



所屬成套資源:2020高考人教版A版理科數(shù)學(xué)數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí)講義
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2020版高考數(shù)學(xué)(理)新創(chuàng)新一輪復(fù)習(xí)通用版講義:第四章第四節(jié)函數(shù)y=Asin(ωx+φ)的圖象及三角函數(shù)模型的簡(jiǎn)單應(yīng)用
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?第四節(jié)函數(shù)y=Asin(ωx+φ)的圖象及三角函數(shù)模型的簡(jiǎn)單應(yīng)用
1.函數(shù)y=Asin(ωx+φ)的有關(guān)概念
y=Asin(ωx+φ)
(A>0,ω>0)
振幅
周期
頻率
相位
初相
A
T=
f==
ωx+φ
φ
2.用五點(diǎn)法畫(huà)函數(shù)y=Asin(ωx+φ)一個(gè)周期內(nèi)的簡(jiǎn)圖
用五點(diǎn)法畫(huà)函數(shù)y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)一個(gè)周期內(nèi)的簡(jiǎn)圖時(shí),要找五個(gè)關(guān)鍵點(diǎn),如下表所示:
ωx+φ
0
π
2π
x
-
-
-
y=Asin(ωx+φ)
0
A
0
-A
0
五點(diǎn)法作圖的步驟
用“五點(diǎn)法”作函數(shù)y=Asin(ωx+φ)的簡(jiǎn)圖,精髄是通過(guò)變量代換,設(shè)z=ωx+φ,由z取0,,π,,2π來(lái)求出相應(yīng)的x,通過(guò)列表,計(jì)算得出五點(diǎn)坐標(biāo),描點(diǎn)后得出圖象,其中相鄰兩點(diǎn)的橫向距離均為.
3.由函數(shù)y=sin x的圖象通過(guò)變換得到y(tǒng)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的圖象的兩種方法
兩種變換的聯(lián)系與區(qū)別
聯(lián)系:兩種變換方法都是針對(duì)x而言的,即x本身加減多少,而不是ωx加減多少.
區(qū)別:先平移變換(左右平移)再周期變換(伸縮變換),平移的量是|φ|個(gè)單位,而先周期變換(伸縮變換)再平移變換(左右平移),平移的量是個(gè)單位.
[小題查驗(yàn)基礎(chǔ)]
一、判斷題(對(duì)的打“√”,錯(cuò)的打“×”)
(1)利用圖象變換作圖時(shí)“先平移,后伸縮”與“先伸縮,后平移”中平移的長(zhǎng)度一致.( )
(2)把函數(shù)y=sin x的圖象上各點(diǎn)縱坐標(biāo)不變,橫坐標(biāo)縮短為原來(lái)的,所得圖象對(duì)應(yīng)的函數(shù)解析式為y=sinx.( )
(3)函數(shù)y=Acos(ωx+φ)的最小正周期為T(mén),那么函數(shù)圖象的兩個(gè)相鄰對(duì)稱(chēng)中心之間的距離為.( )
(4)由圖象求函數(shù)解析式時(shí),振幅A的大小是由一個(gè)周期內(nèi)圖象中最高點(diǎn)的值與最低點(diǎn)的值確定的.( )
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)√
二、選填題
1.函數(shù)y=2sin的振幅、頻率和初相分別為( )
A.2,, B.2,,
C.2,, D.2,,-
解析:選A 由振幅、頻率和初相的定義可知,函數(shù)y=2sin的振幅為2,頻率為,初相為.
2.為了得到函數(shù)y=2sin的圖象,可以將函數(shù)y=2sin 2x的圖象( )
A.向右平移個(gè)單位長(zhǎng)度 B.向右平移個(gè)單位長(zhǎng)度
C.向左平移個(gè)單位長(zhǎng)度 D.向左平移個(gè)單位長(zhǎng)度
解析:選A 函數(shù)y=2sin=2sin,可由函數(shù)y=2sin 2x的圖象向右平移個(gè)單位長(zhǎng)度得到.
