【文档说明】2023高考数学科学复习创新方案(新高考题型版) 第5章 第4讲 三角函数的图象与性质 含解析【高考】.doc,共(24)页,314.500 KB,由小赞的店铺上传
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1第4讲三角函数的图象与性质1.用五点法作正弦函数和余弦函数的简图在正弦函数y=sinx,x∈[0,2π]的图象上,五个关键点是:(0,0),π2,1,(π,0),3π2,-1,(2π,
0);在余弦函数y=cosx,x∈[0,2π]的图象上,五个关键点是:(0,1),π2,0,(π,-1),3π2,0,(2π,1).2.正弦、余弦、正切函数的图象与性质函数y=sinxy=cosxy=tanx图象定义域01x∈R02x∈R03x|
x∈R且x≠π2+kπ,k∈Z值域04[-1,1]05[-1,1]06R单调性在07-π2+2kπ,π2+2kπ(k∈Z)上递增;在08在09[(2k-1)π,2kπ](k∈Z)上递增;在10[2kπ,(2k+1)π](k∈Z)上递减在1
1-π2+kπ,π2+kπ(k∈Z)上递增2π2+2kπ,3π2+2kπ(k∈Z)上递减最值x=12π2+2kπ(k∈Z)时,ymax=1;x=13-π2+2kπ(k∈Z)时,ymin=-1x=142
kπ(k∈Z)时,ymax=1;x=15π+2kπ(k∈Z)时,ymin=-1无最值奇偶性16奇17偶18奇对称性对称中心19(kπ,0),k∈Z20kπ+π2,0,k∈Z21kπ2
,0,k∈Z对称轴22直线x=kπ+π2,k∈Z23直线x=kπ,k∈Z无对称轴最小正周期242π252π26π1.函数y=Asin(ωx+φ)(ω≠0)和y=Acos(ωx+φ)(ω≠0)的最小正周期T=2π|ω|,函数y=Atan(ωx+φ)(ω≠
0)的最小正周期T=π|ω|.函数y=|Asin(ωx+φ)|,y=|Acos(ωx+φ)|,y=|Atan(ωx+φ)|的周期均为T=π|ω|.函数y=|Asin(ωx+φ)+b|(b≠0),y=|Acos(ωx+φ)+b|(b
≠0)的周期均为T=2π|ω|.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半周期,相邻的对称中心与对称轴之间的距离是14周期.正切曲线相邻两对称中心之间的距离是半周期.3.三角函数中奇函数一般可化为y=Asinωx或y=Atanωx的形式,偶函数一般可化为y=A
cosωx+b的形式.4.若f(x)=Asin(ωx+φ)(A≠0,ω≠0),则:3(1)f(x)为偶函数的充要条件是φ=π2+kπ(k∈Z);(2)f(x)为奇函数的充要条件是φ=kπ(k∈Z).1.函数y=tan
π4-x的定义域是()A.x|x≠π4B.x|x≠-π4C.x|x≠kπ+π4,k∈ZD.x|x≠kπ+3π4,k∈Z答案D解析y=tanπ4-x=-tanx-π4
,由x-π4≠π2+kπ,k∈Z,得x≠kπ+3π4,k∈Z.故选D.2.函数y=1-sinx,x∈[0,2π]的大致图象是()答案B解析当x=0时,y=1;当x=π2时,y=0;当x=π时,y=1;当x=3π2时,y=2;当x=2π时,y=1.结合正弦函数的图象可知B正
确.故选B.3.下列函数中,周期为2π的奇函数为()A.y=sinx2cosx2B.y=sin2xC.y=tan2xD.y=sin2x+cos2x4答案A解析y=sin2x为偶函数;y=tan2x的周期为π2;y=sin2x+cos2x为非
奇非偶函数,故B,C,D都不正确.故选A.4.(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,3π2D.
