【数学】2020届一轮复习人教A版 三角函数的图象与性质学案

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文档介绍

【数学】2020届一轮复习人教A版 三角函数的图象与性质学案

‎2020届一轮复习人教A版  三角函数的图象与性质 学案 ‎ [全国卷3年考情分析]‎ 年份 全国卷Ⅰ 全国卷Ⅱ 全国卷Ⅲ ‎2018‎ 三角恒等变换及三角函数的周期与最值·T8‎ 三角函数单调性的应用·T10‎ 正切函数的周期·T6‎ ‎2017‎ 三角函数的周期·T3‎ 三角函数的最值·T6‎ 三角函数的最值·T13‎ ‎2016‎ 三角函数的图象变换与性质·T6‎ 已知三角函数图象求解析式·T3‎ 三角函数图象变换·T14‎ 三角函数的最值·T11‎ ‎(1)高考对此部分内容的命题主要集中于三角函数的定义、图象与性质,主要考查图象的变换,函数的单调性、奇偶性、周期性、对称性及最值,并常与三角恒等变换交汇命题.‎ ‎(2)主要以选择题、填空题的形式考查,难度为中等偏下,大多出现在第3~11或14~15题位置上.‎ 三角函数的定义、诱导公式及基本关系 ‎[大稳定]‎ ‎1.在平面直角坐标系中,以x轴的非负半轴为角的始边,角α,β的终边分别与单位圆交于点和,则sin(α+β)=(  )‎ A.-         B. C.- D. 解析:选D 因为角α,β的终边分别与单位圆交于点和,所以sin α=,cos α=,sin β=,cos β=-,所以sin(α+β)=sin αcos β+cos αsin β=×+×=.‎ ‎2.若tan α=,则sin4α-cos4α的值为(  )‎ A.- B.- C. D. 解析:选B ∵tan α=,‎ ‎∴sin4α-cos4α=(sin2α+cos2α)(sin2α-cos2α)‎ ‎=sin2α-cos2α= ‎==-.‎ ‎3.设函数f(x)(x∈R)满足f(x+π)=f(x)+sin x.当0≤x<π时,f(x)=0,则f=(  )‎ A. B. C.0 D.- 解析:选A 由已知,得f=f+sin ‎=f+sin +sin ‎=f+sin +sin +sin ‎=f+sin +sin+sin ‎=0+++=.‎ ‎[解题方略]‎ ‎1.同角三角函数基本关系式的应用技巧 知弦求弦 利用诱导公式及平方关系sin2α+cos2α=1求解 知弦求切 常通过平方关系、对称式sin α+cos α,sin α-cos α,sin αcos α建立联系,注意tan α=的灵活应用 知切求弦 通常先利用商数关系转化为sin α=tan α·cos α的形式,然后用平方关系求解 和积转换法 如利用(sin θ±cos θ)2=1±2sin θcos θ的关系进行变形、转化 巧用“1”‎ 的变换 ‎1=sin2θ+cos2θ=cos2θ(1+tan2θ)=sin2θ ‎2.利用诱导公式进行化简求值的步骤 利用公式化任意角的三角函数为锐角三角函数,其步骤:去负-脱周-化锐.特别注意函数名称和符号的确定.(注意“奇变偶不变,符号看象限”)‎ ‎[小创新]‎ ‎1.设an=sin,Sn=a1+a2+…+an,在S1,S2,…,S100中,正数的个数是(  )‎ A.25 B.50‎ C.75 D.100‎ 解析:选D 当1≤n≤24时,an>0,当26≤n≤49时,an<0,但其绝对值要小于1≤n≤24时相应的值;当51≤n≤74时,an>0;当76≤n≤99时,an<0,但其绝对值要小于51≤n≤74时相应的值.故当1≤n≤100时,均有Sn>0.‎ ‎2.某一算法程序框图如图所示,则输出的S的值为(  )‎ A. B.- C. D.0‎ 解析:选A 由已知程序框图可知,该程序的功能是计算S=sin +sin +sin +…+sin的值.