第四章 微突破 三角函数中的参数ω的求解问题(课件 学案,共2份)2026届高中数学(通用版)一轮复习

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第四章 微突破 三角函数中的参数ω的求解问题(课件 学案,共2份)2026届高中数学(通用版)一轮复习

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 三角函数中的参数ω的求解问题
  在三角函数的图象与性质中,参数ω的求解是近几年高考的一个热点内容,但因其求法复杂,涉及的知识点多,历来是我们复习中的难点.本微突破整理了以下几种参数的求法,以供参考.
利用三角函数的对称性求解
(1)已知函数f(x)=cos(ωx+)(ω>0)的一条对称轴为直线x=,一个对称中心为(,0),则ω有(  )
A.最小值2 B.最大值2
C.最小值1 D.最大值1
(2)已知函数f(x)=cos(ωx-)(ω>0)的图象在区间[0,π]上有且仅有3条对称轴,则ω的取值范围是(  )
A.(,] B.(,]
C.[,) D.[,)
听课记录                                                                                                                                                                                    点评 三角函数两条相邻对称轴或两个相邻对称中心之间的“水平间隔”为,相邻的对称轴和对称中心之间的“水平间隔”为,这就说明,我们可根据三角函数的对称性来研究其周期性,进而可以研究ω的取值.
利用三角函数的单调性求解
(1)(2025·北京高三阶段练习)已知函数f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0,|φ|≤),f(-)=0,|f()|=1,且f(x)在(,)上单调,则ω的最大值为(  )
A.7    B.9    C.11    D.13
(2)(2025·邢台阶段练习)若函数f(x)=1-tan(ωx-)(ω≠0)在(0,1)上单调递增,则ω的取值范围是(  )
A.[-,0) B.(-,-]
C.(0,] D.[-,0)
听课记录                                                                                        点评 根据函数f(x)在已知区间上的单调性,结合三角函数的单调区间,确定函数f(x)的单调区间,建立不等式,即可求ω的取值范围.
利用三角函数的零点求解
(1)设函数f(x)=cos(ωx-)(ω>0)在[0,π]上有且只有4个零点,则ω的取值范围是(  )
A.[,)      B.[,)
C.[,) D.[,)
(2)(2023·新高考Ⅰ卷15题)已知函数f(x)=cos ωx-1(ω>0)在区间[0,2π]有且仅有3个零点,则ω的取值范围是    .
听课记录                                                                                        点评 利用零点求参数ω的两个思路:①直接求出函数的零点,利用零点与所给区间的关系求解;②利用函数的周期与所给区间的关系求解.
利用三角函数的最(极)值求解
(1)(2025·广州调研)已知函数f(x)=sin(ωx+)(ω>0)在区间(0,)内有最大值,但无最小值,则ω的取值范围是(  )
A.(,] B.[,) C.(,] D.[,)
(2)将函数f(x)=sin(2ωx+φ)(ω>0,φ∈[0,2π])图象上每点的横坐标变为原来的2倍,得到函数g(x)的图象,函数g(x)的部分图象如图所示,且g(x)在[0,2π]上恰有一个最大值和一个最小值(其中最大值为1,最小值为-1),则ω的取值范围是(  )
A.(,] B.[,)
C.[,) D.(,]
听课记录                                                                                        点评 三角函数的极值点、最值点和其图象的对称轴说法是等价的,最值问题可转化为不等式恒成立问题来解决.
1.(2024·高三全国开学考试)已知x=和x=都是函数f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0)的极值点,则ω的最小值是(  )
A.4    B.2    C.1    D.
