第14讲-函数图象及应用--2026秋《高一数学暑假培优练习讲义》

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第14讲-函数图象及应用--2026秋《高一数学暑假培优练习讲义》

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第14讲 函数图象及应用
【题1】已知向量,,.
(1)求函数f(x)的对称中心;
(2)利用“五点法”画出函数f(x)在一个周期内的图象.
【题2】某同学用“五点法”画函数在某一周期内的图像时,列表并填入的部分数据如下表:
0 π 2π
0 1 0 -1 0
0 0 0
(1)请填写上表的空格处;并画出函数图像或者写出函数的解析式
【题3】设在区间单调,且都有
(1)求的解析式;
(2)用“五点法”作出在的简图,并写出函数在的所有零点之和.
【题4】为得到 的图象,只需将函数的图象( )
A.向左平移个单位长度 B.向右平移个单位长度
C.向左平移个单位长度 D.向右平移个单位长度
【题5】将函数图象上所有点的纵坐标不变,横坐标变为原来的,然后将所得图象向左平移个单位,可得函数的图象,则( )
A. B. C. D.
【题6】要得到的图像,只需要将的图像( )
A.向左平移个单位长度 B.向右平移个单位长度
C.向左平移个单位长度 D.向右平移个单位长度
【题7】将函数图象上得所有点向右平移个单位,所得图象的函数解析式为( )
A. B. C. D.
【题8】将函数的图象向左平移个单位长度后,所得到的图象关于原点对称,则m的最小值是( )
A. B. C. D.
【题9】已知函数的大致图像如图所示,将函数的图像向右平移后得到函数的图像,则( )
A. B. C. D.
【题10】已知函数的部分图像如图所示,下列说法不正确的是( )
A.的最小正周期为
B.
C.关于直线对称
D.将的图像向左平移个单位长度后得到的图象关于原点对称
【题11】已知函数(,,),将函数的图像向左平移个单位长度,得到函数的部分图像如图所示,则函数的单调增区间为( )
A.() B.()
C.() D.()
【题12】已知函数(其中)的部分图像如图所示,将函数图像上所有点的横坐标伸长到原来的3倍,再向右平移个单位,得到函数的图像,则的解析式可能为( )
A.
B.
C.
D.
【题13】已知函数的部分图象如图所示,将函数的图象上所有点的横坐标变为原来的,纵坐标不变,再将所得函数图象向右平移个单位长度,得到函数的图象.
(1)求函数的解析式;
(2)若对于恒成立,求实数m的取值范围.
【题14】已知函数,函数的图象可以由函数的图象先向右平移个单位长度,再将所得函数图象保持纵坐标不变,横坐标变为原来的得到,若是函数图象的一条对称轴,则的最小值为( )
A.3 B.6 C.9 D.15
【题15】将函数图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍,再向右平移个单位长度,得到函数的图象,若为奇函数,则ω的最小值为( )
A.4 B.3 C.2 D.1
【题16】设,若函数的图象向左平移个单位长度后与函数的图象重合,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【题17】函数图象上各点的纵坐标不变,把横坐标变为原来的3倍,得到的图象解析式为,则的值为( )
A.3 B. C.9 D.
【题18】将函数的图像向左平移个单位长度后得到曲线C,若C关于y轴对称,则的最小值是( )
A. B. C. D.
【题19】已知函数为奇函数,且当时,.
(1)求的解析式;
(2)将函数的图象向右平移个单位长度,再把纵坐标缩小为原来的(横坐标不变),得到函数的图象,求函数在区间上的最大值和最小值.
【题20】已知函数,将的图象向右平移个单位长度,再将所有点的横坐标伸长为原来的2倍,纵坐标不变,得到函数的图象.
(1)求的解析式;
(2)若函数,求在区间上的所有最大值点.
【题21】已知函数的最小正周期为,将函数的图象向左平移个单位长度后得到函数的图象.求
(1)函数的表达式,并写出它的单调区间;
(2)函数在区间上的值域.
【题22】已知函数 .
(1)若,,求的值;
(2)将函数的图象向左平移个单位,再将图象上所有点的横坐标伸长为原来的2倍(纵坐标不变),得到函数的图象,若曲线与的图象关于直线对称,求函数在上的值域.
【题23】已知函数.
(1)求函数的最小正周期;
(2)现将图像上所有点的横坐标缩短到原来的,纵坐标不变;再向右平移个单位长度得到的图像,若当时,恒成立,求实数m的取值范围.
【题24】已知函数,若将函数的图象向左平移个单位长度,再向上平移个单位长度得到函数的图象.
(1)求函数的解析式和值域并求取得最值时x的集合.
(2)若对任意的,恒成立,求实数m的取值范围.
【题25】请从“①函数的图象关于直线对称;②函数的图象关于点对称;③对任意实数,恒成立”这三个条件中任选一个,补充到下面横线处,并作答.
已知函数(,),其图象中相邻的两个对称中心间的距离为,且______.
(1)求的解析式
(2)将的图象向左平移个单位长度,得到曲线,若在区间上存在满足,求实数的取值范围.
【题26】已知函数的图象两相邻对称轴之间的距离为2.
(1)求函数的解析式;
