第25讲 函数y=Asin(ωx+φ)及三角函数的应用--2027高考数学一轮复习学案(答案版)

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第25讲 函数y=Asin(ωx+φ)及三角函数的应用--2027高考数学一轮复习学案(答案版)

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第25讲 函数y=Asin(ωx+φ)及三角函数的应用
【课程标准】 1.结合具体实例,了解y=Asin(ωx+φ)(A≠0,ω≠0)的实际意义;能借助图象理解参数ω,φ,A的意义,了解参数的变化对函数图象的影响. 2.会用三角函数解决简单的实际问题,体会可以利用三角函数构建刻画事物周期变化的数学模型.
1.函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,x≥0)的有关概念
振幅 周期 频率 相位 初相
A T= f== ωx+φ φ
2.用“五点法”画y=Asin(ωx+φ)一个周期内的简图
要找五个关键点,如下表所示:
ωx+φ 0 π 2π
x - -+ -
y=Asin(ωx+φ) 0 A 0 -A 0
[微提醒] “五点法”作图中的五个关键点:(1)y=Asin(ωx+φ),两个最值点,三个零点.(2)y=Acos(ωx+φ),两个零点,三个最值点.
3.函数y=sin x的图象经变换得到y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的图象的两种途径
[微提醒] 无论哪种变换,每一个变换总是针对自变量x而言的,即图象变换要看“自变量x”发生多大变化,而不是看“角ωx+φ”的变化.
【常用结论】
1.函数y=Asin(ωx+φ)+k图象平移的规律:“左加右减,上加下减”.
2.函数y=Asin(ωx+φ)图象的对称轴由ωx+φ=kπ+,k∈Z确定;对称中心由ωx+φ=kπ,k∈Z确定其横坐标.
学生用书 第116页
【自测诊断】
1.(多选)下列结论错误的是(  )
A.函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A≠0)的最大值为A,最小值为-A
B.函数f(x)=sin 2x向右平移个单位长度后对应的函数g(x)=sin
C.把y=sin x的图象上各点的横坐标缩短为原来的,所得函数解析式为y=sinx
D.如果y=Acos(ωx+φ)的最小正周期为T,那么函数图象的相邻两个对称中心之间的距离为
答案:ABC
2.(链接人教A必修一P254T10)函数y=2sin(2x+)的振幅、频率和初相分别为(  )
A.2,, B.1,,
C.2,, D.1,,-
答案:A
解析:由振幅、频率和初相的定义可知,函数y=2sin(2x+)的振幅为2,频率为,初相为.故选A.
3.(链接人教A必修一P240T1)为了得到函数y=3sin(2x-)的图象,只需把函数y=3sin(x-)的图象上所有的点(  )
A.横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变
B.横坐标缩短到原来的,纵坐标不变
C.纵坐标伸长到原来的2倍,横坐标不变
D.纵坐标缩短到原来的,横坐标不变
答案:B
解析:将函数y=3sin(x-)图象上所有点的横坐标缩短到原来的,纵坐标不变,可得函数y=3sin(2x-)的图象.故选B.
4.(链接人教A必修一P241T4)函数f(x)=2sin(ωx+φ)(ω>0,0<φ<π)的部分图象如图所示,则ω=    .
答案:4
解析:由题图可知=π-=,所以周期T=,所以=,即ω=4.
考点一 函数y=Asin(ωx+φ)的图象及变换 师生共研
已知函数f(x)=2sin.
(1)作出函数f(x)在[0,π]上的图象;
(2)函数y=f(x)的图象可由函数y=sin x的图象经过怎样的变换得到?
解:(1)因为x∈[0,π],所以2x+∈.
列表如下:
2x+ π 2π
x 0 π
f(x) 1 2 0 -2 0 1
描点、连线得图象:
(2)将y=sin x图象上的所有点向左平移个单位长度,得到函数y=sin的图象;
再将y=sin(纵坐标不变),得到函数y=sin(2x+)的图象;再将y=sin图象上所有点的纵坐标伸长到原来的2倍(横坐标不变),得到f(x)=2sin的图象.
