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高中数学
苏教版(2019)
必修 第一册
第7章 三角函数
本章复习与测试
第7章 三角函数 课时练(11份打包 含答案)高中数学 必修1(苏教版2019)
文档属性
名称
第7章 三角函数 课时练(11份打包 含答案)高中数学 必修1(苏教版2019)
格式
zip
文件大小
836.3KB
资源类型
教案
版本资源
苏教版(2019)
科目
数学
更新时间
2025-08-19 07:48:18
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文档简介
第30练 同角三角函数关系
考查要点:同角三角函数关系(平方关系、商数关系)及其应用
建议用时:40+2分钟
一、 单项选择题
1. (2024东台期末)已知x∈(0,π),则“cos x=”是“sin x=”的( )
A. 充分且不必要条件 B. 必要且不充分条件
C. 充要条件 D. 既不充分又不必要条件
2. (2024盐城五校联盟期末)已知sin α=,α∈,则tan α的值为( )
A. B. - C. D. -
3. 已知tan α=-,则sin 2α+2sin αcos α-3cos 2α的值是( )
A. -3 B. - C. 3 D. -
4. (2024睢宁高级中学月考)已知=,则的值为( )
A. B. - C. D. -
5. (2024苏州学业质量阳光指标调研)已知cos α-sin α=2sin αtan α,其中α为第一象限角,则tan α的值为( )
A. -1 B. C. 1 D. 2
6. (2024东台期末)已知角α的顶点为坐标原点,始边与x轴的非负半轴重合,终边上一点A(3,2cos α),则sin α的值为( )
A. B. - C. D. -
7. (2024盐城中学阶段质量检测)若+=-,则α不可能是( )
A. - B. C. D.
二、 多项选择题
8. (2024连云港高级中学月考)已知sin α-cos α=,且α为锐角,则下列选项中正确的是( )
A. sin αcos α= B. sin α+cos α= C. α∈ D. tan α=
9. (2024海安高级中学月考)若α是第二象限角,则下列各式中成立的是( )
A. tan α=- B. =sin α-cos α
C. cos α=- D.=sin α+cos α
三、 填空题
10. (2024泰州期末)已知tan α=-3,则=________.
11. 已知tan2α-sin2α=2,则tan2αsin2α的值为______.
12. (2024阜宁期末)若sin α=,cos α=,则tan α的值为________.
四、 解答题
13. (2024涟水一中月考)已知关于x的方程13x2-7x+m=0的两根为sin θ,cos θ,θ∈(0,π).求:
(1) +的值;
(2) m的值;
(3) tan θ的值.
第30练 同角三角函数关系
1. A 若cos x=,x∈(0,π),则sin x==,故充分性成立;若sinx=,x∈(0,π),则cos x=±=±,故必要性不成立,故“cosx=”是“sin x=”的充分且不必要条件.
2. B 因为sin α=,α∈,所以cos α=-=-,所以tanα==-.
3. A sin2α+2sinαcos α-3cos2α==,将tanα=-代入,得原式=-3.
4. A 由=,得cos x≠0,所以sin x≠±1,所以====.
5. B 等式cos α-sin α=2sin αtan α,两边同时除以cos α,得1-tan α=2tan2α,解得tanα=-1或tan α=.因为α为第一象限角,所以tan α>0,所以tan α=.
6. A 由角α的终边经过点A(3,2cos α),根据三角函数的定义,得cos α=,即4(cos2α)2+9cos2α-9=0,解得cos2α=或cos2α=-3(舍去),所以cosα=或cos α=-(舍去),所以sin α===.
7. B 显然+=+=+=,所以=-,所以sin α<0.对于A,因为-为第四象限角,所以sin α<0,故A可能;对于B,因为为第二象限角,所以sin α>0,故B不可能;对于C,因为为第三象限角,所以sin α<0,故C可能;对于D,因为为第四象限角,所以sin α<0,故D可能.
8. ABD 因为sin α-cos α=,所以2sin αcos α=,即sin αcos α=,所以(sin α+cos α)2=1+2sin αcos α=.因为α为锐角,所以sin α+cos α=,所以sin α=,cos α=,所以tan α=>1,所以α∈.故选ABD.
9. BC 对于A,由同角三角函数的基本关系式知,tan α=,故A错误;对于B,==|sin α-cos α|,因为α是第二象限角,所以sin α>0,cos α<0,所以原式=sin α-cos α,故B正确;对于C,因为α是第二象限角,所以sin α>0,cos α<0,所以cos α=-,故C正确;对于D,==|sin α+cos α|,但是α是第二象限角,sin α+cos α符号不确定,故D错误.故选BC.
10. 由题意,得===.
11. 2 因为tan2α-sin2α=2,所以tan2α-=tan2α-=2,化简,得tan4α-2tan2α-2=0,解得tan2α=+1(负值舍去),所以sin2α=tan2α-2=-1,所以tan2αsin2α=(+1)(-1)=2.
12.0或 由sin2α+cos2α=1及题意,得+==1,整理,得m2-2m-3=0,解得m=-1或m=3.当m=-1时,sinα=0,cos α=-1,tan α==0;当m=3时,sin α=,cos α=,tan α==.综上,tan α的值为0或.
13. (1) 由题意,得13x2-7x+m=0的两根为sin θ,cos θ,
所以sin θ+cos θ=,sin θcos θ=,
所以+==sin θ+cos θ=.
(2) 由题意及(1),得(sin θ+cos θ)2=sin2θ+cos2θ+2sinθcos θ=1+2sin θcos θ==,解得sin θcos θ=-,
所以sin θcos θ==-,解得m=-.
(3) 由题意及(1)(2),得sin θ+cos θ=,sin θcos θ=-.
因为θ∈(0,π),所以sin θ>0.
因为sin θcos θ=-<0,所以cos θ<0,
所以(sin θ-cos θ)2=1-2sin θcos θ=,
所以sin θ-cos θ=,
所以解得
所以tan θ==-.
应用同角三角函数关系解题时的常用技巧:1.弦切互化(如本练的T5,T10等);2.“1”的代换;3.和积转化(如本练的T3,T13等)第28练 弧 度 制
考查要点:弧度制的概念,角度制与弧度制的互化,弧长公式和扇形面积公式
建议用时:40+2分钟
一、 单项选择题
1. 对应的角度为( )
A. 75° B. 125° C. 135° D. 155°
2. -是( )
A. 第一象限角 B. 第二象限角
C. 第三象限角 D. 第四象限角
3. (2024苏州学业质量阳光指标调研)已知一个扇形的周长为40 cm,面积为100 cm2,则该扇形的圆心角的弧度数为( )
A. B. 1 C. D. 2
4. 已知扇形的圆心角为α,半径为r,弧长为l,面积为S,有下列四个命题:甲:α=,乙:r=1,丙:l=,丁:S=.若这四个命题中有且只有一个是假命题,则该假命题为( )
A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁
5. 《九章算术》是我国古代的数学巨著,其中《方田》章给出了计算弧田面积所用的经验公式为:弧田面积=×(弦×矢+矢2),弧田(如图中的阴影部分)是由圆弧和弦围成,公式中的“弦”指圆弧所对的弦长,“矢”等于半径长与圆心到弦的距离之差,现有圆心角为,矢为2的弧田,按照上述方法计算出其面积是( )
A. 4+2 B. + C. 8+2 D. 8+4
6. 达·芬奇的经典之作《蒙娜丽莎》举世闻名.如图,画中女子神秘的微笑,数百年来让无数观赏者入迷.某业余爱好者对《蒙娜丽莎》的缩小影像作品进行了粗略测绘,将画中女子的嘴唇近似看作一个圆弧,在嘴角A,C处作圆弧的切线,两条切线相交于点B,测得如下数据:AB=6 cm,BC=6 cm,AC=10.392 cm(其中≈0.866).根据测量得到的结果推算:将《蒙娜丽莎》中女子的嘴唇视作的圆弧对应的圆心角大约等于( )
A. B. C. D.
7. (2024镇江期末)“扇形窗下清风徐”.如图所示是一个扇子形窗,其所在的扇形半径为120 cm,圆心角为60°,窗子左右两边的边框长度都为60 cm,则该窗的面积约为(π取3.14)( )
A. 1 884 cm2 B. 3 768 cm2 C. 5 652 cm2 D. 7 536 cm2
二、 多项选择题
8. (2024连云港高级中学月考)下列给出的各角中,与-终边相同的角有( )
A. B. C. - D. -
9. (2024南京一中阶段检测)小夏同学在学习了《任意角和弧度制》后,对家里的扇形瓷器盘(图1)产生了浓厚的兴趣,并临摹出该瓷器盘的大致形状,如图2所示,在扇形OAB中,∠AOB=,OB=OA=2,则下列说法中正确的是( )
A. ∠AOB=30°
B. 的长为
C. 扇形OAB的周长为+4 图1 图2
D. 扇形OAB的面积为
三、 填空题
10. (2024淮安期末)已知扇形的周长为6 cm,圆心角为2 rad,则该扇形的面积是________cm2.