‎ 因为sin =,sin =sin=sin =,sin =sin π=0,‎ sin =sin=-sin =-,‎ sin =sin=-sin =-,‎ sin =sin 2π=0,而sin =sin=sin ,‎ sin =sin=sin ,sin =sin(2π+π)=sin π,所以函数值呈周期性变化,周期为6,且sin +sin +sin +sin +sin +sin =0.‎ 而2 017=6×336+1,所以输出的S=336×0+sin =.故选A.‎ ‎3. ‎《九章算术》是我国古代数学成就的杰出代表作,其中《方田》章给出计算弧田面积所用的经验公式为:弧田面积=(弦×矢+矢2),弧田(如图)由圆弧和其所对弦所围成,公式中“弦”指圆弧所对弦长,“矢”等于半径长与圆心到弦的距离之差.现有圆心角为,半径等于‎4 m的弧田,按照上述经验公式计算所得弧田面积约是(  )‎ A.‎6 m2‎ B.‎‎9 m2‎ C.‎12 m2‎ D.‎‎15 m2‎ 解析:选B 如图,由题意可得∠AOB=,OA=4,在Rt△AOD中,可得∠AOD=,∠DAO=,OD=AO=×4=2,‎ 于是矢=4-2=2.‎ 由AD=AO·sin =4×=2,‎ 可得弦长AB=2AD=2×2=4.‎ 所以弧田面积=(弦×矢+矢2)=×(4×2+22)=4+2≈9(m2).故选B.‎ 题型一 由“图”定“式”‎ ‎[例1] (1)已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,0<φ<π),其部分图象如图所示,则函数f(x)的解析式为(  )‎ A.f(x)=2sin B.f(x)=2sin C.f(x)=2sin D.f(x)=2sin ‎(2)已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,0<φ<π)的图象与x轴的一个交点到其相邻的一条对称轴的距离为,若f=,则函数f(x)在上的最小值为(  )‎ A.          B.- C.- D.- ‎[解析] (1)由题图可知,函数图象上两个相邻的最值点分别为最高点,最低点,‎ 所以函数的最大值为2,即A=2.‎ 由图象可得,x=-,x=为相邻的两条对称轴,‎ 所以函数的周期T=2×=4π,‎ 故=4π,解得ω=.‎ 所以f(x)=2sin.‎ 把点代入可得2sin=2,‎ 即sin=1,‎ 所以φ-=2kπ+(k∈Z),‎ 解得φ=2kπ+(k∈Z).‎ 又0<φ<π,所以φ=.‎ 所以f(x)=2sin,故选B.‎ ‎(2)由题意得,函数f(x)的最小正周期T=4×=π=,解得ω=2.‎ 因为点在函数f(x)的图象上,‎ 所以Asin=0,‎ 解得φ=kπ+,k∈Z,由0<φ<π,可得φ=.‎ 因为f=,所以Asin=,‎ 解得A=,所以f(x)=sin.‎ 当x∈时,2x+∈,‎ ‎∴sin∈,‎ ‎∴f(x)的最小值为-.‎ ‎[答案] (1)B (2)C ‎[解题方略] 由“图”定“式”找“对应”的方法 由三角函数的图象求解析式y=Asin(ωx+φ)+B(A>0,ω>0)中参数的值,关键是把握函数图象的特征与参数之间的对应关系,其基本依据就是“五点法”作图.‎ ‎(1)最值定A,B:根据给定的函数图象确定最值,设最大值为M,最小值为m,则M=A+B,m=-A+B,解得B=,A=.‎ ‎(2)T定ω:由周期的求解公式T=,可得ω=.‎ ‎(3)点坐标定φ:一般运用代入法求解φ值,注意在确定φ值时,往往以寻找“五点法”中的某一个点为突破口,即“峰点”“谷点”与三个“中心点”.‎ 题型二 三角函数的图象变换 ‎[例2] (1)(2019届高三·湘东五校联考)将函数f(x)=sin的图象上各点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,所得图象的一条对称轴的方程可能是(  )‎ A.x=- B.x= C.x= D.x= ‎(2)(2018·郑州第一次质量测试)若将函数f(x)=sin图象上的每一个点都向左平移个单位长度,得到g(x)的图象,则函数g(x)的单调递增区间为(  )‎ A.