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1、第二十講 三角函數(shù)的圖象
班級________ 姓名________ 考號________ 日期________ 得分________
一、選擇題:(本大題共6小題,每小題6分,共36分,將正確答案的代號填在題后的括號內(nèi).)
1.(精選考題·天津)下圖是函數(shù)y=Asin(ωx+φ)(x∈R)在區(qū)間上的圖象,為了得到這個函數(shù)的圖象,只要將y=sinx(x∈R)的圖象上所有的點( )
A.向左平移個單位長度,再把所得各點的橫坐標(biāo)縮短到原來的,縱坐標(biāo)不變
B.向左平移個單位長度,再把所得各點的橫坐標(biāo)伸長到原來的2倍,縱坐標(biāo)不變
C.向左平移個單位長度,再把所得各點的橫坐標(biāo)縮短到原來
2、的,縱坐標(biāo)不變
D.向左平移個單位長度,再把所得各點的橫坐標(biāo)伸長到原來的2倍,縱坐標(biāo)不變
解析:觀察圖象可知,函數(shù)y=Asin(ωx+φ)中A=1,=π,故ω=2,ω×+φ=0,得φ=,所以函數(shù)y=sin,故只要把y=sinx的圖象向左平移個單位,再把各點的橫坐標(biāo)縮短到原來的即可.
答案:A
2.(精選考題·全國Ⅱ)為了得到函數(shù)y=sin的圖象,只需把函數(shù)y=sin的圖象( )
A.向左平移個長度單位
B.向右平移個長度單位
C.向左平移個長度單位
D.向右平移個長度單位
解析:由y=siny=sin=sin,即2x+2φ+=2x-,解得φ=-,即向右平移個長度單位.故選B
3、.
答案:B
3.(精選考題·重慶)已知函數(shù)y=sin(ωx+φ)的部分圖象如圖所示,則( )
A.ω=1,φ= B.ω=1,φ=-
C.ω=2,φ= D.ω=2,φ=-
解析:依題意得T==4=π,ω=2,sin=1.又|φ|<,所以+φ=,φ=-,選D.
答案:D
4.已知函數(shù)y=2sin(ωx+φ)(ω>0)在區(qū)間[0,2π]上的圖象如圖所示,那么ω=( )
A.1 B.2
C. D.
解析:由函數(shù)的圖象可知該函數(shù)的周期為π,所以=π,解得ω=2.
答案:B
5.已知函數(shù)y=sincos,則下列判斷正
4、確的是( )
A.此函數(shù)的最小正周期為2π,其圖象的一個對稱中心是
B.此函數(shù)的最小正周期為π,其圖象的一個對稱中心是
C.此函數(shù)的最小正周期為2π,其圖象的一個對稱中心是
D.此函數(shù)的最小正周期為π,其圖象的一個對稱中心是
解析:∵y=sin·cos=sin,
∴T==π,且當(dāng)x=時,y=0.
答案:B
6.如果函數(shù)y=sin2x+acos2x的圖象關(guān)于直線x=-對稱,則實數(shù)a的值為( )
A. B.-
C.1 D.-1
分析:函數(shù)f(x)在x=-時取得最值;或考慮有
f=f對一切x∈R恒成立.
解析:解法一:設(shè)f(x)=sin2x+acos
5、2x,因為函數(shù)的圖象關(guān)于直線x=-對稱,所以f=f對一切實數(shù)x都成立,
即sin2+acos2
=sin2+acos2
即sin+sin
=a,
∴2sin2x·cos=-2asin2x·sin,
即(a+1)·sin2x=0對一切實數(shù)x恒成立,而sin2x不能恒為0,
∴a+1=0,即a=-1,故選D.
解法二:∵f(x)=sin2x+acos2x關(guān)于直線x=-對稱.
∴有f=f對一切x∈R恒成立.
特別,對于x=應(yīng)該成立.
將x=代入上式,得f(0)=f,
∴sin0+acos0=sin+acos
∴0+a=-1+a×0.
∴a=-1.故選D.
解法三:y=s
6、in2x+acos2x=sin(2x+φ),其中角φ的終邊經(jīng)過點(1,a).其圖象的對稱軸方程為2x+φ=kπ+(k∈Z),
即x=+-(k∈Z).
令+-=-(k∈Z).
得φ=kπ+(k∈Z).
但角φ的終邊經(jīng)過點(1,a),故k為奇數(shù),角φ的終邊與-角的終邊相同,∴a=-1.
解法四:y=sin2x+acos2x=sin(2x+φ),其中角φ滿足tanφ=a.因為f(x)的對稱軸為y=-,
∴當(dāng)x=-時函數(shù)y=f(x)有最大值或最小值,
所以=f或-=f,
即=sin+acos,
或-=sin+acos.
解之得a=-1.故選D.
答案:D
評析:本題給出了四種不
7、同的解法,充分利用函數(shù)圖象的對稱性的特征來解題.解法一是運用了方程思想或恒等式思想求解.解法二是利用了數(shù)形結(jié)合的思想求解,抓住f(m+x)=f(m-x)的圖象關(guān)于直線x=m對稱的性質(zhì),取特殊值來求出待定系數(shù)a的值.解法三利用函數(shù)y=Asin(ωx+φ)的對稱軸是方程ωx+φ=kπ+(k∈Z)的解x=(k∈Z),然后將x=-代入求出相應(yīng)的φ值,再求a的值.解法四利用對稱軸的特殊性質(zhì),在此處函數(shù)f(x)取最大值或最小值.于是有f=[f(x)]max或f=[f(x)]min.從而轉(zhuǎn)化為解方程問題,體現(xiàn)了方程思想.由此可見,本題體現(xiàn)了豐富的數(shù)學(xué)思想方法,要從多種解法中悟出其實質(zhì)東西.
