【文档说明】2023届高考数学一轮复习精选用卷 第五章 三角函数与解三角形 考点测试26 函数y=A sin (ωx+φ)的图象与性质 含解析【高考】.doc,共(20)页,399.500 KB,由小赞的店铺上传
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1考点测试26函数y=Asin(ωx+φ)的图象与性质高考概览本考点是高考必考知识点,常考题型为选择题、解答题,分值为5分、12分,中等难度考纲研读1.了解函数y=Asin(ωx+φ)的物理意义,能画出函数y=Asin(ωx+φ)的图象,了解参数A,ω,φ对函
数图象变化的影响2.了解三角函数是描述周期变化现象的重要函数模型,会用三角函数解决一些简单的实际问题一、基础小题1.已知函数f(x)=sinωx+π3(ω>0)的最小正周期为π,则该函数的图象()A.关于点π12,0对称B.关于点π6,0对称C.关于
直线x=π12对称D.关于直线x=π3对称答案C解析∵T=2πω=π,∴ω=2,于是f(x)=sin2x+π3,∵fπ12=sin2×π12+π3=1≠0,故A错误,C正确;fπ6=sin
2×π6+π3≠0,故B错误;fπ3=sin2×π3+π3≠±1,故D错误.故选C.2.函数y=cosx+π2+sinπ3-x具有的性质是()A.最大值
为3,图象关于直线x=π6对称2B.最大值为1,图象关于直线x=π6对称C.最大值为3,图象关于点π6,0对称D.最大值为1,图象关于点π6,0对称答案C解析因为y=cosx+π
2+sinπ3-x=-sinx+32cosx-12sinx=3sinπ6-x,所以函数的最大值为3,排除B,D;令π6-x=kπ(k∈Z),求得x=π6-kπ(k∈Z),所以函数图象关于点π6,0对称.故选C.3.
已知函数f(x)=sin(ωx+φ)ω>0,φ∈π2,π的部分图象如图所示,且f(x)在[0,2π]上恰有一个最大值和一个最小值,则ω的取值范围是()A.712,1312B.1112
,1712C.712,1312D.1112,1712答案B解析由题意知,f(x)=sin(ωx+φ),∵f(0)=sinφ=32,φ∈π2,π,∴φ=2π3,∵x∈[0,2π],∴2π3≤ωx+2π3
≤2πω+2π3,∴5π2≤2πω+2π3<7π2,∴1112≤ω<1712.故选B.4.若函数y=Asin(ωx+φ)+k的最大值是4,最小值是0,最小正周期是π2,直线x=π3是其图象的一条对称轴,则下列各式中符合条件的解析式是
()3A.y=4sin4x+π6B.y=2sin2x+π3+2C.y=2sin4x+π3+2D.y=2sin4x+π6+2答案D解析函数y=Asin(ωx+φ)+k的最小值是0,排除A;
最小正周期是π2,排除B;将x=π3代入y=2sin4x+π3+2,得y=2sin4π3+π3+2=2sin-π3+2=2-3.而2-3既不是y=2sin4x+π3+2的最大值,也不是最小值,排除C.故选D.5.若函数f(x)=2sin
2x+π6在区间0,x03和2x0,7π6上都是单调递增函数,则实数x0的取值范围为()A.π6,π2B.π3,π2C.π6,π3D.π4,3π8答案B解析由2kπ-π2≤2x+π6
≤2kπ+π2(k∈Z),得kπ-π3≤x≤kπ+π6(k∈Z),当k=0时,递增区间为-π3,π6,当k=1时,递增区间为2π3,7π6,因此x03≤π6,2x0≥2π3
,解得π3≤x0≤π2,故选B.6.(多选)将函数f(x)=3cos2x+π3-1的图象向左平移π3个单位,再向上平移1个单位,得到函数g(x)的图象,则函数g(x)具有以下哪些性质()4A.最大值为3,图象关于直线x=