3.用五點(diǎn)法作函數(shù)y=sin在一個(gè)周期內(nèi)的圖象時(shí),主要確定的五個(gè)點(diǎn)是______、______、______、______、______.
答案:
4.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=________.
答案:3
5.將函數(shù)y=2sin的圖象向右平移個(gè)周期后,所得圖象對(duì)應(yīng)的函數(shù)解析式為_(kāi)_______.
解析:函數(shù)y=2sin的最小正周期為π,將函數(shù)y=2sin的圖象向右平移個(gè)周期即個(gè)單位長(zhǎng)度,所得函數(shù)為y=2sin=2sin.
答案:y=2sin
[典例精析]
某同學(xué)用“五點(diǎn)法”畫(huà)函數(shù)f(x)=Asin(ωx+φ)在某一個(gè)周期內(nèi)的圖象時(shí),列表并填入了部分?jǐn)?shù)據(jù),如下表:
ωx+φ
0
π
2π
x
f(x)=Asin(ωx+φ)
0
5
-5
0
(1)請(qǐng)將上表數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整,并直接寫(xiě)出函數(shù)f(x)的解析式;
(2)將函數(shù)y=f(x)圖象上所有點(diǎn)向左平行移動(dòng)θ(θ>0)個(gè)單位長(zhǎng)度,得到函數(shù)y=g(x)的圖象.若函數(shù)y=g(x)圖象的一個(gè)對(duì)稱(chēng)中心為,求θ的最小值;
(3)作出函數(shù)f(x)在長(zhǎng)度為一個(gè)周期的閉區(qū)間上的圖象.
[解] (1)根據(jù)表中已知數(shù)據(jù),解得A=5,ω=2,φ=-,數(shù)據(jù)補(bǔ)全如下表:
ωx+φ
0
π
2π
x
f(x)=Asin(ωx+φ)
0
5
0
-5
0
且函數(shù)f(x)的解析式為f(x)=5sin.
(2)由(1)知f(x)=5sin,
則g(x)=5sin.
因?yàn)楹瘮?shù)y=sin x圖象的對(duì)稱(chēng)中心為(kπ,0),k∈Z,
令2x+2θ-=kπ,k∈Z,
解得x=+-θ,k∈Z.
由于函數(shù)y=g(x)的圖象關(guān)于點(diǎn)成中心對(duì)稱(chēng),
所以令+-θ=,k∈Z,
解得θ=-,k∈Z.
由θ>0可知,當(dāng)k=1時(shí),θ取得最小值.
(3)由數(shù)據(jù)作出函數(shù)f(x)在區(qū)間上的圖象如圖所示,
[解題技法]
函數(shù)y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的圖象變換的的注意點(diǎn)
常規(guī)法主要有兩種:先平移后伸縮;先伸縮后平移.值得注意的是,對(duì)于三角函數(shù)圖象的平移變換問(wèn)題,其平移變換規(guī)則是“左加、右減”,并且在變換過(guò)程中只變換自變量x,如果x的系數(shù)不是1,那么需把x的系數(shù)提取后再確定平移的單位和方向.
[過(guò)關(guān)訓(xùn)練]
1.(2017·全國(guó)卷Ⅰ)已知曲線C1:y=cos x,C2:y=sin,則下面結(jié)論正確的是( )
A.把C1上各點(diǎn)的橫坐標(biāo)伸長(zhǎng)到原來(lái)的2倍,縱坐標(biāo)不變,再把得到的曲線向右平移個(gè)單位長(zhǎng)度,得到曲線C2
B.把C1上各點(diǎn)的橫坐標(biāo)伸長(zhǎng)到原來(lái)的2倍,縱坐標(biāo)不變,再把得到的曲線向左平移個(gè)單位長(zhǎng)度,得到曲線C2
C.把C1上各點(diǎn)的橫坐標(biāo)縮短到原來(lái)的倍,縱坐標(biāo)不變,再把得到的曲線向右平移個(gè)單位長(zhǎng)度,得到曲線C2
D.把C1上各點(diǎn)的橫坐標(biāo)縮短到原來(lái)的倍,縱坐標(biāo)不變,再把得到的曲線向左平移個(gè)單位長(zhǎng)度,得到曲線C2
解析:選D 易知C1:y=cos x=sin,把曲線C1上的各點(diǎn)的橫坐標(biāo)縮短到原來(lái)的倍,縱坐標(biāo)不變,得到函數(shù)y=sin的圖象,再把所得函數(shù)的圖象向左平移個(gè)單位長(zhǎng)度,可得函數(shù)y=sin=sin的圖象,即曲線C2.故選D.