2.(2025·柳州联考)已知函数f(x)=2sin(ωx+)+1(ω>0)在区间(0,π)上恰有两个零点,则实数ω的取值范围是(  )
A.(,) B.[,3] C.[,) D.(,3]
3.(2024·广州阶段练习)若函数f(x)=sin ωx+cos ωx(ω>0)在区间[a,b]上单调递减,且f(a)=1,f(b)=-1,b-a=,则ω=(  )
A. B.1 C. D.2
4.(2025·福建九地市质量检测)已知函数f(x)=2sin ωx(sin ωx+cos ωx)(ω>0)在(0,)上单调递增,且对任意的实数a,f(x)在(a,a+π)上不单调,则ω的取值范围为(  )
A.(1,] B.(1,] C.(,] D.(,]
5.(2024·湖北七市州联合测试)已知函数f(x)=sin(ωx+)(ω>0)满足f(x)≤f()恒成立,且在区间(,π)上无最小值,则ω=    .
微突破 三角函数中的参数ω的求解问题
类型1
【例1】 (1)A (2)C 解析:(1)因为三角函数的对称中心到对称轴的最短距离是,所以对称中心(,0)到对称轴x=间的距离用周期可表示为-≥.又因为T=,所以≤,所以ω≥2,所以ω有最小值2.故选A.
(2)f(x)=cos(ωx-)(ω>0),令ωx-=kπ,k∈Z,则x=,k∈Z,函数f(x)的图象在区间[0,π]上有且仅有3条对称轴,即0≤≤π有三个整数k符合,由0≤≤π,可得0≤≤1,可得0≤1+4k≤4ω,则k=0,1,2,即1+4×2≤4ω<1+4×3,所以≤ω<.
类型2
【例2】 (1)C (2)D 解析:(1)函数f(x)=sin(ωx+φ),因为f(-)=sin(-ω+φ)=0,所以-ω+φ=kπ,k∈Z ①,又|f()|=1,所以x=是函数f(x)=sin(ωx+φ)的一条对称轴,所以ω+φ=k'π+,k'∈Z ②,由①②可得φ=π+,k,k'∈Z,又因为|φ|≤,所以φ=±,且ω=-4k+1,k∈Z或ω=-4k-1,k∈Z,又函数f(x)=sin(ωx+φ)的最小正周期T=,又f(x)在(,)上单调,所以-≤,所以0<ω≤12,所以ω的最大值为11.故选C.
(2)由函数f(x)=1+tan(-ωx+)在(0,1)上单调递增,根据正切函数的性质,可得-ω>0,当x∈(0,1)时,可得-ωx+∈(,-ω+),则-ω+≤,解得-≤ω<0.故选D.
类型3
【例3】 (1)B (2)[2,3) 解析:(1)∵x∈[0,π],∴ωx-∈[-,ωπ-],又∵f(x)在[0,π]上有且仅有4个零点,∴≤ωπ-<,解得≤ω<.故选B.
(2)法一 由f(x)=cos ωx-1=0,得cos ωx=1.设g(x)=cos ωx,x∈[0,2π].令t=ωx,x∈[0,2π],设g(t)=cos t,t∈[0,2πω].因为方程g(x)=1在[0,2π]上有且仅有3个根,所以4π≤2πω<6π,解得2≤ω<3,即ω的取值范围是[2,3).
法二 函数f(x)=cos ωx-1在区间[0,2π]有且仅有3个零点,即cos ωx=1在区间[0,2π]有且仅有3个根,根据函数y=cos x在[0,2π]上的图象可知,cos x=1在区间[0,2π]有2个根,所以若cos ωx=1在区间[0,2π]有且仅有3个根,则函数y=cos ωx在[0,2π]内至少包含2个周期,但小于3个周期,即又ω>0,所以2≤ω<3,即ω的取值范围是[2,3).
【例4】 (1)A (2)C 解析:(1)因为ω>0,所以当0<x<时,有<ωx+<ω+.因为f(x)在区间(0,)内有最大值,但无最小值,结合函数图象得<ω+≤,解得<ω≤,故选A.
(2)由已知得函数g(x)=sin(ωx+φ),由g(x)图象过点(0,)以及点在图象上的位置,知sin φ=,φ=,∵0≤x≤2π,∴≤ωx+≤2πω+,由g(x)在[0,2π]上恰有一个最大值和一个最小值,∴≤2πω+<,∴≤ω<.