3π2,2π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.5.(多选)(2021·银川三模)已知函数f(x)=cos2x+π3,则下列说法正确的是()A.f(x)的最小正周期是πB.f(x)的图象关于点-5π12,0对称
C.f(x)在-π6,π3上为减函数D.f(x)的图象关于直线x=π12对称答案ABC解析对于函数f(x)=cos2x+π3,它的最小正周期为2π2=π,故A正确;令x=-5π12,求得f(x)=0,可得f(x)的图象关于点-
5π12,0对称,故B正确;当x∈-π6,π3时,2x+π3∈[0,π],故f(x)在-π6,π3上为减函数,故C正确;令x=5π12,求得f(x)=0,故f(x)的图象不关于直线x=π12对称,故D错误.故选ABC.6.函数
y=3-2cosx+π4的最大值为________,此时x=________.答案53π4+2kπ(k∈Z)解析函数y=3-2cosx+π4的最大值为3+2=5,此时x+π4=π+2kπ(k∈Z),即x=3π4+2kπ(k∈Z
).考向一三角函数的定义域和值域例1(1)函数y=cosx-32的定义域为()A.-π6,π6B.kπ-π6,kπ+π6(k∈Z)C.2kπ-π6,2kπ+π6(k∈Z)D.R答案C解析由cosx-32≥0,得cosx≥32,∴2kπ-π6≤x≤2kπ+π6,k
∈Z.(2)函数y=lgsin2x+9-x2的定义域为________.答案-3,-π2∪0,π2解析由sin2x>0,9-x2≥0,得kπ<x<kπ+π2,k∈Z,-3≤x≤3.∴-3≤x<-π2或0<x<π2.∴函数y=lgsin2x+9-x2的定义
域为-3,-π26∪0,π2.(3)(2019·全国Ⅰ卷)函数f(x)=sin2x+3π2-3cosx的最小值为________.答案-4解析∵f(x)=sin2x+3π2-3cosx=-cos2x-3cosx=-2co
s2x-3cosx+1=-2cosx+342+178,-1≤cosx≤1,∴当cosx=1时,f(x)有最小值-4.(4)函数y=sinx-cosx+sinxcosx,x∈[0,π]的最大值与最小值的差为________.答案2解析令t=sinx-cosx,又x∈[0,π],∴t
=2sinx-π4,t∈[-1,2].由t=sinx-cosx,得t2=1-2sinxcosx,即sinxcosx=1-t22.∴原函数变为y=t+1-t22,t∈[-1,2].即y=-12t2+t
+12.∴当t=1时,ymax=-12+1+12=1;当t=-1时,ymin=-12-1+12=-1.故函数的最大值与最小值的差为2.1.三角函数定义域的求法(1)求三角函数的定义域常常归结为解三角不等式(或等式).(2)求三角函数的定义域经常借助两个工具,即单
位圆中的三角函数线和三角函数的图象,有时也利用数轴.(3)对于较为复杂的求三角函数的定义域问题,应先列出不等式(组)分别求解,然后利用数轴或三角函数线求交集.2.三角函数值域的求法(1)利用y=sinx和y=cosx的值域直接求.(2)把所给的三角函数式变换成
y=Asin(ωx+φ)+b(或y=Acos(ωx+φ)+b)的形式求值域.(3)把sinx或cosx看作一个整体,将原函数转换成二次函数求值域,如y=asin2x+bsinx+c,可先设sinx=t,转换为关于t的二次函数求值域.7(4)利用sinx±cosx和sinxcosx的关系将原函数
转换成二次函数求值域.1.(2021·新乡三模)已知函数f(x)=4sin2x-π6+1的定义域是[0,m],值域为[-1,5],则m的最大值是()A.2π3B.π3C.π6D.5π6答案A解析∵x∈[0,m],∴2x-
π6∈-π6,2m-π6.∵f(x)的值域为[-1,5],∴π2≤2m-π6≤7π6,解得π3≤m≤2π3,∴m的最大值为2π3.故选A.2.函数y=lg(sinx-cosx)的定义域是________.答案x|π4+2kπ<x<5π4+2kπ,k∈Z解析要使函数有