(k∈Z)‎ B.(k∈Z)‎ C.(k∈Z)‎ D.(k∈Z)‎ ‎[解析] (1)依题意知,将函数f(x)=sin的图象上各点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,得函数g(x)=sin的图象.令x+=+kπ,k∈Z,得x=2kπ+,k∈Z,当k=0时,所得函数图象的一条对称轴的方程为x=,故选D.‎ ‎(2)将函数f(x)=sin图象上的每一个点都向左平移个单位长度,得到函数g(x)=sin=sin(2x+π)=-sin 2x的图象,令+2kπ≤2x≤+2kπ(k∈Z),可得+kπ≤x≤+kπ(k∈Z),因此函数g(x)的单调递增区间为(k∈Z),故选A.‎ ‎[答案] (1)D (2)A ‎[解题方略] 关于三角函数的图象变换的方法 沿x轴 沿y轴 平移变换 由y=f(x)变为y=f(x+φ)时,“左加右减”,即φ>0,左移;φ<0,右移 由y=f(x)变为y=f(x)+k时,“上加下减”,即k>0,上移;k<0,下移 伸缩变换 由y=f(x)变为y=f(ωx)时,点的纵坐标不变,横坐标变为原来的倍 由y=f(x)变为y=Af(x)时,点的横坐标不变,纵坐标变为原来的|A|倍 增分考点·讲练冲关 ‎[典例] (1)(2018·全国卷Ⅰ)已知函数f(x)=2cos2x-sin2x+2,则(  )‎ A.f(x)的最小正周期为π,最大值为3‎ B.f(x)的最小正周期为π,最大值为4‎ C.f(x)的最小正周期为2π,最大值为3‎ D.f(x)的最小正周期为2π,最大值为4‎ ‎ (2)(2018·昆明调研)已知函数f(x)=sin ωx的图象关于点对称,且f(x)在上为增函数,则ω=(  )‎ A. B.3‎ C. D.6‎ ‎(3)(2018·全国卷Ⅱ)若f(x)=cos x-sin x在[0,a]是减函数,则a的最大值是(  )‎ A. B. C. D.π ‎[解析] (1)∵f(x)=2cos2x-sin2x+2=1+cos 2x-+2=cos 2x+,∴f(x)的最小正周期为π,最大值为4.故选B.‎ ‎(2)因为函数f(x)=sin ωx的图象关于对称,‎ 所以π=kπ(k∈Z),即ω=k(k∈Z).①‎ 又函数f(x)=sin ωx在区间上是增函数,‎ 所以≤且ω>0,所以0<ω≤2.②‎ 由①②得ω=,故选A.‎ ‎(3)法一:∵f(x)=cos x-sin x=-sin x-,‎ ‎∴当x-∈,即x∈时,‎ y=sin单调递增,‎ f(x)=-sin单调递减,‎ ‎∴是f(x)在原点附近的单调减区间,‎ 结合条件得[0,a]⊆,‎ ‎∴a≤,即amax=.故选C.‎ 法二:f′(x)=-sin x-cos x=-sin.‎ 于是,由题设得f′(x)≤0,即sin≥0在区间[0,a]上恒成立.‎ 当x∈[0,a]时,x+∈,‎ 所以a+≤π,即a≤,‎ 故所求a的最大值是.故选C.‎ ‎[答案] (1)B (2)A (3)C ‎[解题方略]‎ ‎1.求三角函数单调区间的方法 ‎(1)代换法:求形如y=Asin(ωx+φ)(或y=Acos(ωx+φ))(A,ω,φ为常数,A≠0,ω>0)的单调区间时,令ωx+φ=z,得y=Asin z(或y=Acos z),然后由复合函数的单调性求得.‎ ‎(2)图象法:画出三角函数的图象,结合图象求其单调区间.‎ ‎2.判断对称中心与对称轴的方法 利用函数y=Asin(ωx+φ)的对称轴一定经过图象的最高点或最低点,对称中心一定是函数的零点这一性质,通过检验f(x0)的值进行判断.‎ ‎3.求三角函数周期的常用结论 ‎(1)y=Asin(ωx+φ)和y=Acos(ωx+φ)的最小正周期为,y=tan(ωx+φ)的最小正周期为.