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第3章 三角函數(shù)、解三角形
第4節(jié) 函數(shù)y=Asin(ωx+φ)的圖像及三角函數(shù)模型的簡單應(yīng)用
考點(diǎn) 函數(shù)y=Asin(ωx+φ)的圖像
1.(2013山東,5分)函數(shù)y=xcos x+sin x的圖象大致為( )
解析:本題考查函數(shù)的性質(zhì)在分析判斷函數(shù)圖象中的綜合運(yùn)用,考查一般與特殊的數(shù)學(xué)思想方法,考查運(yùn)算求解能力,考查綜合運(yùn)用知識(shí)分析問題和解決問題的能力.函數(shù)是奇函數(shù),圖象關(guān)于坐標(biāo)原點(diǎn)對稱,當(dāng)00,而當(dāng)x=π時(shí),y=-π<0,據(jù)此排除選項(xiàng)A、B、C,正確選項(xiàng)為D.
答案:D
2.
2、(2013福建,5分)將函數(shù)f(x)=sin (2x+θ)的圖像向右平移φ(φ>0)個(gè)單位長度后得到函數(shù)g(x)的圖像,若f(x),g(x)的圖像都經(jīng)過點(diǎn)P,則φ的值可以是( )
A. B.
C. D.
解析:本題主要考查三角函數(shù)圖像的變換及三角函數(shù)值求角等基礎(chǔ)知識(shí),意在考查考生的數(shù)形結(jié)合能力、轉(zhuǎn)化和化歸能力、運(yùn)算求解能力.因?yàn)楹瘮?shù)f(x)的圖像過點(diǎn)P,所以θ=,所以f(x)=sin;又函數(shù)f(x)的圖像向右平移φ個(gè)單位長度后,得到函數(shù)g(x)=sin,所以sin=,所以φ可以為.
答案:B
3.(2013新課標(biāo)全國Ⅱ,5分)函數(shù)y=cos(2x+φ
3、)(-π≤φ<π)的圖像向右平移個(gè)單位后,與函數(shù)y=sin的圖像重合,則φ=________.
解析:本題主要考查三角函數(shù)圖像的平移、三角函數(shù)的性質(zhì)、三角運(yùn)算等知識(shí),意在考查考生的運(yùn)算求解能力及轉(zhuǎn)化與化歸思想的應(yīng)用.將y=cos(2x+φ)的圖像向右平移個(gè)單位后得到y(tǒng)=cos的圖像,化簡得y=-cos(2x+φ),又可變形為y=sin.由題意可知φ-=+2kπ(k∈Z),所以φ=+2kπ(k∈Z),結(jié)合-π≤φ<π知φ=.
答案:
4.(2013山東,12分)設(shè)函數(shù)f(x)=-sin2ωx-sin ωxcos ωx(ω>0),且y=f(x)圖像的一個(gè)對稱中心到最近的對稱軸的距離為.
(
4、1)求ω的值;
(2)求f(x)在區(qū)間上的最大值和最小值.
解:本題主要考查三角函數(shù)的圖像和性質(zhì),考查轉(zhuǎn)化思想和運(yùn)算能力.
(1)f(x)=-sin2ωx-sin ωxcos ωx
=--sin 2ωx
=cos 2ωx-sin 2ωx
=-sin.
因?yàn)閳D像的一個(gè)對稱中心到最近的對稱軸的距離為,
又ω>0,
所以=4,
因此ω=1.
(2)由(1)知f(x)=-sin.
當(dāng)π≤x≤時(shí),≤2x-≤.
所以-≤sin≤1.
因此-1≤f(x)≤.
故f(x)在區(qū)間π,上的最大值和最小值分別為,-1.
5.(2012浙江,5分)把函數(shù)y=cos 2x+1的圖象上所有
5、點(diǎn)的橫坐標(biāo)伸長到原來的2倍(縱坐標(biāo)不變),然后向左平移1個(gè)單位長度,再向下平移1個(gè)單位長度,得到的圖象是( )
解析:變換后的三角函數(shù)為y=cos(x+1),結(jié)合四個(gè)選項(xiàng)可得A選項(xiàng)正確.
答案:A
6.(2010福建,5分)將函數(shù)f(x)=sin(ωx+φ)的圖象向左平移個(gè)單位.若所得圖象與原圖象重合,則ω的值不可能等于( )
A.4 B.6
C.8 D.12
解析:由題意得:sin[ω(x++)]=sin(ωx+φ),則ω=2kπ,k∈Z,∴ω=4k,k∈Z,而6不是4的整數(shù)倍,故應(yīng)選B.