意义,必须使sinx-cosx>0.利用图象.在同一坐标系中画出[0,2π]上y=sinx和y=cosx的图象,如图所示:在[0,2π]内,满足sinx=cosx的x为π4,5π4,在π4,5π4内sinx>c
osx,再结合正弦、余弦函数的周期是2π,所以定义域为x|π4+2kπ<x<5π4+2kπ,k∈Z.考向二三角函数的单调性例2(1)(2021·临汾模拟)已知θ=π3,则下列各数中最大的是()A.sin(sinθ)B.sin(cosθ)C.cos(sinθ)D.cos(cosθ)答案
D解析当θ=π3时,sinθ=32,cosθ=12,则sin(sinθ)=sin32=cosπ2-32,8sin(cosθ)=sin12=cosπ2-12,cos(sinθ)=cos32,cos(cosθ)=cos12.∵0<12<π2-32<32<π2
-12<π,且函数y=cosx在(0,π)上单调递减,∴cos12>cosπ2-32>cos32>cosπ2-12,即最大的是cos12,即cos(cosθ),故选D.(2)函数y=2sin
π6-2x(x∈[0,π])的单调递增区间是()A.0,π3B.π12,7π12C.π3,5π6D.5π6,π答案C解析y=2sinπ6-2x=-2sin2x-π6,由π2+2kπ≤
2x-π6≤3π2+2kπ,k∈Z,解得π3+kπ≤x≤5π6+kπ,k∈Z,即函数的单调递增区间为π3+kπ,5π6+kπ,k∈Z,∴当k=0时,单调递增区间为π3,5π6.(3)已知ω>0,函数f(x)=cosωx+π4在
π2,π上单调递增,则ω的取值范围是________.答案32,74解析函数y=cosx的单调递增区间为[-π+2kπ,2kπ],k∈Z,则ωπ2+π4≥-π+2kπ,ωπ+π4
≤2kπ,k∈Z,解得4k-52≤ω≤2k-14,k∈Z,又由4k-52-2k-14≤0且4k-52>0,k∈Z,得k=1,所以ω∈32,74.1.求三角函数单调区间的两种方法(1)代换法:将比较复杂的三角函数解析式中含自变量的代数式(如ωx+φ)整体当作一个角,利用基本
三角函数(y=sinx,y=cosx,y=tanx)的单调性列不等式9求解.(2)图象法:画出三角函数的图象,利用图象求函数的单调区间.提醒:要注意求函数y=Asin(ωx+φ)的单调区间时ω的符号,若ω<0,那么一定要先借助诱导公式将ω化为正数.同时切莫忘记考虑函数自身的定义
域.2.利用单调性确定ω的范围的方法对于已知函数的单调区间的某一部分确定参数ω的范围的问题,首先,明确已知的单调区间应为函数的单调区间的子集,其次,要确定已知函数的单调区间,从而利用它们之间的关系求解,另外,若是选择题,利用特值验证、排除法求
解更为简便.3.比较三角函数值大小的方法先统一为同名的三角函数,然后利用诱导公式把角化为同一单调区间内的角,再利用函数的单调性比较.3.(2022·山东济南质检)已知函数f(x)=2cos
x+π6,设a=fπ7,b=fπ6,c=fπ4,则a,b,c的大小关系是()A.a>b>cB.a>c>bC.c>a>bD.b>a>c答案A解析由2kπ≤x+π6≤2kπ+π,k∈Z得2kπ-π6≤x≤2kπ+5π6,k∈Z.所以f(x
)=2cosx+π6的单调递减区间为2kπ-π6,2kπ+5π6(k∈Z),所以f(x)在0,π2上单调递减,所以fπ7>fπ6>fπ4,即a>b>c.4.(2022·山东德州开学考试)函数y=|tan
x|的单调递增区间为________,单调递减区间为________.答案kπ,kπ+π2,k∈Zkπ-π2,kπ,k∈Z解析作出函数y=|tanx|的图象,如图.10观察图象可知,函数y=|tanx|的单调递增区间为kπ,kπ+π2,k∈Z,单调递减区间
为kπ-π2,kπ,k∈Z.5.(2022·新余期末)若函数f(x)=sinωx(ω>0)在区间0,π3上单调递增,在区间π3,π2上单调递减,则ω=________.答案32解析∵f(x)=sinωx(ω>0)的图象过原点,∴当0
