微专题 三角函数中有关ω的求解(课件 学案)2027届高考数学一轮复习 第四章

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微专题 三角函数中有关ω的求解(课件 学案)2027届高考数学一轮复习 第四章

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微专题 三角函数中有关ω的求解
  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.本微专题整理了以下几种参数ω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)(2026·贵州贵阳七校联考)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
已知对称性求ω的方法   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,解决问题的关键在于运用整体代换的思想,建立关于ω的不等式(组),进而可以研究ω的取值范围.
利用三角函数的单调性求解
(2026·陕西适应性检测)已知函数f(x)=sin ωxcos ωx-sin2ωx(ω>0),若f(x)在( ,π)上单调递减,则实数ω的取值范围是(  )
A.( 0,] B.( 0,]
C.[,] D.[,]
听课记录
  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(组),即可求ω的取值范围.
利用三角函数的最值求解
(1)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)已知函数f(x)=2sin ωx在区间[-,]上的最小值为-2,则实数ω的取值范围是    .
听课记录
  利用三角函数的最值与对称轴或周期的关系,可以列出关于ω的不等式(组),进而求出ω的值或取值范围.
利用三角函数的零点求解
(1)(2025·北京高考8题)设函数f(x)=sin(ωx)+cos(ωx)(ω>0),若f(x+π)=f(x)恒成立,且f(x)在[0,]上存在零点,则ω的最小值为(  )
A.8 B.6
C.4 D.3
(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
已知零点个数求ω取值范围的方法   对于区间长度为定值的动区间,若区间上至少含有k个零点,需要确定含有k个零点的区间长度,一般和周期相关;若在区间上至多含有k个零点,需要确定包含k+1个零点的区间长度的最小值.
1.已知函数f(x)=2sin( ωx+)(ω>0)满足f( -x)=f( x-),则ω的最小值为(  )
A. B.
C.1 D.2
2.(2024·北京高考6题)设函数f(x)=sin ωx(ω>0).已知f(x1)=-1,f(x2)=1,且|x1-x2|的最小值为,则ω=(  )
A.1 B.2
C.3 D.4
3.(2026·浙江杭州模拟)已知ω≠0,函数f(x)=sin( ωx+)在( 0,)上有三条对称轴和两个极小值,则(  )
A.<ω≤ B.<ω≤
C.-≤ω<- D.-≤ω<-
4.若直线x=是曲线y=sin( ωx-)(ω>0)的一条对称轴,且函数y=sin( ωx-)在区间[0,]上不单调,则ω的最小值为(  )
A.9 B.7
C.11 D.3
5.已知f(x)=sin ωx(ω∈N*),若在区间[0,]上存在两个不相等的实数a,b,满足f(a)+f(b)=2,则ω的值可以为   .(填一个值即可)
6.已知函数f(x)=sin( ωx-)(ω>0),若f(x)在区间( ,π]内没有零点,则ω的取值范围为      .
7.已知函数f(x)=2sin( ωx-)(ω>0)在( 0,)上存在最值,且在( ,π)上单调,则ω的取值范围为    .
8.(2026·湖南九校联盟第二次联考)已知函数f(x)=sin ωx+cos ωx,ω>0,若沿x轴方向平移f(x)的图象,总能保证平移后的曲线与直线y=1在区间[0,π]上至少有2个交点,至多有3个交点,则正实数ω的取值范围为    .
微专题 三角函数中有关ω的求解
【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<.
