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1、
考點(diǎn)九 三角函數(shù)的圖象與性質(zhì)
一、選擇題
1.(2019·天津紅橋區(qū)二模)已知函數(shù)f(x)=cos,則f(x)在區(qū)間上的最小值為( )
A. B.- C.-1 D.0
答案 C
解析 ∵x∈,∴≤2x+≤,當(dāng)2x+=π時(shí),即x=時(shí),函數(shù)f(x)有最小值-1,故選C.
2.(2019·東北三省四市一模)下列各點(diǎn)中,可以作為函數(shù)y=sinx-cosx圖象的對稱中心的是( )
A. B. C. D.
答案 A
解析 原函數(shù)可化為y=2sin,令x-=kπ(k∈Z),則x=kπ+(k∈Z),則函數(shù)的對稱中心為(k∈Z),當(dāng)k=0時(shí),對稱中心為,故選
2、A.
3.函數(shù)f(x)=tan的單調(diào)遞增區(qū)間是( )
A.(k∈Z)
B.(k∈Z)
C.(k∈Z)
D.(k∈Z)
答案 B
解析 由kπ-<2x-
3、位長度
C.向右平移個(gè)單位長度
D.向左平移個(gè)單位長度
答案 A
解析 因?yàn)閥=sin=sin=sin,所以為了得到函數(shù)y=sin的圖象可以將函數(shù)y=sinx的圖象向左平移個(gè)單位長度.
6.(2019·河北石家莊市一模)已知函數(shù)f(x)=2cos(ωx+φ)的部分函數(shù)圖象如圖所示,點(diǎn)A(0,),B,則函數(shù)f(x)圖象的一條對稱軸方程為( )
A.x=- B.x=-
C.x= D.x=
答案 D
解析 由題意可得xB-xA=+×==,則T=,ω==4,當(dāng)x=0時(shí),2cosφ=,結(jié)合函數(shù)圖象可知φ=-,故函數(shù)的解析式為f(x)=2cos,令4x-=kπ,可得圖象的對
4、稱軸方程為x=+(k∈Z),令k=0可得一條對稱軸方程為x=,故選D.
7.函數(shù)y=x+sin|x|,x∈[-π,π]的大致圖象是( )
答案 C
解析 函數(shù)是非奇非偶函數(shù),所以排除A,B.當(dāng)x∈[0,π]時(shí),y′=1+cosx≥0,函數(shù)在[0,π]上單調(diào)遞增,排除D.故選C.
8.(2019·石家莊重點(diǎn)中學(xué)模擬)已知函數(shù)f(x)=2sin(ωx+φ)的圖象如圖所示,若f(x1)=f(x2),且x1≠x2,則f(x1+x2)的值為( )
A.0 B.1 C. D.
答案 B
解析 由f(x)=2sin(ωx+φ),x∈的圖象,得最小正周期T===π,所以ω=2,
5、所以f(x)=2sin(2x+φ),將點(diǎn)代入,得sin=-1,又φ∈,解得φ=,所以f(x)=2sin,因?yàn)閒(x1)=f(x2)且x1≠x2,由圖象得x1+x2=,所以f(x1+x2)=2sin=1,故選B.
二、填空題
9.已知函數(shù)f(x)=sin[2(x+φ)](φ>0)是偶函數(shù),則φ的最小值是________.
答案
解析 因?yàn)閒(x)=sin(2x+2φ)是偶函數(shù),所以2φ=+kπ,k∈Z,
即φ=+,k∈Z,又φ>0,故當(dāng)k=0時(shí),φ取得最小值.
10.(2019·河南百校聯(lián)盟仿真試卷)已知函數(shù)f(x)=sin(ω>0)的兩條對稱軸之間距離的最小值為4,將函數(shù)f(x)
6、的圖象向右平移1個(gè)單位長度后得到函數(shù)g(x)的圖象,則g(1)+g(2)+g(3)+…+g(2019)=________.
答案 +1
解析 由題意得=4,即T=8,所以ω=,故f(x)=sin,所以g(x)=f(x-1)=sin=sinx,因?yàn)間(1)+g(2)+g(3)+…+g(8)=0,所以g(1)+g(2)+g(3)+…+g(2019)=g(1)+g(2)+g(3)=+1.