(2)将函数的图象上所有点的横坐标伸长为原来的2倍(纵坐标不变)得到函数的图象,若对任意的恒成立,求实数的取值范围.
【题27】已知函数,将函数的图像向右平移的单位长度,可得到函数的图像.
(1)求函数的表达式以及函数的零点;
(2)当时,方程有解,求实数m的取值范围;
【题28】已知函数,将的图像向左平移个单位长度,再将纵坐标缩小为原来的,横坐标不变,得到的图象.
(1)求的函数解析式;
(2)若关于x的方程在区间上有两个不相等的实数根,求实数m的取值范围.
【题29】已知函数在区间上的最大值为6.
(1)求常数的值以及函数当时的最小值
(2)将函数的图象向下平移4个单位,再向右平移个单位,得到函数的图象
(i)求函数的解析式;
(ii)若关于的方程在时,有两个不同实数解,求实数的取值范围.
【题30】已知.
(1)求最小正周期;
(2)若函数在上有两个不同的零点,求实数的取值范围.
【题31】已知函数的相邻两对称轴间的距离为.
(1)求的解析式.
(2)将函数的图象向右平移个单位长度,再把横坐标缩小为原来的(纵坐标变),得到函数的图象,当时,求函数的值域.
(3)对于第(2)问中的函数,记方程在上的根从小到依次为,求的值域.
【题32】已知函数,将的图象向右平移个单位长度,再把所有点的横坐标缩小为原来的(纵坐标不变),得到函数的图象.
(1)当时,求函数的值域;
(2)方程在上的根从小到大依次为试确定的值,并求的值.
【题33】函数在同一个周期内,当时y取最大值1,当时,y取最小值﹣1.
(1)求函数的解析式y=f(x);
(2)函数y=sinx的图象经过怎样的变换可得到y=f(x)的图象?
(3)若函数f(x)满足方程f(x)=a(0<a<1),求在[0,2π]内的所有实数根之和.
【练习1】已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,)的部分图象如图所示(1)+f(2)+f(3)(2024)等于(  )
A. B.0 C. D.
【练习2】如图是函数f(x)=cos(ωx+φ)(ω>0)的部分图象(x)在上的值域为(  )
A.[﹣1,1] B. C. D.
【练习3】若将函数的图象向右平移个单位长度后(x)的图象,则=(  )
A. B. C.1 D.2
【练习4】已知函数f(x)=sin(2x+φ)(0<φ<π)的图象关于点,则(  )
A.函数f(x)的图象可由y=sin2x向左平移个单位长度得到
B.函数f(x)的图象可由y=cos2x向左平移个单位长度得到
C.f(x)在区间上单调递减
D.f(x)在区间上单调递增
【练习5】如图是函数y=sin(ωx+φ)的部分图象,则函数的解析式可为(  )
A. B.
C. D.
【练习6】将函数的图象向右平移个单位长度后得到函数g(x),若函数g(x)在区间,则ω的最大值为(  )
A.6 B.5 C.3 D.2
【练习7】已知函数.给出下列结论:
①f(x)的最小正周期为π;
②f(x)在上单调递增;
③把函数y=sin2x的图象上所有点向左平移个单位长度,可得到函数y=f(x)
其中所有正确结论的序号是(  )
A.① B.①② C.②③ D.①②③
【练习8】(多选)已知函数f(x)=sin(3x+φ)(﹣<φ<)的图象关于直线x=,则(  )
A.函数f(x+)为奇函数
B.函数f(x)在[,]上单调递增
C.若|f(x1)﹣f(x2)|=2,则|x1﹣x2|的最小值为
D.函数f(x)的图象向右平移个单位长度得到函数y=﹣cos3x的图象
【练习9】(多选)函数f(x)=3sin(ωx+φ)(ω>0,0<φ<π)的部分图象如图所示,则(  )
A.
B.f(x)图象的一条对称轴是直线
C.f(x)图象的一个对称中心是点
D.函数是偶函数
【练习10】(多选)已知函数,则(  )
A.f(x)的图象关于直线对称
B.为了得到函数的图象,可将f(x)的图象向右平移个单位长度
C.f(x)在上的值域为
D.f(x)两个相邻的零点之差的绝对值为π
【练习11】函数f(x)=Asin(ωx+φ)+b的图象如图(0)+f(1)+f(2)(2020)+f(2021)+f(2022)(2023)的值为  2024  .
【练习12】已知函数f(x)=Acos(ωx+φ)(A>0,ω>0,0<φ<π)的部分图象如图所示.
(1)求f(x)的解析式;
(2)设.若关于x的不等式g2(x)﹣(3m+2)g(x)﹣m﹣23≤0恒成立,求m的取值范围.
【练习13】∫如图为函数f(x)=2cos(ωx+φ)的部分图象,且,.
(1)求ω,φ的值;
(2)将f(x)的图象上所有点的横坐标扩大到原来的3倍(纵坐标不变),再向右平移,得到函数g(x)的图象(x)﹣a在区间的零点个数.
【练习14】已知函数f(x)=2cosxcos(x﹣)﹣x+sinxcosx+1.
(1)求f(x)的最小正周期和最大值;
(2)将f(x)的函数图象向左平移φ(φ>0)个单位后得到的函数g(x),求φ的最小值.
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第14讲 函数图象及应用
【题1】已知向量,,.
(1)求函数f(x)的对称中心;
(2)利用“五点法”画出函数f(x)在一个周期内的图象.
【答案】(1)
(2)图见解析
(1)
∵,