答案:B
7.(2009天津,5分)設(shè)f(x)=asin
6、2x+bcos2x,其中a,b∈R,ab≠0,若f(x)≤|f()|對一切x∈R恒成立,則
①f()=0
②|f()|<|f()|
③f(x)即不是奇函數(shù)也不是偶函數(shù)
④f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間是[kπ+,kπ+](k∈Z)
⑤存在經(jīng)過點(diǎn)(a,b)的直線與函數(shù)f(x)的圖像不相交
以上結(jié)論正確的是________(寫出所有正確結(jié)論的編號(hào)).解析:f(x)=asin2x+bcos2x=sin(2x+φ)(tanφ=,因?yàn)閷σ磺衳∈R,f(x)≤|f()|恒成立,所以sin(+φ)=1,可得φ=2kπ+或φ=2kπ-,故f(x)=sin(2x+)或f(x)=-sin(2x+).而f()=
7、sin(2+)=0,
所以①正確;|f()|=|sinπ|
=|sinπ|,
|f()|=|sinπ|,所以|f()|=|f()|,故②錯(cuò)誤;③明顯正確;④錯(cuò)誤;由函數(shù)f(x)=sin(2x+)和f(x)=-sin(2x+)圖像可知,不存在經(jīng)過點(diǎn)(a,b)的直線與函數(shù)f(x)的圖像不相交,故⑤錯(cuò).
答案:①③
8.(2009江蘇,5分)函數(shù)y=Asin(ωx+φ)(A,ω,φ為常數(shù),A>0,ω>0)在閉區(qū)間[-π,0]上的圖象如圖所示,則ω=________.
解析:由圖中可以看出:
T=π,∴T=π=,
∴ω=3.
答案:3
9.(2012福建,14分)已知函數(shù)f(x
8、)=axsin x-(a∈R),且在[0,]上的最大值為.
(1)求函數(shù)f(x)的解析式;
(2)判斷函數(shù)f(x)在(0,π)內(nèi)的零點(diǎn)個(gè)數(shù),并加以證明.
解:(1)由已知得f′(x)=a(sin x+xcos x),
對于任意x∈(0,),有sin x+xcos x>0.
當(dāng)a=0時(shí),f(x)=-,不合題意;
當(dāng)a<0時(shí),x∈(0,)時(shí),f′(x)<0,從而f(x)在(0,)內(nèi)單調(diào)遞減,又f(x)在[0,]上的圖象是連續(xù)不斷的,故f(x)在[0,]上的最大值為f(0)=-,不合題意;
當(dāng)a>0,x∈(0,)時(shí),f′(x)>0,從而f(x)在(0,)內(nèi)單調(diào)遞增,又f(x)在[0,]
9、上的圖象是連續(xù)不斷的,故f(x)在[0,]上的最大值為f(),即a-=,解得a=1.
綜上所述,得f(x)=xsin x-.
(2)f(x)在(0,π)內(nèi)有且只有兩個(gè)零點(diǎn).證明如下:
由(1)知,f(x)=xsin x-,從而有f(0)=-<0,f()=>0,
又f(x)在[0,]上的圖象是連續(xù)不斷的,
所以f(x)在(0,)內(nèi)至少存在一個(gè)零點(diǎn).
又由(1)知f(x)在[0,]上單調(diào)遞增,故f(x)在(0,)內(nèi)有且只有一個(gè)零點(diǎn).
當(dāng)x∈[,π]時(shí),令g(x)=f′(x)=sin x+xcos x.
由g()=1>0,g(π)=-π<0,且g(x)在[,π]上的圖象是連續(xù)不斷的,
10、故存在m∈(,π),使得g(m)=0.
由g′(x)=2cos x-xsin x,知x∈(,π)時(shí),有g(shù)′(x)<0,
從而g(x)在(,π)內(nèi)單調(diào)遞減.
當(dāng)x∈(,m)時(shí),g(x)>g(m)=0,即f′(x)>0,從而f(x)在(,m)內(nèi)單調(diào)遞增,
故當(dāng)x∈[,m]時(shí),f(x)≥f()=>0,故f(x)在[,m]上無零點(diǎn);
當(dāng)x∈(m,π)時(shí),有g(shù)(x)0,f(π)<0,且f(x)在[m,π]上的圖象是連續(xù)不斷的,從而f(x)在(m,π)內(nèi)有且僅有一個(gè)零點(diǎn).
綜上所述,f(x)在(0,π)內(nèi)有且
11、只有兩個(gè)零點(diǎn).
10.(2012湖南,12分)已知函數(shù)f(x)=Asin(ωx+φ)(x∈R,ω>0,0<φ<)的部分圖象如圖所示.
(1)求函數(shù)f(x)的解析式;
(2)求函數(shù)g(x)=f(x-)-f(x+)的單調(diào)遞增區(qū)間.
解:(1)由題設(shè)圖象知,周期T=2(-)=π,所以ω==2,
因?yàn)辄c(diǎn)(,0)在函數(shù)圖象上,
所以Asin(2+φ)=0,即sin(+φ)=0.
又因?yàn)?<φ<,所以<+φ<.
從而+φ=π,即φ=.
又點(diǎn)(0,1)在函數(shù)圖象上,所以Asin =1,得A=2.
故函數(shù)f(x)的解析式為f(x)=2sin(2x+).
(2)g(x)=2sin[2(x-)+]-2sin[2(x+)+]
=2sin 2x-2sin(2x+)
=2sin 2x-2(sin 2x+cos 2x)
=sin 2x-cos 2x
=2sin(2x-).
由2kπ-≤2x-≤2kπ+,
得kπ-≤x≤kπ+,k∈Z.
所以函數(shù)g(x)的單調(diào)遞增區(qū)間是[kπ-,kπ+],k∈Z.
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