題型一三角函式的圖象
例1 (2013·四川)函式f(x)=2sin(ωx+φ)(ω>0,- <φ<)的部分圖象如圖所示,則ω,φ的值分別是( )
a.2b.2,-
c.4d.4,
破題切入點考查「五點作圖法」的逆用,由圖象求解析式,先看週期,再看什麼時候取得最值以及函式零點等.
答案 a
解析 t=-,t=π,∴ω=2,
∴2×+φ=2kπ+,k∈z,
∴φ=2kπ-,k∈z.
又φ∈,
∴φ=-,選a.
題型二三角函式的簡單性質
例2 (2013·山東)設函式f(x)=-sin2ωx-sin ωx·cos ωx(ω>0),且y=f(x)圖象的乙個對稱中心到最近的對稱軸的距離為.
(1)求ω的值;
(2)求f(x)在區間上的最大值和最小值.
破題切入點 (1)先根據倍角公式以及兩角和與差的三角函式公式將f(x)的解析式化簡為「一角一函式名」的形式,然後根據「y=f(x)的圖象的乙個對稱中心到最近的對稱軸的距離為」確定該函式的週期,代入週期公式即可求出ω的值;
(2)先根據(1)確定函式解析式,然後利用給定區間確定f(x)的區間,根據該函式在區間上的圖象即可確定所求函式的最值.
解 (1)f(x)=-sin2ωx-sin ωxcos ωx
=-×-sin 2ωx
=cos 2ωx-sin 2ωx
=-sin.
依題意知=4×,ω>0,所以ω=1.
(2)由(1)知f(x)=-sin.
當π≤x≤時,≤2x-≤.
所以-≤sin≤1.
所以-1≤f(x)≤.
故f(x)在區間上的最大值和最小值分別為,-1.
題型三三角函式圖象的變換
例3 已知函式f(x)=sin(ωx+),其中ω>0,且函式f(x)的圖象的相鄰兩條對稱軸之間的距離等於.若函式f(x)的圖象向左平移m個單位所對應的函式是偶函式,則最小正實數m
破題切入點由相鄰兩對稱軸間距離得出週期進而求出ω,再由平移後為偶函式得出m的最小值.
答案 解析依題意,可得=,
又t=,故ω=3,
所以f(x)=sin(3x+).
函式f(x)的圖象向左平移m個單位後所對應的函式為
g(x)=sin[3(x+m)+].
g(x)是偶函式當且僅當3m+=kπ+(k∈z),
即m=+(k∈z),
從而最小正實數m=.
總結提高 (1)利用三角函式圖象確定解析式的基本步驟:①最值定a:即根據給定函式圖象確定函式的最值即可確定a的值.②週期定ω:
即根據給定函式圖象的特徵確定函式的週期,利用週期計算公式t=求解ω.③最值點定φ:即根據函式圖象上的最高點或最低點的座標,代入函式解析式求解φ的取值,注意利用中心點求解φ時,要驗證該點所在的單調區間以確定φ,否則會產生增解.
(2)三角函式的簡單性質主要包括:定義域、值域、對稱性、奇偶性、週期性和單調性,對稱性注意各三角函式的對稱中心和對稱軸,求解奇偶性時首先應利用誘導公式將函式化成最簡再去研究,週期性的求解注意公式中應為|ω|而不是ω,單調性要將x的係數化成正的.本部分題目注意要將ωx+φ當作乙個整體.
(3)對於三角函式圖象變換問題,平移變換規則是「左加右減上加下減」並且在變換過程中只變換其中的自變數x,要把這個係數提取後再確定變換的單位和方向,當兩個函式的名稱不同時,首先要將函式名稱統一,其次把ωx+φ寫成ω(x+)最後確定平移的單位和方向.伸縮變換時注意敘述為「變為原來的」這個字眼,變換的倍數要根據橫向和縱向,要加以區分.
1.已知函式y=asin(ωx+φ)+k的最大值為4,最小值為0,最小正週期為,直線x=是其圖象的一條對稱軸,則下面各式中符合條件的解析式為( )
a.y=4sin(4x+)
b.y=2sin(2x+)+2
c.y=2sin(4x+)+2
d.y=2sin(4x+)+2
答案 d
解析由題意得解得
又函式y=asin(ωx+φ)+k的最小正週期為,
所以ω==4,所以y=2sin(4x+φ)+2.
又直線x=是函式圖象的一條對稱軸,
所以4 ×+φ=kπ+(k∈z),
所以φ=kπ-(k∈z),
故可得y=2sin(4x+)+2符合條件,所以選d.
2.已知函式f(x)=sin2ωx+sin ωx·cos ωx,x∈r,又f(α)=-,f(β)=,若|α-β|的最小值為,則正數ω的值為( )
a. b. c. d.