11.(2019·靜海區(qū)模擬)已知函數(shù)y=cosx與y=sin(2x+φ)(0≤φ<π),它們的圖象有一個(gè)橫坐標(biāo)為的交點(diǎn),則φ的值是________.
答案
解析 由題意得,兩個(gè)函數(shù)圖象的交點(diǎn)坐標(biāo)為,即
7、,代入y=sin(2x+φ)得=sin,因?yàn)?≤φ<π,所以≤+φ<,所以+φ=,φ=.
12.(2017·全國卷Ⅱ)函數(shù)f(x)=sin2x+cosx-的最大值是________.
答案 1
解析 f(x)=1-cos2x+cosx-=-2+1.∵x∈,∴cosx∈[0,1],
∴當(dāng)cosx=時(shí),f(x)取得最大值,最大值為1.
三、解答題
13.已知函數(shù)f(x)=2sinωx(0<ω<6)的圖象關(guān)于直線x=對稱,將f(x)的圖象向右平移個(gè)單位,再向上平移1個(gè)單位可以得到函數(shù)g(x)的圖象.
(1)求函數(shù)g(x)的解析式;
(2)求函數(shù)g(x)在區(qū)間上的值域.
解 (1)由
8、題意f=2sin=±2,
故=kπ+,k∈Z,∴ω=4k+2,k∈Z,
又0<ω<6,∴ω=2,∴f(x)=2sin2x,
故g(x)=2sin+1.
(2)根據(jù)題意,∵-≤x≤,
∴-≤2x-≤,
∴-1≤sin≤,∴-1≤g(x)≤+1,
即函數(shù)g(x)在區(qū)間上的值域?yàn)閇-1,+1].
14.(2019·天津質(zhì)量調(diào)查二)已知函數(shù)f(x)=cosx(sinx-cosx).
(1)求f(x)的最小正周期和最大值;
(2)討論f(x)在區(qū)間上的單調(diào)性.
解 (1)由題意得f(x)=cosxsinx-cos2x
=sin2x-(1+cos2x)=sin2x-cos2x-
9、=sin-.
所以f(x)的最小正周期T==π,其最大值為1-.
(2)令z=2x-,則函數(shù)y=sinz的單調(diào)遞增區(qū)間是,k∈Z.
由-+2kπ≤2x-≤+2kπ,得-+kπ≤x≤+kπ,k∈Z,
設(shè)A=,B=,
易知A∩B=,所以當(dāng)x∈時(shí),f(x)在區(qū)間上單調(diào)遞增,在區(qū)間上單調(diào)遞減.
一、選擇題
1.(2017·全國卷Ⅰ)已知曲線C1:y=cosx,C2:y=sin,則下面結(jié)論正確的是( )
A.把C1上各點(diǎn)的橫坐標(biāo)伸長到原來的2倍,縱坐標(biāo)不變,再把得到的曲線向右平移個(gè)單位長度,得到曲線C2
B.把C1上各點(diǎn)的橫坐標(biāo)伸長到原來的2倍,縱坐標(biāo)不變,再把得到的曲線向左平移
10、個(gè)單位長度,得到曲線C2
C.把C1上各點(diǎn)的橫坐標(biāo)縮短到原來的,縱坐標(biāo)不變,再把得到的曲線向右平移個(gè)單位長度,得到曲線C2
D.把C1上各點(diǎn)的橫坐標(biāo)縮短到原來的,縱坐標(biāo)不變,再把得到的曲線向左平移個(gè)單位長度,得到曲線C2
答案 D
解析 ∵C2:y=sin=sin=cos2x+=cos,根據(jù)三角函數(shù)圖象變換的規(guī)律,可得D正確.
2.(2019·云南昆明高三第二次統(tǒng)考)若直線x=aπ(0
11、=,tanx≥2a即tanx≥1的解集為.