2.若ω>0,函數(shù)y=cos的圖象向右平移個(gè)單位長(zhǎng)度后與函數(shù)y=sin ωx的圖象重合,則ω的最小值為_(kāi)_______.
解析:將函數(shù)y=cos的圖象向右平移個(gè)單位長(zhǎng)度,得到函數(shù)y=cos的圖象.因?yàn)樗煤瘮?shù)圖象與函數(shù)y=sin ωx的圖象重合,所以-+=+2kπ(k∈Z),解得ω=--6k(k∈Z),因?yàn)棣兀?,所以當(dāng)k=-1時(shí),ω取得最小值.
答案:
[典例精析]
[例1] 已知函數(shù)f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,0<φ<π),其部分圖象如圖所示,則函數(shù)f(x)的解析式為( )
A.f(x)=2sin
B.f(x)=2sin
C.f(x)=2sin
D.f(x)=2sin
[解析] 由題圖可知,函數(shù)圖象上兩個(gè)相鄰的最值點(diǎn)分別為最高點(diǎn),最低點(diǎn),
所以函數(shù)的最大值為2,即A=2.
由圖象可得直線x=-,x=為相鄰的兩條對(duì)稱(chēng)軸,
所以函數(shù)的最小正周期T=2×=4π,
故=4π,解得ω=.
所以f(x)=2sin.
把點(diǎn)代入可得2sin=2,
即sin=1,所以φ-=2kπ+(k∈Z),
解得φ=2kπ+(k∈Z).
又0<φ<π,所以φ=.
所以f(x)=2sin.
[答案] B
[例2] 如果存在正整數(shù)ω和實(shí)數(shù)φ使得函數(shù)f(x)=sin2(ωx+φ)的圖象如圖所示(圖象經(jīng)過(guò)點(diǎn)(1,0)),那么ω的值為_(kāi)_______.
[解析] 因?yàn)閒(x)=sin2(ωx+φ)=-cos[2(ωx+φ)],所以函數(shù)f(x)的最小正周期T==,由題圖知<1,且>1,即<T<2,所以<ω<,又因?yàn)棣貫檎麛?shù),所以ω的值為2.
[答案] 2
[解題技法]
確定函數(shù)y=Asin(ωx+φ)+B(A>0,ω>0)的解析式的步驟
(1)求A,B,確定函數(shù)的最大值M和最小值m,則A=,B=.
(2)求ω,確定函數(shù)的周期T,則ω=.
(3)求φ,常用方法有
①代入法:把圖象上的一個(gè)已知點(diǎn)代入(此時(shí)要注意該點(diǎn)在上升區(qū)間上還是在下降區(qū)間上)或把圖象的最高點(diǎn)或最低點(diǎn)代入.
②五點(diǎn)法:確定φ值時(shí),往往以尋找“五點(diǎn)法”中的特殊點(diǎn)作為突破口.
[過(guò)關(guān)訓(xùn)練]
1.函數(shù)f(x)=Asin(ωx+φ)的部分圖象如圖所示,則f的值為( )
A.- B.-
C.- D.-1
解析:選D 由圖象可得A=,最小正周期T=4×=π,則ω==2.又f=sin=-,|φ|<,得φ=,則f(x)=sin,f=sin=sin=-1,故選D.