11. (2024涟水一中月考)已知扇形AOB的面积为,圆心角为135°,则该扇形的弧长为________.
12. 已知一扇形的圆心角α=,扇形所在圆的半径R=10,则这个扇形的弧长为________,该扇形中的弓形的面积为________.
四、 解答题
13. (2024连云港高级中学月考)已知一扇形的圆心角为α,半径为R,弧长为l.
(1) 若α=120°,R=10 cm,求扇形的弧长l;
(2) 已知扇形的周长为10 cm,面积是4 cm2,求扇形圆心角的大小;
(3) 若扇形周长为20 cm,当扇形的圆心角α为多少弧度时,这个扇形的面积最大?
第28练 弧 度 制
1. C 2. D
3. D 设扇形的弧长为l cm,半径为R cm,则l+2R=40且l·R=100,解得l=20,R=10,则该扇形的圆心角的弧度数为θ==2.
4. B S=r·l=×1×=≠,则乙、丙、丁有一个是假命题,故甲是真命题;l=α·r=×1=≠,则甲、乙、丙有一个假命题,故丁是真命题;S=αr2=××1=≠,则甲、乙、丁有一个假命题,故乙是假命题.
5. A 如图,因为∠AOB=,所以∠AOD=.因为CD=2,OD=OA=OC,所以OD=2,OA=4,AD==2,所以弧田的面积为×(4×2+4)=4+2.
6. A 设∠ABC=2θ,所以sin θ==0.866≈.由题意,得θ必为锐角,所以θ≈.设《蒙娜丽莎》中女子的嘴唇视作的圆弧对应的圆心角为α,则α=π-=.
7. C 由题意,得扇形的圆心角为,大扇形的半径为120 cm,小扇形的半径为60 cm,所以该窗的面积为××1202-××602=1 800π≈5 652(cm2).
8. ABD 对于A, 因为=2π-,故A正确;对于B,因为=6π-,故B正确;对于C,令-=2kπ-,解得k= Z,故C错误;对于D, 因为-=-4π-,故D正确.故选ABD.
9. BC ∠AOB==60°,故A错误;的长为αr=×2=,故B正确;扇形OAB的周长为+4,故C正确;面积为S=lr=××2=,故D错误.故选BC.
10. 设扇形的半径为R,则2R+2R=6,解得R=,所以该扇形的面积为×2×= (cm)2.
11. 设扇形的半径为R,弧长为l.由题意知,圆心角为,则l=R·,所以R=,所以S=lR=l·=,解得l=.
12. 50 设扇形的弧长为l,则l=α·R=×10=.由题意,得S弓=××10-×10×5=50.
13. (1) 由题意,得α=120°= rad,
所以弧长l=αR=×10=(cm).
(2) 由题意,得
解得(舍去)或
故扇形圆心角的大小为 rad.
(3) 由题意,得l+2R=20,
所以S=lR=(20-2R)R=10R-R2=-(R-5)2+25,
所以当R=5 cm时,S取得最大值25 cm2,此时l=10 cm,α=2 rad.
故所求扇形的圆心角α为2 rad.
1. 注意弧度制与角度制表示角时不能混用.如本练的T11等.
2. 用弧度制表示角时,后面的“弧度”(或“rad”)二字通常省略不写.如本练的T3等.第27练 任 意 角
考查要点:角的概念的推广,正角、负角和零角,终边相同的角,象限角、轴线角
建议用时:40+2分钟
一、 单项选择题
1. 小明从家步行到学校,一般需要10 min,则10 min钟表的分针走过的角度是( )
A. 30° B. -30° C. 60° D. -60°
2. (2024连云港高级中学月考)2 023°角所在的象限是( )
A. 第一象限 B. 第二象限 C. 第三象限 D. 第四象限
3. (2024宿迁期末)下列选项中,与角α=1 680°终边相同的角是( )
A. 120° B. -240° C. -120° D. 60°
4. 集合{α|k·180°+45°≤α≤k·180°+90°,k∈Z}中的角所表示的范围(阴影部分)是( )
A B C D
5. 若角α和β满足β=k·180°+α(k∈Z),则角α和β的终边的关系是( )
A. 重合 B. 在同一直线上
C. 关于x轴对称 D. 关于y轴对称
6. 如图,终边在阴影部分(含边界)的角的集合是( )
A. {α|-45°≤α≤120°}
B. {α|120°≤α≤315°}
C. {α|k·360°-45°≤α≤k·360°+120°,k∈Z}
D. {α|k·360°+120°≤α≤k·360°+315°,k∈Z}
7. (2024灌南高级中学月考)如果α是第三象限角,那么-是( )
A. 第一象限角 B. 第一或第二象限角
C. 第一或第三象限角 D. 第二或第四象限角
二、 多项选择题
8. (2024宿迁青华中学统测)下列说法中,正确的是( )
A. 锐角都是第一象限角
B. 第二象限角都比第三象限角小
C. 若角α与角β不相等,则两角的终边不同
D. 若角α与角β终边相同,则β=k·360°+α,k∈Z
9. 下列说法中,正确的是( )
A. 钝角大于锐角 B. 第二象限角为钝角
C. 小于90°的角一定为锐角 D. 角α与-α的终边关于x轴对称
三、 填空题
10. 将60°角按顺时针方向旋转270°,得到的角是________.
11. 如图,终边落在阴影区域内(含边界)的角的集合为____________.
12. 已知角α的终边与120°角的终边相同,则角α的取值集合是________,在[-360°,360°]内,与角的终边相同的角的集合是________.
四、 解答题
13. 在与530°角终边相同的角中,找出满足下列条件的角β.
(1) 最大的负角;
(2) 最小的正角;
(3) -720°≤β<-360°.
第27练 任 意 角
1. D 因为分针为顺时针旋转,所以10 min时间钟表的分针走过的角度是-=-60°.
2. C 2 023°=5×360°+223°,故2 023°角是第三象限角.
3. C 与角α=1 680°终边相同的角为β=1 680°+k·360°,k∈Z,当k=-5时,β=1 680°-360°×5=-120°, 故C正确,经检验,其他选项均不正确.
4. C 对k分奇数和偶数分别判断.
5. B 当k为偶数时,角α和β的终边相同;当k为奇数时,角α和β的终边关于坐标原点对称,所以角α和β的终边一定在同一直线上.
6. C 结合图象可得角α的范围是{α|-45°+k·360°≤α≤120°+k·360°,k∈Z}.
7. C 因为α是第三象限角,所以k·360°+180°<α<270°+k·360°,k∈Z,所以-135°-k·180°<-<-k·180°-90°,k∈Z.当k为偶数时,-在第三象限;当k为奇数时,-在第一象限,故选C.
8. AD 锐角都是第一象限角,故A正确;第二象限角不是都比第三象限角小,故B错误;角α与角β不相等,但两角的终边可能相同,故C错误;若角α与角β终边相同,则β=k·360°+α,k∈Z,故D正确.故选AD.
9. AD 对于A,钝角α的范围是90°<α<180°,锐角β的范围是0°<β<90°,α>β,故A正确;对于B,终边落在第二象限的角不一定是钝角,如510°的角的终边位于第二象限,但不是钝角,故B错误;对于C,小于90°的角不一定是锐角,如-30°的角小于90°,但不是锐角,故C错误;对于D,由角的定义可知,角α与-α的终边关于x轴对称,故D正确.故选AD.
10. -210°
11. {α|n·180°+45°≤α≤n·180°+60°,n∈Z} 终边在直线OM上的角的集合为{α|α=k·360°+45°,k∈Z}∪{α|α=k·360°+225°,k∈Z}={α|α=2k·180°+45°,k∈Z}∪{α|α=(2k+1)·180°+45°,k∈Z}={α|α=n·180°+45°,n∈Z},同理可得终边在直线ON上的角的集合为{α|α=n·180°+60°,n∈Z},所以终边在阴影区域内(含边界)的角的集合为{α|n·180°+45°≤α≤n·180°+60°,n∈Z}.
