(考試時間:120分鐘 總分150分)
一、單項選擇題:本題共8小題,每小題5分,共40分.在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的.
1. ( )
A. B. C. D. 1
【答案】A
【解析】
【分析】根據(jù)余弦的和角公式即可求解.
【詳解】,
故選:A
2. 下列說法正確的是( )
A. 若,則
B. 若 , ,則
C. 長度不相等而方向相反的兩個向量是平行向量
D. 單位向量都相等
【答案】C
【解析】
【分析】根據(jù)向量的相關性質(zhì)逐項分析.
【詳解】對于A,若,只能說明兩個向量的模長相等,但是方向不確定,所以A錯誤;
對于B,如果,結論B不正確;
對于C,根據(jù)平行向量的定義,C正確;
對于D,單位向量長度相等,但是方向不確定,所以D錯誤;
故選:C.
3. 已知函數(shù)的圖象關于直線對稱,且的一個周期為4,則的解析式可以是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】由題意分別考查函數(shù)的最小正周期和函數(shù)在處的函數(shù)值,排除不合題意的選項即可確定滿足題意的函數(shù)解析式.
【詳解】AB選項中,CD選項中,排除選項CD,
對于A選項,當時,函數(shù)值,故是函數(shù)的一個對稱中心,排除選項A,
對于B選項,當時,函數(shù)值,故是函數(shù)的一條對稱軸,
故選:B.
4. 若將函數(shù)的圖象上各點的橫坐標擴大為原來的2倍,再將圖象向右平移個長度單位,則所得到的曲線的解析式為( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根據(jù)三角函數(shù)圖象變換規(guī)律結合題意求解即可.
【詳解】將函數(shù)的圖象上各點的橫坐標擴大為原來的2倍,得,
再將圖象向右平移個長度單位,得.
故選:A
5. 已知,則有( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】將化到同一個單調(diào)區(qū)間上的同名函數(shù)比大小,再將與比大小.
【詳解】,

因為在為增函數(shù),所以,
又,
所以,
故選:C
6. 函數(shù)的部分圖象如圖所示,則下列結論正確的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】借助圖象可得,求得周期,進而求出,再由定點結合范圍求出,即可得出解析式.
【詳解】由題中圖象可得,,故,則,
又圖象過點,所以,
即,解得,
又,即,故.
故選:B.
7. 已知,若,則( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】本題運用兩角和的正切公式轉化,再結合同角三角函數(shù)的基本關系化簡式子,結合已知條件判斷式子特征以簡化等式,最后通過對常見三角恒等式的變形運用,建立與的聯(lián)系從而得出結果即可.
【詳解】由兩角和的正切公式得,
由同角三角函數(shù)的基本關系得,
,故,
因為,所以,
因為,所以,
故,則得到,
解得,故,
而,
則,解得,故C正確
故選:C
8. 已知函數(shù)(,),若函數(shù)的最小正周期且在處取得最大值2,則的最小值為( )
A. 5B. 7C. 11D. 13
【答案】D
【解析】
【分析】由函數(shù)式最大值2結合函數(shù)的特點求出a值,再把函數(shù)式化成,由取最大值的條件結合周期范圍得解.
【詳解】,所以的最大值為,即,又,所以,所以.
又在處取得最大值2,所以,
即,即,又函數(shù)的最小正周期,
所以,又,所以,所以的最小值為13.
故選:D
【點睛】涉及解決類型函數(shù)的問題,運用輔助角公共化成是關鍵.
二、多項選擇題:本題共3小題,每小題6分,共18分.在每小題給出的四個選項中,有多項符合題目要求.全部選對的得6分,部分選對的得部分分,有選錯的得0分.
9. 計算下列各式,結果為的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】AC
【解析】
【分析】由兩角和與差的正弦,正切公式,二倍角的余弦公式對選項一一判斷即可得出答案.
【詳解】對于A,
,故A正確;
對于B,因為,
可得,
所以,故B錯誤;
對于C,,故C正確;
對于D,,故D錯誤.
故選:AC.
