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文档介绍
【数学】2020届江苏一轮复习通用版4-3函数y=Asin(ωxφ)的图象和性质作业
4.3 函数y=Asin(ωx+φ)的图象和性质 挖命题 【考情探究】 考点 内容解读 5年考情 预测热度 考题示例 考向 关联考点 函数y=Asin(ωx+φ)的图象 1.利用图象求表达式 2.利用图象求参数 ★★☆ 函数y=Asin(ωx+φ)的性质 1.求单调区间 2.求值域与最值 3.利用单调性、周期性、奇偶性求参数 2018江苏,7 函数y=Asin(ωx+φ)的图象和性质 特殊角的三角函数 ★★☆ 2017江苏,16 函数y=Acos(ωx+φ)的最值 向量的数量积、辅助角公式 分析解读 函数y=Asin(ωx+φ)的图象和性质,这部分内容复习时要以基本知识为载体,巩固数形结合思想和三角函数的相关性质. 破考点 【考点集训】 考点一 函数y=Asin(ωx+φ)的图象 1.(2018江苏东台安丰高级中学月考)函数f(x)=Asin(ωx+φ)A>0,ω>0,|φ|<π2的部分图象如图所示,则将y=f(x)的图象向右平移π6个单位后,所得图象的解析式为y= . 答案 sin2x-π6 2.(2017江苏盐城期中,16)设函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A,ω,φ为常数,且A>0,ω>0,0<φ<π)的部分图象如图所示. (1)求A,ω,φ的值; (2)设θ为锐角,且f(θ)=-335,求fθ-π6的值. 解析 (1)由题图可得A=3, 最小正周期T=437π12--π6=π,∴ω=2πT=2, ∴f(x)=3sin(2x+φ), 由f7π12=-3,得2×7π12+φ=-π2+2kπ,k∈Z, ∴φ=-5π3+2kπ,k∈Z,∵0<φ<π,∴φ=π3. (2)由f(θ)=3sin2θ+π3=-335,得sin2θ+π3=-35, ∵θ∈0,π2,∴2θ+π3∈π3,4π3, 又sin2θ+π3<0,∴2θ+π3∈π,4π3, ∴cos2θ+π3=-1-sin22θ+π3=-45, ∴fθ-π6=3sin 2θ=3sin 2θ+π3-π3 =3sin2θ+π3cos π3-cos2θ+π3sin π3 =3-35×12+45×32=12-3310. 考点二 函数y=Asin(ωx+φ)的性质 1.(2017江苏南京、盐城第二次模拟考试,7)将函数f(x)=sin x的图象向右平移π3个单位后得到函数y=g(x)的图象,则函数y=f(x)+g(x)的最大值为 . 答案 3 2.函数y=asin(ax+θ)(a>0,θ≠0)的图象上的一个最高点和其相邻最低点的距离的最小值为 . 答案 2π 炼技法 【方法集训】 方法一 根据图象确定函数解析式 已知曲线y=Asin(ωx+φ)A>0,ω>0,φ∈-π2,π2上的一个最高点的坐标为π2,2,由此点到相邻最低点间的曲线与x轴交于点32π,0. (1)试求这条曲线的函数解析式; (2)写出函数的单调区间. 解析 (1)依题意,知A=2,T=4×3π2-π2=4π. ∵T=2π|ω|=4π,ω>0,∴ω=12. ∴y=2sin12x+φ. 又曲线上的最高点为π2,2, ∴sin12×π2+φ=1, ∴φ+π4=2kπ+π2,k∈Z. ∵-π2<φ<π2,∴φ=π4. ∴y=2sin12x+π4. (2)令2kπ-π2≤12x+π4≤2kπ+π2,k∈Z, 得4kπ-3π2≤x≤4kπ+π2,k∈Z, ∴函数的单调递增区间为4kπ-3π2,4kπ+π2(k∈Z). 令2kπ+π2≤12x+π4≤32π+2kπ,k∈Z,得4kπ+π2≤x≤4kπ+5π2,k∈Z. ∴函数的单调递减区间为4kπ+π2,4kπ+5π2(k∈Z). 方法二 函数y=Asin(ωx+φ)的性质 1.已知函数y=asin2x+π6+b在x∈0,π2上的值域为[-5,1],求a、b的值. 解析 ∵x∈0,π2, ∴2x+π6∈π6,7π6,sin2x+π6∈-12,1. ∴当a>0时,a+b=1,-a2+b=-5,解得a=4,b=-3. 当a<0时,-12a+b=1,a+b=-5,解得a=-4,b=-1. ∴a、b的取值分别是4、-3或-4、-1. 2.函数y=tanπ4-sin5π4sin7π4+2x,x∈R. (1)求函数的最大值、最小值; (2)求函数的最小正周期; (3)求函数的单调区间; (4)说明函数的图象可由函数y=22cos2x-π2,x∈R的图象经过怎样的变换得到. 