【例2】 C f(x)=sin ωxcos ωx-sin2ωx=sin 2ωx+cos 2ωx-=sin( 2ωx+)-,因为ω>0,所以当x∈( ,π)时,2ωx+∈( ωπ+,2ωπ+),又f(x)在( ,π)上单调递减,所以k∈Z,解得+2k≤ω≤+k,k∈Z,由知,当且仅当k=0时,ω有满足题意的取值,此时≤ω≤,故选C.
【例3】 (1)A (2)(-∞,-2]∪[,+∞) 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)显然ω≠0.若ω>0,当x∈[-,]时,-ω≤ωx≤ω,因为函数f(x)=2sin ωx在区间[-,]上的最小值为-2,所以-ω≤-,解得ω≥;若ω<0,当x∈[-,]时,ω≤ωx≤-ω,因为函数f(x)=2sin ωx在区间[-,]上的最小值为-2,所以ω≤-,解得ω≤-2.综上所述,符合条件的实数ω的取值范围是(-∞,-2]∪[,+∞).
【例4】 (1)C (2)[2,3) 解析:(1)函数f(x)=sin(ωx)+cos(ωx)=sin( ωx+)(ω>0),设函数f(x)的最小正周期为T,由f(x+π)=f(x)可得kT=π(k∈N*),所以T==(k∈N*),即ω=2k(k∈N*).又函数f(x)在[0,]上存在零点,且当x∈[0,]时,ωx+∈[,+],所以+≥π,即ω≥3.综上,ω的最小值为4.故选C.
(2)由已知可得,方程cos ωx=1在[0,2π]上有且仅有3个不同的实数解,作出y=cos ωx(ω>0)与y=1的图象如图所示,则≤2π<,所以2≤ω<3,即ω∈[2,3).
强化训练
1.A 2.B 
3.C ∵x∈( 0,),当ω>0时,ωx+∈( ,+),若f(x)在( 0,)上有两个极小值,则f(x)至少有4条对称轴,不满足题意;当ω<0时,ωx+∈( +,),又函数f(x)=sin( ωx+)在( 0,)上有三条对称轴和两个极小值,∴-≤+<-,解得-≤ω<-,综上,-≤ω<-.
4.C 因为直线x=是曲线y=sin( ωx-)(ω>0)的一条对称轴,则ω-=kπ+,k∈Z,即ω=4k+3,k∈Z,当x∈[0,]时,ωx-∈[-,π-],因为f(x)在[0,]上不单调,所以π->,解得ω>9,所以ω的最小值为11.
5.5(答案不唯一,大于等于5的正整数均可)
6.( 0,)∪[,)
7.[,] 解析:当0<x<时,因为ω>0,则-<ωx-<-,因为函数f(x)在( 0,)上存在最值,则->,解得ω>2.当<x<π时,-<ωx-<πω-,因为函数f(x)在( ,π)上单调,则( -,πω-) ( kπ-,kπ+)(k∈Z),所以其中k∈Z,解得k-≤ω≤k+(k∈Z),所以k-≤k+(k∈Z),解得k≤且k∈Z,又因为ω>0,则k∈{0,1,2}.当k=0时,0<ω≤;当k=1时,1≤ω≤;当k=2时,≤ω≤.又因为ω>2,因此ω的取值范围是[,].
8.[2,) 解析:f(x)=sin ωx+cos ωx=2sin( ωx+),若沿x轴方向平移,考虑其任意性,不妨设得到的函数为g(x)=2sin(ωx+φ).令g(x)=1,即sin(ωx+φ)=,x∈[0,π],取z=ωx+φ,则z∈[φ,ωπ+φ].依题意知,sin z=在[φ,ωπ+φ]上至少有2解,至多有3解,则须使区间[φ,ωπ+φ]的长度在2π到之间,即2π≤ωπ<,解得2≤ω<.
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微专题 三角函数中有关ω的求解
  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
微专题整理了以下几种参数ω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)(2025·贵州贵阳七校联考)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. [ , ) D. [ , )
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< .
已知对称性求ω的方法
  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,解决问题的关键在于运用整体代
换的思想,建立关于ω的不等式(组),进而可以研究ω的取值范围.
利用三角函数的单调性求解
(2026·陕西适应性检测)已知函数f(x)= sin ωx cos ωx- sin 2ωx
(ω>0),若f(x)在( ,π)上单调递减,则实数ω的取值范围是
(  )
A. (0, ] B. (0, ]
C. [ , ] D. [ , ]