∴,
由,得,
∴对称中心为,
(2)
列表如下:
x
0
y 0 0 -2 0
画出图象:
【题2】某同学用“五点法”画函数在某一周期内的图像时,列表并填入的部分数据如下表:
0 π 2π
0 1 0 -1 0
0 0 0
(1)请填写上表的空格处;并画出函数图像或者写出函数的解析式
【答案】(1)答案见解析
解:根据表中的数据可得 ,解得,
故,所以,
又,故.
所以完善表如下:

0 π 2π
0 1 0 -1 0
0 0 0
所以.
函数图像如图:
【题3】设在区间单调,且都有
(1)求的解析式;
(2)用“五点法”作出在的简图,并写出函数在的所有零点之和.
【答案】(1)
(2)图象见解析,所有零点之和为
(1)
解:依题意在时取最大值,在时取最小值,又函数在区间单调,所以,即,又,所以,
由得,即,
又因为,所以,,
所以.
(2)
解:列表如下
0
0 0 1
所以函数图象如下所示:
由图知的一条对称轴为有两个实数根,记为,
则由对称性知,所以所有实根之和为.
【题4】为得到 的图象,只需将函数的图象( )
A.向左平移个单位长度 B.向右平移个单位长度
C.向左平移个单位长度 D.向右平移个单位长度
【答案】D
【详解】因为,
故将函数的图象向右平移个单位长度,即得到的图象,
故选:D
【题5】将函数图象上所有点的纵坐标不变,横坐标变为原来的,然后将所得图象向左平移个单位,可得函数的图象,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】解:将函数图象上所有点的纵坐标不变,横坐标变为原来的,得的图象,
然后将所得图象向左平移个单位,得的图象,
又因为得到的函数,
所以,
所以.
故选:D.
【题6】要得到的图像,只需要将的图像( )
A.向左平移个单位长度 B.向右平移个单位长度
C.向左平移个单位长度 D.向右平移个单位长度
【答案】D
【详解】根据题意,得,
又因为,
所以向右平移个单位长度可得到,即.
故选:D.
【题7】将函数图象上得所有点向右平移个单位,所得图象的函数解析式为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由已知所得函数解折式为,
故选:D
【题8】将函数的图象向左平移个单位长度后,所得到的图象关于原点对称,则m的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】将向左平移个单位长度得:,
图象关于原点对称,
,解得:,又,
当时,取得最小值.
故选:D.
【题9】已知函数的大致图像如图所示,将函数的图像向右平移后得到函数的图像,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】解:依题意,,,故,
故,故,
将代入可知,,
解得,故,
故,
则.
故选:A.
【题10】已知函数的部分图像如图所示,下列说法不正确的是( )
A.的最小正周期为
B.
C.关于直线对称
D.将的图像向左平移个单位长度后得到的图象关于原点对称
【答案】D
【详解】解:由图可知,,即,故选项A正确;
由,可得,则,
因为,即,
所以,,得,,
因为,所以,所以,故选项B正确;
由,可得,即关于直线对称,故选项C正确;
将的图象向左平移个单位长度后得到,
所以为偶函数,图象不关于原点对称.
故选:D.
【题11】已知函数(,,),将函数的图像向左平移个单位长度,得到函数的部分图像如图所示,则函数的单调增区间为( )
A.() B.()
C.() D.()
【答案】A
【详解】,将函数的图像向左平移个单位长度,得到函数.
由图像可知:A=1,,,,
,,
∴,,即,,
∵,∴