解析 原函数可化简为 y=1+22sin2π+2x-π4=1+22sin2x-π4. (1)当2x-π4=π2+2kπ(k∈Z),即x=3π8+kπ(k∈Z)时, sin2x-π4=1,ymax=1+22; 当2x-π4=3π2+2kπ(k∈Z),即x=7π8+kπ(k∈Z)时, sin2x-π4=-1,ymin=1-22. (2)函数的最小正周期T=π. (3)由-π2+2kπ≤2x-π4≤π2+2kπ(k∈Z), 得-π8+kπ≤x≤3π8+kπ(k∈Z); 由π2+2kπ≤2x-π4≤3π2+2kπ(k∈Z), 得3π8+kπ≤x≤7π8+kπ(k∈Z). 所以函数的增区间为-π8+kπ,3π8+kπ(k∈Z),减区间为3π8+kπ,7π8+kπ(k∈Z). (4)y=22cos2x-π2=22cosπ2-2x=22sin 2x. 函数的图象可由y=22sin 2x的图象向右平移π8个单位长度,再向上平移1个单位长度得到,即函数的图象可由函数y=22cos2x-π2,x∈R的图象向右平移π8个单位长度,再向上平移1个单位长度得到. 过专题 【五年高考】 A组 自主命题·江苏卷题组 1.(2018江苏,7,5分)已知函数y=sin(2x+φ)-π2<φ<π2的图象关于直线x=π3对称,则φ的值是 . 答案 -π6 2.(2017江苏,16,14分)已知向量a=(cos x,sin x),b=(3,-3),x∈[0,π]. (1)若a∥b,求x的值; (2)记f(x)=a·b,求f(x)的最大值和最小值以及对应的x的值. 解析 (1)因为a=(cos x,sin x),b=(3,-3),a∥b, 所以-3cos x=3sin x. 若cos x=0,则sin x=0,与sin2x+cos2x=1矛盾,故cos x≠0. 于是tan x=-33.又x∈[0,π],所以x=5π6. (2)f(x)=a·b=(cos x,sin x)·(3,-3)=3cos x-3sin x=23cosx+π6. 因为x∈[0,π],所以x+π6∈π6,7π6,从而-1≤cosx+π6≤32. 于是,当x+π6=π6,即x=0时, f(x)取到最大值3; 当x+π6=π,即x=5π6时, f(x)取到最小值-23. B组 统一命题、省(区、市)卷题组 考点一 函数y=Asin(ωx+φ)的图象 1.(2017天津理改编,7,5分)设函数f(x)=2sin(ωx+φ),x∈R,其中ω>0,|φ|<π.若f 5π8=2, f 11π8=0,且f(x)的最小正周期大于2π,则ω= ,φ= . 答案 23;π12 2.(2017山东理,16,12分)设函数f(x)=sinωx-π6+sinωx-π2,其中0<ω<3.已知f π6=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π4个单位,得到函数y=g(x)的图象,求g(x)在-π4,3π4上的最小值. 解析 本题考查了y=Asin(ωx+φ)的图象和性质及最值. (1)因为f(x)=sinωx-π6+sinωx-π2, 所以f(x)=32sin ωx-12cos ωx-cos ωx =32sin ωx-32cos ωx=312sinωx-32cosωx =3sinωx-π3. 由题设知fπ6=0,所以ωπ6-π3=kπ,k∈Z. 故ω=6k+2,k∈Z,又0<ω<3,所以ω=2. (2)由(1)得f(x)=3sin2x-π3, 所以g(x)=3sinx+π4-π3=3sinx-π12. 因为x∈-π4,3π4,所以x-π12∈-π3,2π3, 当x-π12=-π3,即x=-π4时,g(x)取得最小值-32. 考点二 函数y=Asin(ωx+φ)的性质 1.(2018课标全国Ⅲ文改编,6,5分)函数f(x)=tanx1+tan2x的最小正周期为 . 答案 π 2.(2018天津文改编,6,5分)将函数y=sin2x+π5的图象向右平移π10个单位长度,则下列说法正确的是 . ①所得图象对应的函数在区间-π4,π4上单调递增 ②所得图象对应的函数在区间-π4,0上单调递减 ③所得图象对应的函数在区间π4,π2上单调递增 ④所得图象对应的函数在区间π2,π上单调递减 答案 ① 3.(2017课标全国Ⅱ文改编,3,5分)函数f(x)=sin2x+π3的最小正周期为 . 答案 π 4.(2016天津改编,8,5分)已知函数f(x)=sin2ωx2+12sin ωx-12(ω>0),x∈R.