答案 b
解析 f(x)=+sin 2ωx
=sin 2ωx-cos 2ωx+
=sin(2ωx-)+,
又由f(α)=-,f(β)=,
且|α-β|的最小值為可知t=3π,於是ω=.
3.函式f(x)=asin(ωx+φ)(其中a>0,|φ|<)的圖象如圖所示,為了得到g(x)=sin 3x的圖象,則只要將f(x)的圖象( )
a.向右平移個單位長度
b.向右平移個單位長度
c.向左平移個單位長度
d.向左平移個單位長度
答案 b
解析由題意,得函式f(x)的週期t=4=,ω=3,所以sin=-1,又|φ|<,所以φ=,所以f(x)=sin=sin,所以將函式f(x)的圖象向右平移個單位長度可以得到函式g(x)=sin 3x的圖象.
4.已知函式f(x)=atan(ωx+φ)(ω>0,|φ|<),y=f(x)的部分圖象如圖所示,則f()等於( )
ab.-1c. d.1
答案 c
解析由圖象知,t==2(-)=,ω=2.
由2×+φ=kπ,k∈z,得φ=kπ-,k∈z.
又由atan(2×0+)=1,
知a=1,∴f(x)=tan(2x+),
∴f()=tan(2×+)=tan=.
5.(2014·遼寧)將函式y=3sin(2x+)的圖象向右平移個單位長度,所得圖象對應的函式( )
a.在區間[,]上單調遞減
b.在區間[,]上單調遞增
c.在區間[-,]上單調遞減
d.在區間[-,]上單調遞增
答案 b
解析 y=3sin(2x+)的圖象向右平移個單位長度得到y=3sin[2(x-)+]=3sin(2x-π).
令2kπ-≤2x-π≤2kπ+,k∈z,得kπ+≤x≤kπ+π,k∈z,則y=3sin(2x-π)的增區間為[kπ+,kπ+π],k∈z.
令k=0得其中乙個增區間為[,π],故b正確.
畫出y=3sin(2x-π)在[-,]上的簡圖,如圖,可知y=3sin(2x-π)在[-,]上不具有單調性,故c,d錯誤.
6.將函式f(x)=-4sin的圖象向右平移φ個單位,再將圖象上每一點的橫座標縮短到原來的倍,所得圖象關於直線x=對稱,則φ的最小正值為( )
a. b.π
c.π d.
答案 b
解析依題意可得y=f(x)
y=-4sin[2(x-φ)+]=-4sin[2x-(2φ-)]
y=g(x)=-4sin[4x-(2φ-)],
因為所得圖象關於直線x=對稱,
所以g=±4,
得φ=π+π(k∈z),故選b.
7.已知函式f(x)=3sin(ωx-)(ω>0)和g(x)=2cos(2x+φ)+1的圖象的對稱軸完全相同.若x∈[0,],則f(x)的取值範圍是________.
答案 [-,3]
解析 ∵f(x)和g(x)的對稱軸完全相同,
∴二者的週期相同,即ω=2,
f(x)=3sin(2x-).
∵x∈[0,],∴2x-∈[-,],
sin(2x-)∈[-,1],
∴f(x)∈[-,3].
8.(2014·北京)設函式f(x)=asin(ωx+φ)(a,ω,φ是常數,a>0,ω>0).若f(x)在區間上具有單調性,且f=f=-f,則f(x)的最小正週期為________.
答案 π
解析 ∵f(x)在上具有單調性,
∴≥-,
∴t≥.
∵f=f,
∴f(x)的一條對稱軸為x==.
又∵f=-f,
∴f(x)的乙個對稱中心的橫座標為=.
∴t=-=,∴t=π.
9.函式f(x)=sin (x∈r)的圖象為c,以下結論正確的是寫出所有正確結論的編號)
①圖象c關於直線x=對稱;
②圖象c關於點對稱;
③函式f(x)在區間內是增函式;
④由y=sin 2x的圖象向右平移個單位長度可以得到圖象c.
答案 ①②③
解析當x=時,f=sin=sin=sin=-1,為最小值,所以圖象c關於直線x=對稱,所以①正確;當x=時,f=sin=sin π=0,圖象c關於點對稱,所以②正確;當-≤x≤時,-≤2x-≤,此時函式單調遞增,所以③正確;y=sin 2x的圖象向右平移個單位長度,得到y=sin 2=sin,所以④錯誤,所以正確的是①②③.
10.已知函式f(x)=sin ωx·cos ωx+cos2ωx-(ω>0),直線x=x1,x=x2是y=f(x)圖象的任意兩條對稱軸,且|x1-x2|的最小值為.
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