令,,
可得,,
函数的单调增区间为,
故选:A
【题12】已知函数(其中)的部分图像如图所示,将函数图像上所有点的横坐标伸长到原来的3倍,再向右平移个单位,得到函数的图像,则的解析式可能为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】由图可知,,又,所以,
,,,
又最小正周期,所以,又,
所以,,
将函数图像上所有点的横坐标伸长到原来的3倍,得解析式,再向右平移个单位,得,
故选:C.
【题13】已知函数的部分图象如图所示,将函数的图象上所有点的横坐标变为原来的,纵坐标不变,再将所得函数图象向右平移个单位长度,得到函数的图象.
(1)求函数的解析式;
(2)若对于恒成立,求实数m的取值范围.
【答案】(1),
(2).
(1)
由的图象可得,,
所以,所以,得,
所以,
因为的图象过,
所以,所以,
所以,得,
因为,所以,
所以,
将函数的图象上所有点的横坐标变为原来的,纵坐标不变,可得,
再将所得函数图象向右平移个单位长度,得

所以
(2)
由,得,
所以,
所以,
所以,
当时,恒成立,
当时,则由,
得,
因为函数在上为增函数,
所以
所以,
当,则由,
得,
因为函数在上为增函数,
所以
所以,
综上,
即实数m的取值范围为.
【题14】已知函数,函数的图象可以由函数的图象先向右平移个单位长度,再将所得函数图象保持纵坐标不变,横坐标变为原来的得到,若是函数图象的一条对称轴,则的最小值为( )
A.3 B.6 C.9 D.15
【答案】B
【详解】由题知,
因为是函数图象的一条对称轴,
则,
所以,
又,所以的最小值为6.
故选:B.
【题15】将函数图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍,再向右平移个单位长度,得到函数的图象,若为奇函数,则ω的最小值为( )
A.4 B.3 C.2 D.1
【答案】C
【详解】由题意,,
因为为奇函数,所以,解得,
又,所以当k=0时,ω取得最小值2.
故选:C
【题16】设,若函数的图象向左平移个单位长度后与函数的图象重合,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】函数的图象向左平移个单位长度后对应的解析式为:

但该函数图象与的图象重合,故,
故,但,故,
故选:B.
【题17】函数图象上各点的纵坐标不变,把横坐标变为原来的3倍,得到的图象解析式为,则的值为( )
A.3 B. C.9 D.
【答案】B
【详解】解:函数图象上各点的纵坐标不变,把横坐标变为原来的3倍,得到的图象解析式为,所以,
故选:B.
【题18】将函数的图像向左平移个单位长度后得到曲线C,若C关于y轴对称,则的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】将函数的图像向左平移个单位长度后得到曲线C,对应的函数解析式为,曲线关于轴对称,
则,,又,
所以的最小值是.
故选:D.
【题19】已知函数为奇函数,且当时,.
(1)求的解析式;
(2)将函数的图象向右平移个单位长度,再把纵坐标缩小为原来的(横坐标不变),得到函数的图象,求函数在区间上的最大值和最小值.
【答案】(1)
(2)最大值为,最小值为.
(1)
由题意,
因为时,,
∴,∴,
又为奇函数,
∴,即,
∵,


(2)
将函数的图象向右平移个单位长度,再把纵坐标缩小为原来的(横坐标不变),
可得,
令,即,故函数的增区间为;
令,即,故函数的减区间为.
故在区间上是减函数,在区间上是增函数.
又 ,,.
所以,函数在区间上的最大值为,最小值为.
【题20】已知函数,将的图象向右平移个单位长度,再将所有点的横坐标伸长为原来的2倍,纵坐标不变,得到函数的图象.
(1)求的解析式;
(2)若函数,求在区间上的所有最大值点.
【答案】(1);
(2)与.
(1)
的图象向右平移个单位长度,得到,
再将所有点的横坐标伸长为原来的2倍,纵坐标不变,得到函数
(2)

当时,,所以,
因为,所以,
故当,即时,取得最大值,最大值为2;
当时,,所以,
因为,所以,
故当,即时,取得最大值,最大值为2;
两者取到的最大值相同均为2,
综上:求在区间上的所有最大值点有与.
【题21】已知函数的最小正周期为,将函数的图象向左平移个单位长度后得到函数的图象.求
(1)函数的表达式,并写出它的单调区间;
(2)函数在区间上的值域.
【答案】(1),单调减区间为;单调增区间为;
(2).
(1)
因为
的最小正周期为,
所以,即,将函数的图象向左平移个单位长度后,函数,
由,得,
由得,
所以的单调减区间为;单调增区间为;
(2)
当时,,当时,即时,函数取得最大值,最大值为;
当时,即,函数取得最小值,最小值为,所以函数的值域为.
【题22】已知函数 .
(1)若,,求的值;
(2)将函数的图象向左平移个单位,再将图象上所有点的横坐标伸长为原来的2倍(纵坐标不变),得到函数的图象,若曲线与的图象关于直线对称,求函数在上的值域.
【答案】(1)或0或;
(2).
(1)

