详细分析:D [函数f (x )=sin (2x +φ)⎝⎛⎭⎫|φ|<π2的图象向左平移π6个单位后,得到函数 y =sin ⎣⎡⎦⎤2⎝⎛⎭⎫x +π6+φ=sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3+φ的图象,再根据所得图象关于原点对称,可得π3+φ=k π,k ∈Z ,∴φ=-π3,f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3.由题意x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2,得2x -π3∈⎣⎡⎦⎤-π3,2π3,∴sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3∈⎣⎡⎦⎤-32,1 ∴函数y =sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3在区间⎣⎡⎦⎤0,π2的最小值为-32.] 5.(2020·呼伦贝尔市一模)如图,某地一天中6时至14时的温度变化曲线近似满足函数y =A sin (ωx +φ)+b (其中A >0,ω>0,-π<φ<π),那么中午12时温度的近似值(精确到1℃)是( )A .25 ℃B .26 ℃C .27 ℃D .28 ℃详细分析:C [由函数y =A sin (ωx +φ)+b (其中A >0,ω>0,-π<φ<π)的图象,可得b =20,A =30-102=10,12·2πω=14-6,得ω=π8.再根据五点法作图可得π8·6+φ=3π2,φ=3π4,故 y =10sin ⎝⎛⎭⎫π8x +3π4+20.令x =12,求得y =52+20≈27,故选C.]6.函数y =sin x - 3 cos x 的图象可由函数y =2sin x 的图象至少向右平移 ______ 个单位长度得到.详细分析:∵y =sin x -3cos x =2sin ⎝⎛⎭⎫x -π3, f (x )=2sin x ,∴f (x -φ)=2sin (x -φ)(φ>0), 依题意可得2sin(x -φ)=2sin ⎝⎛⎭⎫x -π3, ∴-φ=2k π-π3(k ∈Z ),∴φ=-2k π+π3(k ∈Z ),当k =0时,正数φmin =π3.答案:π37.(2020·安顺市模拟)函数f (x )=A sin (ωx +φ)(A ,ω,φ是常数,A >0,ω>0,|φ|<π2)的部分图象如图所示,则f (0)= ________ .详细分析:由函数f (x )=A sin (ωx +φ)的部分图象知,A =2,T =4×⎝⎛⎭⎫5π6-7π12=π,∴ω=2πT=2. 又x =5π6时,f ⎝⎛⎭⎫5π6=2sin ⎝⎛⎭⎫2×5π6+φ=-2, ∴5π3+φ=3π2+2k π,k ∈Z ; ∴φ=-π6+2k π,k ∈Z ;∴f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6+2k π=2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6; ∴f (0)=2sin ⎝⎛⎭⎫-π6=-22. 答案:-228.(2020·黄山市一模)将函数f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫ωx +π3(ω>0)的图象向右平移π3ω个单位,得到函数y =g (x )的图象,若y =g (x )在⎣⎡⎦⎤0,π4上为增函数,则ω的最大值为 ________ . 详细分析:函数 f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫ωx +π3(ω>0)的图象向右平移π3ω个单位, 得到函数y =g (x )=2sin ⎣⎡⎦⎤ω⎝⎛⎭⎫x -π3ω+π3=2sin ωx , y =g (x )在⎣⎡⎦⎤0,π4上为增函数, 所以T 4≥π4,即14×2πω≥π4,ω≤2,所以ω的最大值为2.答案:29.(2020·玉溪市模拟)已知函数f (x )=sin 2x +3sin x ·cos x +2cos 2x ,x ∈R (1)求函数f (x )的最小正周期和单调递减区间;(2)函数f (x )的图象可以由函数y =sin 2x 的图象经过怎样的变换得到? 解:(1)f (x )=sin 2x +3sin x ·cos x +2cos 2x =32sin 2x +cos 2x +1 =32sin 2x +cos 2x +12+1=sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6+32, 函数的最小正周期为T =2π2=π.令π2+2k π≤2x +π6≤3π2+2k π(k ∈Z ),解得π6+k π≤x ≤k π+2π3(k ∈Z ), 函数的单调递减区间为⎣⎡⎦⎤π6+k π,2π3+k π(k ∈Z ). (2)函数y =sin 2x 的图象向左平移π12个单位得到函数y =sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6的图象,再将函数图象向上平移32个单位得到f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6+32的图象. 10.(2020·西城区期末)已知函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6. (1)请用“五点法”画出函数f (x )在一个周期上的图象;(2)求f (x )在区间⎣⎡⎦⎤π12,π2上的最大值和最小值; (3)写出f (x )的单调递增区间.解:(1)令X =2x +π6,则y =sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6=sin X . 列表:x -π12π6 5π12 2π3 11π12 X 0 π2 π 3π2 2π y =sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6 01-1描点,画出函数f (x )在⎣⎡⎦⎤-π12,11π12上的图象:(2)因为π12≤x ≤π2,所以π3≤2x +π6≤7π6,当2x +π6=π2,即x =π6时,sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6最大值等于1,即f (x )的最大值等于1; 当2x +π6=7π6,即x =π2时,sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6最小值等于-12,即f (x )的最小值等于-12. 所以f (x )在区间⎣⎡⎦⎤π12,π2上的最大值为1,最小值为-12. (3)根据函数的图象知,f (x )的单调递增区间为⎣⎡⎦⎤-π3+k π,π6+k π(k ∈Z ).。
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最新K12教育 教案试题 【高考领航】2016届高考数学二轮复习 限时训练9 三角恒等变换及函数y=Asin(ωx+φ)的图象性质 文 (建议用时30分钟) 1.(2016·兰州市模拟)若tan θ>0,则( ) A.sin θ>0 B.cos θ>0 C.sin 2θ>0 D.cos 2θ>0
解析:选C.因为tan θ>0,所以sin θcos θ>0,则sin 2θ=2sin θcos θ>0,故选C.