12. {α|α=k·360°+120°,k∈Z} {-300°,-120°,60°,240°} 因为角α的终边与120°角的终边相同,所以α=k·360°+120°,k∈Z,则=k·180°+60°,k∈Z.设与角的终边相同的角为β,又β∈[-360°,360°],所以当k=-2,-1,0,1时,则β∈{-300°,-120°,60°,240°}.
13. (1) 与530°角终边相同的角为k·360°+530°,k∈Z,
由-360°
(2) 由0°
(3) 由-720°≤k·360°+530°<-360°且k∈Z,得 k=-3,故所求的角β=-550°.
1. 角的集合表示形式不是唯一的.如本练的T3,T12.
2. 注意区分象限角、轴线角、终边相同的角的表示.如本练的T2,T3,T4等.第35练 三角函数的图象和性质(2)
考查要点:正切函数的图象和性质(定义域、值域、周期性、奇偶性、单调性、对称性),正弦函数、余弦函数的图象和性质的综合应用
建议用时:40+2分钟
一、 单项选择题
1. 若直线y=1被函数f(x)=tan ωx(ω>0)图象的相邻两支截得的线段长为,则f的值是( )
A. B. - C. 1 D. -1
2. 下列坐标所表示的点不是函数y=tan 的对称中心的是( )
A. B. C. D.
3. (2024连云港新海高级中学学情检测)在△ABC中,“tan A>1”是“A>”的( )
A. 充分且不必要条件 B. 必要且不充分条件
C. 充要条件 D. 既不充分又不必要条件
4. (2024邢台质检联盟月考)当x∈∪时,函数y=cos x与函数y=tan x图象的交点个数为( )
A. 0 B. 1 C. 2 D. 4
5. 下列函数中,以π为最小正周期,且在区间上单调递减的是( )
A. y=sin x B. y=|sin x| C. y=cos 2x D. y=tan x
6. (2024盐城上冈高级中学期末)已知函数f(x)=sin (ω>0),若f为偶函数,且f(x)在区间上单调,则ω的最大值为( )
A. 3 B. 4 C. 5 D. 6
7. (2024镇江期末)已知函数f(x)=tan (x+θ),θ∈(0,π).甲:当x∈时,函数f(x)单调递减;乙:函数f(x)的图象关于直线x=对称;丙:当x∈时,函数f(x)单调递增;丁:函数f(x)图象的一个对称中心为点.甲、乙、丙、丁四人对函数f(x)的论述中有且只有两人正确,则实数θ的值为( )
A. B. C. D.
二、 多项选择题
8. (2024盐城五校联盟期末)关于函数f(x)=tan 2x,下列说法中错误的是( )
A. 最小正周期是 B. 图象关于点对称
C. 图象关于直线x=对称 D. 在区间上单调递增
9. (2024邯郸期末)已知函数f(x)=A tan (ωx+φ)的部分图象如图所示,则下列说法中正确的是( )
A. f(x)的最小正周期为π
B. f(x)的定义域为
C. 点是函数f(x)图象的一个对称中心
D. f(x)在x∈上的值域为[-1,1]
三、 填空题
10. (2024厦门二中月考)函数f(x)=-2tan 的定义域是________.
11. (2024邢台质检联盟月考)已知函数f(x)=tan (x+φ)(φ>0)的图象关于原点中心对称,则φ的最小值为________.
12. (2024海安期末)设函数y=3sin x与y=tan x在区间(0,π)上的图象交于点P,过点P作x轴的垂线l,垂足为H,直线l与函数y=cos x的图象交与点Q,则线段QH的长为________.
四、 解答题
13. (2024荆州八县区期末联考)已知函数f(x)=tan (2x+φ)的图象关于点对称.
(1) 求f(x)的单调增区间;
(2) 求不等式-1≤f(x)≤的解集.
第35练 三角函数的图象和性质(2)
1. B 2. C
3. A 在△ABC中,由tan A>1,得
成立,即充分性成立;反之不成立,如:当A=时,满足A>,但tan =-1<1.故在△ABC中,“tan A>1”是“A>”的充分且不必要条件.
4. C 如图,作出函数y=cos x与y=tan x在区间∪上的图象.观察图象,得函数y=cos x与函数y=tan x图象的交点个数为2.
5. B y=sin x的最小正周期是2π,不符合题意;y=tan x在区间上单调递增,不符合题意;y=cos 2x在区间上单调递增,不符合题意;对于y=|sin x|,画出图象如下图所示,由图可知y=|sin x|的最小正周期为π,且在区间上单调递减,故B正确.
6. B 因为函数f为偶函数,所以直线x=为函数f(x)图象的一条对称轴,所以+=+kπ,k∈Z,则ω=1+3k,k∈Z.又≥-=,即≥,解得0<ω≤4,所以ω的最大值为4.当 ω=4时,f(x)=sin 在区间上单调递增,满足要求,故ω的最大值为4.
7. B 对于甲,因为y=tan t的单调增区间为(-+kπ,+kπ),k∈Z,t=x+θ关于x单调递增,所以不存在任何区间使得f(x)单调递减,故甲错误;对于乙,因为y=tan x的图象不存在对称轴,而函数f(x)=tan (x+θ)的图象是由函数y=tan x的图象向左平移θ个单位长度得到的,所以函数f(x)=tan (x+θ)的图象也不存在对称轴,故乙错误;因为甲、乙、丙、丁四人对函数f(x)的论述中有且只有两人正确,所以只能是丙、丁的论述正确.若丙的论述正确,即当x∈时,函数f(x)单调递增,又当0<θ≤时,t=x+θ∈关于x单调递增.由复合函数单调性可知,此时 解得0≤θ≤,所以0<θ≤满足题意;当<θ<π时,t=x+θ∈关于x单调递增,但0<-+θ<<θ,即存在t0=x+θ∈使得y=tan t0无意义,所以<θ<π不满足题意,综上,满足题意的θ的取值范围为.若丁的论述正确,则+θ=,k∈Z,解得θ=-,k∈Z.又θ∈,所以k=1,θ=.
8. CD f(x)=tan 2x的最小正周期为,故A正确;f(x)=tan 2x的对称中心为点,k∈Z,故B正确;因为y=tan x的图象无对称轴,所以f(x)=tan 2x的图象也没有对称轴,故C错误;由-+kπ<2x<+kπ,得-+
9. BCD 由图象知,=-=,所以函数f(x)的最小正周期为,故A错误;因为函数的最小正周期T==,所以ω=2,所以f=A tan (2×+φ)=0,则+φ=kπ,k∈Z,即φ=kπ-,k∈Z.因为|φ|<,所以当k=1时,φ=π-=,则f(x)=A tan .又因为f(0)=1,所以f(0)=A tan =1,则A=1,所以f(x)=tan (2x+).由2x+≠kπ+,k∈Z,得x≠+,k∈Z,所以f(x)的定义域为{x|x≠+,k∈Z},故B正确;因为2×+=-,所以点是函数f(x)图象的一个对称中心,故C正确;当x∈时,2x+∈,则tan ∈[-1,1],故D正确.故选BCD.
10. {x|x≠+,k∈Z} 由题意,得2x+≠kπ+,k∈Z,即x≠+,k∈Z,故函数f(x)的定义域为{x|x≠+,k∈Z}.
11. 由题意,得φ=,k∈Z,又φ>0,故φ的最小值为.
12. 设P(x0,y0),则3sin x0=tan x0,可得cos x0=,此时求出的x0即为点P的横坐标,所以直线l的方程为x=x0,所以点Q的横坐标为x0.将x=x0代入y=cos x,得y=cos x0=,所以点Q的坐标为,所以线段QH的长为.
13. (1) 因为f(x)=tan (2x+φ)的图象关于点对称,
所以2×+φ=,k∈Z,
即φ=+,k∈Z.
因为0<φ<,所以φ=,
故f(x)=tan .
令-+kπ<2x+<+kπ,k∈Z,
解得-+
故函数f(x)的单调增区间为(-+,+),k∈Z.
(2) 由(1)知,f(x)=tan .