由,得,即,
故或,,
即或,,
又∵
∴或0或.
(2)
将函数的图象向左平移个单位,可得函数图象的解析式为,
再将图象上所有点的横坐标伸长为原来的2倍(纵坐标不变),得到函数,∵又曲线与的图象关于直线对称,
∴,
∵当时,,即,
故函数的值域为.
【题23】已知函数.
(1)求函数的最小正周期;
(2)现将图像上所有点的横坐标缩短到原来的,纵坐标不变;再向右平移个单位长度得到的图像,若当时,恒成立,求实数m的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(1)

所以
所以最小正周期为;
(2)
将图像上所有点的横坐标缩短为到原来的,纵坐标不变得,
再向右平移个单位长度得到.
要使恒成立,只需,
只需的最小值大于等于即可,
由,则
. 所以的最小值为,
则,得,
所以实数m的取值范围是..
【题24】已知函数,若将函数的图象向左平移个单位长度,再向上平移个单位长度得到函数的图象.
(1)求函数的解析式和值域并求取得最值时x的集合.
(2)若对任意的,恒成立,求实数m的取值范围.
【答案】(1),值域为,取最小值集合,取最大值集合
(2)
(1)
解:将向左平移个单位长度得到,
再将向上平移个单位长度得到,
即,
因为,所以.
所以函数值域为;
令,,解得,,
即时函数取得最小值,
令,,解得,,
即时函数取得最大值;
(2)
解:记,则
由恒成立,可知,在上恒成立.
即恒成立,因为,所以,
令,因为在上单调递减,在上单调递增.
又,.
当时,不等式恒成立.
所以实数m的取值范围是
【题25】请从“①函数的图象关于直线对称;②函数的图象关于点对称;③对任意实数,恒成立”这三个条件中任选一个,补充到下面横线处,并作答.
已知函数(,),其图象中相邻的两个对称中心间的距离为,且______.
(1)求的解析式
(2)将的图象向左平移个单位长度,得到曲线,若在区间上存在满足,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(1)
解:因为函数(,),其图象中相邻的两个对称中心间的距离为,
所以函数的最小正值周期为∶,故.
若选①:函数的图象关于直线对称,
则,所以,解得,
由于,所以,
故;
若选②:函数的图象关于点对称,则,所以,整理得,
由于,所以,
故;
若选③:对任意实数,恒成立,则,所以,整理得,
由于,所以,
故;
(2)
解:将的图象向左平移个单位长度,得的图象,
由,得,所以,
所以.
【题26】已知函数的图象两相邻对称轴之间的距离为2.
(1)求函数的解析式;
(2)将函数的图象上所有点的横坐标伸长为原来的2倍(纵坐标不变)得到函数的图象,若对任意的恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1);
(2).
(1)
由已知得:,
由函数图象两相邻对称轴之间的距离为2,所以该函数的最小正周期为4,
于是,解得,
所以函数的解析式为.
(2)
由题意知:,
当时,,,,
要使对任意的恒成立,只需,
所以,因此实数的取值范围为.
【题27】已知函数,将函数的图像向右平移的单位长度,可得到函数的图像.
(1)求函数的表达式以及函数的零点;
(2)当时,方程有解,求实数m的取值范围;
【答案】(1),函数的零点为,
(2)
(1)
因为
所以函数的图像向右平移的单位长度,得

令,则,
解得,
所以函数的零点为
(2)
由,得,
所以,即,
令,则问题转化为在上有解,
即在上有解,
令,,
因为在上递减,在上递增,
所以,
因为,,
所以,
所以实数m的取值范围为
【题28】已知函数,将的图像向左平移个单位长度,再将纵坐标缩小为原来的,横坐标不变,得到的图象.
(1)求的函数解析式;
(2)若关于x的方程在区间上有两个不相等的实数根,求实数m的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(1)
函数向左平移个单位得到函数 ,再将纵坐标缩短为原来的 ,得到函数,或写成;
(2)
即,有两个解,
,结合正弦曲线,数形结合,
易知
∴.
【题29】已知函数在区间上的最大值为6.
(1)求常数的值以及函数当时的最小值
(2)将函数的图象向下平移4个单位,再向右平移个单位,得到函数的图象
(i)求函数的解析式;
(ii)若关于的方程在时,有两个不同实数解,求实数的取值范围.
【答案】(1)3, 3(2)(i)(ii)
【详解】(1),

时,,
解得,
当时,.
(2)(i)的图象向下平移4个单位,再向右平移个单位得函数

(ii)由可得,
在同一直角坐标系内作出的图象,
由图可知,当时,即时,图象有2个交点,
即有2个根.
【题30】已知.
(1)求最小正周期;
(2)若函数在上有两个不同的零点,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(1)
故,所以最小正周期为.
(2)
由,可得,
而函数在上单调递增,;在上单调递减,.
所以若函数在上有两个不同的零点,即与有两个交点,则.
【题31】已知函数的相邻两对称轴间的距离为.
(1)求的解析式.
(2)将函数的图象向右平移个单位长度,再把横坐标缩小为原来的(纵坐标变),得到函数的图象,当时,求函数的值域.
(3)对于第(2)问中的函数,记方程在上的根从小到依次为,求的值域.
【答案】(1)
(2)
(3)
(1)
由题意,函数