若f(x)在区间(π,2π)内没有零点,则ω的取值范围是 . 答案 0,18∪14,58 5.(2014北京,14,5分)设函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A,ω,φ是常数,A>0,ω>0).若f(x)在区间π6,π2上具有单调性,且fπ2=f2π3=-fπ6,则f(x)的最小正周期为 . 答案 π 6.(2017北京文,16,13分)已知函数f(x)=3cos2x-π3-2sin xcos x. (1)求f(x)的最小正周期; (2)求证:当x∈-π4,π4时, f(x)≥-12. 解析 本题考查三角恒等变换,三角函数的性质. (1)f(x)=32cos 2x+32sin 2x-sin 2x =12sin 2x+32cos 2x=sin2x+π3. 所以f(x)的最小正周期T=2π2=π. (2)证明:因为-π4≤x≤π4,所以-π6≤2x+π3≤5π6. 所以sin2x+π3≥sin-π6=-12. 所以当x∈-π4,π4时, f(x)≥-12. 易错警示 正确化简y=f(x)是解题的关键.在(2)中,证明f(x)≥-12时容易忽视x的取值范围. 7.(2016山东,17,12分)设f(x)=23sin(π-x)sin x-(sin x-cos x)2. (1)求f(x)的单调递增区间; (2)把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),再把得到的图象向左平移π3个单位,得到函数y=g(x)的图象,求gπ6的值. 解析 (1)f(x)=23sin(π-x)sin x-(sin x-cos x)2 =23sin2x-(1-2sin xcos x)=3(1-cos 2x)+sin 2x-1 =sin 2x-3cos 2x+3-1=2sin2x-π3+3-1. 由2kπ-π2≤2x-π3≤2kπ+π2(k∈Z), 得kπ-π12≤x≤kπ+5π12(k∈Z). 所以f(x)的单调递增区间是kπ-π12,kπ+5π12(k∈Z). 或kπ-π12,kπ+5π12(k∈Z) (2)由(1)知f(x)=2sin2x-π3+3-1. 把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), 得到y=2sinx-π3+3-1的图象, 再把得到的图象向左平移π3个单位, 得到y=2sin x+3-1的图象, 即g(x)=2sin x+3-1. 所以gπ6=2sinπ6+3-1=3. 方法总结 研究三角函数的单调性,首先将函数化为y=Asin(ωx+φ)+h(或y=Acos(ωx+φ)+h)的形式,要视“ωx+φ”为一个整体,另外注意A的正负. 评析本题主要考查三角恒等变换及三角函数的性质,考查三角函数图象变换.(1)将函数化为y=Asin(ωx+φ)+h的形式是解题的关键,要视“ωx+φ”为一个整体.(2)三角函数图象变换仅对“x”而言. C组 教师专用题组 1.(2014陕西改编,2,5分)函数f(x)=cos2x-π6的最小正周期是 . 答案 π 2.(2016北京,16,13分)已知函数f(x)=2sin ωxcos ωx+cos 2ωx(ω>0)的最小正周期为π. (1)求ω的值; (2)求f(x)的单调递增区间. 解析 (1)因为f(x)=2sin ωxcos ωx+cos 2ωx =sin 2ωx+cos 2ωx =2sin2ωx+π4,(3分) 所以f(x)的最小正周期T=2π2ω=πω.(4分) 依题意,πω=π,解得ω=1.(6分) (2)由(1)知f(x)=2sin2x+π4. 函数y=sin x的单调递增区间为2kπ-π2,2kπ+π2(k∈Z).(8分) 由2kπ-π2≤2x+π4≤2kπ+π2(k∈Z),得kπ-3π8≤x≤kπ+π8(k∈Z).(12分) 所以f(x)的单调递增区间为kπ-3π8,kπ+π8(k∈Z).(13分) 易错警示 本题函数解析式中含有参数ω,在用倍角公式时要注意转化成“2ωx”,在求单调区间时,也要注意x的系数. 评析本题考查了倍角公式、辅助角公式和正弦型函数的单调区间等知识,属中档题. 【三年模拟】 一、填空题(每小题5分,共40分) 1.(2019届江苏盐城高三第一学期期中)已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)A>0,ω>0,-π2<φ<0的图象的一个最高点为3π8,2,其图象的相邻两个对称中心之间的距离为π2,则φ= . 