≤ωx≤π2,即0≤x≤π2ω时,y=sinωx单调递增;当π2≤ωx≤3π2,即π2ω≤x≤3π2ω时,y=sinωx单调递减.由f(x)=sinωx(ω>0)在0,π3上单调递增,在π3,π2上单调递减,知T
4=2π4ω=π3,∴ω=32.多角度探究突破考向三三角函数的周期性、奇偶性、对称性角度三角函数的周期性例3(1)(2021·全国乙卷)函数f(x)=sinx3+cosx3的最小正周期和最大值分别是()
A.3π和2B.3π和2C.6π和2D.6π和2答案C解析由f(x)=sinx3+cosx3可得f(x)=2sinx3+π4,故函数f(x)的最小正周期为T=2π13=6π,最大值为2,故选C.11(2)函数f(x)=sin2x+|sin2x|的周期为______
__.答案π解析作出函数f(x)的大致图象,如图所示.根据图象可知f(x)为周期函数,最小正周期为π.若求最小正周期,可把所给三角函数式化为y=Asin(ωx+φ)(ω≠0)或y=Acos(ωx+φ)(ω≠0)的形式,则最小正周期为T=2π|ω|;三角函数式y=Atan
(ωx+φ)(ω≠0)的最小正周期为T=π|ω|.求含有绝对值符号的三角函数的周期时,可画出函数的图象,通过观察图象得出周期.6.(2021·广东汕头模拟)函数y=sin2x+π6+cos2x-π3的最小正周期为()A.π2B.2π3
C.πD.2π答案C解析∵2x+π6-2x-π3=π2,∴2x+π6=π2+2x-π3,∴y=sin2x+π6+cos2x-π3=2cos2x-π3.∴所求函数的最小正
周期为2π2=π.7.若函数f(x)=2tankx+π3的最小正周期T满足1<T<2,则自然数k的值为________.答案2或3解析由题意知1<πk<2,即k<π<2k.又k∈N,所以k=2或k=3.角度三角函数的奇偶性12例4已知函数y=2
sinx+θ+π3θ∈-π2,π2是偶函数,则θ的值为()A.0B.π6C.π4D.π3答案B解析因为函数y=2sinx+θ+π3为偶函数,所以θ+π3=kπ+π2(k∈Z).又θ∈-π2,π2,所以θ+π3=π2,解得θ=
π6,经检验符合题意.故选B.三角函数型奇偶性判断除可以借助定义外,还可以借助其图象的性质,对y=Asin(ωx+φ),代入x=0,若y=0,则为奇函数,若y为最大值或最小值,则为偶函数.8.若函数y=3cos2x-π3+
φ为奇函数,则|φ|的最小值为________.答案π6解析依题意得,-π3+φ=kπ+π2(k∈Z),φ=kπ+5π6(k∈Z),因此|φ|的最小值是π6.角度三角函数的对称性例5(1)(2021·云南、贵州、四川、
广西四省模拟)已知函数f(x)=tanx-sinxcosx,则()A.f(x)的最小正周期为2πB.f(x)的图象关于y轴对称C.f(x)的图象不关于π2,0对称D.f(x)的图象关于(π,0)对称答案D解析因为f(x+π)=f(x),所以
f(x)的最小正周期不是2π,故A错误;因为f(-x)=-f(x)≠f(x),所以f(x)是奇函数,其图象不关于y轴对称,故B错误;因13为f(π-x)=-tanx+sinxcosx=-f(x),所以f(x)的图象关于π2,0对称,故
C错误;因为f(2π-x)=-tanx+sinxcosx=-f(x),所以f(x)的图象关于(π,0)对称,故D正确,故选D.(2)已知函数f(x)=2sinωx+π6(ω>0)的最小正周期为π,则下列说法正确的是()A.函数f(x)的图象关于点π6,0对称B.函
数f(x)的图象关于点-π12,0对称C.函数f(x)的图象关于直线x=π3对称D.函数f(x)的图象关于直线x=-π12对称答案B解析设函数f(x)的最小正周期为T,依题意得T=2πω=π,ω
=2,f(x)=2sin2x+π6.fπ6=2sinπ3+π6=2≠0,因此函数f(x)的图象不关于点π6,0对称,A不正确;f-π12=2s
in-π6+π6=0,因此函数f(x)的图象关于点-π12,0对称,B正确,D不正确;fπ3=2sin2π3+π6=1≠±2,因此函数f(x)的图象不关于直线x=π3对称,C不正确.故选B.求函数y=Asin