函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的图象的两种作法 五点法设z=ωx+φ,由z取0,,π,,2π来求出相应的x,通过列表,计算得出五点坐标,描点连线后得出图象图象变 换法由函数y=sin x的图象通过变换得到y=Asin(ωx+φ)的图象,有两种主要途径:“先平移后伸缩”与“先伸缩后平移”
对点练1.(2025·浙江绍兴二模)将函数y=sin 2x的图象向左平移φ个单位后得到函数y=cos 2x的图象,则φ可以是(  )
A. B.
C. D.π
答案:A
解析:因为y=cos 2x=sin,将函数y=sin 2x的图象向左平移φ个单位后得到函数y=sin 2=sin,所以sin=sin,则+2kπ=2φ,k∈Z,所以φ=+kπ,k∈Z,当k=0时,φ=,k=1时,φ=.故选A.
对点练2.把函数y=f(x)图象上所有点的横坐标缩短到原来的倍,纵坐标不变,再把所得曲线向右平移个单位长度,得到函数y=sin(x-)的图象,则f(x)=(  )
学生用书 第117页
A.sin(-) B.sin(+)
C.sin(2x-) D.sin(2x+)
答案:B
解析:依题意,将y=sin(x-) 的图象向左平移 个单位长度,再将所得曲线上所有点的横坐标扩大到原来的2倍,纵坐标不变,即可得到f(x)的图象,所以y=sin(x-)y=sin(x+)的图象
f(x)=sin(+)的图象.故选B.
考点二 由图象确定y=Asin(ωx+φ)的解析式 师生共研
(双空题)(1)已知函数f=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的部分图象如图所示,则f(x)=       ,f=    .
(2)已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)+B(A>0,ω>0,0<φ<π)的部分图象如图所示,且f(x)的图象关于点(,2)中心对称,则f(x)=       ,f=    .
(3)(2023·新课标Ⅱ卷改编)已知函数f(x)=sin(ωx+φ),如图,A,B是直线y=与曲线y=f(x)的两个交点,若|AB|=,则f(x)=       ,f(π)=    .
答案:(1)2sin  - (2) 2sin(2x+)+2  4 (3)sin(4x-) -
解析:(1)由图易知A=2,函数的最小正周期T满足=-=,得到T=π.又ω>0,所以=π,解得ω=2.又函数图象经过点,则有2×+φ=+2kπ,k∈Z,解得φ=-+2kπ,k∈Z,
所以f=2sin,则f=2sin(2 027π-)=-.
(2)由题图可知,A=B=2.又因为f,所以f=2sin φ+2=3,解得sin φ=.又因为0<φ<π,且f上单调递减,所以φ=,所以f=2sin+2.根据五点作图法可知,×ω+=π,解得ω=2,所以f=2sin+2,f=f=2sin(2×+)+2=2sin +2=4.
(3)设A(x1,),B(x2,),由|AB|=可得x2-x1=.由sin x=可知,x=+2kπ或x=+2kπ,k∈Z,由题图可知,ωx2+φ-(ωx1+φ)=π-=,即ω(x2-x1)=,所以ω=4.因为f()=sin(+φ)=0,所以+φ=kπ,即φ=-+kπ,k∈Z,所以f(x)=sin(4x-+kπ)=sin(4x-+kπ),所以f(x)=sin(4x-)或f(x)=-sin(4x-).又因为f(0)<0,所以f(x)=sin(4x-),所以f(π)=sin(4π- )= - .
确定y=Asin(ωx+φ)+b(A>0,ω>0)的步骤和方法
1.求A,b.确定函数的最大值M和最小值m,则A=,b=.
2.求ω.确定函数的最小正周期T,则ω=.
