珙县中学校2022-2023学年高一下学期3月月考数学试题
满分:150分 考试时间:120分钟
单项选题(本大题共8小题,每小题5分,共40分)
1.下列各角中,与26°角终边相同的角为( )
A.206° B.﹣334° C.116° D.﹣154°
2.sin=( )
A. B. C. D.
3.已知角α的顶点为坐标原点,始边与x轴的非负半轴重合,终边经过点P(﹣4,3),则cos2α=( )
A. B. C. D.
4.已知A,B,C分别是△ABC的内角,tanA=,cosB=,则C的值是( )
A. B. C. D.
5.在下列四个函数中,以π为最小正周期,且在(0,)上单调递减的函数是( )
A.f(x)=|sin x| B.f(x)=cos x C.f(x)=|cos x| D.f(x)=tan x
6.已知,则cos(α ﹣30°)的值为( )
A. B. C. D.
7.已知函数满足,若f(x)在[0,a]至少有两个零点,则实数a的最小值为( )
A. B.2π C. D.3π
8.水车在古代是进行灌溉引水的工具,是人类的一项古老发明,也是人类利用自然和改造自然的象征.如图8,是一个半径为R的水车,一个水斗从点出发,沿圆周按逆时针方向匀速旋转,且旋转一周用时60秒.经过t秒后,水斗旋转到P点,设点P的坐标为(x,y),其纵坐标满足,.则下列叙述正确的是( )
A. B.当t∈[0,30]时,函数y=f(t)单调递增
C.当t∈[0,30]时,点P到x轴的距离的最大值为 D.当t=50时,|PA|=2
二、多项选题(本大题共4小题,每小题5分,全部选对得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分)
9.下列结论正确的是( )
A.是第三象限角
B.若圆心角为的扇形的弧长为π,则该扇形的面积为π
C.若角α的终边上有一点P(﹣3m,4m)(m≠0),则
D.若角α为锐角,则角2α为钝角
10.设θ的终边在第二象限,则 的值可能为( )
A.2 B.﹣2 C.﹣1 D.1
11.已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,﹣<φ<)的部分图象如图11所示,则( )
A.f(x)的最小正周期为π
B.当时,f(x)的值域为
C.为是偶函数
D.将f(x)的图象所有点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,得到的函数图象关于点对称
12.已知函数f(x)=3|sinx|+4|cosx|,则( )
A.π是f(x)的一个周期 B.f(x)的对称轴方程为x=kπ(k∈Z)
C.f(x)在上单调递减 D.f(x)的最小值是3
三.填空题(共4小题)
13.cos84°cos51°﹣sin84°sin51°= .
14.如图14,四边形ABCD由三个全等的正方形拼接而成,令 .
15.已知f(x)=sin(ωx+)(ω>0),f()=f()且f(x)在区间(,有最小值无最大值,则ω= .
16.已知函数,若存在互不相等的,使得f(x1)=f(x2)=f(x3),记x1+x2+x3的最大值为M,最小值为N,则M+N= .
四.解答题(共6小题70分)
17.(10分)已知cosα﹣2sin(π﹣α)=0.
(1)若α为第一象限角,求sinα,cos2α;
(2)求的值.
18.(12分)已知函数).
(1)利用“五点法”,完成如下表格,并画出函数f(x)在一个周期上的图象;
_____ _____ _____ _____ _____
x _____ _____ _____ _____ _____
f(x) _____ _____ _____ _____ _____
(2)若,求的值;
19.(12分)已知函数f(x)=3sin(ωx+φ)(0<ω<3,|φ|<),现有下列3个条件:
①相邻两个对称中心的距离是;;③f(﹣)=0.
(1)请选择其中两个条件,求出满足这两个条件的函数f(x)的解析式;
(2)将(1)中函数f(x)的图象向右平移个单位长度,再把横坐标缩小为原来的(纵坐标不变),得到函数g(x)的图象,请写出函数g(x)的解析式,并求其在[0,]上的值域.
20.(12分)已知函数.
(1)求函数f(x)的最小正周期;
(2)在△ABC中,若,求sinB+sinC的最大值.