2.(2018·咸陽(yáng)三模)已知函數(shù)f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<π)的部分圖象如圖所示,則f(x)的解析式為( )
A.f(x)=2sin
B.f(x)=2sin
C.f(x)=2sin
D.f(x)=2sin
解析:選D 由圖象可得,A=2,
T=2×[6-(-2)]=16,
所以ω===.
所以f(x)=2sin.
由函數(shù)的對(duì)稱(chēng)性得f(2)=-2,
即f(2)=2sin=-2,
即sin=-1,
所以+φ=2kπ-(k∈Z),
解得φ=2kπ-(k∈Z).
因?yàn)閨φ|<π,所以φ=-.
故函數(shù)f(x)的解析式為f(x)=2sin.
[典例精析]
據(jù)市場(chǎng)調(diào)查,某種商品一年內(nèi)每件出廠價(jià)在7千元的基礎(chǔ)上,按月呈f(x)=Asin(ωx+φ)+B的模型波動(dòng)(x為月份),已知3月份達(dá)到最高價(jià)9千元,9月份價(jià)格最低為5千元,則7月份的出廠價(jià)格為_(kāi)_______元.
[解析] 作出函數(shù)簡(jiǎn)圖如圖所示,三角函數(shù)模型為:
y=f(x)=Asin(ωx+φ)+B,
由題意知:A=2 000,B=7 000,
T=2×(9-3)=12,
∴ω==.
將(3,9 000)看成函數(shù)圖象的第二個(gè)特殊點(diǎn),
則有×3+φ=,∴φ=0,
故f(x)=2 000sinx+7 000(1≤x≤12,x∈N*).
∴f(7)=2 000×sin+7 000=6 000.
故7月份的出廠價(jià)格為6 000元.
[答案] 6 000
[解題技法]
三角函數(shù)模型在實(shí)際應(yīng)用中的2種類(lèi)型及其解題策略
(1)已知函數(shù)模型,利用三角函數(shù)的有關(guān)性質(zhì)解決問(wèn)題,其關(guān)鍵是準(zhǔn)確理解自變量的意義及自變量與函數(shù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系;
(2)把實(shí)際問(wèn)題抽象轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)問(wèn)題,建立三角函數(shù)模型,再利用三角函數(shù)的有關(guān)知識(shí)解決問(wèn)題,其關(guān)鍵是建模.
[過(guò)關(guān)訓(xùn)練]
1.如圖,某港口一天6時(shí)到18時(shí)的水深變化曲線近似滿(mǎn)足函數(shù)y=3sin+k,據(jù)此函數(shù)可知,這段時(shí)間水深(單位:m)的最大值為_(kāi)_______.
解析:設(shè)水深的最大值為M,由題意結(jié)合函數(shù)圖象可得解得M=8,即水深的最大值為8.
答案:8
2.某城市一年中12個(gè)月的平均氣溫與月份的關(guān)系可近似地用函數(shù)y=a+Acos(x=1,2,3,…,12)來(lái)表示,已知6月份的月平均氣溫最高為28 ℃,12月份的月平均氣溫最低為18 ℃,則10月份的月平均氣溫為_(kāi)_______℃.
解析:由題意得即所以y=23+5cos,令x=10,得y=20.5.
答案:20.5
[典例精析]
已知函數(shù)f(x)=sin(ω>0)的圖象與x軸相鄰兩個(gè)交點(diǎn)的距離為.
(1)求函數(shù)f(x)的解析式;
(2)若將f(x)的圖象向左平移m(m>0)個(gè)單位長(zhǎng)度得到函數(shù)g(x)的圖象恰好經(jīng)過(guò)點(diǎn),求當(dāng)m取得最小值時(shí),g(x)在上的單調(diào)遞增區(qū)間.
[解] (1)由函數(shù)f(x)的圖象與x軸相鄰兩個(gè)交點(diǎn)的距離為,得函數(shù)f(x)的最小正周期T=2×=,解得ω=1,故函數(shù)f(x)的解析式為f(x)=sin.