3.求φ常用的方法
(1)代入法:把图象上的一个已知点的坐标代入(此时A,ω,b已知)或代入图象与直线y=b的交点的坐标求解(此时要注意交点在上升区间上还是在下降区间上).
(2)五点法:确定φ值时,往往以寻找“五点法”中的特殊点作为突破口.像“最大值点”(即图象的“峰点”):ωx+φ=+2kπ;“最小值点”(即图象的“谷点”):ωx+φ=+2kπ.
对点练3.如图所示为函数f(x)=2sin(ωx+φ)(ω>0,≤φ≤π)的部分图象,其中|AB|=5,则此函数的解析式为        .
答案:y=2sin
解析:由函数f(x)=2sin(ωx+φ)的部分图象,设A(x1,2),B(x2,-2),其中x1<x2,因为|AB|=5,可得 =5,解得x2-x1=3,即T=3,所以T=6,可得ω==,所以f(x)=2sin(x+φ).又由f(0)=2sin φ=1,可得sin φ=.因为≤φ≤π,所以φ=.所以函数f(x)的解析式为f(x)=2sin.
【教师备选】 已知函数f=Msin(ωx+φ)的部分图象如图所示,其中A,B,若将f的图象向右平移个单位长度后关于y轴对称,则M=(  )
A.2 B.3
C.4 D.2
答案:D
解析:设f的最小正周期为T,依题意得=-0=,则T=,所以ω==3.因为将f个单位长度后关于y轴对称,则f=Msin,可得-+φ=+kπ,则φ=+kπ,所以f(x)=Msin(3x++kπ)(k∈Z),即f(x)=Msin(3x+)或f(x)=-Msin(3x+),又f(0)<0,故f(x)=-Msin,将A代入可得M=2.故选D.
考点三 三角函数图象与性质的综合应用多维探究
角度1 图象与性质的综合问题
(多选)函数f=Asin(ωx+φ)(ω>0,<)的部分图象如图所示,f的图象与y轴交于M点,与x轴交于C点,点N在f图象上,点M,N关于点C对称,下列说法正确的是(  )
A.函数f的最小正周期是π
B.函数f的图象关于点对称
C.函数f在单调递增
D.函数f的图象向右平移个单位长度后,得到函数g的图象,则g为奇函数
答案:ABD
解析:对于A,由点M,N关于点C对称,则T=-+0-=π,故A正确;对于B,==2.又ω>0,则ω=2,2·+φ=2kπ,则φ=2kπ+.又<,则φ=,故f=Asin,当x=时,2x+=+=2π,故函数f对称,故B正确;对于C,当x∈时,2x+∈,又y=sin x在上不单调,故f上不单调递增,故C错误;对于D,g=Asin=Asin 2x,定义域为R,且g=Asin=-Asin 2x=-g,故g为奇函数,故D正确.故选ABD.
角度2 三角函数的零点(方程根、交点)问题(高考超重点)
(1)(2024·新课标Ⅰ卷)当x∈[0,2π]时,曲线y=sin x与y=2sin(3x-)的交点个数为(  )
A.3 B.4
C.6 D.8
【溯源教材13】
溯源 (人教A必修一P237例1)画出函数y=2sin 的简图.
透视 高考题与教材例题非常类似,教材中通过函数y=sin x的图象的变换得到函数y=2sin(3x-)的图象,在同一坐标系中由两个函数的图象便可得到交点的个数,高考题是教材例题的改编,也是教材例题的升华
学生用书 第118页
预测 函数f(x)=sin x+cos 2x在区间(0,3π)上的零点个数为(  ) A.3      B.4    C.5      D.6 答案:B 解析:函数f(x)=sin x+1-2sin2x,由f(x)=0,得sin x=1或sin x=-,当x∈(0,3π)时,x∈,因此函数f(x)在(0,3π)上的零点个数为4.故选B.