解析:  f(x)= sin ωx cos ωx- sin 2ωx= sin 2ωx+ cos 2ωx- =
sin (2ωx+ )- ,因为ω>0,所以当x∈( ,π)时,2ωx+ ∈
(ωπ+ ,2ωπ+ ),又f(x)在( ,π)上单调递减,所以
k∈Z,解得 +2k≤ω≤ +k,k∈Z,由
知,当且仅当k=0时,ω有满足题意的取值,此时
≤ω≤ ,故选C.
  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(组),即可求ω的取值范围.
利用三角函数的最值求解
(1)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. [ , )
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.
A
(2)已知函数f(x)=2 sin ωx在区间[- , ]上的最小值为-2,则
实数ω的取值范围是 .
(-∞,-2]∪[ ,+∞) 
解析:显然ω≠0.若ω>0,当x∈[- , ]时,- ω≤ωx≤ ω,因为
函数f(x)=2 sin ωx在区间[- , ]上的最小值为-2,所以- ω≤
- ,解得ω≥ ;若ω<0,当x∈[- , ]时, ω≤ωx≤- ω,因
为函数f(x)=2 sin ωx在区间[- , ]上的最小值为-2,所以 ω≤
- ,解得ω≤-2.综上所述,符合条件的实数ω的取值范围是(-∞,-
2]∪[ ,+∞).
  利用三角函数的最值与对称轴或周期的关系,可以列出关于ω的不等
式(组),进而求出ω的值或取值范围.
利用三角函数的零点求解
(1)(2025·北京高考8题)设函数f(x)= sin (ωx)+ cos
(ωx)(ω>0),若f(x+π)=f(x)恒成立,且f(x)在[0, ]
上存在零点,则ω的最小值为( C )
A. 8 B. 6
C. 4 D. 3
C
解析: 函数f(x)= sin (ωx)+ cos (ωx)= sin (ωx+ )(ω
>0),设函数f(x)的最小正周期为T,由f(x+π)=f(x)可得kT
=π(k∈N*),所以T= = (k∈N*),即ω=2k(k∈N*).又函数
f(x)在[0, ]上存在零点,且当x∈[0, ]时,ωx+ ∈[ ,
+ ],所以 + ≥π,即ω≥3.综上,ω的最小值为4.故选C.
(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:由已知可得,方程 cos ωx=1在[0,2π]
上有且仅有3个不同的实数解,作出y= cos ωx
(ω>0)与y=1的图象如图所示,则 ≤2π
< ,所以2≤ω<3,即ω∈[2,3).
[2,3) 
已知零点个数求ω取值范围的方法
  对于区间长度为定值的动区间,若区间上至少含有k个零点,需要确
定含有k个零点的区间长度,一般和周期相关;若在区间上至多含有k个零
点,需要确定包含k+1个零点的区间长度的最小值.
1. 已知函数f(x)=2 sin (ωx+ )(ω>0)满足f( -x)=f(x
- ),则ω的最小值为(  )
A. B.
C. 1 D. 2

解析: 由已知可得函数f(x)=2 sin (ωx+ )(ω>0)满足f(
-x)=f(x- ),即f( -x)=f( +x),所以f(x)的图象关
于直线x= 对称,所以 + = +kπ(k∈Z),所以ω=4k+
(k∈Z),又ω>0,所以当k=0时,ω取得最小值为 .
2. (2024·北京高考6题)设函数f(x)= sin ωx(ω>0).已知f(x1)
=-1,f(x2)=1,且|x1-x2|的最小值为 ,则ω=(  )
A. 1 B. 2
C. 3 D. 4

解析:  因为f(x)= sin ωx∈[-1,1],且f(x1)=-1,f(x2)=
1,|x1-x2|min= ,所以f(x)的最小正周期T=2× =π,所以ω=
=2.
3. (2026·浙江杭州模拟)已知ω≠0,函数f(x)= sin (ωx+ )在
(0, )上有三条对称轴和两个极小值,则(  )
A. <ω≤ B. <ω≤
C. - ≤ω<- D. - ≤ω<-