(2)將f(x)的圖象向左平移m(m>0)個(gè)單位長(zhǎng)度得到函數(shù)g(x)=sin=sin的圖象,根據(jù)g(x)的圖象恰好經(jīng)過(guò)點(diǎn),
可得sin=0,即sin=0,
所以2m-=kπ(k∈Z),m=+(k∈Z),
因?yàn)閙>0,
所以當(dāng)k=0時(shí),m取得最小值,且最小值為.
此時(shí),g(x)=sin.
因?yàn)閤∈,
所以2x+∈.
當(dāng)2x+∈,即x∈時(shí),g(x)單調(diào)遞增,
當(dāng)2x+∈,即x∈時(shí),g(x)單調(diào)遞增.
綜上,g(x)在區(qū)間上的單調(diào)遞增區(qū)間是和.
[解題技法]
三角函數(shù)圖象和性質(zhì)綜合問(wèn)題的解題策略
(1)圖象變換問(wèn)題
先根據(jù)和、差角公式、倍角公式把函數(shù)表達(dá)式變?yōu)檎倚秃瘮?shù)y=Asin(ωx+φ)+t或余弦型函數(shù)y=Acos(ωx+φ)+t的形式,再進(jìn)行圖象變換.
(2)函數(shù)性質(zhì)問(wèn)題
求函數(shù)周期、最值、單調(diào)區(qū)間的方法步驟:
①利用公式T=(ω>0)求周期;
②根據(jù)自變量的范圍確定ωx+φ的范圍,根據(jù)相應(yīng)的正弦曲線或余弦曲線求值域或最值,另外求最值時(shí),根據(jù)所給關(guān)系式的特點(diǎn),也可換元轉(zhuǎn)化為求二次函數(shù)的最值;
③根據(jù)正、余弦函數(shù)的單調(diào)區(qū)間列不等式求函數(shù)y=Asin(ωx+φ)+t或y=Acos(ωx+φ)+t的單調(diào)區(qū)間.
[過(guò)關(guān)訓(xùn)練]
(2019·濟(jì)南模擬)已知函數(shù)f(x)=sin++b.
(1)若函數(shù)f(x)的圖象關(guān)于直線x=對(duì)稱(chēng),且ω∈[0,3],求函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間;
(2)在(1)的條件下,當(dāng)x∈時(shí),函數(shù)f(x)有且只有一個(gè)零點(diǎn),求實(shí)數(shù)b的取值范圍.
解:(1)∵函數(shù)f(x)=sin++b,且函數(shù)f(x)的圖象關(guān)于直線x=對(duì)稱(chēng),∴2ω·+=kπ+(k∈Z),且ω∈[0,3],∴ω=1.由2kπ-≤2x+≤2kπ+(k∈Z),解得kπ-≤x≤kπ+(k∈Z),∴函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(k∈Z).
(2)由(1)知f(x)=sin++b.
∵x∈,∴2x+∈.當(dāng)2x+∈,即x∈時(shí),函數(shù)f(x)單調(diào)遞增;當(dāng)2x+∈,即x∈時(shí),函數(shù)f(x)單調(diào)遞減.
又f(0)=f,∴當(dāng)f>0≥f或f=0時(shí),函數(shù)f(x)有且只有一個(gè)零點(diǎn),即sin≤-b-<sin或1++b=0,∴b∈∪.
故實(shí)數(shù)b的取值范圍為∪.
一、題點(diǎn)全面練
1.(2019·益陽(yáng)、湘潭調(diào)研)要得到函數(shù)f(x)=sin 2x,x∈R的圖象,只需將函數(shù)g(x)=sin,x∈R的圖象( )
A.向左平移個(gè)單位 B.向右平移個(gè)單位
C.向左平移個(gè)單位 D.向右平移個(gè)單位
解析:選D 由于把函數(shù)y=sin 2x,x∈R的圖象向左平移個(gè)單位,可得y=sin=sin的圖象,故為了得到函數(shù)f(x)=sin 2x,x∈R的圖象,只需把g(x)=sin,x∈R的圖象向右平移個(gè)單位即可,故選D.