-π3对称B.图象关于y轴对称C.最小正周期为πD.图象关于点π4,0成中心对称答案BCD解析将函数f(x)=3cos2x+π3-1的图象向左平移π3个单位,得到y=3cos2x+π3+π3-1=
3cos(2x+π)-1=-3cos2x-1的图象;再向上平移1个单位,得到函数g(x)=-3cos2x的图象.对于函数g(x),它的最大值为3,由于当x=-π3时,g(x)=32,不是最值,故g(x)的图象不关于
直线x=-π3对称,故A错误;由于该函数为偶函数,故它的图象关于y轴对称,故B正确;它的最小正周期为2π2=π,故C正确;当x=π4时,g(x)=0,故函数的图象关于点π4,0成中心对称,故D正确.7.(多选)已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)(其中A>0
,ω>0,0<|φ|<π)的部分图象如图所示,则下列结论正确的是()A.函数f(x)的图象关于直线x=π2对称B.函数f(x)的图象关于点-π12,0对称C.函数f(x)在区间-π3,π6上单调递增D.函数y=1与y=f(x)
-π12≤x≤23π12的图象的所有交点的横坐标之和为8π35答案BCD解析由图可知,A=2,T4=2π3-5π12=π4,∴T=2πω=π,则ω=2,又2×5π12+φ=π,∴φ=π6,满足0<|φ|<π,则f(x)=
2sin2x+π6.∵fπ2=-1≠±2,∴f(x)的图象不关于直线x=π2对称,A错误;∵f-π12=0,∴f(x)的图象关于点-π12,0对称,B正确;由x∈-π
3,π6,得2x+π6∈-π2,π2,则f(x)在区间-π3,π6上单调递增,C正确;由f(x)=2sin2x+π6=1,得sin2x+π6=12,∴2x+π6=π6+2kπ或2x+π6=5π6+2kπ,k∈Z.取k=0,得x=0或π3;取
k=1,得x=π或4π3.∴函数y=1与y=f(x)-π12≤x≤23π12的图象的所有交点的横坐标之和为0+π3+π+4π3=8π3,D正确.故选BCD.8.已知函数y=cosx与y=sin(2x+φ)
(0≤φ<π)的图象有一个横坐标为π3的交点,则φ的值是________.答案π6解析由题意得,两个函数图象的交点坐标为π3,cosπ3,即π3,12,代入y=sin(2x+φ),得12=sin2π3+φ,因为0≤φ<π,所以2π3≤2π3+φ<5π3,所以2
π3+φ=5π6,φ=π6.二、高考小题9.(2021·新高考Ⅰ卷)下列区间中,函数f(x)=7sinx-π6单调递增的区间是()A.0,π2B.π2,πC.π,3π2
D.3π2,2π6答案A解析令-π2+2kπ≤x-π6≤π2+2kπ,k∈Z,得-π3+2kπ≤x≤2π3+2kπ,k∈Z.取k=0,则-π3≤x≤2π3.因为0,π2-π3,2π3,所以区间0,π2是函数f(x)的单调递增区
间.故选A.10.(2021·全国乙卷)把函数y=f(x)图象上所有点的横坐标缩短到原来的12倍,纵坐标不变,再把所得曲线向右平移π3个单位长度,得到函数y=sinx-π4的图象,则f(x)=()A.sinx2-7π12B.sinx2+π12C.sin
2x-7π12D.sin2x+π12答案B解析依题意,将y=sinx-π4的图象向左平移π3个单位长度,再将所得曲线上所有点的横坐标扩大到原来的2倍,纵坐标不变,得到f(x)的图象,所以y=sinx
-π4y=sinx+π12的图象――→所有点的横坐标扩大到原来的2倍f(x)=sinx2+π12的图象.11.(2020·全国Ⅰ卷)设函数f(x)=cosωx+π6在[-π,π]的图象大致如下图,则f(x)的