由-1≤tan ≤,
得-+kπ≤2x+≤+kπ,k∈Z,
解得-+≤x≤+,k∈Z,
所以不等式-1≤f(x)≤的解集为{x|-+≤x≤+,k∈Z}.第33练 三角函数的周期性
考查要点:周期函数、周期、最小正周期的概念,正弦函数、余弦函数、正切函数的周期公式及其应用
建议用时:40+2分钟
一、单项选择题
1. (2024连云港高级中学月考)函数f(x)=sin ,x∈R的最小正周期是( )
A. B. π C. 4π D.
2. 函数f(x)=2tan 的最小正周期为( )
A. 2π B. 4π C. 2 D. 4
3. (2024厦门二中月考)有以下函数:y=|sin x|;y=sin |x|;y=cos |x|;y=,其中最小正周期为π的个数是( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
4. 单摆从某点开始来回摆动,离开平衡位置O的距离S(单位:cm)和时间t(单位:s)的函数关系为S(t)=3sin ,则单摆来回摆动一次所需的时间为( )
A. 4 s B. 4π s C. 2 s D. 2π s
5. (2024南通中学阶段考试)设f(x)是定义域为R且最小正周期为2π的函数,若已知f(x)=则f的值为( )
A. B. - C. 0 D. 1
6. 已知f(x)是周期为2π的偶函数,且当0≤x≤π时,f(x)=sin x,则f的值为( )
A. 1 B. 0 C. -1 D.
7. 下列函数中最小正周期为π,且为偶函数的是( )
A. y=|sin x| B. y=cos
C. y=tan x D. y=cos
二、 多项选择题
8. (2024溧阳期末)下列结论中,正确的有( )
A. 150°化成弧度是- B. 函数y=tan 的最小正周期为
C. 第四象限角不一定是负角 D. 圆心角为,半径为2的扇形面积为
9. (2024扬州中学月考)下列函数中是奇函数,且最小正周期是π的函数是( )
A. y=sin 2x B. y=sin |x|
C. y=cos D. y=sin
三、 填空题
10. (2024扬州新华中学阶段检测)函数f(x)=3sin 的最小正周期T=π,则ω=________.
11. 已知函数f(x)=sin (其中k>0),当k=1时,函数f(x)的最小正周期是________;当自变量x在任何两个整数之间(包括整数本身)变化时,至少会有一个周期,则最小的正整数k的值为________.
12. (2024南京一中阶段检测)已知函数f(x)=sin x,则f(1)+f(2)+f(3)+…+f(2 022)+f(2 023)=________.
四、 解答题
13. 已知函数f(x)是定义在R上周期为2π的偶函数,且f(0)=2.
(1) 求f(2 020π)的值;
(2) 当-2π≤x≤-π时,f(x)=2+sin ,求当-π≤x≤π时,函数f(x)的解析式.
第33练 三角函数的周期性
1. C 函数f(x)的最小正周期T==4π.
2. C 函数f(x)的最小正周期T==2.
3. A 画出函数y=|sin x|的图象如图所示,由图可知函数y=|sin x|的最小正周期为π,满足题意;对于y=f(x)=sin |x|,f=1≠f=-1,即函数y=f(x)=sin |x|的最小正周期不是π,不满足题意;对于y=f(x)=cos |x|,f(0)=1≠f(π+0)=-1,即函数y=f(x)=cos |x|的最小正周期不是π,不满足题意;对于y=f(x)=|tan |,f=≠f=,即函数y=f(x)=的最小正周期不是π,不满足题意.综上,满足题意的函数有1个.
4. A
5. A 由题意,得f=f(-4π)=f=sin =.
6. A f=f=f=sin =1.
7. A 对于A,显然y=|sin x| 是最小正周期为π的偶函数,故A正确;对于B,y=cos =-sin 2x 是奇函数,故B错误;对于C,y=tan x 是奇函数,故C错误;对于D, y=cos 的最小正周期为=6π,故D错误.
8. BCD 对于A,150°=,故A错误;对于B,y=tan (2x+)的最小正周期为T==,故B正确;对于C,因为第四象限角为(+2kπ,2π+2kπ)(k∈Z),当k∈N时,均为正角,故C正确;对于D,因为扇形的圆心角为,半径为2,所以S=××4=,故D正确.故选BCD.
9. AC 对于A,函数y=f(x)=sin 2x满足f(-x)=sin (-2x)=-sin 2x=-f(x),且y=f(x)=sin 2x的定义域为R,关于原点对称,即y=f(x)=sin 2x是奇函数,且其周期为T===π,故A正确;对于B,函数y=f(x)=sin |x|满足f(-x)=sin |-x|=sin |x|=f(x),且y=f(x)=sin |x|的定义域为R,关于原点对称,所以y=f(x)=sin |x|是偶函数,不是奇函数,故B错误;对于C,y=cos (2x-)=cos =-sin 2x,由A易知y=f(x)=-sin 2x是奇函数,同时也是最小正周期是π的周期函数,故C正确;对于D,函数y=f(x)=sin =cos 2x满足f(-x)=cos (-2x)=cos 2x=f(x),且y=f(x)=cos 2x的定义域为R,关于原点对称,所以y=f(x)=cos 2x是偶函数,不是奇函数,故D错误.故选AC.
10. ±2 由题意,得T==π,解得ω=±2.
11. 20π 63 当k=1时,f(x)=sin 的最小正周期T==20π.相邻两个整数之间的距离为1,所以函数f(x)=sin 的周期不能大于1,即=≤1.又k>0,所以k≥20π≈62.8,则最小的正整数k是63.
12. 0 由题意,得函数f(x)=sin x的最小正周期T==4.又f(1)=sin =1,f(2)=sin π=0,f(3)=sin =-1,f(4)=sin 2π=0,所以f(1)+f(2)+f(3)+f(4)=0.又2 023=4×505+3,所以f(1)+f(2)+f(3)+…+f(2 022)+f(2 023)=f(1)+f(2)+f(3)=0.
13. (1) f(2 020π)=f(0)=2.
(2) 当0≤x≤π时,-2π≤x-2π≤-π,
所以f(x)=f(x-2π)=2+sin =2+sin (-π)=2-sin .
又f(x)是偶函数,
所以当-π≤x≤π时,f(x)=2-sin .
确定三角函数周期的三种方法:
1. 定义法:f(x+T)=f(x),最小的整数T就是最小正周期.
2. 公式法:y=A sin (ωx+φ),y=A cos (ωx+φ),y=A tan (ωx+φ)的最小正周期分别为,,.如本练的T1,T2,T7,T8,T9,T10等.
3. 图象法:画出函数图象直接判断.如本练的T3.第32练 三角函数的诱导公式(2)
考查要点:诱导公式五~六及其应用,诱导公式的综合应用
建议用时:40+2分钟
一、 单项选择题
1. 已知角α的终边过点P(-1,),则sin 等于( )
A. - B. C. D. -
2. (2024无锡天一中学阶段测试)已知cos (-x)+sin (π-x)=,则sin x·sin 的值为( )
A. B. - C. D. -
3. (2024镇江期末)已知cos =-,α∈,则cos 的值为( )
A. - B. - C. D.
4. 在平面直角坐标系xOy中,点A,B在单位圆上,且点A在第一象限,横坐标是,将点A绕原点O顺时针旋转到点B,则点B的横坐标为( )
A. B. - C. D. -
5. 已知sin α是方程5x2-7x-6=0的一个实根,且α是第三象限角,则的值为( )
A. - B. C. - D.
6. (2024盐城五校联盟期末)已知sin =,则sin +2cos2的值为( )
A.- B. C. D.
7. (2024南通期末)已知函数f(x)的定义域为R,y=2f(x)-sin x是偶函数,y=f(x)-cos x是奇函数,则[f(x)]2+等于( )
A. 5 B. 2 C. D.
二、 多项选择题
8. (2024南通中学阶段考试)下列结论中,正确的是( )
A. cos (α-π)=cos α B. sin =-cos α
C. tan (-α-π)=-tan α D. cos =sin α
9. (2024荆州中学期末)已知cos α=,α∈,则下列结论中正确的是( )
A. sin (π+α)= B. cos =-
C. tan (π-α)= D. sin =-
三、 填空题
10. (2024盐城中学阶段质量检测)已知角α的始边与x轴的非负半轴重合,终边上一点P(sin 3,cos 3),若0≤α≤2π,则α=________.
11. (2024南通中学月考)已知cos =,则cos -sin 的值为________.
12. 如图,已知角α的终边与单位圆交于点P,点P关于直线y=x对称的点为M,点M关于y轴对称的点为N,设角β的终边为射线ON,则β与α的关系为________;若sin α=,则tan β=________.