解析: ∵x∈(0, ),当ω>0时,ωx+ ∈( , + ),若f
(x)在(0, )上有两个极小值,则f(x)至少有4条对称轴,不满足
题意;当ω<0时,ωx+ ∈( + , ),又函数f(x)= sin (ωx
+ )在(0, )上有三条对称轴和两个极小值,∴- ≤ + <-
,解得- ≤ω<- ,综上,- ≤ω<- .
4. 若直线x= 是曲线y= sin (ωx- )(ω>0)的一条对称轴,且函
数y= sin (ωx- )在区间[0, ]上不单调,则ω的最小值为(  )
A. 9 B. 7
C. 11 D. 3

解析:  因为直线x= 是曲线y= sin (ωx- )(ω>0)的一条对称
轴,则 ω- =kπ+ ,k∈Z,即ω=4k+3,k∈Z,当x∈[0, ]
时,ωx- ∈[- , π- ],因为f(x)在[0, ]上不单调,所
以 π- > ,解得ω>9,所以ω的最小值为11.
5. 已知f(x)= sin ωx(ω∈N*),若在区间[0, ]上存在两个不相
等的实数a,b,满足f(a)+f(b)=2,则ω的值可以为
.(填一个值即可)
解析:因为0≤x≤ ,所以0≤ωx≤ ,又f(x)= sin ωx(ω∈N*)在
区间[0, ]上存在两个不相等的实数a,b,满足f(a)+f(b)=
2,所以 ≥ ,解得ω≥5(ω∈N*),所以ω的值可以为5.
5(答案不
唯一,大于等于5的正整数均可) 
6. 已知函数f(x)= sin (ωx- )(ω>0),若f(x)在区间
( ,π]内没有零点,则ω的取值范围为  (0, )∪[ , )  .
解析:由f(x)在区间( ,π]内没有零点,得 π- < = ,得ω<
,同时需满足 k∈Z,解得3k+ ≤ω<k+ ,
k∈Z,显然当k=0和k=-1时符合条件,且ω>0,所以ω的取值范围为
(0, )∪[ , ).
(0, )∪[ , )  
解析:当0<x< 时,因为ω>0,则- <ωx- < - ,因为函数f
(x)在(0, )上存在最值,则 - > ,解得ω>2.当 <x<π
时, - <ωx- <πω- ,因为函数f(x)在( ,π)上单调,
则( - ,πω- ) (kπ- ,kπ+ )(k∈Z),所以
7. 已知函数f(x)=2 sin (ωx- )(ω>0)在(0, )上存在最值,
且在( ,π)上单调,则ω的取值范围为  [ , ] .
[ , ] 
其中k∈Z,解得 k- ≤ω≤k+ (k∈Z),所以
k- ≤k+ (k∈Z),解得k≤ 且k∈Z,又因为ω>0,则k∈{0,
1,2}.当k=0时,0<ω≤ ;当k=1时,1≤ω≤ ;当k=2时,
≤ω≤ .又因为ω>2,因此ω的取值范围是[ , ].
8. (2026·湖南九校联盟第二次联考)已知函数f(x)= sin ωx+ cos
ωx,ω>0,若沿x轴方向平移f(x)的图象,总能保证平移后的曲线与
直线y=1在区间[0,π]上至少有2个交点,至多有3个交点,则正实数ω的
取值范围为 .
[2, ) 
解析:f(x)= sin ωx+ cos ωx=2 sin (ωx+ ),若沿x轴方向平
移,考虑其任意性,不妨设得到的函数为g(x)=2 sin (ωx+φ).令g
(x)=1,即 sin (ωx+φ)= ,x∈[0,π],取z=ωx+φ,则
z∈[φ,ωπ+φ].依题意知, sin z= 在[φ,ωπ+φ]上至少有2解,至多有3
解,则须使区间[φ,ωπ+φ]的长度在2π到 之间,即2π≤ωπ< ,解得
2≤ω< .
THANKS
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