‎ ‎(2)正弦曲线、余弦曲线相邻两对称中心、相邻两对称轴之间的距离是个周期,相邻的对称中心与对称轴之间的距离是个周期;正切曲线相邻两对称中心之间的距离是个周期.‎ ‎[多练强化]‎ ‎1.若函数f(x)=sin(2x+θ)+cos(2x+θ)(0<θ<π)的图象关于中心对称,则函数f(x)在上的最小值是(  )‎ A.-1 B.- C.- D.- 解析:选B f(x)=2sin,又图象关于中心对称,‎ 所以2×+θ+=kπ(k∈Z),‎ 所以θ=kπ-(k∈Z),又0<θ<π,所以θ=,‎ 所以f(x)=-2sin 2x,因为x∈,‎ 所以2x∈,f(x)∈[-,2],‎ 所以f(x)的最小值是-.‎ ‎2.(2018·济南模拟)已知函数f(x)=sin(ωx+φ)+cos(ωx+φ)的最小正周期为π,且f=f(x),则(  )‎ A.f(x)在上单调递减 B.f(x)在上单调递增 C.f(x)在上单调递增 D.f(x)在上单调递减 解析:选D 因为f(x)=sin(ωx+φ)+cos(ωx+φ)=2sin的最小正周期为π,所以=π,所以ω=2.因为f=f(x),所以直线x=是f(x)图象的一条对称轴,所以2×+φ+=+kπ,k∈Z,所以φ=-+kπ,k∈Z,因为|φ|<,所以φ=-,所以f(x)=2sin.当x∈时,2x+∈,f(x)先增后减,当x∈时,2x+∈,f(x)单调递减.故选D.‎ ‎3.(2018·北京高考)已知函数f(x)=sin2x+sin xcos x.‎ ‎(1)求f(x)的最小正周期;‎ ‎(2)若f(x)在区间上的最大值为,求m的最小值.‎ 解:(1)f(x)=sin2x+sin xcos x ‎=-cos 2x+sin 2x ‎=sin+,‎ 所以f(x)的最小正周期为T==π.‎ ‎(2)由(1)知f(x)=sin+.‎ 由题意知-≤x≤m,‎ 所以-≤2x-≤‎2m-.‎ 要使f(x)在区间上的最大值为,‎ 即sin在区间上的最大值为1.‎ 所以‎2m-≥,即m≥.‎ 所以m的最小值为.‎ 三角函数图象与性质的综合应用 ‎[典例] 已知函数f(x)=2sin ωxcos ωx+2sin2ωx-(ω>0)的最小正周期为π.‎ ‎(1)求函数f(x)的单调递增区间;‎ ‎(2)将函数f(x)的图象向左平移个单位长度,再向上平移1个单位长度,得到函数y=g(x)的图象,若y=g(x)在[0,b](b>0)上至少含有10个零点,求b的最小值.‎ ‎[解] (1)f(x)=2sin ωxcos ωx+(2sin2ωx-1)‎ ‎=sin 2ωx-cos 2ωx=2sin.‎ 由最小正周期为π,得ω=1,‎ 所以f(x)=2sin,‎ 由2kπ-≤2x-≤2kπ+,k∈Z,‎ 得kπ-≤x≤kπ+,k∈Z,‎ 所以函数f(x)的单调递增区间是,k∈Z.‎ ‎(2)将函数f(x)的图象向左平移个单位,再向上平移1个单位,得到y=2sin 2x+1的图象,‎ 所以g(x)=2sin 2x+1.‎ 令g(x)=0,得x=kπ+或x=kπ+(k∈Z),‎ 所以在[0,π]上恰好有两个零点,若y=g(x)在[0,b]上有10个零点,则b不小于第10个零点的横坐标即可.‎ 所以b的最小值为4π+=.‎ ‎[解题方略]‎ 解决三角函数图象与性质综合问题的思路 ‎(1)先借助三角恒等变换及相应三角函数公式把待求函数化成y=Asin(ωx+φ)+B(一角一函数)的形式;‎ ‎(2)把“ωx+φ”视为一个整体,借助复合函数性质求y=Asin(ωx+φ)+B的单调性、奇偶性、最值、对称性等问题.‎ ‎[多练强化]‎ ‎(2017·山东高考)设函数f(x)=sin+sin,其中0<ω<3.已知f=0.‎ ‎(1)求ω;‎ ‎(2)将函数y=f(x)的图象上各点的横坐标伸长为原来的2倍(纵坐标不变),再将得到的图象向左平移个单位,得到函数y=g(x)的图象,求g(x)在上的最小值.‎ 解:(1)因为f(x)=sin+sin,‎ 所以f(x)=sin ωx-cos ωx-cos ωx ‎=sin ωx-cos ωx ‎= ‎=sin.