二、填空題:(
8、本大題共4小題,每小題6分,共24分,把正確答案填在題后的橫線上.)
7.(精選考題·福建)已知函數(shù)f(x)=3sin(ω>0)和g(x)=2cos(2x+φ)+1的圖象的對稱軸完全相同.若x∈,則f(x)的取值范圍是________.
解析:∵f(x)與g(x)的圖象的對稱軸完全相同,∴f(x)與g(x)的最小正周期相等,∵ω>0,∴ω=2,∴f(x)=3sin,∵0≤x≤,∴-≤2x-≤,∴-≤sin≤1,∴-≤3sin≤3,即f(x)的取值范圍為.
答案:
8.設(shè)函數(shù)y=cosπx的圖象位于y軸右側(cè)所有的對稱中心從左依次為A1,A2,…,An,….則A50的坐標(biāo)是________
9、.
解析:對稱中心橫坐標(biāo)為x=2k+1,k≥0且k∈N,令k=49即可得.
答案:(99,0)
9.把函數(shù)y=cos的圖象向左平移m個單位(m>0),所得圖象關(guān)于y軸對稱,則m的最小值是________.
解析:由y=cos(x++m)的圖象關(guān)于y軸對稱,所以+m=kπ,k∈Z,m=kπ-,當(dāng)k=1時,m最小為π.
答案:π
10.定義集合A,B的積A×B={(x,y)|x∈A,y∈B}.已知集合M={x|0≤x≤2π},N={y|cosx≤y≤1},則M×N所對應(yīng)的圖形的面積為________.
解析:如圖所示陰影面積可分割補形為ABCD的面積即BC×CD=π·2=2π.
10、
答案:2π
三、解答題:(本大題共3小題,11、12題13分,13題14分,寫出證明過程或推演步驟.)
11.若方程sinx+cosx=a在[0,2π]上有兩個不同的實數(shù)解x1、x2,求a的取值范圍,并求x1+x2的值.
分析:設(shè)函數(shù)y1=sinx+cosx,y2=a,在同一平面直角坐標(biāo)系中作出這兩個函數(shù)的圖象,應(yīng)用數(shù)形結(jié)合解答即可.
解:設(shè)f(x)=sinx+cosx=2sin,x∈[0,2π].
令x+=t,則f(t)=2sint,且t∈.在同一平面直角坐標(biāo)系中作出y=2sint及y=a的圖象,從圖中可以看出當(dāng)1<a<2和-2<a<1時,兩圖象有兩個交點,即方程sinx+cos
11、x=a在[0,2π]上有兩個不同的實數(shù)解.
當(dāng)1<a<2時,t1+t2=π,
即x1++x2+=π,
∴x1+x2=;
當(dāng)-2<a<1時,t1+t2=3π,
即x1++x2+=3π,
∴x1+x2=.
綜上可得,a的取值范圍是(1,2)∪(-2,1).
當(dāng)a∈(1,2)時,x1+x2=;
當(dāng)a∈(-2,1)時,x1+x2=.
評析:本題從方程的角度考查了三角函數(shù)的圖象和對稱性,運用的主要思想方法有:函數(shù)與方程的思想、數(shù)形結(jié)合的思想及換元法.解答本題常見的錯誤是在換元時忽略新變量t的取值范圍,仍把t當(dāng)成在[0,2π]中處理,從而出錯.
12.已知函數(shù)f(x)=Asin(x+
12、φ)(A>0,0<φ<π),x∈R的最大值是1,其圖象經(jīng)過點M.
(1)求f(x)的解析式;
(2)已知α,β∈,且f(α)=,f(β)=,求f(α-β)的值.
解:(1)∵f(x)=Asin(x+φ)(A>0,0<φ<π)的最大值是1,∴A=1.
∵f(x)的圖象經(jīng)過點M,
∴sin=.
∵0<φ<π?φ=,
∴f(x)=sin=cosx.
(2)∵f(x)=cosx,∴f(α)=cosα=,f(β)=cosβ=,已知α,β∈,所以
sinα==,sinβ==.
故f(α-β)=cos(α-β)=cosαcosβ+sinαsinβ
=×+×=.
13.(精選考題·山
13、東)已知函數(shù)f(x)=sin2xsinφ+cos2xcosφ-sin(0<φ<π),其圖象過點.
(1)求φ的值;
(2)將函數(shù)y=f(x)的圖象上各點的橫坐標(biāo)縮短到原來的,縱坐標(biāo)不變,得到函數(shù)y=g(x)的圖象,求函數(shù)g(x)在上的最大值和最小值.
解:(1)因為f(x)=sin2xsinφ+cos2xcosφ-sin(0<φ<π),
所以f(x)=sin2xsinφ+cosφ-cosφ
=sin2xsinφ+cos2xcosφ
=(sin2xsinφ+cos2xcosφ)
=cos(2x-φ),
又函數(shù)圖象過點,
所以=cos,
即cos=1,
又0<φ<π,
所以φ=.
(2)由(1)知f(x)=cos,將函數(shù)y=f(x)的圖象上各點的橫坐標(biāo)縮短到原來的,縱坐標(biāo)不變,得到函數(shù)y=g(x)的圖象,可知
g(x)=f(2x)=cos,
因為x∈,
所以4x∈,
因此4x-∈,
故-≤cos≤1.
所以y=g(x)在上的最大值和最小值分別為和-.