21.(12分)已知函数,图象上任意两条相邻对称轴间的距离为.
(1)求函数的单调区间和对称中心.
(2)若关于x的方程2sin2x﹣mcosx﹣4=0在上有实数解,求实数m的取值范围.
22.(12分)已知函数g(x)=sinx,将g(x)的图象各点横坐标缩短到原来的,纵坐标伸长到原来的2倍,然后再将所得函数图象向左平移个单位后得到函数f(x)的图象.
(1)求f(x)的解析式;
(2)方程f(x)﹣2n+1=0在上有且只有两个解,求实数n的取值范围;
(3)实数m满足对任意x1∈[﹣1,1],都存在x2∈R,使得
成立,求m的取值范围.
珙县中学校2022-2023学年高一下学期3月月考数学参考答案
BACACACD
一.选择题(共8小题)
1.【考点】终边相同的角.
【分析】与26°角终边相同的角的集合为{α|α=26°+k 360°,k∈Z},依次代入选项,解出k是否为整数,即可求解.
【解答】解:与26°角终边相同的角的集合为{α|α=26°+k 360°,k∈Z},
令206°=26°+k 360°,k不为整数,不符合题意,故A错误;
令﹣334°=26°+k 360°,解得k=﹣1,故B正确;
令116°=26°+k 360°,k不为整数,不符合题意,故C错误;
令﹣154°=26°+k 360°,k不为整数,不符合题意,故D错误.
故选:B.
【点评】本题主要考查终边相同的交集,属于基础题.
2.【考点】运用诱导公式化简求值.版权所有
【分析】直接利用诱导公式以及特殊角的三角函数值即可求解结论.
【解答】解:sin=sin(π)=sin(506π﹣)=﹣sin=﹣,
故选:A.
【点评】本题考查运用诱导公式化简求值,属于基础题.
3.【考点】二倍角的三角函数;任意角的三角函数的定义.版权所有
【分析】由已知利用任意角的三角函数的定义可求cosα的值,进而利用二倍角的余弦公式即可求解cos2α的值.
【解答】解:因为角α的顶点为坐标原点,始边与x轴的非负半轴重合,终边经过点P(﹣4,3),
所以cosα==﹣,
则cos2α=2cos2α﹣1=2×(﹣)2﹣1=.
故选:C.
【点评】本题考查了任意角的三角函数的定义,二倍角的余弦公式在三角函数求值中的应用,考查了转化思想,属于基础题.
4.【考点】两角和与差的三角函数;同角三角函数间的基本关系.版权所有
【分析】由已知求出sinB的值,由此即可求出tanB的值,然后由tanC=tan(π﹣A﹣B)=﹣tan(A+B),根据正切函数的和角公式求出tanC的值,再根据C的范围以及正切函数的性质即可求解.
【解答】解:由已知可得sinB===,
所以tanB==,
则tanC=tan(π﹣A﹣B)=﹣tan(A+B)=﹣
=﹣=﹣1,
又C∈(0,π),则C=,
故选:A.
【点评】本题考查了正切函数的和角公式以及正余弦的平方关系,涉及到正切函数的性质,考查了学生的运算能力,属于基础题.
5.【考点】三角函数的周期性;正弦函数的单调性.版权所有
【分析】由题意利用三角函数的周期性和单调性,得出结论.
【解答】解:对于A,由于y=|sinx|以π为最小正周期,且在(0,)上单调递增,故A错误;
对于B,f(x)=cosx以2π为最小正周期,故B错误;
对于C,f(x)=|cosx|以π为最小正周期,
当x∈(0,)时,f(x)=|cosx|=cosx,在(0,)上单调递减,故C正确;
对于D,y=tanx在(0,)上单递递增,故D错误.
故选:C.
【点评】本题主要考查三角函数的周期性和单调性,属于基础题.
6.【考点】两角和与差的三角函数.版权所有
【分析】利用二倍角公式,可得cos(150°+α)的值,再由诱导公式,得解.