3.已知a是實(shí)數(shù),且a≠0,則函數(shù)f(x)=acosax的圖象可能是( )
答案 C
解析 對于A,D,注意到當(dāng)x=0時(shí),f(x)=acos0=a≠0,因此結(jié)合選項(xiàng)知,A,D不正確;對于B,其最小正周期為T==π,a=2,此時(shí)相應(yīng)的最大值是2,這與所給的圖象不相吻合,因此B不正確,綜上所述,故選C.
4.(2019·全國卷Ⅱ)下列函數(shù)中,以為周期且在區(qū)間單調(diào)遞增的是( )
A.f(x)=|cos2x| B.f(x)=|sin2x|
C.f(x)=cos|x| D.f(x)=sin|x|
答案 A
解析 作出函數(shù)f(
12、x)=|cos2x|的圖象,如圖.
由圖象可知f(x)=|cos2x|的周期為,在區(qū)間上單調(diào)遞增.
同理可得f(x)=|sin2x|的周期為,在區(qū)間上單調(diào)遞減,f(x)=cos|x|的周期為2π.f(x)=sin|x|不是周期函數(shù),排除B,C,D.故選A.
5.(2019·江西撫州臨川一中模擬)已知函數(shù)f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0,0<φ<π)的圖象經(jīng)過兩點(diǎn)A,B,f(x)在內(nèi)有且只有兩個(gè)極值點(diǎn),且極大值點(diǎn)大于極小值點(diǎn),則f(x)=( )
A.sin B.sin
C.sin D.sin
答案 D
解析 根據(jù)題意可以畫出函數(shù)f(x)的圖象大致如下,因?yàn)閒(0)=sin
13、φ=,又0<φ<π,由圖可知φ=,所以f(x)=sin,因?yàn)閒=sin=0,由圖可知,+T=,所以T==,故ω=9,所以f(x)=sin,故選D.
6.(2019·河南鄭州第三次質(zhì)檢)已知函數(shù)f(x)=Asin(ωx+φ)的部分圖象如圖所示,則使f(a+x)-f(a-x)=0成立的a的最小正值為( )
A. B. C. D.
答案 B
解析 由圖象易知,A=2,f(0)=1,即2sinφ=1,
即φ=,又f=0,所以sin=0,
所以·ω+=kπ,k∈Z,即ω=,k∈Z,
又T<
14、a+x)-f(a-x)=0,函數(shù)f(x)關(guān)于x=a對稱,即2a+=kπ+,k∈Z,可得a=+,k∈Z,所以a的最小正值為,故選B.
7.(2019·河南洛陽第三次統(tǒng)一考試)函數(shù)f(x)=sin的圖象與函數(shù)g(x)的圖象關(guān)于直線x=對稱,則關(guān)于函數(shù)y=g(x),以下說法正確的是( )
A.最大值為1,圖象關(guān)于直線x=對稱
B.在上單調(diào)遞減,為奇函數(shù)
C.在上單調(diào)遞增,為偶函數(shù)
D.周期為π,圖象關(guān)于點(diǎn)對稱
答案 B
解析 設(shè)點(diǎn)P(x,y)是函數(shù)y=g(x)圖象上的任意一點(diǎn),則點(diǎn)Q在函數(shù)y=f(x)的圖象上,y=sin=-sin2x=g(x).對于A,函數(shù)y=g(x)的最大值為1,
15、圖象不關(guān)于直線x=對稱,錯(cuò)誤;對于B,g(-x)=-g(x),所以函數(shù)g(x)是奇函數(shù),由2kπ-≤2x≤2kπ+得kπ-≤x≤kπ+(k∈Z),所以函數(shù)在上單調(diào)遞減,正確;對于C,顯然函數(shù)y=g(x)不是偶函數(shù),錯(cuò)誤;對于D,函數(shù)的周期為π,解2x=kπ得x=,所以圖象的對稱中心為,錯(cuò)誤.故選B.