‎ 因为f=0,‎ 所以-=kπ,k∈Z.‎ 故ω=6k+2,k∈Z.‎ 又0<ω<3,所以ω=2.‎ ‎(2)由(1)得f(x)=sin,‎ 所以g(x)=sin=sin.‎ 因为x∈,‎ 所以x-∈,‎ 当x-=-,即x=-时,g(x)取得最小值-.‎ 直观想象——数形结合法在三角函数图象问题中的应用 ‎[典例] 函数f(x)=sin(ωx+φ)ω>0,|φ|<的图象如图所示,为了得到g(x)=cos 的图象,则只需将f(x)的图象(  )‎ A.向左平移个单位长度 B.向右平移个单位长度 C.向左平移个单位长度 D.向右平移个单位长度 ‎[解析] 根据函数f(x)=sin(ωx+φ)的部分图象知,=-=,∴T=π,即=π,解得ω=2.根据“五点作图法”并结合|φ|<,可知2×+φ=π,解得φ=,∴f(x)=sin.∴g(x)=cos=sin+=sin.故为了得到g(x)的图象,只需将f(x)的图象向左平移个单位长度即可.‎ ‎[答案] A ‎ ‎[素养通路]‎ 本题利用图形描述数学问题,通过对图形的理解,由图象建立形与数的联系,确定函数的周期,根据“五点作图法”代入数据求参数.考查了直观想象这一核心素养.‎ ‎ A组——“6+3+‎3”‎考点落实练 一、选择题 ‎1.(2018·全国卷Ⅲ)函数f(x)=的最小正周期为(  )‎ A.         B. C.π D.2π 解析:选C 由已知得f(x)====sin x·cos x= sin 2x,所以f(x)的最小正周期为T==π.‎ ‎2.(2018·贵阳第一学期检测)已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)ω>0,-<φ<的部分图象如图所示,则φ的值为(  )‎ A.- B. C.- D. 解析:选B 由题意,得=+=,所以T=π,由T=,得ω=2,由图可知A=1,所以f(x)=sin(2x+φ).又f=sin=0,-<φ<,所以φ=.‎ ‎3.(2019届高三·西安八校联考)已知函数f(x)=cos(x+θ)(0<θ<π)在x=时取得最小值,则f(x)在[0,π]上的单调递增区间是(  )‎ A. B. C. D. 解析:选A 因为0<θ<π,所以<+θ<,‎ 又f(x)=cos(x+θ)在x=时取得最小值,所以+θ=π,θ=,所以f(x)=cos.‎ 由0≤x≤π,得≤x+≤.‎ 由π≤x+≤,得≤x≤π,‎ 所以f(x)在[0,π]上的单调递增区间是,故选A.‎ ‎4.函数f(x)=sin的图象与函数g(x)的图象关于x=对称,则g(x)具有的性质是(  )‎ A.最大值为1,图象关于直线x=对称 B.在上单调递减,为奇函数 C.在上单调递增,为偶函数 D.周期为π,图象关于点对称 解析:选B 由题意得,g(x)=sin=sin(-2x)=-sin 2x,最大值为1,而g=0,图象不关于直线x=对称,故A错误;当x∈时,2x∈,满足单调递减,显然g(x)也是奇函数,故B正确,C错误;周期T==π,g=-,故图象不关于点 eq blc(rc)(avs4alco1(f(3π,8),0))对称,故D错误.‎ ‎5.(2019届高三·安徽知名示范高中联考)先将函数y=2sin+1的图象向左平移个最小正周期的单位长度,再向下平移1个单位长度后,所得图象对应的函数是(  )‎ A.奇函数 B.偶函数 C.非奇非偶函数 D.不能确定 解析:选B 因为函数y=2sin+1,所以其最小正周期T=π,所以将函数图象向左平移个单位长度,所得的图象对应的函数解析式为y=2sin+1=2sin+1=2sin+1=2cos 2x+1,再将图象向下平移1个单位长度后所得的图象对应的函数解析式为y=2cos 2x,该函数为偶函数,故选B.‎ ‎6.