【解答】解:因为,
所以cos(150°+α)=2cos2(75°+)﹣1=2×﹣1=﹣,
所以cos(30°﹣α)=cos[180°﹣(150°+α)]=﹣cos(150°+α)=﹣(﹣)=.
故选:A.
【点评】本题考查三角函数的求值,熟练掌握二倍角公式,诱导公式是解题的关键,考查逻辑推理能力和运算能力,属于基础题.
7.【考点】余弦函数的图象.版权所有
【分析】根据条件求出函数的对称轴和解析式,利用函数的零点关系建立不等式进行求解即可.
【解答】解:∵,
∴函数关于x==对称,
即,k∈Z,
得φ=kπ﹣,
则当k=0时,φ=﹣,即f(x)=cos(x﹣),
当0≤x≤a时,0≤x≤a,﹣≤x﹣≤a﹣,
若此时f(x)至少有两个零点,则a﹣≥,得a≥,
即实数a的最小值为,
故选:C.
【点评】本题主要考查余弦函数的图像和性质,根据条件求出函数的对称轴和解析式是解决本题的关键,是中档题.
8.【考点】三角函数应用;由y=Asin(ωx+φ)的部分图象确定其解析式.版权所有
【分析】由点A坐标,可求得R.由题可知f(t)的最小正周期,据此可求得ω.根据三角函数的定义得y=f(t),再根据三角函数的性质,判断选项.
【解答】解:因为点,∴点A所对应的角为﹣,|OA|=2,
∵旋转一周用时60秒,∴角速度ω==,点P对应的角为t﹣,
∴y=f(t)=2sin(t﹣ ),∴φ=﹣,故A错误.
B选项,当t∈[0,30]时,水斗逆时针旋转了×2π=π,所以由A点逆时针旋转了点A关于原点O的对称点A′,
故f(t)先增后减,不单调,f(t)为点P的纵坐标最大为2,故B、C错误.
当t=50时,点P对应的角为,2sin=﹣,则点P为(﹣1,﹣)与点A关于y轴对称,||PA|=2,故D正确,
故选:D.
【点评】本题考查在实际问题中建立三角函数模型的问题,考查了三角函数解析式的确定,属于中档题.
二.多选题(共4小题)
9.【考点】任意角的三角函数的定义;命题的真假判断与应用;任意角的概念;象限角、轴线角;扇形面积公式.版权所有
【分析】由象限角的概念,扇形面积公式,及三角函数的概念判断选项正误.
【解答】解:选项A中,的终边在第三象限,是第三象限角,A正确;
选项B中,设半径为r,则,所以r=2,扇形面积,B正确;
选项C中,P到原点的距离为,当m>0时,,当m<0时,,C错误;
选项D中,α=30°是锐角,但2α=60°不是钝角,D错误.
故选:AB.
10.【分析】先求得的范围,由此进行分类讨论,结合二倍角公式、同角三角函数的基本关系式,化简求得所求表达式的值.
【解答】解:∵θ的终边在第二象限,
∴,k∈Z,
∴kπ+<<kπ+,k∈Z,
,
故当,k∈Z时,,;
当,k∈Z时,,.
故选:CD.
11.【考点】由y=Asin(ωx+φ)的部分图象确定其解析式;函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换.版权所有
【分析】先根据y=Asin(ωx+φ)中A,ω,φ的几何意义,求得f(x)的解析式,再结合正弦函数的图象与性质,函数图象的变换,逐一分析选项,即可.
【解答】解:由图可知,A=1,最小正周期T=4×(﹣)=π,即选项A正确;
由T=,知ω===2,
因为f()=1,所以sin(2×+φ)=1,所以+φ=2kπ+,k∈Z,即φ=2kπ+,k∈Z,
又﹣<φ<,所以φ=,f(x)=sin(2x+),
对于选项B,当时,2x+∈[﹣,],
所以sin(2x+)∈[﹣,1],即B错误;
对于选项C,f(x+)=sin[2(x+)+]=cos2x的图象,为偶函数,即C正确;
对于选项D,将函数f(x)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y=sin(x+)的图象,
因为当x=时,y=sin(+)=sinπ=0,即D正确.