(2)已知关于x的方程2sin2x-sin 2x+m-1=0在(,π)上有两个不同的实数根,则实数m的取值范围是    .
答案:(1)C (2)(-2,-1)
解析:(1)因为函数y=2sin的最小正周期T=,所以函数y=2sin在[0,2π]上的图象恰好是三个周期的图象,所以作出函数y=2sin(3x-)与y=sin x在[0,2π]上的图象如图所示.
由图可知,这两个图象共有6个交点.故选C.
(2)方程2sin2x-sin 2x+m-1=0可转化为m=1-2sin2x+sin 2x=cos 2x+sin 2x=2sin(2x+),x∈(,π).设2x+=t,则t∈(,),所以题目条件可转化为=sin t,t∈(,)有两个不同的实数根.即为y=和y=sin t,t∈(,)的图象有两个不同交点,如图所示,观察图象知,的取值范围是(-1,-),故实数m的取值范围是(-2,-1).
角度3 三角函数的实际应用
已知摩天轮的半径为60 m,其中心距离地面70 m,摩天轮做匀速转动,每30 min转一圈,摩天轮上点P的起始位置在最低点处.则在时刻t(min)时,点P离地面的高度h为(  )
A.60sin πt+70
B.60sin(πt-π)+70
C.60sin(πt+π)+70
D.60cos(πt-π)+70
答案:B
解析:点P的初始位置在最低点,设点P从最低点沿逆时针方向匀速转动,OP在t min内所转过的角度为·t=t,则以Ox为始边,OP为终边的角为πt-π,因此点P的纵坐标y=60sin(πt-π),所以点P离地面的高度h=70+y=60sin(πt-π)+70.故选B.
1.解决三角函数图象与性质的综合问题的关键
首先正确的将已知条件转化为三角函数解析式和图象,然后再根据数形结合思想研究函数的性质(单调性、奇偶性、对称性、周期性).
2.巧用图象解决三角函数中的零点(方程根)问题
解决三角函数中的零点(方程根)问题的关键是根据条件作出对应函数的图象,然后再将方程根的问题转化为图象的交点问题,利用数形结合思想解决.
3.三角函数模型的实际应用类型及解题关键
(1)已知函数解析式,利用三角函数的有关性质解决问题,其关键是准确理解自变量的意义及函数的对应关系.
(2)函数解析式未知时,需把实际问题抽象转化成数学问题,建立三角函数模型,再利用三角函数的有关知识解决问题,其关键是建模.
对点练4.(多选)(2025·山东威海模拟)函数f(x)=Asin(ωx+φ)的部分图象如图所示,则(  )
A.y=f(x)的图象关于直线x=对称
B.f(x)在上的值域为[-2,2]
C.f(x)在上单调递增
D.y=f的图象关于原点对称
答案:AD
解析:由图象可知A=2,=,得T=π,所以ω=2,即f(x)=2sin(2x+φ).再由五点作图法可得2×+φ=,得φ=,所以f(x)=2sin(2x+).对于A,当x=时,f(x)=2sin(2×+)=2,故y=f(x)的图象关于直线x=对称,故A正确;对于B,当x∈时,2x+∈,则2sin(2x+)∈,故B错误;对于C,当x∈时,2x+∈,正弦函数在不单调,故C错误;对于D,y=f=2sin(2x++)=-2sin 2x,易知是奇函数,故D正确.故选AD.
对点练5.时钟花原产于南美洲热带,我国云南部分地区有引进栽培.时钟花的花开花谢非常有规律,其开花时间与气温密切相关,开花时所需气温约为20 ℃,气温上升到约30 ℃开始闭合,在花期内,时钟花每天开闭一次.某景区种有时钟花,该景区6时~16时的气温y随时间x(时)的变化趋势近似满足函数y=10sin+25,则在6时~16时中,赏花的最佳时段大致为(  )
A.7.3时~11.3时 B.8.7时~11.3时
C.7.3时~12.7时 D.8.7时~12.7时
答案:B
解析:当x∈时,x-∈,由y=10sin+25=20,得sin=-,所以x-=-,x=≈8.7(时).由y=10sin+25=30,得sin=,所以x-=,x=≈11.3(时).故在6时~16时中,赏花的最佳时段约为8.7时~11.3时.故选B.