8.已知ω>0,函數(shù)f(x)=sin在區(qū)間上單調(diào)遞減,則實(shí)數(shù)ω的取值范圍是( )
A. B.
C. D.
答案 A
解析 正弦函數(shù)y=sinx的單調(diào)遞減區(qū)間為,k∈Z,所以2kπ+<ωx+<2kπ+(k∈Z)在上恒成立,所以
解得4k+≤ω≤2k+(k∈Z).又因?yàn)棣兀?,4k+
16、<2k+(k∈Z),所以k=0,所以ω∈.故選A.
二、填空題
9.函數(shù)f(x)=sin+cos的最大值為________.
答案
解析 由誘導(dǎo)公式可得:cos=cos=sin,則f(x)=sin+sin=sin,函數(shù)的最大值為.
10.(2019·江西名校5月聯(lián)合考試)設(shè)f(x)=sin2x+cos2x,將f(x)的圖象向右平移φ(φ>0)個(gè)單位長度,得到g(x)的圖象,若g(x)是偶函數(shù),則φ的最小值為________.
答案
解析 因?yàn)閒(x)=2sin,所以g(x)=2sin,又g(x)是偶函數(shù),
所以-2φ+=+kπ,k∈Z,即φ=--,k∈Z,因?yàn)棣?0,所以當(dāng)
17、k=-1時(shí),φmin=.
11.(2019·福建三模)已知直線y=n與函數(shù)f(x)=msinx+cosx的圖象相鄰兩個(gè)交點(diǎn)的橫坐標(biāo)分別為x1=-,x2=,則m=________.
答案 1
解析 依題意f(x)=sin(x+φ),由題意知x==為函數(shù)f(x)=msinx+cosx的圖象的一條對稱軸,所以±=m+,解得m=1.
12.設(shè)0
18、解法二:y==
==
==.
設(shè)t=tan,則y==+≥2=,當(dāng)且僅當(dāng)=,即t=tan=,亦即x=時(shí)等號(hào)成立,故ymin=.
三、解答題
13.(2018·北京高考)已知函數(shù)f(x)=sin2x+sinxcosx.
(1)求f(x)的最小正周期;
(2)若f(x)在區(qū)間上的最大值為,求m的最小值.
解 (1)函數(shù)f(x)=sin2x+sinxcosx=+sin2x=sin+,
∴f(x)的最小正周期為T==π.
(2)若f(x)在區(qū)間上的最大值為,
可得2x-∈,
即有2m-≥.解得m≥.∴m的最小值為.
14.已知函數(shù)f(x)=sin(2x+φ)-cos(2x+φ)
19、(0<φ<π).
(1)若φ=,在給定的坐標(biāo)系中,畫出函數(shù)f(x)在[0,π]上的圖象;
(2)若f(x)是偶函數(shù),求φ;
(3)在(2)的前提下,將函數(shù)y=f(x)的圖象向右平移個(gè)單位后,再將得到的圖象上各點(diǎn)的橫坐標(biāo)變?yōu)樵瓉淼?倍,縱坐標(biāo)不變,得到函數(shù)y=g(x)的圖象,求g(x)在[0,π]上的單調(diào)遞減區(qū)間.
解 (1)當(dāng)φ=時(shí),f(x)=sin-cos=sin2x+cos2x-cos2x+sin2x=sin2x+cos2x=2sin.
列表:
x
0
π
y
1
2
0
-2
0
1
函數(shù)y=f(x)在區(qū)間[0,π]上的圖象如圖:
(2)f(x)=sin(2x+φ)-cos(2x+φ)=2sin.
因?yàn)閒(x)為偶函數(shù),則y軸是f(x)圖象的對稱軸,
所以=1,
則φ-=kπ+(k∈Z),即φ=kπ+(k∈Z),
又因?yàn)?<φ<π,故φ=.
(3)由(2)知f(x)=2sin=2cos2x,
將f(x)的圖象向右平移個(gè)單位后,
得到f的圖象,再將橫坐標(biāo)變?yōu)樵瓉淼?倍,
得到g(x)=f,
所以g(x)=f=2cos.
當(dāng)2kπ≤-≤2kπ+π(k∈Z),
即4kπ+≤x≤4kπ+(k∈Z)時(shí),
g(x)單調(diào)遞減,因此g(x)在[0,π]上的單調(diào)遞減區(qū)間為.