2.若α是第四象限角,tanπ3+α=-512,则cosπ6-a=( ) A.15 B.-15 C.513 D.-513 解析:选D.由题意知,sinπ3+α=-513,cosπ6-α=cosπ2-π3+α=sin
π
3+α
=-513. 3.(2015·高考山东卷)要得到函数y=sin4x-π3的图象,只需将函数y=sin 4x的图象( ) A.向左平移π12个单位 B.向右平移π12个单位
C.向左平移π3个单位 D.向右平移π3个单位 解析:选B.根据三角函数图象的变换关系求解. 由y=sin4x-π3=sin 4x-π12得,只需将y=sin 4x的图象向右平移π12个单位即可,故选B. 4.已知sin 2α=23,则cos2α+π4=( )
A.16 B.13 C.12 D.23 解析:选A.结合二倍角公式进行求解. 最新K12教育 教案试题 ∵sin 2α=23,∴cos2α+π4=1+cos2α+π22=1-sin 2α2=1-232=16. 5.(2015·高考湖南卷)将函数f(x)=sin 2x的图象向右平移φ0数g(x)的图象.若对满足|f(x1)-g(x2)|=2的x1,x2,有|x1-x2|min=π3,则φ=( )
A.5π12 B.π3 C.π4 D.π6 解析:选D.先求出g(x),表示出|f(x1)-g(x2)|,再结合三角函数的性质求解. 因为g(x)=sin 2(x-φ)=sin(2x-2φ),所以|f(x1)-g(x2)|=|sin 2x1-sin(2x2-2φ)|=2.因为-1≤sin 2x1≤1,-1≤sin(2x2-2φ)≤1,所以sin 2x1和sin(2x2-2φ)的值中,
一个为1,另一个为-1,不妨取sin 2x1=1,sin(2x2-2φ)=-1,则2x1=2k1π+π2,k1
∈Z,2x2-2φ=2k2π-π2,k2∈Z,2x1-2x2+2φ=2(k1-k2)π+π,(k1-k2)∈Z,得|x1-x2|=|(k1-k2)π+π2-φ|.
因为0故选D. 6.(2016·江西八所重点学校联考)函数f(x)=Asin ωx(A>0,ω>0)的部分图象如图所示,则f(1)+f(2)+f(3)+…+f(2 015)的值为( )
A.0 B.32 C.62 D.-2
解析:选A.由图可得,A=2,T=8,2πω=8,ω=π4,
∴f(x)=2sinπ4x, 最新K12教育 教案试题 ∴f(1)=2,f(2)=2,f(3)=2,f(4)=0,f(5)=-2, f(6)=-2,f(7)=-2,f(8)=0,而2 015=8×251+7,
∴f(1)+f(2)+…+f(2 015)=0. 7.(2016·唐山模拟)已知2sin 2α=1+cos 2α,则tan 2α=( )
A.-43 B.43
C.-43或0 D.43或0 解析:选D.本题主要考查三角函数求值,意在考查考生分析问题、解决问题的能力.