对点练6.已知函数f(x)=sin,若函数g(x)=f(x)-a(a∈R)在x∈上恰有三个零点x1,x2,x3(x1<x2<x3),则x3-x1的值为    .
答案:π
解析:因为当x∈时,2x+∈,且函数g(x)=f(x)-a(a∈R)在x∈上恰有三个零点x1,x2,x3(x1<x2<x3),所以(2x1++2x2+)=,(2x2++2x3+)=,两式相减得x3-x1=π.
课时分层测评37 函数y=Asin(ωx+φ)及三角函数的应用
(时间:60分钟 满分:85分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
(1—8题,每小题5分,共40分)
1.函数y=sin在区间上的简图是(  )
答案:A
解析:令x=0得y=sin=-,排除B,D项;由f=0,f=0,排除C项.故选A.
2.(2025·山东济宁一模)将函数y=2cos的图象向右平移个周期后,所得图象对应的函数为(  )
A.y=2cos B.y=2cos
C.y=2cos D.y=-2cos
答案:D
解析:函数周期T==π,所以函数y=2cos(2x-)的图象向右平移个周期可得y=2cos[2(x-)-]=2cos(2x-π)=-2cos[π-(2x-π)]=-2cos=-2cos.故选D.
【教师备选】 要得到函数y=cos 2x的图象,只需将函数y=sin(2x+)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:C
解析:y=cos 2x=sin(2x+)=sin[2(x+)],y=sin(2x+)=sin[2(x+)],所以y=sin(2x+)的图象向左平移个单位长度可得到函数y=cos 2x的图象.故选C.
3.已知函数f=sin(ωx+φ)的部分图象如图所示,将f的图象向左平移个单位长度得到函数g的图象,则g=(  )
A. B.
C.1 D.0
答案:B
解析:由图知T=-= T=π,则=π ω=2.由f=sin=1,则+φ=+2kπ,k∈Z,可得φ=+2kπ,k∈Z.又<,则φ=,故f=sin,由题意g(x)=f=sin,故g=sin(2×+)=sin=.故选B.
4.如图,函数y=tan的部分图象与坐标轴分别交于点D,E,F,则△DEF的面积为(  )
A. B.
C.π D.2π
答案:A
解析:在y=tan中,令x=0,可得y=1,所以D(0,1);令y=0,解得x=-(k∈Z),故E,F.所以△DEF的面积为××1=.故选A.
5.(多选)已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<)的部分图象如图所示,且图中阴影部分的面积为4π,则下列选项中正确的有(  )
A.f(x)=2sin(x+)
B.f(x)=2sin(2x+)
C.直线x=是曲线y=f(x)的一条对称轴
D.函数f(x-)是奇函数
答案:BC
解析:设函数f(x)=Asin(ωx+φ)的最小正周期为T,由题图可知A=2,4T=4π,则T=π,由T==π,得ω=2.由题图得f(0)=1,所以2sin φ=1,即sin φ=,又-<φ<,所以φ=,所以f(x)=2sin(2x+),故A错误,B正确;因为f()=2sin(+)=2sin=2,为f(x)的最大值,所以直线x=是曲线y=f(x)的一条对称轴,C正确;f(x-)=2sin[2(x-)+]=2sin(2x-),该函数图象不关于原点对称,D错误.故选BC.