因为函数图象的相邻两对称轴间的距离为,所以,可得,
故函数.
(2)
将函数的图象向右平移个单位长度,可得的图象,
再把横坐标缩小为原来的,得到函数的图象,
当时,,
当时,函数取得最小值,最小值为,
当时,函数取得最大值,最大值为,
故函数的值域.
(3)
由方程,即,即,
因为,可得,
设,其中,即,
结合正弦函数的图象,如图所示:
可得方程在区间有5个解时,即,
其中,
即,,
解得,
所以.
从而
【题32】已知函数,将的图象向右平移个单位长度,再把所有点的横坐标缩小为原来的(纵坐标不变),得到函数的图象.
(1)当时,求函数的值域;
(2)方程在上的根从小到大依次为试确定的值,并求的值.
【答案】(1)
(2)
(1)
将函数的图象向右平移个单位长度,可得的图象,
再把横坐标缩小为原来的,得到函数的图象,

因为, 所以,
所以,, 所以,的值域为
(2)
由方程,即,即,
因为,可得,
设,其中,即,
结合正弦函数的图象,可知
可得方程在区间有3个解,即,
其中,

解得
所以
.
【题33】函数在同一个周期内,当时y取最大值1,当时,y取最小值﹣1.
(1)求函数的解析式y=f(x);
(2)函数y=sinx的图象经过怎样的变换可得到y=f(x)的图象?
(3)若函数f(x)满足方程f(x)=a(0<a<1),求在[0,2π]内的所有实数根之和.
【答案】(1) ;(2)见解析;(3) .
【详解】(1)∵ ,∴,
又因,∴,又,得
∴函数 ;
(2)y=sinx的图象向右平移个单位得的图象,
再由图象上所有点的横坐标变为原来的.
纵坐标不变,得到的图象,
∵的周期为,
∴在[0,2π]内恰有3个周期,
∴在[0,2π]内有6个实根且,
同理,,
故所有实数之和为.
名校真题练
【练习1】已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,)的部分图象如图所示(1)+f(2)+f(3)(2024)等于(  )
A. B.0 C. D.
【答案】B
【分析】由图象可得函数解析式,进而由正弦型函数的对称性求解.
【解答】解:由图象可知,A=2,故,f(x)=2sin(,
又f(0)=6且,∴φ=0,故.
又根据函数的对称性可知,f(2)=﹣f(6)=8,
所以f(1)+f(2)+f(3)+ +f(8)=0,
所以f(1)+f(2)+f(3)+ +f(2024)=253×[f(1)+f(2)+f(3)+ +f(8)]=0.
故选:B.
【练习2】如图是函数f(x)=cos(ωx+φ)(ω>0)的部分图象(x)在上的值域为(  )
A.[﹣1,1] B. C. D.
【答案】D
【分析】根据所给图象可确定周期,进而根据周期公式求解得ω=3,根据五点作图可得,进而知,由得,即可求解值域.
【解答】解:由图象知函数的周期,
即,
所以ω=3,
由五点对应法得,
可得,
则,
因为,
所以,
所以.
故选:D.
【练习3】若将函数的图象向右平移个单位长度后(x)的图象,则=(  )
A. B. C.1 D.2
【答案】C
【分析】根据三角恒等变换公式化简得f(x)=2sin(2x+),根据函数图象的平移变换求得g(x)的解析式,进而求出g()的值.
【解答】解:由题意得f(x)=sin2x+cos6x=2sin(2x+),
将f(x)的图象向右平移个单位长度,
可得f(x﹣)=2sin[2(x﹣]=2sin(2x+,
所以g(x)=2sin(2x+),可得.
故选:C.
【练习4】已知函数f(x)=sin(2x+φ)(0<φ<π)的图象关于点,则(  )
A.函数f(x)的图象可由y=sin2x向左平移个单位长度得到
B.函数f(x)的图象可由y=cos2x向左平移个单位长度得到
C.f(x)在区间上单调递减
D.f(x)在区间上单调递增
【答案】C
【分析】根据正弦函数图象的中心对称性,可得f()=0,由此列式算出φ=,可得f(x)=sin(2x+).然后根据函数图象平移的公式加以计算,判断出A、B两项的正误;根据正弦函数的单调性判断出C、D两项的正误,即可得到本题的答案.
【解答】解:由题意得x=时,f(x)=7,
所以2×+φ=kπ(k∈Z),取k=2得φ=).
对于A,曲线y=sin3x向左平移,可得y=sin(2x+,
y=sin(8x+)与y=f(x)不是同一个函数;
对于B,y=cos3x向左平移,可得y=cos(2x+,
而y=cos(2x+)=sin[)]=sin(2x+),故B项不正确;