最小正周期为()A.10π9B.7π6C.4π3D.3π2答案C7解析由图可得,函数图象过点-4π9,0,所以cos-4π9·ω+π6=0.又-4π9,0是函数f(x)的图象与x轴负半轴的第一个交点,所以-4π9·ω+π6
=-π2,解得ω=32.所以函数f(x)的最小正周期为T=2πω=2π32=4π3.故选C.12.(多选)(2020·新高考Ⅰ卷)右图是函数y=sin(ωx+φ)的部分图象,则sin(ωx+φ)=()
A.sinx+π3B.sinπ3-2xC.cos2x+π6D.cos5π6-2x答案BC解析由函数图象可知T2=2π3-π6=π2,所以T=π,则|ω|=2πT=2ππ=2,所以ω=±2,当ω=2时,由函数图象过点π6,0,
2π3,0,且f(0)>0,得φ=2π3+2kπ,k∈Z,所以y=sin2x+2π3=-cos5π6-2x,同理,当ω=-2时,φ=π3-2kπ,k∈Z,所以y=sin-2x+π3=cos2
x+π6.故选BC.13.(2019·全国Ⅲ卷)设函数f(x)=sinωx+π5(ω>0),已知f(x)在[0,2π]有且仅有5个零点,下述四个结论:①f(x)在(0,2π)有且仅有3个极大值点;②f(x)在(0,2π)有且仅有2个极小值点;8
③f(x)在0,π10单调递增;④ω的取值范围是125,2910.其中所有正确结论的编号是()A.①④B.②③C.①②③D.①③④答案D解析已知f(x)=sinωx+π5(ω>0)在[0,2π]有且仅有5个零点,如图,其图
象的右端点的横坐标在[a,b)上,此时f(x)在(0,2π)有且仅有3个极大值点,但f(x)在(0,2π)可能有2或3个极小值点,所以①正确,②不正确;当x∈[0,2π]时,ωx+π5∈π5,2πω+π5,由f(x)在[0,2π]有且仅有5个零点可得5π≤2πω+π5<6π,得ω的
取值范围是125,2910,所以④正确;当x∈0,π10时,π5<ωx+π5<πω10+π5<49π100<π2,所以f(x)在0,π10单调递增,所以③正确.故选D.14.(2021
·全国甲卷)已知函数f(x)=2cos(ωx+φ)的部分图象如图所示,则满足条件f(x)-f-7π4f(x)-f4π3>0的最小正整数x为________.答案2解析由3T4=13π12-π3=3π4,得T=π,ω=2,将
π3,0代入f(x)=2cos(2x+φ),9得cos2π3+φ=0,将点π3,0看作“五点作图法”中的第二个点,则2π3+φ=π2,φ=-π6,所以f(x)=2cos2x-π6.所以f-7π4=1,f
4π3=0.则f(x)-f-7π4f(x)-f4π3>0,即(f(x)-1)f(x)>0,解得f(x)<0或f(x)>1.所以cos2x-π6>12或cos2x-π6<0.当x=1时
,2x-π6=2-π6∈π3,π2,cos2x-π6∈0,12,不符合题意;当x=2时,2x-π6=4-π6∈π,7π6,cos2x-π6<0,符合题意.所以满足题意
的最小正整数x为2.15.(2020·江苏高考)将函数y=3sin2x+π4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________.答案x=-5π24解析将函数y=3sin2x+
π4的图象向右平移π6个单位长度,所得图象对应的解析式为y=3sin2x-π6+π4=3sin2x-π12,令2x-π12=π2+kπ(k∈Z),得x=7π24+kπ2(k∈Z).当k=-1时,x=-5π24,故与y
轴最近的对称轴的方程为x=-5π24.三、模拟小题16.(2021·广东茂名五校第三次联合考试)已知函数f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0)的图象与函数g(x)=cos2x+π3的图象关于y轴对称,