2.(2018·濟(jì)寧期末)函數(shù)f(x)=Asin(ωx+φ)的部分圖象如圖所示,則將y=f(x)的圖象向右平移個(gè)單位長(zhǎng)度后,得到的圖象對(duì)應(yīng)的函數(shù)解析式為( )
A.y=sin B.y=sin
C.y=sin 2x D.y=cos 2x
解析:選B 由題中圖象知A=1,記函數(shù)f(x)的最小正周期為T(mén),則T=-=,∴T=π,∴ω=2,由sin=1,|φ|<得+φ=,∴φ=,∴f(x)=sin,將f(x)的圖象向右平移個(gè)單位長(zhǎng)度后,得到的圖象對(duì)應(yīng)的函數(shù)解析式為y=sin=sin,故選B.
3.(2019·贛州質(zhì)檢)設(shè)ω>0,函數(shù)y=sin(ωx+φ)(-π<φ<π)的圖象向左平移個(gè)單位后,得到如圖所示的圖象,則ω,φ的值為( )
A.ω=2,φ= B.ω=2,φ=-
C.ω=1,φ=- D.ω=1,φ=
解析:選A 函數(shù)y=sin(ωx+φ)(-π<φ<π)的圖象向左平移個(gè)單位后可得y=sin.由函數(shù)的圖象可知,=-=,∴T=π.根據(jù)周期公式可得ω=2,∴y=sin.由圖知當(dāng)y=-1時(shí),x=×=,∴函數(shù)的圖象過(guò),
∴sin=-1.∵-π<φ<π,∴φ=.故選A.
4.(2019·長(zhǎng)沙模擬)已知函數(shù)f(x)=2sin(ωx+φ)+1,f(α)=-1,f(β)=1,若|α-β|的最小值為,且f(x)的圖象關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱(chēng),則函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間是( )
A.,k∈Z
B.,k∈Z
C.,k∈Z
D.,k∈Z
解析:選B 由題意可知f(x)的最小正周期T=4|α-β|min=4×=3π,則=3π,ω=,
因?yàn)閒(x)的圖象關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱(chēng),
所以2sin+1=1,即sin=0.
因?yàn)閨φ|<,所以φ=-,
則f(x)=2sin+1.
令2kπ-≤x-≤2kπ+,k∈Z,
解得3kπ-≤x≤3kπ+π,k∈Z,
所以函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間是,k∈Z.
5.(2018·福州三校聯(lián)考)如圖是函數(shù)f(x)=Asin(ωx+φ)圖象的一部分,對(duì)任意的x1,x2∈[a,b],且x1≠x2,若f(x1)=f(x2),有f(x1+x2)=1,則φ的值為( )
A. B.
C. D.
解析:選B 從題圖可得A=2,x1,x2關(guān)于函數(shù)f(x)圖象的對(duì)稱(chēng)軸是對(duì)稱(chēng)的,即直線x=是f(x)圖象的一條對(duì)稱(chēng)軸,且f=2,可得2sin=2,可得ω+φ=+2kπ,k∈Z,①
∵f(x1+x2)=1,∴2sin[ω(x1+x2)+φ]=1,
可得ω(x1+x2)+φ=+2kπ或+2kπ,k∈Z,②
令k=0,由①②得φ=或,
∵|φ|<,∴φ=.
6.(2019·湖北天門(mén)、仙桃、潛江聯(lián)考)函數(shù)f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的圖象如圖所示,則f(1)+f(2)+f(3)+…+f(18)的值等于________.
解析:由題圖知A=2,=6-2=4,
∴T=8,則ω==.
∴f(x)=2sin.
又∵函數(shù)圖象過(guò)點(diǎn)(2,2),
∴2sin=2,
∴+φ=+2kπ(k∈Z),
則φ=2kπ(k∈Z),
∴f(x)=2sinx.