故选:ACD.
【点评】本题考查三角函数的图象与性质,理解y=Asin(ωx+φ)中A,ω,φ的几何意义,熟练掌握正弦函数的图象与性质,函数图象的变换法则是解题的关键,考查逻辑推理能力和运算能力,属于中档题.
12.【考点】三角函数的最值;三角函数的周期性.版权所有
【分析】选项A,计算可得f(x+π)=f(x),即可判断;
选项B,由f(﹣x)=f(x),知f(x)为偶函数,即x=0是f(x)的一条对称轴,再计算可得f(﹣x)=f(+x),知x=也是f(x)的一条对称轴,进而推出f(x)的对称轴方程为x=(k∈Z);
选项C,由f(0)<f(),知f(x)在上不是单调递减;
选项D,结合三角函数的周期性与奇偶性,只需考虑x∈时,f(x)的最小值即可,再利用导数判断单调性,得解.
【解答】解:选项A,因为f(x+π)=3|sin(x+π)|+4|cos(x+π)|=3|﹣sinx|+4|﹣cosx|=3|sinx|+4|cosx|=f(x),
所以π是f(x)的一个周期,即A正确;
选项B,因为f(﹣x)=3|sin(﹣x)|+4|cos(﹣x)|=3|sinx|+4|cosx|=f(x),所以f(x)为偶函数,即x=0是f(x)的一条对称轴,
又f(﹣x)=3|sin(﹣x)|+4|cos(﹣x)|=3|cosx|+4|sinx|,f(+x)=3|sin(+x)|+4|cos(+x)|=3|cosx|+4|sinx|,
所以f(﹣x)=f(+x),即x=也是f(x)的一条对称轴,
综上,在一个周期内,f(x)有两条对称轴,且间距个单位长度,
所以f(x)的对称轴方程为x=(k∈Z),即B错误;
选项C,f(0)=3|sin0|+4|cos0|=4,f()=3|sin|+4|cos|=>4,所以f(x)在上不是单调递减,即C错误;
选项D,因为π是f(x)的一个周期,且f(x)为偶函数,所以只需考虑x∈时,f(x)的最小值即可,
当x∈时,sinx≥0,cosx≥0,所以f(x)=3sinx+4cosx,f'(x)=3cosx﹣4sinx,
令f'(x)=0,则3cosx=4sinx,即tanx=,记为tanx0=,
所以当x∈[0,x0]时,f'(x)>0,f(x)单调递增;当x∈(x0,]时,f'(x)<0,f(x)单调递减,
而f(0)=4,f()=3,所以当x∈时,f(x)min=3,即D正确.
故选:AD.
【点评】本题考查三角函数的图象与性质,熟练掌握三角函数的周期性,奇偶性,单调性,诱导公式等是解题的关键,考查逻辑推理能力和运算能力,属于中档题.
三.填空题(共4小题)
13.【考点】两角和与差的三角函数.版权所有
【分析】根据两角和的余弦公式求解即可.
【解答】解:.
故答案为:.
【点评】本题主要考查了两角和的余弦公式,属于基础题.
14.【考点】正切的定义以及两角差的正切公式.版权所有
故答案为:
15.【考点】三角函数的最值.版权所有
【分析】由题意利用正弦函数的图象特征可得当x=时,f(x)取得最小值,即ω +=2kπ+,k∈z,由此求得ω的值.
【解答】解:由f(x)=sin(ωx+)(ω>0),f()=f(),可得f(x)的图象关于直线x== 对称,
在区间(,有最小值无最大值,故当x=时,f(x)取得最小值,
故有ω +=2kπ+,k∈z,∴ω=12k+.
ω +>2kπ+,ω +<2kπ+,k∈z,
∴ω>24k+5,ω<,
∵,
∴ω=.
故答案为:.
【点评】本题考查函数y=Asin(ωx+φ)的图象与性质,求得ω +=2kπ+,k∈z,ω +>2kπ+,ω +<2kπ+,k∈z,是关键,也是难点,还考查理解与运算能力,属于中档题.