四、 解答题
13. (2024溧阳期末)已知集合A=,B={sin x|x∈A}.
(1) 判断元素-π,与集合A的关系,并说明理由;
(2) 求B∩N.
第32练 三角函数的诱导公式(2)
1. C
2. D 由cos (-x)+sin (π-x)=,得cos x+sin x=,两边平方,得1+2sin x cos x=,解得sin x cos x=-,所以sin x·sin (+x)=sin x cos x=-.
3. D 因为α∈,所以α+∈.由cos (α+)=-,得sin ==,所以cos =cos [-]=sin (α+)=.
4. C
5. C 因为sin α是方程5x2-7x-6=0的一个实根,且α是第三象限角,所以sin α=-或sin α=2(舍去),所以cos α=-,tan α=,原式==-tan2α=-.
6.C 令t=x+,则x=t-,sin t=,则sin (-x)+2cos2=sin(π-t)+2cos2=sint+2sin2t=+=.
7.D 由题意,得2f(-x)-sin (-x)=2f(x)-sin x,即f(x)-f(-x)=sin x①,f(-x)-cos (-x)=-f(x)+cos x,即f(x)+f(-x)=2cos x②,联立①②可得f(x)=(sin x+2cos x),所以f=[sin (x+)+2cos (x+)]=(cos x-2sin x),所以[f(x)]2+[f(+x)]2=(sin x+2cos x)2+(cos x-2sin x)2=(sin2x+4sinx cos x+4cos2x)+(cos2x-4sinx cos x+4sin2x)=.
8.BC 对于A,cos (α-π)=cos (π-α)=-cos α,故A错误;对于B,sin =-sin (-α)=-cos α,故B正确;对于C,tan (-α-π)=-tan (π+α)=-tan α,故C正确;对于D,cos (+α)=cos (2π++α)=cos (+α)=-sin α,故D错误.故选BC.
9. ACD 因为cos α=,α∈,所以sin α=-=-,所以sin(π+α)=-sin α=,cos =-sin α=,tan (π-α)=-tan α=-=,sin =-cos α=-,故A,C,D正确,B错误.故选ACD.
10. -3 由题意,得tan α===tan <0.因为sin 3>0,cos 3<0,所以角α的终边在第四象限,所以α=2kπ+-3(k∈Z).又因为0≤α≤2π,所以k=1,α=-3.
11. 0 因为cos =,所以cos (+α)=cos [π-]=-cos =-,sin =-sin (α+)=-sin [-]=-cos (-α)=-,所以cos (+α)-sin =--=0.
12. β=α+ -2 由题意,得P(cos α,sin α),N(cos β,sin β).因为P,M两点关于直线y=x对称,所以M(sin α,cos α).又因为M,N两点关于y轴对称,所以N(-sin α,cos α),即N(cos ,sin (+α)),则β=α+,所以cos β=cos (α+)=-sin α=-.因为0<α<,所以sin β=sin (α+)=cos α=,故tan β==-2 .
13. (1) 令-π=+nπ,解得n=- Z,
所以-π A;
令=+nπ,解得n=1 011∈Z,
所以∈A.
(2) 因为B={sin x|x∈A},A={x|x=+nπ,n∈Z},
当n为偶数时,sin =sin =1;
当n为奇数时,sin =sin =-1,
所以B={-1,1},所以B∩N={1}.
诱导公式记忆口诀:奇变偶不变,符号看象限.其中①“奇”与“偶”是指把任意角化为k·+α(-<α<,k∈Z)的形式中k的奇偶性;②“变”与“不变”是指三角函数的名称改变与否,即若变,则正弦变余弦、余弦变正弦、正切变余切、余切变正切;③“象限”是指把任意角化为k·+α的形式后,假设α∈时,k·+α所在的象限;④“符号”是指在确定k·+α所在的象限后,相应的原三角函数值的符号.第31练 三角函数的诱导公式(1)
考查要点:诱导公式一~四及其应用
建议用时:40+2分钟
一、 单项选择题
1. (2024连云港期末)sin 210°的值为( )
A. - B. C. - D.
2. (2024扬州大学附中阶段练习)tan 的值为( )
A. B. 1 C. - D. -1
3. (2024南京金陵中学调研测试)sin 600°+tan 240°的值为( )
A. - B. C. -+ D. +
4. (2024宜兴中学、泰兴中学、泰州中学联合质量检测)已知函数f(x)=则f(f(-))的值为( )
A. 4 B. C. D.
5. (2024盐城联盟校月考)已知a=25,b=sin ,c=ln e3,则a,b,c的大小关系是( )
A. a>b>c B. a>c>b C. c>b>a D. c>a>b
6. (2024南京金陵中学学情调研测试)已知函数f(x)=a sin (πx+α)+b cos (πx+β)+4,x∈R,且f(2 023)=3,则f(2 024)的值为( )
A. 3 B. 4 C. 5 D. 6
7. (2024镇江一中月考)已知α为锐角,且cos =,则sin 的值为( )
A. B. - C. D. ±
二、 多项选择题
8. 已知tan θ=3sin (θ-π),则cos θ的值为( )
A. -1 B. - C. D. 1
9. 下列各式中,值为的是( )
A. sin B. sin245° C. D. tan 210°
三、 填空题
10. (2024灌南高级中学月考)已知角α∈(0,2π),β=-,则当α的大小为________时,sin α=sin β.
11. 已知sin (π-α)=2cos α,则cos2α-sinαcos α=________.
12. 在△ABC中,若sin (2π-A)=-sin (π-B),cos A=-cos (π-B),则A=________,B=________.
四、 解答题
13. (2024宜兴中学、泰兴中学、泰州中学联合质量检测)已知角α满足cos α+3sin α=0.
(1) 若-<α<0,求sin α,cos α的值;
(2) 若角β的终边与角α的终边关于x轴对称,求的值.
第31练 三角函数的诱导公式(1)
1. A 由诱导公式可知,sin 210°=sin (180°+30°)=-sin 30°=-.
2. D tan =tan =tan =-tan =-1.
3. B sin 600°=sin (360°+240°)=sin 240°=sin (180°+60°)=-sin 60°=-,tan 240°=tan (180°+60°)=tan 60°=,则sin 600°+tan 240°=.
4. C 因为f=-sin =sin =,f==,所以f=.
5. D 因为a=25=,b=sin =sin =-<0,c=ln e3=3=,又y=是R上的增函数,所以0<<,所以c>a>b.
6. C 因为f(2 023)=a sin (2 023π+α)+b cos (2 023π+β)+4=3,所以a sin (2 023π+α)+b cos (2 023π+β)=-1,所以f(2 024)=a sin (2 023π+α+π)+b cos (2 023π+β+π)+4=-a sin (2 023π+α)-b cos (2 23π+β)+4=1+4=5.
7. C 因为α为锐角,且cos =,所以α+也是锐角,所以sin ===,所以sin(-α)=sin [π-(α+)]=sin =.
8. ABD tan θ=3sin (θ-π)=-3sin θ,则=-3sin θ,所以sin θ=0或cos θ=-,当sin θ=0时,cos θ=±1.故选ABD.
9. ABD 对于A,sin =sin =sin =;对于B,sin245°==;对于C,2-==;对于D,tan 210°=tan (180°+30°)=tan 30°=×=.故选ABD.
10. 或 易知sin β=sin =-=sin α,所以α=或α=.
11. - 由sin (π-α)=2cos α,得sin α=2cos α,所以tan α=2,所以cos2α-sinαcos α===-.
12. 由sin (2π-A)=-sin (π-B),得sin A=sin B.由cos A=-cos (π-B),得cos A=cos B,两式平方相加可得sin2A+3cos2A=2.又sin2A+cos2A=1,在△ABC中,解得cosA=,cos B=cos A=,则A=,B=.
13. (1) 由cos α+3sin α=0,得cos α=-3sin α.
又sin2α+cos2α=1,所以sin2α+9sin2α=1,
解得sin2α=.
因为-<α<0,所以sinα=-,cos α==.
(2)因为角β的终边与角α的终边关于x轴对称,
所以β=-α+2kπ,k∈Z.