跟踪训练
1.A 由题意可知:直线x=和直线x=都是函数f(x)的对称轴,设函数f(x)的最小正周期为T,由题意可得:=-=,k∈N*,可得T=,k∈N*,且ω>0,则=,k∈N*,解得ω=4k,k∈N*,所以ω的最小值是4.故选A.
2.D ∵0<x<π,ω>0,∴<ωx+<+ωπ,函数f(x)在(0,π)上恰好有两个零点,即sin(ωx+)=-在(0,π)上有两个解,∴<+ωπ≤,解得<ω≤3.故选D.
3.C 由函数f(x)=sin ωx+ cos ωx=2sin(ωx+),因为f(a)=1,f(b)=-1,所以sin(ωa+)=,sin(ωb+)=-,又因为f(x)在区间[a,b]上单调递减,所以ωa+=+2kπ,k∈Z,ωb+=+2kπ,k∈Z,两式相减,可得ω(b-a)=,因为b-a=,所以ω=.故选C.
4.D f(x)=2sin ωx(sin ωx+cos ωx)=2sin2ωx+2sin ωxcos ωx=2sin(2ωx-)+,∵f(x)在(0,)上单调递增,∴2ω·-≤,解得ω≤,又对任意的实数a,f(x)在区间(a,a+π)上不单调,∴f(x)的周期T<2π,∴T=<2π,∴ω>,∴<ω≤,故选D.
5. 解析:由题意知ω+=+2kπ(k∈Z),所以ω=+3k(k∈Z) ①.因为函数f(x)在区间(,π)上无最小值,所以(k'∈Z),解得6k'-≤ω≤2k'+(k'∈Z) ②.又ω>0,所以由①②可得,ω=.
2 / 2(共24张PPT)
微突破 三角函数中的参数ω的求解问题
高中总复习·数学
  在三角函数的图象与性质中,参数ω的求解是近几年高考的一个热点
内容,但因其求法复杂,涉及的知识点多,历来是我们复习中的难点.本
微突破整理了以下几种参数的求法,以供参考.
利用三角函数的对称性求解
(1)已知函数f(x)= cos (ωx+ )(ω>0)的一条对称轴为直
线x= ,一个对称中心为( ,0),则ω有( A )
A. 最小值2 B. 最大值2
C. 最小值1 D. 最大值1
A
解析: 因为三角函数的对称中心到对称轴的最短距离是 ,所以对称
中心( ,0)到对称轴x= 间的距离用周期可表示为 - ≥ .又因为
T= ,所以 ≤ ,所以ω≥2,所以ω有最小值2.故选A.
(2)已知函数f(x)= cos (ωx- )(ω>0)的图象在区间[0,π]上
有且仅有3条对称轴,则ω的取值范围是( C )
A. ( , ] B. ( , ]
C
解析: f(x)= cos (ωx- )(ω>0),令ωx- =kπ,
k∈Z,则x= ,k∈Z,函数f(x)的图象在区间[0,π]上有且
仅有3条对称轴,即0≤ ≤π有三个整数k符合,由0≤
≤π,可得0≤ ≤1,可得0≤1+4k≤4ω,则k=0,1,2,即1+
4×2≤4ω<1+4×3,所以 ≤ω< .
C. [ , ) D. [ , )
点评 三角函数两条相邻对称轴或两个相邻对称中心之间的“水平间隔”为
,相邻的对称轴和对称中心之间的“水平间隔”为 ,这就说明,我们可
根据三角函数的对称性来研究其周期性,进而可以研究ω的取值.