答案 -π4 2.(2019届江苏无锡梅村高中月考)已知函数f(x)=3sin(ωx+φ)-cos(ωx+φ)(ω>0,0<φ<π)为偶函数,且其图象的两条相邻对称轴的距离为π2,则f-π8的值为 . 答案 2 3.(2017江苏南京、盐城一模,9)将函数y=f(x)=3sin2x+π3的图象向右平移φ0<φ<π2个单位后,所得图象对应的函数为偶函数,则φ= . 答案 5π12 4.(2018江苏南师大附中期中,6)函数f(x)=Asin(ωx+φ)A>0,ω>0,|φ|<π2的图象如图所示,则fπ4= . 答案 1 5.(2019届江苏南通高三上学期第一次调研测试)在平面直角坐标系xOy中,将函数y=sin2x+π3的图象向右平移φ0<φ<π2个单位长度,若平移后得到的图象经过坐标原点,则φ的值为 . 答案 π6 6.(2019届江苏苏州第五中学期初)若将函数f(x)=sin ωx的图象向右平移π6个单位得到f(x)=sinωx-43π的图象,则|ω|的最小值为 . 答案 4 7.(2019届江苏海安高级中学上学期第一次月考)将函数y=sin x的图象向左平移π3个单位长度,再将图象上每个点的横坐标变为原来的1ω(ω>0)(纵坐标不变),得到函数y=f(x)的图象,若函数y=f(x)在区间0,π2上有且仅有一个零点,则ω的取值范围为 . 答案 43,103 8.(2018江苏如皋高三联考,9)已知函数f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0,0<φ<π)的周期为4,将函数f(x)的图象向右平移13个单位后,所得图象关于原点对称,则函数y=f(x)在[0,1]上的值域为 . 答案 12,1 二、解答题(共30分) 9.(2019届江苏无锡梅村高中月考)已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<π)的一段图象如图所示. (1)求函数f(x)的单调增区间; (2)若x∈-3π8,π4,求函数f(x)的值域. 解析 (1)易知A=2,T2=3π8--π8=π2=πω,∴ω=2, ∴f(x)=2sin(2x+φ),又函数图象过点-π8,2, ∴2sin-π4+φ=2,又|φ|<π,∴φ=3π4,∴f(x)=2sin2x+34π,令-π2+2kπ≤2x+34π≤π2+2kπ,k∈Z, 得-5π8+kπ≤x≤-π8+kπ,k∈Z, ∴函数f(x)的单调增区间为-5π8+kπ,-π8+kπ,k∈Z. (2)∵x∈-3π8,π4,∴2x+34π∈0,5π4, ∴当2x+3π4=5π4,即x=π4时, f(x)min=-2,当2x+3π4=π2,即x=-π8时, f(x)max=2,∴函数f(x)的值域为[-2,2]. 思路分析 (1)由函数的图象,可求得函数的解析式为f(x)=2sin2x+34π,进而可求解函数的单调递增区间; (2)由x∈-3π8,π4,得2x+34π∈0,5π4,利用三角函数的性质,即可求解函数的最大值与最小值,得到函数的值域. 10.(2019届江苏常州武进期中)如图为函数y=f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<π)图象的一部分,其中点P4π3,2是图象的一个最高点,点Qπ3,0是与点P相邻的图象与x轴的一个交点. (1)求函数f(x)的解析式; (2)若将函数f(x)的图象沿x轴向右平移π3个单位,再把所得图象上每一点的横坐标都变为原来的14(纵坐标不变),得到函数y=g(x)的图象,求函数y=g(x)的解析式及单调递增区间. 解析 (1)由题图可知A=2, 又T=44π3-π3=4π,∴ω=2πT=12, 则f(x)=2sin12x+φ, 又∵点P4π3,2是函数图象y=f(x)的一个最高点, 则2sin12×4π3+φ=2,∴2π3+φ=π2+2kπ(k∈Z), ∵|φ|<π,∴φ=-π6,故f(x)=2sin12x-π6. (2)由(1)得, f(x)=2sin12x-π6, 把函数f(x)的图象沿x轴向右平移π3个单位,得到y=2sin12x-π3的图象, 再把所得图象上每一点的横坐标都变为原来的14(纵坐标不变),得到g(x)=2sin2x-π3的图象, 由2kπ-π2≤2x-π3≤2kπ+π2(k∈Z)得kπ-π12≤x≤kπ+5π12(k∈Z), ∴g(x)的单调增区间是kπ-π12,kπ+5π12(k∈Z).查看更多