10. 筒車是我國古代發(fā)明的一種水利灌溉工具,因其經(jīng)濟又環(huán)保,至今還在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用(圖1),明朝科學家徐光啟在《農(nóng)政全書》中用圖畫描繪了筒車的工作原理(圖2).若一半徑為2米的筒車水輪圓心O距離水面1米(圖3),已知水輪按逆時針轉動,每分鐘轉動4圈,當水輪上點P從水中浮現(xiàn)時(圖3中點)開始計時,經(jīng)過t分鐘后點P距離水面的高度為h米,下列結論正確的有( )
A. h關于t的函數(shù)解析式為
B. 點P第一次到達最高點需用時5秒
C. P再次接觸水面需用時10秒
D. 當點P運動2.5秒時,距水面的高度為1.5米
【答案】ABC
【解析】
【分析】根據(jù)函數(shù)模型的定義與性質(zhì),求出A、B和T、ω、φ,寫出函數(shù)解析式,再判斷選項中的命題是否正確.
【詳解】函數(shù)中,所以,
時,,解得,因為,所以,
所以,A正確;
令得,則,解得,
所以x的最小值為5,即點P第一次到達最高點需用時5秒,B正確;
由題意知,點P再次接觸水面需用時(秒),C正確;
當時,,點P距水面的高度為2米,D錯誤.
故選:ABC
11. 已知函數(shù),則( )
A. 是一個最小正周期為的周期函數(shù)
B. 是一個偶函數(shù)
C. 在區(qū)間上單調(diào)遞增
D. 的最小值為,最大值為
【答案】BC
【解析】
【分析】利用函數(shù)周期性的定義可判斷A選項;利用函數(shù)奇偶性的定義可判斷B選項;利用復合函數(shù)的單調(diào)性可判斷C選項;求得,利用二次函數(shù)的基本性質(zhì)可求得函數(shù)的最大值和最小值,可判斷D選項.
【詳解】對于A選項,
,
所以,函數(shù)為周期函數(shù),且該函數(shù)的最小正周期不是,A錯;
對于B選項,對任意的,。
所以,函數(shù)為偶函數(shù),B對;
對于C選項,當時,,
,
令,則,因為函數(shù)在上單調(diào)遞減,
函數(shù)在上單調(diào)遞減,
由復合函數(shù)的單調(diào)性可知,函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞增,C對;
對于D選項,,
因為,令,,
則二次函數(shù)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,所以,,
又因為,,所以,,
因此,的最小值為,最大值為,D錯.
故選:BC.
三、填空題:本題共3小題,每小題5分,共15分.
12. 已知奇函數(shù)的一個周期為2,當時,,則___________.
【答案】
【解析】
【分析】依題意根據(jù)函數(shù)奇偶性與周期性計算可得;
【詳解】解:根據(jù)題意得,
故答案為:
13. 已知滿足,則值為________.
【答案】##
【解析】
【分析】由結合可得,再根據(jù)代入求解即可.
【詳解】因為,
所以,
所以.
故答案為:.
14. 已知函數(shù)的最小正周期為在上的圖象與直線交于點A,B,與直線交于點C,D,且,則______,______.
【答案】 ①. 1 ②.
【解析】
【分析】先確定函數(shù)的解析式,再數(shù)形結合,利用函數(shù)圖象的性質(zhì)列式求值即可.
【詳解】因為
.
又函數(shù)最小正周期為,且,所以.
所以.
當時,,所以.
做函數(shù),的草圖如下:
函數(shù)圖象關于直線對稱.
設,則,.,
所以,
,
解得或(舍去).
所以.
故答案為:
四、解答題:本大題共5小題,共77分.解答應寫出文字說明、證明過程或演算步驟.
15. 已知函數(shù).
求最小正周期、定義域;
若,求x的取值范圍.
【答案】(1)最小正周期為,定義域為(2),
【解析】
【分析】利用正切函數(shù)的周期性、定義域,得出結論.
不等式即,再利用正切函數(shù)的圖象性質(zhì),求得x的取值范圍.
【詳解】解:對于函數(shù),它的最小正周期為,
由,求得,可得它的定義域為.