对于C,令+3kπ≤2x+≤,可得+kπ(k∈Z),
所以f(x)的单调递减区间为[+kπ,,
可知f(x)在区间上单调递减;
对于D,根据f(x)在区间)=﹣1,
可知f(x)在区间上先减后增.
故选:C.
【练习5】如图是函数y=sin(ωx+φ)的部分图象,则函数的解析式可为(  )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】观察图象,确定函数y=sin(ωx+φ)的周期,排除B;由图象可得当时,函数取最小值,求出φ,由此判断AC;结合诱导公式判断D.
【解答】解:观察图象可得函数y=sin(ωx+φ)的最小正周期为,
所以,故ω=7或ω=﹣2;
观察图象可得当时,函数取最小值,
当ω=2时,可得,
所以,k∈Z;
当ω=﹣2时,可得,
所以,k∈Z,,
故函数的解析式可能为,A正确;
,D错误.
故选:A.
【练习6】将函数的图象向右平移个单位长度后得到函数g(x),若函数g(x)在区间,则ω的最大值为(  )
A.6 B.5 C.3 D.2
【答案】B
【分析】根据“左加右减,上加下减”求出函数g(x)的解析式,再利用函数的单调性即可求出ω的最大值.
【解答】解:将函数的图象向右平移,
当时,.
因为g(x)在区间上单调递减,
所以,所以0<ω≤5.
故选:B.
【练习7】已知函数.给出下列结论:
①f(x)的最小正周期为π;
②f(x)在上单调递增;
③把函数y=sin2x的图象上所有点向左平移个单位长度,可得到函数y=f(x)
其中所有正确结论的序号是(  )
A.① B.①② C.②③ D.①②③
【答案】B
【分析】由已知结合正弦函数的周期公式可判断①,直接代入区间即可判断②,结合函数图象的平移可判断③.
【解答】解:因为,
①由周期公式可得,f(x)的最小正周期;
②由x∈,则3x+,] [﹣,];
③根据函数图象的平移法则可得,函数y=sin8x的图象上的所有点向左平移,得到.
故选:B.
【练习8】(多选)已知函数f(x)=sin(3x+φ)(﹣<φ<)的图象关于直线x=,则(  )
A.函数f(x+)为奇函数
B.函数f(x)在[,]上单调递增
C.若|f(x1)﹣f(x2)|=2,则|x1﹣x2|的最小值为
D.函数f(x)的图象向右平移个单位长度得到函数y=﹣cos3x的图象
【答案】AC
【分析】使用代入法先求出φ的值,得函数解析式;再根据三角函数的性质逐一判断.
【解答】解:∵函数f(x)=sin(3x+φ)(﹣<φ<对称+φ=,k∈Z;
∵﹣<φ<;∴f(x)=sin(3x﹣);
对于A,函数f(x+)﹣,根据正弦函数的奇偶性)是奇函数.
对于B,由于x∈[,]∈[5,])在[,,故B错误;
对于C,因为f(x)max=1,f(x)min=﹣5又因为|f(x1)﹣f(x2)|=2,f(x)=sin(3x﹣,所以则|x1﹣x4|的最小值为,C正确;
对于D,函数f(x)的图象向右平移)=sin[3(x﹣]=﹣sin3x.
故选:AC.
【练习9】(多选)函数f(x)=3sin(ωx+φ)(ω>0,0<φ<π)的部分图象如图所示,则(  )
A.
B.f(x)图象的一条对称轴是直线
C.f(x)图象的一个对称中心是点
D.函数是偶函数
【答案】BD
【分析】由函数的部分图象列方程,可得ω,φ的值,即求出函数的解析式,由三角函数的性质分别判断出所给命题的真假.
【解答】解:由图知:,解得ω=2,
所以f(x)=3sin(2x+),
A中,可得A不正确;
B中,函数的对称轴方程为2x+=,k∈Z,
解得x=﹣+,k∈Z,
当k=﹣1时,x=﹣;
C中,令2x+,解得x=﹣+,
不论k为任何整数,(,0)都不成立;
D中,函数)+)=3cos2x,所以D正确.
故选:BD.
【练习10】(多选)已知函数,则(  )
A.f(x)的图象关于直线对称
B.为了得到函数的图象,可将f(x)的图象向右平移个单位长度
C.f(x)在上的值域为
D.f(x)两个相邻的零点之差的绝对值为π
【答案】AD
【分析】由x的值求出的值可判断A;通过函数的平移原则可判断B;直接根据正弦函数的性质可判断C;令解出x可判断D.
【解答】解:因为2×+=,所以f(x)=2sin(4x+对称.
由y=f(x﹣)=2sin[2(x﹣]+2=7sin(2x﹣)+2=g(x)知.
由0<x<,得<2x+<+2<2sin(4x+,选项C错误.