∵f(1)+f(2)+f(3)+f(4)+f(5)+f(6)+f(7)+f(8)=0,
∴f(1)+f(2)+f(3)+…+f(18)=2f(1)+2f(2)+…+2f(8)+f(1)+f(2)=f(1)+f(2)=+2.
答案:+2
7.設(shè)函數(shù)f(x)=2sin(ωx+φ),若f=2,f=0,且f(x)的最小正周期大于2π,則φ=________.
解析:由f(x)的最小正周期大于2π,得>.又f=2,f=0,得=-=,所以T=3π,則=3π?ω=,所以f(x)=2sin(ωx+φ)=2sin.
由f=2sin=2?sin=1,所以+φ=+2kπ,k∈Z.又|φ|<,取k=0,得φ=.
答案:
8.(2019·武漢調(diào)研)函數(shù)f(x)=Acos(ωx+φ)(ω>0)的部分圖象如圖所示,給出以下結(jié)論:
①f(x)的最小正周期為2;
②f(x)圖象的一條對(duì)稱(chēng)軸為直線x=-;
③f(x)在,k∈Z上是減函數(shù);
④f(x)的最大值為A.
則正確的結(jié)論為_(kāi)_______(填序號(hào)).
解析:由題圖可知,函數(shù)f(x)的最小正周期T=2×=2,故①正確;因?yàn)楹瘮?shù)f(x)的圖象過(guò)點(diǎn)和,所以函數(shù)f(x)圖象的對(duì)稱(chēng)軸為直線x=+=+k(k∈Z),故直線x=-不是函數(shù)f(x)圖象的對(duì)稱(chēng)軸,故②不正確;由圖可知,當(dāng)-+kT≤x≤++kT(k∈Z),即2k-≤x≤2k+(k∈Z)時(shí),f(x)是減函數(shù),故③正確;若A>0,則最大值是A,若A<0,則最大值是-A,故④不正確.
答案:①③
9.已知函數(shù)f(x)=Asin(ωx+φ)的圖象過(guò)點(diǎn)P,圖象上與點(diǎn)P最近的一個(gè)最高點(diǎn)是Q.
(1)求函數(shù)f(x)的解析式;
(2)求函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間.
解:(1)依題意得A=5,
周期T=4=π,∴ω==2.
故f(x)=5sin(2x+φ),
又圖象過(guò)點(diǎn)P,∴5sin=0,
由已知可得+φ=kπ,k∈Z,
∵|φ|<,∴φ=-,∴f(x)=5sin.
(2)由-+2kπ≤2x-≤+2kπ,k∈Z,
得-+kπ≤x≤+kπ,k∈Z,
故函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(k∈Z).
10.設(shè)函數(shù)f(x)=sin+sin,其中0<ω<3,且f=0.
(1)求ω;
(2)將函數(shù)y=f(x)的圖象上各點(diǎn)的橫坐標(biāo)伸長(zhǎng)為原來(lái)的2倍(縱坐標(biāo)不變),再將得到的圖象向左平移個(gè)單位,得到函數(shù)y=g(x)的圖象,求g(x)在上的最小值.
解:(1)因?yàn)閒(x)=sin+sin,
所以f(x)=sin ωx-cos ωx-cos ωx
=sin ωx-cos ωx
=
=sin.
因?yàn)閒=0,所以-=kπ,k∈Z.
故ω=6k+2,k∈Z.
又0<ω<3,所以ω=2.
(2)由(1)得f(x)=sin,
所以g(x)=sin=sin.
因?yàn)閤∈,所以x-∈,
當(dāng)x-=-,即x=-時(shí),g(x)取得最小值-.