(ωx+φ)图象的对称中心、对称轴问题往往转化为解方程问题(1)∵y=sinx图象的对称中心是(kπ,0),k∈Z,∴y=Asin(ωx+φ)图象的对称中心,由方程ωx+φ=kπ,k∈Z解出x即可.(2)∵y=sinx图象的对称轴是直线x=kπ+π2,k∈Z,∴由ωx+φ=kπ+π
2,k∈Z解出x,即可得到函数y=Asin(ωx+φ)图象的对称轴.(3)注意y=tanx图象的对称中心为kπ2,0(k∈Z).149.(2020·全国Ⅲ卷)关于函数f(x)=sinx+1sinx有如下四个命题:①f(x)的图象关于y轴对称;②f(x)的图象关于原
点对称;③f(x)的图象关于直线x=π2对称;④f(x)的最小值为2.其中所有真命题的序号是________.答案②③解析函数f(x)的定义域为{x|x≠kπ,k∈Z},定义域关于原点对称,f(-x)=sin(-x)+1sin(-x)=-sinx
-1sinx=-sinx+1sinx=-f(x),所以函数f(x)为奇函数,其图象关于原点对称,命题①错误,命题②正确;对于命题③,因为fπ2-x=sinπ2-x+1sinπ2
-x=cosx+1cosx,fπ2+x=sinπ2+x+1sinπ2+x=cosx+1cosx,则fπ2-x=fπ2+x,所以函数f(x)的图象关于直线x=π2对称,命题③正确;对于命题④,当-π<x<0
时,sinx<0,则f(x)=sinx+1sinx<0<2,命题④错误.一、单项选择题1.函数f(x)=ln(cosx)的定义域为()A.x|kπ-π2<x<kπ+π2,k∈ZB.{}x|kπ<x<kπ+π,k∈ZC.x|2kπ-π2<x<2kπ+π2,k∈ZD.{}x|2
kπ<x<2kπ+π,k∈Z答案C解析由cosx>0解得2kπ-π2<x<2kπ+π2,k∈Z.所以函数f(x)=ln(cosx)的定义15域为x|2kπ-π2<x<2kπ+π2,k∈Z.2.y=|tanx|cosx0≤x<3π2,
x≠π2的图象是()答案D解析y=|tanx|cosx=sinx,0≤x<π2或π≤x<3π2,-sinx,π2<x<π,结合选项可知选D.3.(2022·湖南长沙长郡中学月考)已知f(x)=2cosx,x∈[m,n],则“存
在x1,x2∈[m,n]使得f(x1)-f(x2)=4”是“n-m≥π”的()A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充分必要条件D.既不充分也不必要条件答案A解析由于f(x)=2cosx在R上的最大值为2,
最小值为-2,且相邻的最大值与最小值之间的水平距离为半个周期,即π,所以若存在x1,x2∈[m,n]使得f(x1)-f(x2)=4,则必有n-m≥π,但反之不成立,比如m=-2π3,n=2π3时,n-m=4π3>π,但f(x)在[m,n]上的最大值为2,最小值为-1,x1,x2∈[m,n
]时,f(x1)-f(x2)的最大值为3,不可能等于4.所以“存在x1,x2∈[m,n]使得f(x1)-f(x2)=4”是“n-m≥π”的充分不必要条件.故选A.4.函数f(x)=tanωx(ω>0)的图象的相邻两支截直线y=1所得的线段长为π4
,则fπ12的值是()16A.0B.33C.1D.3答案D解析由条件可知,f(x)的周期是π4.由πω=π4,得ω=4,所以fπ12=tan4×π12=tanπ3=3.5.若函数f(x)=sinx+φ3(φ∈[0,2π])是偶函数,则φ=
()A.π2B.2π3C.3π2D.5π3答案C解析∵f(x)为偶函数,∴f(x)的图象关于y轴对称,即直线x=0为其对称轴.∴φ3=π2+kπ(k∈Z),∴φ=3kπ+3π2(k∈Z),∵φ∈[0,2π],∴φ=
3π2.故选C.6.(2021·广东江门一模)若f(x)=sin2x-π4,则()A.f(1)>f(2)>f(3)B.f(3)>f(2)>f(1)C.f(2)>f(1)>f(3)D.f(1)>f(3)>f(2)答案A解析由π2≤2x-π4≤