16.【考点】三角函数的最值.版权所有
【分析】根据题意可得当f(x)=时,x1+x2+x3取得最值,再数形结合,从而得M,N,从而得解.
【解答】解:对于f(x)=2sin(2x+),周期T=π,
区间[0,]长度为个周期,
因为f(x)关于x=对称,
f(0)=2sin=,f()=2sin(3)=﹣2sin=﹣,
所以当f(x)=时,x1+x2+x3取得最值,
作出f(x)的图象,如图所示:
当f(x)的图象与直线相交时,前三个交点的横坐标依次为x1,x2,x3,
此时取N=x1+x2+x3,
令,
解得x1=0,,x3=π,∴.
当f(x)的图象与直线相交时,交点横坐标依次为x1,x2,x3,
此时取M=x1+x2+x3,
令,
解得,,,
∴,
∴,
故答案为:.
【点评】本题考查三角函数的图像性质,数形结合思想,属中档题.
四.解答题(共6小题)
17.【考点】运用诱导公式化简求值;任意角的三角函数的定义.版权所有
【分析】(1)由题意利用任意角的三角函数的定义即可求解.
(2)利用诱导公式即可化简求解.
【解答】解:(1)由题意,r=|OP|=1,
三角函数的定义得,,.
(2)由(1)知,=.
【点评】本题考查了任意角的三角函数的定义,诱导公式在三角函数求值中的应用,考查了转化思想,属于基础题.
18.
19.【考点】函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换;由y=Asin(ωx+φ)的部分图象确定其解析式.版权所有
【分析】(1)选择①②:易知最小正周期T=π,从而得ω=2,再由f()=3,求得φ的值,即可;
选择①③:易知最小正周期T=π,从而得ω=2,再由f(﹣)=0,求得φ的值,即可;
选择②③:由f()=3,f(﹣)=0,推出T=π或π,再结合ω=与0<ω<3,求得ω=2,然后由f()=3,求出φ的值,得解;
(2)根据函数图象的变换法则,可得g(x)=3sin(3x﹣),再结合正弦函数的图象与性质,得解.
【解答】解:(1)选择①②:
因为相邻两个对称中心的距离是,所以最小正周期T=π,所以ω==2,
又f()=3,所以3sin(2 +φ)=3,
所以+φ=+2kπ,k∈Z,
因为|φ|<,所以φ=,
所以函数f(x)的解析式为f(x)=3sin(2x+);
选择①③:
因为相邻两个对称中心的距离是,所以最小正周期T=π,所以ω==2,
又f(﹣)=0,所以3sin[2 (﹣)+φ]=0,
所以﹣+φ=kπ,k∈Z,
因为|φ|<,所以φ=,
所以函数f(x)的解析式为f(x)=3sin(2x+);
选择②③:
因为f()=3,f(﹣)=0,
所以﹣(﹣)=或,即=或,
所以T=π或π,
所以ω==2或6,
又0<ω<3,所以ω=2,
因为f()=3,所以3sin(2 +φ)=3,
所以+φ=+2kπ,k∈Z,
因为|φ|<,所以φ=,
所以函数f(x)的解析式为f(x)=3sin(2x+);
(2)由题意知,g(x)=3sin(2 x﹣)=3sin(3x﹣),
由x∈[0,]知,3x﹣∈[﹣,],
所以sin(3x﹣)∈[﹣,1],
故g(x)在[0,]上的值域为[﹣,3].
【点评】本题考查三角函数的图象与性质,熟练掌握正弦函数的图象与性质,函数图象的变换法则是解题的关键,考查逻辑推理能力和运算能力,属于中档题.
20.【考点】两角和与差的三角函数;三角函数的周期性.版权所有
【分析】(1)利用三角函数恒等变换的应用化简函数解析式可得f(x)=sin(2x+),进而利用正弦函数的周期公式即可求解;
(2)由题意可得sin(A+)=1,可求范围A+∈(,),利用正弦函数的性质可得A的值,利用三角函数恒等变换的应用可求sinB+sinC=sin(B+),进而利用正弦函数的性质即可求解sinB+sinC的最大值.