因为tan α===-,tan β=tan (-α+2kπ)=tan (-α)=-tan α=,
所以===-.第29练 任意角的三角函数
考查要点:任意角的三角函数的定义,特殊角的三角函数值,三角函数的符号法则、三角函数线(正弦线、余弦线、正切线)的概念和应用,三角函数的定义域
建议用时:40+2分钟
一、 单项选择题
1. (2024镇江期末)已知命题p:α为钝角,命题q:tan α<0,则p是q的( )
A. 充分且不必要条件 B. 必要且不充分条件
C. 充要条件 D. 既不充分又不必要条件
2. (2024淮安期末)若角α的终边经过点P(m,2)(m≠0),则下列结论中正确的是( )
A. sin α>0 B. sin α<0 C. cos α>0 D. cos α<0
3. (2024涟水一中月考)当x为第四象限角时,-的值为( )
A. 1 B. 0 C. 2 D. -2
4. (2024南通期末)若角θ的终边经过点P(1,3),则sin θcos θ+cos2θ的值为( )
A.- B. - C. D.
5. 下列各式中,正确的是( )
A. sin <sin B. cos <cos
C. tan <tan D. sin <cos
6. (2024南京一中阶段检测)如图,角α的始边与x轴的非负半轴重合,终边与单位圆交于点P.已知sin α>cos α>tan α,则点P可能位于如图所示单位圆的( )
A. 上 B. 上
C. 上 D. 上
7. 在平面直角坐标系xOy中,角α和角β的顶点均与原点O重合,始边均与x轴的非负半轴重合,它们的终边关于y轴对称,若cos α=,则cos β等于( )
A. - B. - C. D.
二、 多项选择题
8. (2024南京十三中期中)下列式子中,正确的是( )
A. sin 2>0 B. cos 3>0 C. tan 4>0 D. sin 6>0
9. (2024海安高级中学月考)若角α的终边上有一点P(a,2a)(a≠0),则2sin α-cos α的值可以是( )
A. - B. C. - D.
三、 填空题
10. (2024连云港高级中学月考)已知函数f(x)=loga(x+2)+1(a>0,且a≠1)的图象恒过点P,若点P是角θ终边上的一点,则sin θ=________.
11. (2024扬州中学月考)函数y=的定义域为________.
12. 若角θ的终边过点P(x,3)(x≠0),且cos θ=-,则sin θ=________,tan θ=________.
四、 解答题
13. 已知角α的终边过点P(-,a+1).
(1) 若α=120°,求实数a的值;
(2) 已知cos α<0,且tan α>0,求实数a的取值范围.
第29练 任意角的三角函数
1. A 若α为钝角,则α必为第二象限角,则tan α<0,所以p是q的充分条件;若tan α<0,则α可能为第二或第四象限角,不一定是钝角,所以p不是q的必要条件,故p是q的充分且不必要条件.
2. A 由角α的终边经过点P(m,2),得OP=,可得sin α=>0,而cos α=的符号不确定,故选A.
3. D 当x为第四象限角时,sin x<0,cos x>0,则-=-1-1=-2.
4. C 由角θ的终边经过点P(1,3),得sin θ==,cos θ==,故sin θcos θ+cos2θ=×+=+=.
5.B
6. B 设P(x,y),则tan α=,sin α=y,cos α=x.因为sin α>cos α>tan α,所以y>x>,所以x<0,y>0,所以点P(x,y)位于第二象限,所以点P可能位于上.
7. B 设α的终边上有一点(x,y),则cos α==.因为角α和角β的终边关于y轴对称,所以(-x,y)是角β终边上的一点,所以cos β==-.
8. AC 对于A,因为2∈,所以sin 2>0,故A正确;对于B,因为3∈,所以cos 3<0,故B错误;对于C,因为4∈,所以tan 4>0,故C正确;对于D,因为6∈,所以sin 6<0,故D错误.故选AC.
9. AD 若角α的终边上有一点P(a,2a)(a≠0),则cos α===sin α===所以2sin α-cos α=故选AD.
10. 因为f(x)=loga(x+2)+1(a>0,且a≠1)的图象恒过点P.令x+2=1,则x=-1,y=1,所以P(-1,1),所以sin θ==.
11. (2kπ+,2kπ+),k∈Z 要使y=有意义,则sin x>0,且tan x>1.由sin x>0,得x∈(2k1π,2k1π+π),k1∈Z,由tan x>1,得x∈(k2π+,k2π+),k2∈Z,所以原函数的定义域为(2kπ+,2kπ+),k∈Z.
12. -3 由cos θ=-,得=-,解得x=-1,所以sin θ==,tan θ==-3.
13. (1) 由题意,得tan α==tan 120°=-,
解得a=2.
(2) 因为cos α<0,且tan α>0,
所以sin α<0,即角α在第三象限,
所以a+1<0,解得a<-1,
即实数a的取值范围是(-∞,-1).
三角函数值的符号规律:正弦:一二正,横为零;余弦:一四正,纵为零;正切:一三正,横为零,纵不存在.如本练的T2,T3,T9等.第34练 三角函数的图象和性质(1)
考查要点:正弦函数、余弦函数的图象和性质(定义域、值域与最值、周期性、奇偶性、单调性、对称性)
建议用时:40+2分钟
一、 单项选择题
1. (2024邢台质检联盟月考)函数f(x)=的单调增区间为( )
A. (k∈Z) B. (k∈Z)
C. (k∈Z) D. (k∈Z)
2. (2024扬州大学附中月考)函数f(x)=sin 在区间上的最小值为( )
A. -1 B. - C. - D. -
3. (2024厦门一中月考)已知函数f(x)=2sin (ω>0),则“f(x)在区间上存在最大值”是“ω=1”的( )
A. 充分且不必要条件 B. 必要且不充分条件
C. 充要条件 D. 既不充分又不必要条件
4. (2024荆州中学期末)“φ=”是“函数y=cos (x+φ)为奇函数”的( )
A. 充分且不必要条件 B. 必要且不充分条件
C. 充要条件 D. 既不充分又不必要条件
5. (2024长沙雅礼中学月考)函数f(x)=,x∈的图象大致是( )
A B C D
6. (2024聊城期末)若φ是三角形的一个内角,且函数y=2sin (3x+φ)在区间上单调,则φ的取值范围为( )
A. B. C. D.
7. (2024连云港期末)已知函数f(x)=A sin (ωx+φ)+B的部分图象如图,则下列关于函数f(x)的说法中正确的是( )
A. f(x)的图象关于直线x=-对称
B. f(x)的图象关于点对称
C. f(x)在区间上单调递减
D. f(x)在区间上的值域为(1,3)
二、 多项选择题
8. (2024扬州大学附中月考)下列不等式中,成立的是( )
A. sin
cos (-50°)
C. sin
9. (2024淮安期末)用“五点法”作函数f(x)=A sin (ωx+φ)+B在一个周期内的图象时,列表计算了部分数据,下列有关函数y=f(x)的说法中正确的是( )
ωx+φ 0 π 2π
x a b c
f(x) 1 3 1 d 1
A. 函数f(x)的最小正周期是π
B. 函数f(x)的图象关于点对称
C. 函数f(x)的图象关于直线x=对称
D. 函数f(x)与g(x)=-2cos +1表示同一函数
三、 填空题
10. (2024株洲醴陵金鹰高级中学月考)函数f(x)=3sin x-2(x∈R)的最小值为________.
11. (2024厦门二中月考)不等式cos2x+2sinx-1-m≤0在区间上有解,则实数m的取值范围是________.
12. (2024湖南师大附中期末)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(π)=________.
四、 解答题
13. (2024镇江期末)已知函数f(x)=sin (ωx+φ)(其中ω>0,0<φ<)的最小正周期为π,且________.
①点在函数y=f(x)的图象上;
②函数f(x)的一个零点为-;
③f(x)的一个增区间为.
请你从以上三个条件中选择一个,将题目补充完整,并求解下列问题:
(1) 求f(x)的解析式;
(2) 用“五点法”画出函数f(x)一个周期内的图象.
第34练 三角函数的图象和性质(1)
1. A 令sin ≥0,得2kπ≤x+≤2kπ+π,k∈Z.当2kπ-≤x+≤2kπ+,k∈Z时,函数y=sin 单调递增,所以当2kπ≤x+≤2kπ+,k∈Z时,f(x)单调递增,故f(x)在区间[2kπ-,2kπ+](k∈Z)上单调递增.
2. B 当x∈时,2x-∈,则当x∈时,f(x) min=sin =-sin =-.
3. B 由0
”,即“ω>”,所以“f(x)在区间上存在最大值”是“ω=1”的必要且不充分条件.