则符合条件的ω,φ的对应值可以为()A.1,π3B.1,π6C.2,π3D.2,π6答案D解析因为g(x)=cos2x+π3的图象与y=cos-2x+π3的图象关于y轴对称,所以f(x)=sin(ωx
+φ)=cos-2x+π3+2kπ,k∈Z,即cosπ2-(ωx+φ)10=cos-2x+π3+2kπ,k∈Z,所以π2-ωx-φ=-2x+π3+2kπ,k∈Z,即(2-ω)x-φ=2kπ-π6,k∈Z,所以ω=2,φ
=π6-2kπ,k∈Z,所以D符合.故选D.17.(2021·福建厦门第一次质量检测)函数f(x)=Acos(ωx+φ)A>0,ω>0,|φ|<π2的部分图象如图所示,且fπ2=-1,现将f(x)的图象向左平移π4个单位长度,得到函数y=g(x)的图象,则g(x)在
区间π12,5π12上的值域是()A.-1,22B.[1,2]C.-22,1D.[-2,1]答案D解析设f(x)的最小正周期为T,由题图可知T2=11π12-7π12=π3,所以T=2π3,ω=3.当x=7
π12时,y=0,即3×7π12+φ=2kπ-π2(k∈Z),所以φ=2kπ-9π4(k∈Z).因为|φ|<π2,所以k=1,φ=-π4,所以f(x)=Acos3x-π4.又fπ2=Acos3π2-π4=-1,所以A=
2,f(x)=2cos3x-π4,则g(x)=-2sin3x.当x∈π12,5π12时,3x∈π4,5π4,所以sin3x∈-22,1,得g(x)=-2sin3x∈[-2,
1],故选D.18.(2021·福建三明期末)已知f(x)=2sin(ωx+φ)(ω>0)在区间12,32上是单调函数,若f12=2,且f(0)+f32=0,将曲线y=f(x)向右平移1个单位长度,得到曲线y=g(x),则
函数y=xg(x)-2在区间[-4,4]上的零点个数为()A.3B.4C.5D.611答案C解析因为f(x)=2sin(ωx+φ),所以f(x)max=2,又f12=2,故f12=f(x)max,所以12为波峰,又f(x)=2sin(ωx+φ)(ω>0)
在区间12,32上是单调函数,所以T=2πω≥2且f(x)在0,12上也一定单调,所以f(0)=f(1),则f(1)+f32=0,故f1+322=f54=0,作出简图如图1所示,由图易知f
(x)=2sin2π3x+π6,因为将曲线y=f(x)向右平移1个单位长度,得到曲线y=g(x),所以g(x)=-2cos2π3x,函数y=xg(x)-2的零点个数,即函数y=g(x)的图象与y=2x的图象的交点个数,即
函数y=cos2π3x的图象与y=-1x的图象的交点个数,作出简图如图2所示,故函数y=cos2π3x的图象与y=-1x的图象在[-4,4]上的交点个数为5,所以函数y=xg(x)-2在区间[-4,4]上的零点个数为5,故选C.19.(多选)(2021·辽宁锦州黑山中学月考
)如图是某市夏季某一天的温度变化曲线,若该曲线近似地满足函数y=Asin(ωx+φ)+B(0<φ<π),则下列说法正确的是()12A.该函数的周期是16B.该函数图象的一条对称轴是直线x=14C.该函数的解析式是y=10sinπ8x+3π4+20(6≤x≤14)D.该市这一天
中午12时天气的温度大约是27℃答案ABD解析对于A,由图象可知,该函数的最小正周期为T=2×(14-6)=16,A正确;对于B,该函数在x=14时取得最大值,∴该函数图象的一条对称轴是直线x=14,B正确
;对于C,由图象可得A+B=30,-A+B=10,解得A=10,B=20,ω=2πT=2π16=π8,∵图象经过点(14,30),∴30=10sinπ8×14+φ+20,∴sin