(2018·广州高中综合测试)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:选B 法一:因为x∈,所以ωx+∈,‎ 因为函数f(x)=sin(ω>0)在区间上单调递增,‎ 所以 即 又ω>0,所以0<ω≤,选B.‎ 法二:取ω=1,f=sin=-sin <0,f=sin=sin =1,f=sin=sin =,不满足题意,排除A、C、D,选B.‎ 二、填空题 ‎7.(2018·惠州调研)已知tan α=,且α∈,则cos=____________.‎ 解析:法一:cos=sin α,由α∈知α为第三象限角,‎ 联立得5sin2α=1,故sin α=-.‎ 法二:cos=sin α,由α∈知α为第三象限角,由tan α=,可知点(-2,-1)为α终边上一点,由任意角的三角函数公式可得sin α=-.‎ 答案:- ‎8.已知函数f(x)=sin(ωx+φ)的图象在y轴右侧的第一个最高点为P,在原点右侧与x轴的第一个交点为Q,则f的值为______.‎ 解析:由题意得=-=,所以T=π,所以ω=2,‎ 将点P代入f(x)=sin(2x+φ),‎ 得sin=1,所以φ=+2kπ(k∈Z).‎ 又|φ|<,所以φ=,即f(x)=sin(x∈R),所以f=sin=-.‎ 答案:- ‎9.已知函数f(x)=cos,其中x∈,m,若f(x)的值域是,则m的最大值是________.‎ 解析:由x∈,可知≤3x+≤‎3m+,‎ ‎∵f=cos =-,且f=cos π=-1,‎ ‎∴要使f(x)的值域是,‎ 需要π≤‎3m+≤,即≤m≤,‎ 即m的最大值是.‎ 答案: 三、解答题 ‎10.(2018·石家庄模拟)函数f(x)=Asinωx-+1(A>0,ω ‎>0)的最小值为-1,其图象相邻两个最高点之间的距离为π.‎ ‎(1)求函数f(x)的解析式;‎ ‎(2)设α∈,f=2,求α的值.‎ 解:(1)∵函数f(x)的最小值为-1,‎ ‎∴-A+1=-1,即A=2.‎ ‎∵函数f(x)的图象的相邻两个最高点之间的距离为π,‎ ‎∴函数f(x)的最小正周期T=π,‎ ‎∴ω=2,故函数f(x)的解析式为 f(x)=2sin+1.‎ ‎(2)∵f=2sin+1=2,‎ ‎∴sin=.‎ ‎∵0<α<,∴-<α-<,∴α-=,得α=.‎ ‎11.已知m=,n=(cos x,1).‎ ‎(1)若m∥n,求tan x的值;‎ ‎(2)若函数f(x)=m·n,x∈[0,π],求f(x)的单调递增区间.‎ 解:(1)由m∥n得,sin-cos x=0,展开变形可得,sin x=cos x,即tan x=.‎ ‎(2)f(x)=m·n=sincos x+1‎ ‎=sin xcos x-cos2x+1‎ ‎=sin 2x-+1‎ ‎=+ ‎=sin+,‎ 由-+2kπ≤2x-≤+2kπ,k∈Z,‎ 得-+kπ≤x≤+kπ,k∈Z.‎ 又x∈[0,π],所以当x∈[0,π]时,f(x)的单调递增区间为和.‎ ‎12.已知函数f(x)=cos x(2sin x+cos x)-sin2x.‎ ‎(1)求函数f(x)的最小正周期;‎ ‎(2)若当x∈时,不等式f(x)≥m有解,求实数m的取值范围.‎ 解:(1)f(x)=2sin xcos x+cos2x-sin2x ‎=sin 2x+cos 2x ‎=2 ‎=2sin,‎ 所以函数f(x)的最小正周期T=π.‎ ‎(2)由题意可知,不等式f(x)≥m有解,‎ 即m≤f(x)max,因为x∈,所以2x+∈,‎ 故当2x+=,即x=时,f(x)取得最大值,‎ 且最大值为f=2.从而可得m≤2.‎ 所以实数m的取值范围为(-∞,2].‎ B组——大题专攻补短练 ‎1.已知向量m=(2sin ωx,sin ωx),n=(cos ωx,-2sin ωx)(ω>0),函数f(x)=m·n+,直线x=x1,x=x2是函数y=f(x)的图象的任意两条对称轴,且|x1-x2|的最小值为.‎ ‎(1)求ω的值;‎ ‎(2)求函数f(x)的单调递增区间.