利用三角函数的单调性求解
(1)(2025·北京高三阶段练习)已知函数f(x)= sin (ωx+φ)
(ω>0,|φ|≤ ),f(- )=0,|f( )|=1,且f(x)在
( , )上单调,则ω的最大值为( C )
A. 7 B. 9
C. 11 D. 13
C
解析: 函数f(x)= sin (ωx+φ),因为f(- )= sin (- ω
+φ)=0,所以- ω+φ=kπ,k∈Z ①,又|f( )|=1,所以x=
是函数f(x)= sin (ωx+φ)的一条对称轴,所以 ω+φ=k'π+ ,
k'∈Z ②,由①②可得φ= π+ ,k,k'∈Z,又因为|φ|≤ ,所
以φ=± ,且ω=-4k+1,k∈Z或ω=-4k-1,k∈Z,又函数f(x)
= sin (ωx+φ)的最小正周期T= ,又f(x)在( , )上单调,所
以 - ≤ ,所以0<ω≤12,所以ω的最大值为11.故选C.
(2)(2025·邢台阶段练习)若函数f(x)=1-tan(ωx- )(ω≠0)
在(0,1)上单调递增,则ω的取值范围是( D )
A. [- ,0) B. (- ,- ]
C. (0, ] D. [- ,0)
D
解析: 由函数f(x)=1+tan(-ωx+ )在(0,1)上单调递
增,根据正切函数的性质,可得-ω>0,当x∈(0,1)时,可得-ωx
+ ∈( ,-ω+ ),则-ω+ ≤ ,解得- ≤ω<0.故选D.
点评 根据函数f(x)在已知区间上的单调性,结合三角函数的单调区
间,确定函数f(x)的单调区间,建立不等式,即可求ω的取值范围.
利用三角函数的零点求解
(1)设函数f(x)= cos (ωx- )(ω>0)在[0,π]上有且只有
4个零点,则ω的取值范围是( B )
A. [ , ) B. [ , )
C. [ , ) D. [ , )
解析: ∵x∈[0,π],∴ωx- ∈[- ,ωπ- ],又∵f(x)在
[0,π]上有且仅有4个零点,∴ ≤ωπ- < ,解得 ≤ω< .故选B.
B
(2)(2023·新高考Ⅰ卷15题)已知函数f(x)= cos ωx-1(ω>0)在区
间[0,2π]有且仅有3个零点,则ω的取值范围是 .
解析: 法一 由f(x)= cos ωx-1=0,得 cos ωx=1.设g(x)=
cos ωx,x∈[0,2π].令t=ωx,x∈[0,2π],设g(t)= cos t,
t∈[0,2πω].因为方程g(x)=1在[0,2π]上有且仅有3个根,所以
4π≤2πω<6π,解得2≤ω<3,即ω的取值范围是[2,3).
[2,3) 
法二 函数f(x)= cos ωx-1在区间[0,2π]有且仅有3个零点,即 cos
ωx=1在区间[0,2π]有且仅有3个根,根据函数y= cos x在[0,2π]上的图
象可知, cos x=1在区间[0,2π]有2个根,所以若 cos ωx=1在区间[0,
2π]有且仅有3个根,则函数y= cos ωx在[0,2π]内至少包含2个周期,但
小于3个周期,即 又ω>0,所以2≤ω<3,即ω的取值范围
是[2,3).
点评 利用零点求参数ω的两个思路:①直接求出函数的零点,利用零点与
所给区间的关系求解;②利用函数的周期与所给区间的关系求解.
利用三角函数的最(极)值求解
(1)(2025·广州调研)已知函数f(x)= sin (ωx+ )(ω>
0)在区间(0, )内有最大值,但无最小值,则ω的取值范围是
( A )
A. ( , ] B. [ , )
C. ( , ] D. [ , )
A
解析: 因为ω>0,所以当0<x< 时,有 <ωx+ < ω+ .因
为f(x)在区间(0, )内有最大值,但无最小值,结合函数图象得 <
ω+ ≤ ,解得 <ω≤ ,故选A.