【解答】解:(1)因为=(cosx+sinx)(cosx﹣sinx)+sinxcosx=cos2x+sin2x=sin(2x+),
所以函数f(x)的最小正周期T==π;
(2)因为在△ABC中,若=sin[2(﹣)+]=sin(A+)=1,
又A∈(0,π),可得A+∈(,),
所以A+=,可得A=,
所以sinB+sinC=sinB+sin(﹣B)=sinB+cosB=sin(B+),
因为0<B<,
所以<B+<,0<sin(B+)≤,
所以sinB+sinC的最大值为.
【点评】本题考查三角函数的恒等变换以及正弦函数的性质的应用,考查分析与推理能力,属于中档题.
20.【考点】两角和与差的三角函数;三角函数的周期性.版权所有
【分析】(1)利用三角函数恒等变换的应用化简函数解析式可得f(x)=sin(2x+),进而利用正弦函数的周期公式即可求解;
(2)由题意可得sin(A+)=1,可求范围A+∈(,),利用正弦函数的性质可得A的值,利用三角函数恒等变换的应用可求sinB+sinC=sin(B+),进而利用正弦函数的性质即可求解sinB+sinC的最大值.
【解答】解:(1)因为=(cosx+sinx)(cosx﹣sinx)+sinxcosx=cos2x+sin2x=sin(2x+),
所以函数f(x)的最小正周期T==π;
(2)因为在△ABC中,若=sin[2(﹣)+]=sin(A+)=1,
又A∈(0,π),可得A+∈(,),
所以A+=,可得A=,
所以sinB+sinC=sinB+sin(﹣B)=sinB+cosB=sin(B+),
因为0<B<,
所以<B+<,0<sin(B+)≤,
所以sinB+sinC的最大值为.
【点评】本题考查三角函数的恒等变换以及正弦函数的性质的应用,考查分析与推理能力,属于中档题.
22.【考点】函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换.版权所有
【分析】(1)函数g(x)=sinx,将F(x)的图象各点横坐标缩短到原来的,纵坐标伸长到原来的2倍,可得函数2sin2x的图象,再将所得函数2sin2x图象向左平移个单位后可得到函数f(x)=2sin(2x+);
(2)由题意方程f(x)﹣2n+1=0在上有且只有一个解,可转化为函数y=f(x)与函数y=2n﹣1在时只有一个交点.结合图象函数y=f(x)与函数y=2n﹣1只有一个交点求解即可;
(3)由题意可得实数m满足对任意x1∈[﹣1,1],都存在x2∈R,使成立,再换元成t2+mt﹣3<0在上恒成立,利用二次函数图像即可求解.
【解答】解:(1)已知函数g(x)=sinx,将F(x)的图象各点横坐标缩短到原来的,纵坐标伸长到原来的2倍,可得函数2sin2x的图象,
再将所得函数2sin2x图象向左平移个单位后可得到函数f(x)=2sin2(x+)=2sin(2x+).
∴f(x)的解析式;
(2)方程f(x)﹣2n+1=0在上有且只有两个解,
转化为函数y=f(x)与函数y=2n﹣1在时有两个交点.
y=f(x)在单调递增且取值范围是;
y=f(x)在单调递减且取值范围是;
结合图象可知,函数y=f(x)与函数y=2n﹣1只有一个交点,
那么,可得,
即实数n的取值范围为,);
(3)由(1)知f(x2)max=2.
实数m满足对任意x1∈[﹣1,1],都存在x2∈R,
使成立,
即成立,
令,设,
那么,
∵x1∈[﹣1,1],且t=为增函数,
∴t∈[﹣,],
可得t2+mt﹣3<0在上恒成立.
令h(t)=t2+mt﹣3,,则h(t)的最大值h(t)max<0,
h(t)的开口向上,,最大值h(t)max=max{h(﹣),h()},
所以,解得;综上可得,m的取值范围是.
【点评】本题考查三角函数中的恒等变换应用,考查y=Asin(ωx+φ)型函数的图象和性质,能成立和恒成立问题的求解,是中档题.