7π4+φ=1.∵0<φ<π,∴7π4<7π4+φ<11π4,则7π4+φ=5π2,∴φ=3π4,∴函数解析式为y=10sinπ8x+3π4+20(0≤x≤24),C错误;当x=12时,y=10sinπ8×12+3π4+20=10×2
2+20≈27,故D正确.20.(多选)(2021·福建泉州科技中学高三第一次月考)如图,点P是函数f(x)=π2sin(ωx+φ)(x∈R,ω>0)图象的最高点,M,N是图象与x轴的交点,若M-π6,0,且PM→·PN→=0,则()A.N
2π3,0B.ω=1C.Pπ3,π2D.φ=2π3答案BC13解析由题知点P的纵坐标为π2,又PM→·PN→=0,所以PM⊥PN,PM=PN,所以MN=2yp=π,所以f(x)的周期T=2π,所以2πω=2π,ω=1,故B正确;所以xP=xM+T4=π3,故C
正确;xN=xM+T2=5π6,故A错误,将Pπ3,π2代入函数解析式,可得sinπ3+φ=1,φ=π6+2kπ(k∈Z),故D错误.故选BC.21.(多选)(2021·湖南师大附中高三第二
次月考)函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,0<φ<π)的部分图象如图中实线所示,图中圆C与f(x)的图象交于M,N两点,且M在y轴上,则下列说法中正确的是()A.函数f(x)在-3π2,-π上单调递增B.函数f(x)的图象关于点-2π3,0成中心对称C.函
数f(x)的图象向右平移5π12个单位后关于直线x=5π6成轴对称D.若圆半径为5π12,则函数f(x)的解析式为f(x)=3π6sin2x+π3答案BD解析由图易得点C的横坐标为π3,所以f(x)的
周期T=π,所以ω=2,又f-π6=0,0<φ<π,所以φ=π3,因此f(x)=Asin2x+π3.当x∈-3π2,-π时,2x+π3∈-8π3,-5π3,显然f(x)不单调.f-2π3
=Asin(-π)=0,所以函数f(x)的图象关于点-2π3,0成中心对称.函数f(x)的图象向右平移5π12个单位后得到y=Asin2x-5π12+π3=Asin2x-π2=-Acos2x的图象,其不关
于直线x=5π6对称.若14圆半径为5π12,则32A=5π122-π32,所以A=3π6,函数f(x)的解析式为f(x)=3π6sin2x+π3.故选BD.22.(2021
·山东德州第一次模拟)若函数f(x)=sinωx+π6(ω>0)在0,5π18上存在唯一极值点,且在π2,π上单调,则ω的取值范围为________.答案65<ω≤43解析当x∈
0,5π18时,ωx+π6∈π6,5π18ω+π6,又f(x)在0,5π18上存在唯一极值点,故π2<5π18ω+π6≤3π2,解得65<ω≤245,因为f(x)在π2,π上单调,所以T2≥π-π2=π2,故T
≥π,ω≤2,即65<ω≤2.当x∈π2,π时,ωx+π6∈π2ω+π6,πω+π6,故π2ω+π6∈23π30,7π6,则πω+π6≤3π2,解得ω≤43.综上所述,65<ω≤43.一、高考大题1.(2017·北京高考)已知函数f(x)=3cos
2x-π3-2sinxcosx.(1)求f(x)的最小正周期;(2)求证:当x∈-π4,π4时,f(x)≥-12.解(1)f(x)=32cos2x+32sin2x-sin2x=12si
n2x+32cos2x=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≤5π6,15所以sin2x+π3≥sin-π6=-12,所以当x∈-π4,π4时,f(x)≥-12.