3π2,可得3π8≤x≤7π8,所以函数f(x)在区间3π8,7π8上单调递减.由于1<3π8<2,且3π8-1<2-3π8,故f(1)>f(2).由于3π8<2<7π8<3,且7π8-2>3-7π8,故f(2)>f(3).所以f(1)>f(2)
>f(3).故选A.7.(2021·天津市和平区模拟)函数f(x)=cos2x的导函数为f′(x),则函数g(x)=23f(x)+f′(x)在x∈[0,π]内的单调递增区间是()A.0,π2B.π2,π17C.5π12,11π
12D.5π12,π答案C解析f′(x)=-2sin2x,∴g(x)=23cos2x-2sin2x=4cos2x+π6,由-π+2kπ≤2x+π6≤2kπ,k∈Z,得-7π12+kπ≤x≤-π12+kπ,k∈Z,令k=1得5π12≤x≤11π12,∴g(x)在x∈[0,
π]内的单调递增区间是5π12,11π12.故选C.8.(2021·榆林四模)已知函数f(x)=cosωx+φ-π6cosωx+φ+π3(ω>0)的最小正周期为π,且曲线y=f(x)关于直线x=π8对称,则|φ|的最小值为()A.π6B.5π24C.7π24
D.π3答案B解析∵ωx+φ+π3=ωx+φ-π6+π2,∴f(x)=cosωx+φ-π6cosωx+φ-π6+π2=-sinωx+φ-π6cosωx+φ-π6=-12sin2ωx+2φ-π3.∵f(x)的最小正
周期是π,∴2π2ω=π,∴ω=1,则f(x)=-12sin2x+2φ-π3.∵曲线y=f(x)关于直线x=π8对称,∴2×π8+2φ-π3=kπ+π2,k∈Z,∴2φ=kπ+7π12,k∈Z,即φ=kπ2+7π24,k∈Z,则当k=0时,
|φ|=7π24,当k=-1时,|φ|=5π24,则|φ|的最小值为5π24,故选B.二、多项选择题9.(2021·龙岩三模)已知两个函数f(x)=tanx2和g(x)=1-cosxsinx,下列说法正确的是()A.两个函数的
定义域相同B.两个函数都是奇函数18C.两个函数的周期相同D.两个函数的值域相同答案BC解析对于A,f(x)的定义域为x|x2≠kπ+π2,k∈Z={x|x≠2kπ+π,k∈Z},而g(x)的定义域为{x|x≠kπ,k∈Z},所以A不正确;对于B,因为f(-x)=tan-x
2=-tanx2=-f(x),所以f(x)为奇函数,又g(-x)=1-cos(-x)sin(-x)=1-cosx-sinx=-g(x),则g(x)也为奇函数,所以B正确;对于C,因为f(x+2π)=tanx+2π
2=tanx2+π=tanx2=f(x),所以f(x)的周期为2π;又g(x+2π)=1-cos(x+2π)sin(x+2π)=1-cosxsinx=g(x),则g(x)的周期也为2π,所以C正确;对于D,因为f(0)=0,而g(x)≠0,所以两个函数值域不
相同,所以D不正确.故选BC.10.(2021·泰安模拟)下列关于函数y=tan2x+π3的说法正确的是()A.在区间-5π12,π12上单调递增B.最小正周期是πC.图象关于点π12,0成中心对称D.图象关于直线x=-5π12对称答案AC解析对于A,
当x∈-5π12,π12时,2x+π3∈-π2,π2,所以函数y=tan2x+π3在-5π12,π12上单调递增,A正确;对于B,函数y=tan2x+π3的最小正周期为T=π2,所以B错误
;对于C,当x=π12时,2x+π3=π2,所以函数y=tan2x+π3的图象关于点π12,0对称,C正确;对于D,正切型函数y=tan2x+π3的图象没有对称轴,所以D错误.故选AC.11.(2019·全国Ⅰ卷改编)关于函数f(x)=|sinx
|+sin|x|,下述四个结论正确的19是()A.f(x)是偶函数B.f(x)在区间-π2,0上单调递减C.f(x)在[-π,π]上有4个零点D.f(x)的最大值为2答案ABD解析对于A,由f(-x)=|sin(-x)|+sin|-x|=|sinx|+sin|x|=f(x)