,即,故,
求得,故x的取值范圍為,.
【點睛】本題主要考查正切函數(shù)的周期性、定義域,正切函數(shù)的圖象性質(zhì),屬于中檔題.
16. 已知函數(shù)的最大值為1.
(1)求常數(shù)m的值;
(2)若,,求的值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根據(jù)輔助角公式化簡可得,然后根據(jù)正弦函數(shù)的性質(zhì),即可得出答案;
(2)根據(jù)已知可得出,,然后根據(jù)二倍角公式得出的值,根據(jù)兩角差的余弦公式,即可得出答案.
【小問1詳解】
,
當,即時,,
所以.
【小問2詳解】
由(1)知,.
由得,,所以.
又,所以,
所以,
所以,

所以
.
17. 函數(shù)的部分圖象如圖所示.

(1)求函數(shù)的解析式;
(2)將函數(shù)的圖象先向右平移個單位,再將所有點的橫坐標縮短為原來的(縱坐標不變),得到函數(shù)的圖象,若關于的方程在上有兩個不等實根,求實數(shù)的取值范圍,并求的值.
【答案】(1)
(2),
【解析】
【分析】(1)根據(jù)三角函數(shù)的圖象與性質(zhì)計算即可;
(2)先根據(jù)三角函數(shù)的圖像變換得,結合正弦函數(shù)的單調(diào)性、對稱性可判定的取值范圍與的值.
【小問1詳解】
由圖可知,,
∵,
∴,∴,
又,
∴,,∴,
由可得,
∴;
【小問2詳解】
將向右平移個單位得到,
再將所有點的橫坐標縮短為原來的,得到,
令,則,
易知函數(shù)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,
又,,,∴;
由對稱性可知,
∴,∴,
∴.
18. 已知函數(shù).
(1)求的單調(diào)遞增區(qū)間;
(2)當時,求的最大值和最小值,并求出對應的x的取值;
(3)當時,關于x的不等式有解,求實數(shù)a的取值范圍.
【答案】(1)
(2),的最小值,,的最大值2,
(3)
【解析】
【分析】(1)根據(jù)積化和差以及二倍角,輔助角公式化簡,即可利用整體法求解,
(2)利用整體法即可求解,
(3)代入化簡可得有解,利用函數(shù)的單調(diào)性求解最值即可求解.
【小問1詳解】
令,
解得,
故單調(diào)遞增區(qū)間為
【小問2詳解】
當時,,
當時,此時,取最小值,
當時,此時,取最大值,
【小問3詳解】
由可得,
故,
由于,所以,故,
令,則在單調(diào)遞減,
所以當時,,
故,故,
19. 已知函數(shù),給定,定義的“-關聯(lián)跟蹤函數(shù)”為.
(1)求的取值范圍;
(2)已知當時,恒成立.若對于任意的都有,求的取值集合;
(3)若,證明:軸為函數(shù)圖象的對稱軸.
【答案】(1)
(2)
(3)證明見解析
【解析】
【分析】(1)利用輔助角公式對變形,再利用正弦函數(shù)的性質(zhì)可求出其范圍;
(2)由,化簡得,再由當時,恒成立,可得,從而可求出的取值集合;
(3)由,得或,然后分別化簡,再判斷的奇偶性可得結論.
小問1詳解】
,其中,
故的取值范圍為.
【小問2詳解】
由題意可得,
則,
又因為當時,恒成立,故只需滿足即可,
故滿足題意的的取值集合為.
【小問3詳解】
證明:由,得.
①當即時,,
因,所以為偶函數(shù),
所以其圖象關于軸對稱.
②當即時,,
則,
所以為偶函數(shù),
故其圖象關于軸對稱.
綜上所述,軸為函數(shù)圖象的對稱軸.
【點睛】關鍵點點睛:此題考查正弦函數(shù)的性質(zhì),考查三角函數(shù)恒等變換公式的應用,考查函數(shù)奇偶性的應用,第(3)問解題的關鍵是分情況對化簡,再判斷其奇偶性,考查分類討論的思想和計算能力,屬于較難題.

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