∵ 2sin 2α=1+cos 2αsin22α+cos22α=1,∴ sin 2α=0cos 2α=-1或 sin 2α=45cos 2α=35,∴tan 2α=0或tan 2α=43. 8.已知α∈R,sin α+2cos α=102,则tan 2α=( ) A.43 B.34 C.-34 D.-43 解析:选C.先利用条件求出tan α,再利用倍角公式求tan 2α. 把条件中的式子两边平方,得sin2α+4sin αcos α+4cos2x=52,即3cos2x+4sin xcos x
=32, 所以3cos2α+4sin αcosαcos2α+sin2α=32,所以3+4tan α1+tan2α=32, 即3tan2α-8tan α-3=0,解得tan α=3或tan α=-13,所以tan 2α=2tan α1-tan2α=-34. 9.(2016·贵阳市高三模拟)已知sinπ3+α+sin α=435,则sinα+7π6的值是( ) A.-235 B.235 最新K12教育 教案试题 C.45 D.-45 解析:选D.sinπ3+α+sin α=435⇒sinπ3cos α+cosπ3sin α+sin α=435⇒32sin α+32cos α=435⇒32sin α+12cos α=45,故sinα+7π6=sin αcos7π6+cos αsin7π6=-32sin α+12cos α=-45. 10.(2016·唐山高三模拟)已知函数f(x)=sin ωx+3cos ωx(ω>0),fπ6+fπ2=0,且f(x)在区间π6,π2上递减,则ω=( ) A.3 B.2 C.6 D.5
解析:选B.∵f(x)在π6,π2上单调递减,
且fπ6+fπ2=0,∴fπ6+π22=0, ∵f(x)=sin ωx+3cos ωx=2sinωx+π3, ∴fπ6+π22=fπ3=2sinπ3ω+π3=0, ∴π3ω+π3=kπ(k∈Z),又12·2πω≥π2-π6,ω>0, ∴ω=2. 11.函数f(x)=|sin x|+2|cos x|的值域为( ) A.[1,5 ] B.[1,2] C.[2,5 ] D.[5,3] 解析:选A.∵f(x+π)=|sin(x+π)|+2|cos(x+π)|=|-sin x|+2|-cos x|=|sin x|+2|cos x|, ∴f(x)为周期函数,其中一个周期为T=π,故只需考虑f(x)在[0,π]上的值域即可.当
x∈0,π2时,f(x)=sin x+2cos x=5sin(x+α),其中cos α=15,sin α=25,
∴f(x)max=fπ2-α=5,f(x)≥fπ2=1. 最新K12教育 教案试题 当x∈π2,π时, f(x)=sin x-2cos x=5sin(x+β),其中cos β=15,
sin β=-25,∴f(x)max=fπ2-β=5,f(x)max= fπ2=1,∴f(x)的值域为[1,5 ].
12.(2016·山西省质检)已知函数f(x)=Mcos(ωx+φ)(M>0,ω>0,0函数的部分图象如图所示,AC=BC=22,∠C=90°,则f12的值为( )
A.-12 B.12 C.-22 D.22 解析:选A.依题意,△ABC是直角边长为22的等腰直角三角形,因此其边AB上的高是12,函数f(x)的最小正周期是2,故M=12,2πω=2,ω=π,f(x)=12cos(πx+φ).又函数f(x)是奇函数,于是有φ=kπ+π2,其中k∈Z.由0f
1
2=-12sinπ2=-12,选A.
13.(2014·高考重庆卷)将函数f(x)=sin(ωx+φ)ω>0,-π2≤φ<π2图象上每一点的横坐标缩短为原来的一半,纵坐标不变,再向右平移π6个单位长度得到y=sin x的图象,则fπ6=________. 解析:先将y=sin x按照题目中相反的方法变换可得函数f(x)的表达式,再求fπ6的值. 将y=sin x的图象向左平移π6个单位长度可得y=sinx+π6的图象,保持纵坐标不变,横坐标变为原来的2倍可得y=sin12x+π6的图象,故f(x)=sin12x+π6.所以fπ6=最新K12教育 教案试题 sin12×π6+π6=sin π4=22. 答案:22 14.(2015·高考浙江卷)函数f(x)=sin2 x+sin xcos x+1的最小正周期是________,单调递减区间是________. 解析:先利用三角恒等变换公式及辅助角公式将所给函数化为正弦型函数,再根据公式求解.
∵f(x)=sin2x+sin xcos x+1=1-cos 2x2+12sin 2x+1=12sin 2x-12cos 2x+32=22
sin2x-π4+32,∴函数f(x)的最小正周期T=π.令π2+2kπ≤2x-π4≤3π2+2kπ,k∈Z,
解之可得函数f(x)的单调递减区间为kπ+38π,kπ+78π(k∈Z). 答案:π kπ+38π,kπ+78π(k∈Z) 15.设θ为第二象限角,若tan θ+π4=12,则sin θ+cos θ=________. 解析:本题先求出tan θ,然后运用同角三角函数关系式进行变形求解. ∵tanθ+π4=12,∴1+tan θ1-tan θ=12,解得tan θ=-13.
∴(sin θ+cos θ)2=sin2θ+cos2θ+2sin θ·cos θsin2θ+cos2θ
=tan2θ+2tan θ+1tan2θ+1=19-23+119+1=25. ∵θ为第二象限角,tan θ=-13, ∴2kπ+3π4∴sin θ+cos θ=-105. 答案:-105 16.已知函数f(x)=sin(x-π),g(x)=cos(x+π),有以下命题:①函数y=f(x)g(x)的最小正周期为π;②函数y=f(x)g(x)的最大值为2;③将函数y=f(x)的图象向右平移π2
个单位后得到函数y=g(x)的图象;④将函数y=f(x)的图象向左平移π2个单位后得到y=