6.(多选)已知函数f=2sin,函数y=g(x)的图象由y=f(x)的图象向左平移个单位得到,则(  )
A.f(x)与g(x)在上有相同的单调性
B.g(x)的图象关于直线x=+对称
C.设h=,则h(x)的一个对称中心为
D.当x∈[0,2π]时,y=f与g的图象有6个交点
答案:ACD
解析:y=f(x)的图象向左平移个单位可以得到g=2sin=2sin(2x++)=2cos,对于A,当x∈时,2x+∈[,π],f(x)与g(x)在上均是单调递减的,故A正确;对于B,由g=2cos可知,令2x+=kπ,解得x=-+,因此可得g(x)的图象关于直线x=-+对称,故B错误;对于C,易知h===tan,令2x+=π,解得x=-+,则h(x)的对称中心为,当k=1时,对称中心为(,0),故C正确;对于D,当x∈[0,2π]时,g(-)=2cos 3x.又f()=-,画出函数g的图象如图所示.结合图象可知,y=f与g(-)的图象有6个交点,故D正确.故选ACD.
7.若函数f(x)=tan ωx(ω>0)的图象的相邻两支截直线y=2所得线段长为,则f=    .
答案:
解析:由题意可知该函数的周期为,所以=,ω=2,f(x)=tan 2x.所以f=tan=.
8.(2025·北京海淀区二模改编)已知函数y=sin(ωx+φ)的部分图象如图所示.若A,B,C,D四点在同一个圆上,则ω=    .
答案:
解析:连接BC交x轴于E,
由于A,B,C,D四点在同一个圆上,且A,D和B,C均关于点E对称,故E为圆心,故=,=T=·=,==,故=,解得ω=.
9.(10分)把函数f(x)=2sin x的图象向左平移φ个单位长度,得到函数y=g(x)的图象,函数y=g(x)的图象关于直线x=对称,记函数h(x)=f(x)g(x).
(1)求函数y=h(x)的最小正周期和单调递增区间;
(2)画出函数y=h(x)在区间上的大致图象.
解:(1)由题意知g(x)=2sin(x+φ),
根据函数y=g(x)的图象关于直线x=对称,得+φ=+kπ(k∈Z),即φ=+kπ(k∈Z).
又0<φ<,所以φ=,则g(x)=2sin,
则h(x)=f(x)g(x)=4sin xsin
=4sin x(sin x+cos x)
=2sin2x+2sin xcos x
=1-cos 2x+sin 2x=2sin+1,
则函数y=h(x)的最小正周期T==π.
令-+2kπ≤2x-≤+2kπ(k∈Z),
得-+kπ≤x≤+kπ(k∈Z),
故函数y=h(x)的单调递增区间是[-+kπ,+kπ](k∈Z).
(2)列表如下:
x - - -
2x- - -π - 0
sin 0 -1 0 1
h(x) 2 1 -1 1 3 2
故y=h(x)在区间上的大致图象如图所示.
(10、11题,每小题5分,共10分)
10.(2025·浙江稽阳联谊学校二模)已知函数f=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,<)的部分图象如图所示,y=f的图象与y轴交于点C,D,B,且·=0,则f=(  )
A. B. 4
C. 2 D. 4
答案:A
解析:由已知图象可知=5-2=3,则T=12,所以ω==,所以f=Asin.由f=Asin=0,得+φ=2kπ+π,k∈Z,即φ=+2kπ,k∈Z.因为<,所以φ=,则f=Asin.又f=Asin =,则C.又=,=,·=-10+=0,解得A=2(负根舍去),所以f=2sin,所以f=.故选A.