(2)将函数f(x)= sin (2ωx+φ)(ω>0,φ∈[0,2π])图象上每点
的横坐标变为原来的2倍,得到函数g(x)的图象,函数g(x)的部分图
象如图所示,且g(x)在[0,2π]上恰有一个最大值和一个最小值(其中
最大值为1,最小值为-1),则ω的取值范围是( C )
C
A. ( , ] B. [ , )
C. [ , ) D. ( , ]
解析: 由已知得函数g(x)= sin (ωx+φ),由g(x)图象过点
(0, )以及点在图象上的位置,知 sin φ= ,φ= ,∵0≤x≤2π,
∴ ≤ωx+ ≤2πω+ ,由g(x)在[0,2π]上恰有一个最大值和一
个最小值,∴ ≤2πω+ < ,∴ ≤ω< .
点评 三角函数的极值点、最值点和其图象的对称轴说法是等价的,最值问
题可转化为不等式恒成立问题来解决.
1. (2024·高三全国开学考试)已知x= 和x= 都是函数f(x)= sin
(ωx+φ)(ω>0)的极值点,则ω的最小值是(  )
A. 4 B. 2
解析:  由题意可知:直线x= 和直线x= 都是函数f(x)的对称
轴,设函数f(x)的最小正周期为T,由题意可得: = - = ,
k∈N*,可得T= ,k∈N*,且ω>0,则 = ,k∈N*,解得ω=
4k,k∈N*,所以ω的最小值是4.故选A.

C. 1 D.
2. (2025·柳州联考)已知函数f(x)=2 sin (ωx+ )+1(ω>0)在
区间(0,π)上恰有两个零点,则实数ω的取值范围是(  )
A. ( , ) B. [ ,3]
C. [ , ) D. ( ,3]
解析:  ∵0<x<π,ω>0,∴ <ωx+ < +ωπ,函数f(x)在
(0,π)上恰好有两个零点,即 sin (ωx+ )=- 在(0,π)上有两
个解,∴ < +ωπ≤ ,解得 <ω≤3.故选D.

3. (2024·广州阶段练习)若函数f(x)= sin ωx+ cos ωx(ω>0)
在区间[a,b]上单调递减,且f(a)=1,f(b)=-1,b-a= ,则
ω=(  )
A. B. 1
C. D. 2

解析: 由函数f(x)= sin ωx+ cos ωx=2 sin (ωx+ ),因为f
(a)=1,f(b)=-1,所以 sin (ωa+ )= , sin (ωb+ )=
- ,又因为f(x)在区间[a,b]上单调递减,所以ωa+ = +
2kπ,k∈Z,ωb+ = +2kπ,k∈Z,两式相减,可得ω(b-a)=
,因为b-a= ,所以ω= .故选C.
4. (2025·福建九地市质量检测)已知函数f(x)=2 sin ωx( sin ωx
+ cos ωx)(ω>0)在(0, )上单调递增,且对任意的实数a,f
(x)在(a,a+π)上不单调,则ω的取值范围为(  )
A. (1, ] B. (1, ]
C. ( , ] D. ( , ]

解析: f(x)=2 sin ωx( sin ωx+ cos ωx)=2 sin 2ωx+2 sin
ωx cos ωx=2 sin (2ωx- )+ ,∵f(x)在(0, )上单调递增,
∴2ω· - ≤ ,解得ω≤ ,又对任意的实数a,f(x)在区间(a,a
+π)上不单调,∴f(x)的周期T<2π,∴T= <2π,∴ω> ,∴
<ω≤ ,故选D.
5. (2024·湖北七市州联合测试)已知函数f(x)= sin (ωx+ )(ω>
0)满足f(x)≤f( )恒成立,且在区间( ,π)上无最小值,则ω
= .
解析:由题意知 ω+ = +2kπ(k∈Z),所以ω= +3k(k∈Z) 
①.因为函数f(x)在区间( ,π)上无最小值,所以
(k'∈Z),解得6k'- ≤ω≤2k'+ (k'∈Z) ②.
又ω>0,所以由①②可得,ω= .
 
THANKS
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