4. A 当φ=时,y=cos =-sin x为奇函数,故充分性成立;当函数y=cos (x+φ)为奇函数时,φ=+kπ,k∈Z,故必要性不成立,所以“φ=”是“函数y=cos (x+φ)为奇函数”的充分且不必要条件.
5. A 因为f(x)=,x∈,所以 x∈,-x∈,f(-x)==-f(x),所以函数f(x)是奇函数,排除D;当0
0,则f(x)>0,排除B,C,故选A.
6. B 当x∈时,3x+φ∈(-+φ,+φ).因为φ是三角形的一个内角,所以0<φ<π,所以-<-+φ<,<+φ<.因为函数y=2sin (3x+φ)在区间上单调,所以解得≤φ≤,故φ的取值范围为.
7. C 由函数f(x)的图象,得f(x) min=1,f(x)max=5,所以A==2,B==3,所以f(x)=2sin (ωx+φ)+3.又由f(0)=2sin φ+3=2,得sin φ=-.因为|φ|<,所以φ=-.又由f=2sin (-ω-)+3=1,得sin =1.因为ω>0,所以ω+=,解得ω=2,所以f(x)=2sin (2x-)+3.对于A,f=2sin (--)+3=2不是函数的最值,故A错误;对于B,因为sin =≠0,所以点不是函数f(x)的对称中心,故B错误;对于C,由x∈,得2x-∈.根据正弦函数的性质,得y=sin x在区间(,)上单调递减,所以函数f(x)在区间上单调递减,故C正确;对于D,由x∈,得2x-∈(-π,0).当2x-=-,即x=-时,可得f(x) min=f=1.又f(x)
8. BD 因为-<-<-<0,且函数y=sin x在区间上单调递增,所以sin
cos 50°,即cos 400°>cos (-50°),故B正确;因为<<<,且函数y=sin x在区间上单调递减,所以sin >sin ,故C错误;因为<2<3<,且函数y=sin x在区间上单调递减,所以sin 3
9. ACD 由题意,得解得且所以f(x)=2sin (2x-)+1.易知f(x)的最小正周期为T==π,故A正确;f=2sin +1=-1,显然此时f(x)取得最小值,所以f(x)的图象不关于点对称,故B错误;f=2sin +1=3,此时f(x)取得最大值,所以f(x)的图象关于直线x=对称,故C正确;由诱导公式可知,g(x)=-2cos (2x+)+1=2sin (2x+-)+1=f(x),故D正确.故选ACD.
10. -5 因为sin x∈[-1,1],所以f(x)=3sin x-2∈[-5,1],故最小值为-5.
11. 由cos2x+2sinx-1-m≤0,得m≥cos2x+2sinx-1,设f(x)=cos2x+2sinx-1=1-sin2x+2sinx-1=-(sin x-1)2+1,则m≥f(x).令sin x=t,则g(t)=-(t-1)2+1,由x∈,得t∈.当t∈时,g(t)单调递增,所以当t=-时,函数g(t)有最小值--.若要使cos2x+2sinx-1-m≤0在区间上有解,只需m≥--,故实数m的取值范围是.
12. - 设A,B.由AB=,得 x2-x1=.由sin x=,得x=+2kπ或x=+2kπ,k∈Z.由图可知,ωx2+φ-(ωx1+φ)=-=,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 或f(x)=-sin (4x-).又因为f(0)<0,所以f(x)=sin (4x-),所以f(π)=sin (4π-)=-.
13. (1) 由题意,得最小正周期为T==π,ω>0,解得ω=2,所以f(x)=sin (2x+φ).
若选①,则f=sin =1,
所以+φ=+2kπ,k∈Z.
又0<φ<,所以k=0,φ=,
所以函数f(x)的解析式为f(x)=sin .
若选②,则f=sin =0,
所以-+φ=kπ,k∈Z.
又0<φ<,所以k=0,φ=,
所以函数f(x)的解析式为f(x)=sin .
若选③,即f(x)的一个增区间为,
当x∈时,2x+φ∈(-+φ,+φ),
又0<φ<,所以-<-+φ<-,
所以-+φ=-,解得φ=,
所以函数f(x)的解析式为f(x)=sin .
(2) 列表如下:
2x+ 0 π 2π
x -
f(x)=sin 0 1 0 -1 0
描点、连线(光滑曲线)画出函数f(x)一个周期内的图象如图所示:第37练 三角函数应用
考查要点:三角函数的图象和性质在实际问题中的应用
建议用时:40+2分钟
一、 单项选择题
1. 如图,单摆从某点开始来回摆动,离开平衡位置O的距离y和时间x的函数关系为y=6sin ,则单摆来回摆动一次所需时间为( )
A. 1 B. C. π D.
2. 若电流I(单位:A)随时间t(单位:s)的变化关系是I=3sin 100πt,t∈[0,+∞),则电流I变化的周期是( )
A. B. C. D.
3. (2024连云港期末)人的心脏跳动时,血压在增加或减少.若某人的血压满足函数式p(t)=110+20sin (140πt),其中p(t)为血压(单位:mmHg),t为时间(单位:min),则此人每分钟心跳的次数为( )
A. 50 B. 70 C. 90 D. 130
4. 如图,某港口一天6时到18时的水深变化曲线近似满足函数y=3sin +k,据此函数可知,这段时间水深(单位:m)的最大值为( )
A. 5 m B. 6 m C. 8 m D. 10 m
5. 智能主动降噪耳机工作的原理是:通过耳机两端的噪声采集器采集周围的噪声,然后通过听感主动降噪芯片生成相等的反向的波抵消噪声.已知某噪声的声波曲线y=A sin (x+φ)的振幅为2,且经过点(,),则通过听感主动降噪芯片生成相等的反向波曲线为( )
A. y=2sin B. y=-2sin
C. y=2sin x D. y=-2sin x
6. 在平面直角坐标系中,动点M在单位圆上沿逆时针方向做匀速圆周运动,点M运动的角速度为 rad/s,若点M的初始位置为(,),则经过3 s,动点M所处位置的坐标为( )
A. (,) B. (-,) C. (-,) D. (-,-)
7. (2024聊城期末)如图,一个半径为4 m的筒车按逆时针方向每分钟转1.5圈,筒车的轴心O距离水面的高度为2 m.设筒车上的某个盛水筒P到水面的距离为d(单位:m)(盛水筒在水面下时,d为负数),若以盛水筒P刚浮出水面时开始计算时间,则d与时间t(单位:s)之间的关系可以表示为( )
A. d=4sin +2 B. d=4sin +2
C. d=4sin +2 D. d=4sin +2
二、 多项选择题
8. (2024南通期末)如图,弹簧挂着的小球做上下振动,小球的最高点与最低点间的距离为10(单位:cm),它在t(单位:s)时相对于平衡位置(静止时的位置)的高度h(单位:cm)由关系式h=A sin 确定,其中A>0,t≥0,则下列说法中正确的是( )
A. 小球在往复振动一次的过程中,从最高点运动至最低点用时2 s
B. 小球在往复振动一次的过程中,经过的路程为20 cm
C. 小球从初始位置开始振动,重新回到初始位置时所用的最短时间为 s
D. 小球从初始位置开始振动,若经过最高点和最低点的次数均为10次,则所用时间的范围是
9. (2024泉州期末)生物研究小组观察发现,某地区一昆虫种群数量y在8月份随时间t(单位:日,t∈N*)的变化近似地满足函数y=A sin (ωt+φ)+B(A>0,ω>0),且在8月1日达到最低数量700,此后逐日增长并在8月7日达到最高数量900,则下列结论中正确的是( )
A. ω=
B. A=450
C. 8月17日至23日,该地区此昆虫种群数量逐日减少
D. 8月份中,该地区此昆虫种群数量不少于850的天数为13天
三、 填空题
10. (2024金华十校期末)函数f(n)=200cos +300(n∈{1,2,3,…,12}为月份),近似表示某地每年各个月份从事旅游服务工作的人数,游客流量越大所需服务工作的人数越多,则可以推断,当n=________时,游客流量最大.
11. (2024武汉二中期末)某公园有一座摩天轮,其旋转半径为30m,最高点距离地面70m,匀速运行一周大约需要18 min.某人在最低点的位置坐上摩天轮,则第3分钟时,他距地面大约________m.