,可得f(x)为偶函数,故A正确;对于B,当x∈-π2,0时,f(x)=|sinx|+sin|x|=-sinx-sinx=-2sinx,所以f(x)在区间-π2,0上单调递减,故B正确;对于C,当x∈[0,π]时,f(x)=|sinx|
+sin|x|=sinx+sinx=2sinx,当x=0或x=π时,f(x)=0,又因为函数f(x)是偶函数,所以f(x)在[-π,π]上有3个零点:-π,0,π,故C错误;对于D,由|sinx|≤1,sin|x|≤1可得f(x)=|sinx|+sin|x|≤2
,因为fπ2=|sinπ2|+sin|π2|=2,所以f(x)的最大值为2,故D正确.故选ABD.12.(2022·济南市高三上学期期末)声音是由物体振动产生的声波,其中包含着正弦函数.纯音的数学模
型是函数y=Asinωt,我们听到的声音是由纯音合成的,称之为复合音.若一个复合音的数学模型是函数f(x)=sinx+12sin2x,则下列结论正确的是()A.2π是f(x)的一个周期B.f(x)在[0,2π]上有3个零点C.f(x)的最大值为334D.f(x)在
0,π2上是增函数答案ABC解析因为f(x)=sinx+12sin2x.y=sinx的周期是2π,y=12sin2x的周期是2π2=π,20所以f(x)=sinx+12sin2x的周期是2π,故A正确;当f(x)=si
nx+12sin2x=0,x∈[0,2π]时,sinx+sinxcosx=0,sinx(1+cosx)=0,sinx=0或1+cosx=0,解得x=0或x=π或x=2π,所以f(x)在[0,2π]上有3个零点,故B正确;f′(x)=cosx+cos2x=2cos2x+cosx-1=(2
cosx-1)(cosx+1),cosx+1≥0,当12<cosx≤1,即-π3+2kπ<x<π3+2kπ(k∈Z)时,f′(x)>0,f(x)单调递增;当-1≤cosx<12,即π3+2kπ<x≤5π3+2kπ(k∈Z)时,f′(x)≤0,f(x)单调递减.所以当x=π3+2kπ(k∈Z)时
,f(x)取得最大值,f(x)max=32+12×32=334,故C正确;由以上分析可知,当x∈0,π3时,f(x)单调递增,当x∈π3,π2时,f(x)单调递减,故D错误.故选ABC.三、填空题13.(2021·新高考八省联考)写出一个最
小正周期为2的奇函数f(x)=_______.答案sinπx(答案不唯一)解析由最小正周期为2,可考虑三角函数中的正弦型函数f(x)=Asinωx(A≠0,ω>0),满足f(-x)=-Asinωx=-f(x),即是奇函数;根
据最小正周期T=2πω=2,可得ω=π.故函数可以是f(x)=Asinπx(A≠0)中任一个,可取f(x)=sinπx.14.(2021·辽宁沈阳皇姑区校级四模)已知x∈0,π2,函数y=3cosx的图象与
函数y=8tanx的图象交于点P,点P在x轴上的垂足为P1,直线PP1交y=sinx的图象于点P2,则|P1P2|=________.答案13解析设点P的横坐标为x0,则3cosx0=8tanx0,∴3cos2x0=8sinx0,即3(1-sin2x0)=8sinx0,求得sin
x0=13或sinx0=-3(舍去),则|P1P2|=|sinx0|=13.15.(2021·江西南昌模拟)已知函数f(x)=3sinωx+cosωx(ω>0),若f(x)在210,π2上恰有2个极值点,则ω的取值范围为________.答案
83,143解析∵函数f(x)=3sinωx+cosωx=2sinωx+π6(ω>0),f(x)在0,π2上恰有2个极值点,ωx+π6∈π6,ωπ2+π6,∴3π
2<ωπ2+π6≤5π2,得83<ω≤143,则ω的取值范围为83,143.16.(2021·扬州模拟)已知f(x)=sinπ3(x+1)-3cosπ3(x+1),则f(x)的最小
正周期为________,f(1)+f(2)+…+f(2020)=________.答案63解析依题意可得f(x)=2sinπ3x,其最小正周期T=6,且f(1)+f(2)+…+f(6)=0,故f(1)+f(2)+…+f(2020