2.(2017·山东高考)设函数f(x)=sinωx-π6+sinωx-π2,其中0<ω<3.已知fπ6=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(1)因为f(x)=sinωx-π6+sinωx-π2,所以f(x)=32sinωx-12cosωx-cosωx=32sinωx-
32cosωx=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)=3s
in2x-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-32.二、模拟大题3.(2021·重庆巴蜀中学高考适应性月考三)已知函数f(x)=Asin(ωx+16φ)A>0,ω>0,|φ|<π2的部分图象如图所示.(1)求函数f(x)
的解析式;(2)将函数f(x)的图象向左平移π12个单位长度后得到函数g(x)的图象,求g(x)在区间-π2,0上的值域.解(1)由最大值可确定A=2,因为T=4×5π12-π6=π,所以ω=2πT=2,此时f(x)=2sin(2x+φ),
代入最高点5π12,2,可得sin5π6+φ=1,从而5π6+φ=π2+2kπ(k∈Z),结合|φ|<π2,于是当k=0时,φ=-π3,所以f(x)=2sin2x-π3.(2)由题意,g(x)=fx+π12=2sin
2x+π12-π3=2sin2x-π6,当x∈-π2,0时,2x-π6∈-7π6,-π6,则有sin2x-π6∈sin-π2,s
in-7π6,即sin2x-π6∈-1,12,所以g(x)在区间-π2,0上的值域为[-2,1].4.(2021·辽宁省葫芦岛协作校高三第一次考试)已知函数f(x)=sin(
ωx+φ)ω>0,|φ|<π2的部分图象如图所示.17(1)求f(x)的解析式;(2)把y=f(x)的图象上所有点的横坐标伸长到原来的m(m>1)倍(纵坐标不变)后,得到函数y=g(x)的图象,若g(x)在0,π3上有最大值,求m的取
值范围.解(1)由图可知3+14T=7π8--5π24=13π12,则T=π3=2πω,解得ω=6.将点-5π24,0代入f(x)=sin(6x+φ),得-5π4+φ=kπ(
k∈Z),因为|φ|<π2,所以φ=π4.故f(x)的解析式为f(x)=sin6x+π4.(2)依题意可得g(x)=sin6mx+π4,因为g(x)在0,π3上有最大值,且当x∈0,π3时,6mx+π4
∈π4,2πm+π4,所以2πm+π4>π2,又m>1,所以1<m<8,即m的取值范围是(1,8).5.(2021·宿迁质量测评)函数f(x)=2sin(ωx+φ)ω>0,0<φ<π2的部分图象
如图所示,该图象与y轴交于点F(0,1),与x轴交于点B,C,M为最高点,且△MBC的面积为π2.18(1)求函数f(x)的解析式;(2)若对任意的x∈0,π2,都有|f(x)+log2k|≤2,求实数k的取值范围.解(1)△MBC的面积S=12×2BC=BC=π2,即周期T
=π=2πω,则ω=2,由f(0)=2sinφ=1,得sinφ=12,∵0<φ<π2,∴φ=π6,∴f(x)=2sin2x+π6.(2)∵x∈0,π2,∴2x+π6∈π6,7π6,∴-1≤2sin2x+π6≤2,即-1≤f(x)≤2.由|
f(x)+log2k|≤2,得-2≤f(x)+log2k≤2,即-f(x)-2≤log2k≤2-f(x)在0,π2上恒成立,则[-f(x)-2]max≤log2k≤[2-f(x)]min,即-1≤log2k≤0,即12≤k≤1,故实数k的取值范围是1
2≤k≤1.6.(2021·广东汕头高三摸底考试)已知函数y=f(x)=3sin(2x+φ)-cos(2x+φ)(0<φ<π).(1)若φ=π3,在给定的坐标系中,画出函数y=f(x)在[0,π]上的图象;19(2)若y=f(x)是偶函数,求φ;(3)在(2)的前提下,将函数
y=f(x)的图象向右平移π6个单位后,再将得到的图象上各点的横坐标变为原来的4倍,纵坐标不变,得到函数y=g(x)的图象,求g(x)在[0,π]上的单调递减区间.解(1)当φ=π3时,f(x)=3sin2x+π3-cos2x+π3=32sin2
x+32cos2x-12cos2x+32sin2x=3sin2x+cos2x=2sin2x+π6.列表:x0π65π122π311π12πy120-201函数y=f(x)在区间[0,π]上的图象如图:(2)f(
x)=3sin(2x+φ)-cos(2x+φ)=2sin2x+φ-π6.因为f(x)为偶函数,所以y轴是f(x)图象的对称轴,20所以φ-π6=kπ+π2(k∈Z),即φ=kπ+2π3(k∈Z),又因为0<φ<π,所以φ=2π3.(3)由(2)知f(x)=2sin
2x+π2=2cos2x,将f(x)的图象向右平移π6个单位后,得到y=2cos2x-π6=2cos2x-π3的图象,再将横坐标变为原来的4倍,纵坐标不变,得到函数g(x)=2cosx2-π3的
图象,当2kπ≤x2-π3≤2kπ+π(k∈Z),即4kπ+2π3≤x≤4kπ+8π3(k∈Z)时,g(x)单调递减,因此g(x)在[0,π]上的单调递减区间为2π3,π.