二、專(zhuān)項(xiàng)培優(yōu)練
(一)交匯專(zhuān)練——融會(huì)巧遷移
1.[與新定義交匯]定義運(yùn)算=ad-bc.將函數(shù)f(x)=
的圖象向左平移φ(φ>0)個(gè)單位,所得圖象關(guān)于y軸對(duì)稱(chēng),則φ的最小值為( )
A. B.
C. D.
解析:選D f(x)==cos x-sin x=2cos,向左平移φ個(gè)單位得到y(tǒng)=2cos,由題意知y=2cos是偶函數(shù),所以+φ=kπ(k∈Z),即φ=kπ-(k∈Z).因?yàn)棣眨?,所以當(dāng)k=1時(shí),φ的最小值為.
2.[與立體幾何交匯]如圖,將繪有函數(shù)f(x)=sin(ω>0)部分圖象的紙片沿x軸折成直二面角,若A,B之間的空間距離為,則f(-1)=( )
A.-1 B.1
C.- D.
解析:選D 由題設(shè)并結(jié)合圖形可知
AB= =
==,得=4,則ω=,
所以函數(shù)f(x)=sin,
所以f(-1)=sin=sin=.
3.[與導(dǎo)數(shù)交匯]已知函數(shù)f(x)=sin(ωx+φ)的導(dǎo)函數(shù)y=f′(x)的部分圖象如圖所示,且導(dǎo)函數(shù)f′(x)有最小值-2,則ω=________,φ=________.
解析:f′(x)=ωcos(ωx+φ),由題圖可知ω=2,則f′(x)=2cos(2x+φ).又f′=2cos=-1,且|φ|<,所以φ=.
答案:2
(二)素養(yǎng)專(zhuān)練——學(xué)會(huì)更學(xué)通
4.[數(shù)學(xué)運(yùn)算]函數(shù)f(x)=Asin(ωx+φ)的部分圖象如圖所示.
(1)求函數(shù)f(x)的解析式,并寫(xiě)出其圖象的對(duì)稱(chēng)中心;
(2)若方程f(x)+2cos=a有實(shí)數(shù)解,求a的取值范圍.
解:(1)由圖可得A=2,=-=,
所以T=π,所以ω=2.
當(dāng)x=時(shí),f(x)=2,可得2sin=2,
因?yàn)閨φ|<,所以φ=.
所以函數(shù)f(x)的解析式為f(x)=2sin.
令2x+=kπ(k∈Z),得x=-(k∈Z),
所以函數(shù)f(x)圖象的對(duì)稱(chēng)中心為(k∈Z).
(2)設(shè)g(x)=f(x)+2cos,
則g(x)=2sin+2cos
=2sin+2,
令t=sin,t∈[-1,1],
記h(t)=-4t2+2t+2=-42+,
因?yàn)閠∈[-1,1],
所以h(t)∈,
即g(x)∈,故a∈.
故a的取值范圍為.
5.[數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)運(yùn)算]已知某海濱浴場(chǎng)的海浪高度y(m)是時(shí)間t(0≤t≤24,單位:h)的函數(shù),記作y=f(t).下表是某日各時(shí)的浪高數(shù)據(jù):
t(h)
0
3
6
9
12
15
18
21
24
y(m)
1.5
1.0
0.5
1.0
1.5
1.0
0.5
0.99
1.5
經(jīng)長(zhǎng)期觀測(cè),y=f(t)的曲線可近似地看成是函數(shù)y=Acos ωt+b(A>0,ω>0)的圖象.根據(jù)以上數(shù)據(jù),
(1)求函數(shù)f(t)的解析式;
(2)求一日(持續(xù)24小時(shí))內(nèi),該海濱浴場(chǎng)的海浪高度超過(guò)1.25 m的時(shí)間.
解:(1)由表格得解得
又因?yàn)門(mén)=12,所以ω==,
故y=f(t)=cost+1.
(2)由題意,令cost+1>1.25,
即cost>,
又因?yàn)閠∈[0,24],所以t∈[0,4π],
故0≤t<或<t<或<t≤4π,
即0≤t<2或10<t<14或22<t≤24,
所以在一日內(nèi)該海濱浴場(chǎng)的海浪高度超過(guò)1.25 m的時(shí)間為8小時(shí).

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