‎ 解:(1)因为向量m=(2sin ωx,sin ωx),n=(cos ωx,-2sin ωx)(ω>0),所以函数f(x)=m·n+=2sin ωxcos ωx+sin ωx(-2sin ωx)+=sin 2ωx-2sin2ωx+= sin 2ωx+cos 2ωx=2sin.‎ 因为直线x=x1,x=x2是函数y=f(x)的图象的任意两条对称轴,且|x1-x2|的最小值为,所以函数f(x)的最小正周期为×2=π,即=π,得ω=1.‎ ‎(2)由(1)知,f(x)=2sin,‎ 令2kπ-≤2x+≤2kπ+(k∈Z),‎ 解得kπ-≤x≤kπ+(k∈Z),‎ 所以函数f(x)的单调递增区间为(k∈Z).‎ ‎2.已知函数f(x)=sin 2ωx+cos4ωx-sin4ωx+1(0<ω<1),若点是函数f(x)图象的一个对称中心.‎ ‎(1)求f(x)的解析式,并求距y轴最近的一条对称轴的方程;‎ ‎(2)先列表,再作出函数f(x)在区间[-π,π]上的图象.‎ 解:(1)f(x)=sin 2ωx+(cos2ωx-sin2ωx)·(cos2ωx+sin2ωx)+1‎ ‎=sin 2ωx+cos 2ωx+1‎ ‎=2sin+1.‎ ‎∵点是函数f(x)图象的一个对称中心,‎ ‎∴-+=kπ,k∈Z,∴ω=-3k+,k∈Z.‎ ‎∵0<ω<1,∴k=0,ω=,∴f(x)=2sin+1.‎ 由x+=kπ+,k∈Z,得x=kπ+,k∈Z,‎ 令k=0,得距y轴最近的一条对称轴方程为x=.‎ ‎(2)由(1)知,f(x)=2sin+1,当x∈[-π,π]时,列表如下:‎ x+ ‎- ‎- ‎0‎ π x ‎-π ‎- ‎- π f(x)‎ ‎0‎ ‎-1‎ ‎1‎ ‎3‎ ‎1‎ ‎0‎ 则函数f(x)在区间[-π,π]上的图象如图所示.‎ ‎3.(2018·山东师大附中模拟)已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)‎ 的部分图象如图所示.‎ ‎(1)求函数y=f(x)的解析式;‎ ‎(2)说明函数y=f(x)的图象可由函数y=sin 2x-cos 2x的图象经过怎样的平移变换得到;‎ ‎(3)若方程f(x)=m在上有两个不相等的实数根,求m的取值范围.‎ 解:(1)由题图可知,A=2,T=4=π,‎ ‎∴=π,ω=2,∴f(x)=2sin(2x+φ),∵f=0,‎ ‎∴sin=0,∴φ+=kπ,k∈Z,‎ 即φ=-+kπ,k∈Z.‎ ‎∵|φ|<,∴φ=,∴f(x)=2sin.‎ ‎(2)y=sin 2x-cos 2x ‎=2sin ‎=2sin,‎ 故将函数y=sin 2x-cos 2x的图象向左平移个单位长度就得到函数y=f(x)的图象.‎ ‎(3)当-≤x≤0时,-≤2x+≤,故-2≤f(x)≤,若方程f(x)=m在上有两个不相等的实数根,则曲线y=f(x)与直线y=m在上有2个交点,结合图形,易知-2<m≤-.‎ 故m的取值范围为(-2,-].‎ ‎4.已知函数f(x)=sin(ωx+φ)图象的相邻两对称轴之间的距离为,且在x=时取得最大值1.‎ ‎(1)求函数f(x)的解析式;‎ ‎(2)当x∈时,若方程f(x)=a恰好有三个根,分别为x1,x2,x3,求x1+x2+x3的取值范围.‎ 解:(1)由题意,T=2×=π,故ω==2,‎ 所以sin=sin=1,‎ 所以+φ=2kπ+,k∈Z,所以φ=2kπ+,k∈Z.‎ 因为0≤φ≤,所以φ=,所以f(x)=sin.‎ ‎(2)画出该函数的图象如图,当≤a<1时,方程f(x)=a恰好有三个根,且点(x1,a)和(x2,a)关于直线x=对称,点(x2,a)和(x3,a)关于直线x=对称,‎ 所以x1+x2=,π≤x3<,‎ 所以≤x1+x2+x3<,‎ 故x1+x2+x3的取值范围为.‎
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