)=f(1)+f(2)+f(3)+f(4)=3.四、解答题17.已知函数f(x)=sin2x-π3+32.(1)求函数f(x)的最小正周期及其图象的对称中心;(2)若f(x0)≤3,求x0的取值范围.解(1)f(
x)的最小正周期T=π.由2x-π3=kπ,k∈Z得x=π6+kπ2,k∈Z,故f(x)图象的对称中心为π6+kπ2,32,k∈Z.(2)因为f(x0)≤3,所以sin2x0-π3+32≤3,即sin2x0-π3≤32,所以-4π3+2k
π≤2x0-π3≤π3+2kπ,k∈Z,22即-π2+kπ≤x0≤π3+kπ,k∈Z.即x0的取值范围为x0|-π2+kπ≤x0≤π3+kπ,k∈Z.18.(2021·湖北武汉调研)已知函数f(x)=2asin
x+π4+a+b.(1)若a=-1,求函数f(x)的单调递增区间;(2)当x∈[0,π]时,函数f(x)的值域是[5,8],求a,b的值.解(1)当a=-1时,f(x)=-2sinx+π4+b-1,由2kπ+π2≤x+π4≤2kπ+3π2(k∈Z),得2
kπ+π4≤x≤2kπ+5π4(k∈Z),所以f(x)的单调递增区间为2kπ+π4,2kπ+5π4(k∈Z).(2)因为0≤x≤π,所以π4≤x+π4≤5π4,所以-22≤sinx+π4≤1,依题意知a≠0.①当a>0时,有2a+a+b=
8,b=5,所以a=32-3,b=5;②当a<0时,有b=8,2a+a+b=5,所以a=3-32,b=8.综上所述,a=32-3,b=5或a=3-32,b=8.19.已知函数f(x)=2sinxcosx+cos2x-π6+cos2x+π
6,x∈R.(1)求fπ12的值;(2)求函数f(x)在区间π2,π上的最大值和最小值,及相应的x的值;23(3)求函数f(x)在区间π2,π上的单调区间.解(1)∵f(x)=2sinxcosx+cos2x-π6+cos2x+π6=sin
2x+cos2xcosπ6+sin2xsinπ6+cos2xcosπ6-sin2xsinπ6=sin2x+3cos2x=212sin2x+32cos2x=2sin2x+π3,∴fπ12=2sin2×π12+π3=2sinπ2=2.
(2)∵π2≤x≤π,∴4π3≤2x+π3≤7π3,∴-2≤f(x)≤3,当2x+π3=3π2时,x=7π12,此时f(x)min=f7π12=-2,当2x+π3=7π3时,x=π,此时f
(x)max=f(π)=3.(3)∵π2≤x≤π,∴4π3≤2x+π3≤7π3,由正弦函数图象知,当4π3≤2x+π3≤3π2时,即π2≤x≤7π12时,f(x)单调递减;当3π2≤2x+π3≤7π3时,即7π12≤x≤π时,f(x
)单调递增.故函数f(x)在区间π2,π上的单调递减区间为π2,7π12,单调递增区间为7π12,π.20.(2021·衢州市高三模拟)设O为坐标原点,定义非零向量OM→=(a,b)的“相24伴函数”为f(x)
=asinx+bcosx(x∈R),向量OM→=(a,b)称为函数f(x)=asinx+bcosx的“相伴向量”.记平面内所有向量的“相伴函数”构成的集合为S.(1)设函数h(x)=2sinπ3-x-co
sπ6+x,求证:h(x)∈S;(2)记OM→=(0,2)的“相伴函数”为f(x),若函数g(x)=f(x)+23|sinx|-1,x∈[0,2π]的图象与直线y=k有且仅有四个不同的交点,求实数k的取值范围.解(1)证明:因为h(x)=2sinπ3-x-cos
π6+x=-12sinx+32cosx,所以函数h(x)的相伴向量OM→=-12,32,所以h(x)∈S.(2)由题意知af(x)=2cosx,则g(x)=2cosx+23|sinx|-1=4sinx+π6-1,0≤x≤π
,4cosx+π3-1,π<x≤2π,则g(x)在0,π3上单调递增,在π3,π上单调递减,在π,5π3上单调递增,在5π3,2π上单调递减,又g(0)=
1,gπ3=3,g(π)=-3,g5π3=3,g(2π)=1,因为函数g(x)=f(x)+23|sinx|-1,x∈[0,2π]的图象与直线y=k有且仅有四个不同的交点,所以实数k的取值范围为1≤k<3.