由f(x)=0,得,则,
即,所以f(x)两个相邻的零点之差的绝对值为π.
故选:AD.
【练习11】函数f(x)=Asin(ωx+φ)+b的图象如图(0)+f(1)+f(2)(2020)+f(2021)+f(2022)(2023)的值为  2024  .
【答案】2024.
【分析】根据图象可确定f(x)最小正周期T=4,由此可得S=506×[f(0)+f(1)+f(2)+f(3)],由此可求得结果.
【解答】解:由函数f(x)=Asin(ωx+φ)+b的图象可知:f(x)最小正周期T=4,
f(0)+f(1)+f(2)+f(3)=4,
∴S=f(0)+f(1)+f(2)+…+f(2020)+f(2021)+f(2022)+f(2023)
=506×[f(0)+f(1)+f(2)+f(3)]=506×4=2024.
故答案为:2024.
【练习12】已知函数f(x)=Acos(ωx+φ)(A>0,ω>0,0<φ<π)的部分图象如图所示.
(1)求f(x)的解析式;
(2)设.若关于x的不等式g2(x)﹣(3m+2)g(x)﹣m﹣23≤0恒成立,求m的取值范围.
【答案】(1)f(x)=2cos(2x+);
(2)m的取值范围是[﹣,1].
【分析】(1)由图求出A、T、ω和φ的值,即可写出f(x)的解析式;
(2)由(1)可得g(x)的解析式,设t=g(x),问题等价于h(t)≤0在[﹣3,5]上恒成立,列出不等式组求出m的取值范围.
【解答】解:(1)由图可知A=2,T=﹣=,
解得T=π,所以ω=,所以f(x)=6cos(2x+φ);
因为f(x)的图象过点(,2)+φ)=2,k∈Z;
因为0<φ<π,所以φ=,
所以f(x)=6cos(2x+);
(2)由(1)可得g(x)=7cos(2x+)+8﹣6x)+1
=2cos(5x+)+2)+1
=6sin(2x++)+1
=4cos7x+1;
设t=g(x),因为﹣1≤cos2x≤1;
又因为不等式g2(x)﹣(3m+2)g(x)﹣m﹣23≤0恒成立,
即h(t)=t2﹣(3m+2)t﹣m﹣23≤4在[﹣3,5]上恒成立,
则,即,
解得﹣≤m≤1,
所以m的取值范围是[﹣,1].
【练习13】∫如图为函数f(x)=2cos(ωx+φ)的部分图象,且,.
(1)求ω,φ的值;
(2)将f(x)的图象上所有点的横坐标扩大到原来的3倍(纵坐标不变),再向右平移,得到函数g(x)的图象(x)﹣a在区间的零点个数.
【答案】(1)ω=2,
(2)当a=﹣2或﹣1<a≤1时,y=g(x)﹣a有1个零点;
当﹣2<a≤﹣1时,y=g(x)﹣a有2个零点;
当a<﹣2或a>1时,y=g(x)﹣a有0个零点.
【分析】(1)由周期求出ω,根据求出φ;
(2)首先求出g(x)的解析式,函数y=g(x)﹣a在区间的零点个数即为函数g(x)的图象与直线y=a在上的交点个数,由x的取值范围,求出的取值范围,再结合余弦函数的图象即可得解.
【解答】解:(1)根据题意得,,故T=π,.
将代入,得,
又|φ|<,故.
(2)依题意,.
函数y=g(x)﹣a在区间的零点个数即为函数g(x)的图象与直线y=a在.
当时,,结合余弦函数图象可知,
当时,g(x)单调递减,当时,
且g(﹣π)=﹣1,,,
作出函数g(x)在上的大致图象如图所示.
观察可知,当a=﹣2或﹣2<a≤1时;
当﹣2<a≤﹣4时,y=g(x)﹣a有2个零点;
当a<﹣2或a>4时,y=g(x)﹣a有0个零点.
【练习14】已知函数f(x)=2cosxcos(x﹣)﹣x+sinxcosx+1.
(1)求f(x)的最小正周期和最大值;
(2)将f(x)的函数图象向左平移φ(φ>0)个单位后得到的函数g(x),求φ的最小值.
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)利用三角恒等变换花简f(x)的解析式,再利用正弦函数的周期性和最值,得出结论.
(2)利用函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换规律,求得g(x)的解析式,再利用三角函数的奇偶性,求 的最小值.
【解答】解:(1)由题意:
==,
由此可得:,f(x)max=2.
(2)由题意可知:,
因为g(x)为偶函数,所以,
∴,
又因为 >0,所以当k=0时.
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