11.(多选)函数f(x)=2sin(ωx+φ)的部分图象如图所示,则(  )
A.ω=2,φ=
B.不等式f>1的解集为(k∈Z)
C.为f的一个零点
D.若A,B,C为△ABC内角,且f=f,则A=B或C=
答案:BCD
解析:对于A,由图象可知f(0)=-1,代入得2sin φ=-1,即sin φ=-.又|φ|<,所以φ=-.又f()=2,代入得2sin(ω-)=2,即sin(ω-)=1,ω-=+2kπ(k∈Z),解得ω=2+6k(k∈Z),由图象可知×2<T<×4,解得<ω<3,所以ω=2,故A错误;对于B,由f(x)=2sin(2x-)>1,得sin(2x-)>,由正弦曲线得+2kπ<2x-<+2kπ,所以x∈(+kπ,+kπ)(k∈Z),故B正确;对于C,因为f()=2sin(2×-)=2sin π=0,所以是f(x)的一个零点,故C正确;对于D,因为A,B,C是三角形的内角,且2sin(2A-)=2sin(2B-),所以2A-=2B-,或(2A-)+(2B-)=π,即A=B,或A+B=,因此A=B,或C=π-(A+B)=,故D正确.故选BCD.
12.(15分)已知函数f(x)=Asin(ωx+φ),其中A>0,ω>0,0<φ<π,函数f(x)图象上相邻的两个对称中心之间的距离为,且在x=处取到最小值-2.
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)若将函数f(x)图象上所有点的横坐标先伸长到原来的2倍(纵坐标不变),再向左平移个单位长度,得到函数g(x)的图象,求函数g(x)的单调递增区间;
(3)若关于x的方程g(x)=m+2在x∈上有两个不同的实根,求实数m的取值范围.
解:(1)由题意知,函数f(x)的最小正周期为2×=,解得ω=4,所以f(x)=Asin(4x+φ).
又函数f(x)在x=处取到最小值-2,所以A=2,且f=-2,即+φ=2kπ+,k∈Z.
令k=0可得φ=,所以f(x)=2sin.
(2)将函数f(x)=2sin图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),得y=2sin,
再向左平移个单位长度可得g(x)=2sin[2(x+)+]=2cos 2x.
令-π+2kπ≤2x≤2kπ,k∈Z,解得-+kπ≤x≤kπ,k∈Z,
所以函数g(x)的单调递增区间是(k∈Z).
(3)函数g(x)=2cos 2x,x∈的图象如图所示,
因为方程g(x)=m+2在x∈上有两个不同的实根,
所以由图可知-2<m+2≤或m+2=2,
解得-4<m≤-2或m=0.
所以实数m的取值范围是(-4,-2]∪{0}.
(每小题5分,共10分)
13.(2025·广东广州一模)已知ω>0,曲线y=cos ωx与y=cos(ωx-)相邻的三个交点构成一个直角三角形,则ω=(  )
A.π B.π\
C.π D.π
答案:A
解析:由cos ωx=cos(ωx-)得cos ωx=cos ωx+sin ωx,即cos ωx=sin ωx,即tan ωx=,则ωx=+kπ,即x=+,k∈Z,即相邻两个交点的横坐标之差为=,则由题意知,直角三角形为等腰直角三角形,则斜边为,斜边上的高为2|cos ωx|=,则=,得ω=π.故选A.
14.(2025·山东泰安一模)已知函数f=2sin(ωx+)cos ωx-的最小正周期为π,f在上的图象与直线y=a交于点A,B,与直线y=a交于点C,D,且=2,则a=    .
答案:
解析:因为f=2sin(ωx+)cos ωx-=2(sin ωx·+cos ωx·)cos ωx-=sin ωxcos ωx+cos2ωx-=sin 2ωx+cos 2ωx=sin.又函数最小正周期为π,且ω>0,所以=π ω=1.所以f=sin.当x∈时,2x+∈,所以sin(2x+)∈.作函数f=sin,x∈(-,)的草图如图.函数f图象关于直线x=对称.设=2t,则B,D,0<t<,所以sin=sin[2(+2t)+] cos 2t=cos 4t cos 2t= 2cos22t-cos 2t-=0,解得cos 2t=或cos 2t=-(舍去).所以a=sin=cos 4t=2cos22t-1=2×-1=.
学生用书 第119页
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