12. (2024嘉兴期末)海洋潮汐是在太阳和月球的引力作用下,形成的具有周期性海面上升和下降的现象.在通常情况下,船在涨潮时驶进航道,停靠码头;在落潮时离开港口,返回海洋.已知某港口某天的水深H(t)(单位:m)与时间t(单位:h)之间满足关系式:H(t)=3sin ωt+5(ω>0),且当地潮汐变化的周期为T=12.4 h.现有一艘货船的吃水深度(船底与水面的距离)为5 m,安全条例规定至少要有1.5 m的安全间隙(船底与洋底的距离).若该船计划在当天下午到达港口,并在港口停靠一段时间后于当天离开,则它最多可停留________h.
四、 解答题
13. (2024湖南师大附中期末)某摩天轮示意图如图.已知该摩天轮的半径为30 m,轮上最低点与地面的距离为2 m,沿逆时针方向匀速旋转﹐旋转一周所需时间为T=24 min.在圆周上均匀分布12个座舱,标号分别为1~12(可视为点).现4号座舱位于圆周最上端,从此时开始计时,旋转时间为t min.
(1) 求1号座舱与地面的距离h和时间t的函数关系h(t)的解析式;
(2) 在前24分钟内,求1号座舱与地面的距离为17 m时t的值;
(3) 记1号座舱与5号座舱高度之差的绝对值为H,若在0≤t≤t0这段时间内,H恰有三次取得最大值,求t0的取值范围.
第37练 三角函数应用
1. A 2. C
3. B 由题意,得此人每分钟心跳的次数为=70.
4. C 由图可知-3+k=2,即k=5,则y=3sin (x+φ)+5,所以ymax=8.
5. B 由题意,得A=2,,A sin =,即sin (+φ)=.因为0≤φ<,所以φ=,故噪声的声波曲线为y=2sin .又反向波曲线与噪声的声波曲线关于x轴对称,所以反向波曲线为y=-2sin .
6. C 点M经过3 s,转了×3= rad,设点M的初始位置坐标为(cos α,sin α),则cos α=,sin α=,则经过3 s,动点M所处位置的坐标为(cos ,sin (α+)),即(-sin α,cos α),所以经过3 s,动点M所处的位置的坐标为.
7. A 设d=A sin (ωt+φ)+b(A>0,ω>0,-<φ<).由题意,得dmax=A+b=6,d min=-A+b=-2,解得A=4,b=2.函数d=4sin (ωt+φ)+2的最小正周期为T==40,则ω===.当t=0时,d=4sin φ+2=0,可得sin φ=-.又因为-<φ<,所以φ=-,所以d=4sin +2.
8. BC 由题意,得A===5,则h=5sin (πt+).对于A,函数h=5sin (πt+)的最小正周期为T==2,所以小球在往复振动一次的过程中,从最高点运动至最低点用时1s,故A错误;对于B,小球在往复振动一次的过程中,经过的路程为20 cm,故B正确;对于C,当t=0时,h=5sin =.由h=5sin =,得πt+=2kπ+(k∈Z)或πt+=2nπ+(n∈Z),解得t=2k(k∈Z)或t=2n+(n∈Z).易知,t≥0,则t的可能取值有0,,2,,4,,…,所以小球从初始位置开始振动,重新回到初始位置时所用的最短时间为 s,故C正确;对于D,由πt+=,得t=,则当t= s时,小球第一次到达最高点,以后每隔一个周期都出现一次最高点.因为小球在t s内经过最高点和最低点的次数恰好是10次,所以+9T+T≤t<+10T,即≤t<,故D错误.故选BC.
9. AD 设T为最小正周期,则=7-1=6,即T=12,所以ω==,故A正确;又A==100,B==800,故B错误;因为函数的最小正周期为12,所以种群数量从8月13日至19日逐渐增加,从8月19日至25日逐渐减少,故C错误;由以上分析可知y=100sin (t+φ)+800,不妨设8月1日时,t=1,则+φ=-+2kπ,k∈Z,故φ=-+2kπ,k∈Z,则y=100sin (t-+2kπ)+800=100sin (t-)+800.令100sin (t-)+800≥850,则sin (t-)≥,则+2kπ≤t-≤+2kπ,k∈Z,即5+12k≤t≤9+12k,k∈Z.又1≤t≤31,故5≤t≤9或17≤t≤21或29≤t≤31,共13天,故D正确.故选AD.
10. 8 因为n∈{1,2,3,…,12},所以+∈{,π,,,,,,2π,,,,},所以当+=2π,即n=8时,cos (+)取最大值1,所以当n=8时,游客流量最大.
11. 25 如图,设AF为地面,O为摩天轮轮轴的中心,则OB=30,AB=10.以AF所在直线为x轴,BO所在直线为y轴,建立平面直角坐标系,设某人在最低点B的位置坐上摩天轮,第t分钟时所在位置的高度为h,则h=30sin +40.由题意,得T=18=,则ω=,所以h=30sin +40.当t=3时,h=30sin +40=25.
12. 由题意,得ω==,则H(t)=3sin t+5.令H(t)=3sin t+5>6.5,则sin t>,可得2kπ+
13. (1) 设h(t)=A sin (ωt+φ)+b(A>0,ω>0,t≥0),
则A=30,b=32,
所以h(t)=30sin (ωt+φ)+32(ω>0).
由题意,得ω==(rad/min),
当t=0时,h(t)=32,所以φ=2kπ,k∈Z,
故h(t)=30sin t+32(t≥0).
(2) 令h(t)=17,即30sin t+32=17,
所以sin t=-.
又0≤t≤24,所以0≤t≤2π,
所以t=或t=,
解得t=14或t=22,
即当t=14或t=22时,1号座舱与地面的距离为17m.
(3) 依题意,设h1=30sin t+32,
则h5=30·sin [(t+8)]+32,
所以H=|-{30sin [(t+8)]+32}|=|30sin t-30sin [(t+8)]|=30|sin t-sin (t+)|=30|sin t-cos t|=30|sin (t-)|,
令t-=+kπ,k∈N,解得t=8+12k,k∈N,
所以当t=8+12k,k∈N时,H取得最大值,
所以8+12×2≤t0<8+12×3,解得32≤t0<44,
所以t0的取值范围为[32,44).第36练 函数y=A sin (ωx+φ)
考查要点:正弦函数、余弦函数的图象变换(平移变换、伸缩变换、对称变换)
建议用时:40+2分钟
一、 单项选择题
1. (2024宿迁期末)要得到函数y=3sin 的图象,只需将函数y=3sin x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
2. (2024镇江期末)将函数f(x)=2sin 的图象向右平移φ个单位长度得到函数g(x)的图象,若函数g(x)为偶函数,则φ的值为( )
A. B. C. D.
3. (2024淮安期末)为了得到函数y=3sin 的图象,只要将函数y=3sin 图象上所有的点( )
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
4. (2024邯郸期末)已知函数f(x)=sin ,将函数f(x)的图象先向右平移φ个单位长度,再将所得函数图象上的所有点保持纵坐标不变,横坐标变为原来的,得到函数g(x)的图象,若函数g(x)的图象关于原点对称,则φ的一个可能取值是( )
A. B. C. π D. 2π
5. (2024连云港新海高级中学学情检测)将函数f(x)=2cos (ωx+φ)(ω>0,0<φ<π)的图象上每一个点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,然后再向左平移个单位长度,得到一个最小正周期为2π的奇函数g(x),则ω和φ的值分别为( )
A. 1, B. 2, C. , D. ,
6. 将函数g(x)的图象向左平移个单位长度得到函数f(x)的图象,已知函数f(x)=A sin (ωx+φ)的部分图象如图所示,则g(x)的解析式为( )
A. g(x)=sin B. g(x)=sin
C. g(x)=sin 2x D. g(x)=sin
7. (2024常州期末)将正弦曲线y=sin x向左平移个单位长度得到曲线C1,再将曲线C1上的每一个点的横坐标变为原来的得到曲线C2,最后将曲线C2上的每一个点的纵坐标变为原来的2倍得到曲线C3.若曲线C3恰好是函数f(x)的图象,则f(x)在区间上的值域是( )
A. [-1,1] B. [-1,2] C. [1,2] D. [-2,2]
二、 多项选择题
8. (2024连云港期末)要得到函数f(x)=sin 的图象,只要将( )
A. 函数y=sin 2x的图象向右平移个单位长度
B. 函数y=sin 的图象上每一个点的横坐标变为原来的2倍(纵坐标不变)
C. 函数y=sin 2x的图象向左平移个单位长度
D. 函数y=cos 2x的图象向右平移个单位长度
9. (2024海安期末)将函数y=cos 2x的图象沿x轴向右平移个单位长度,再向上平移个单位长度,得到函数g(x)的图象,则下列说法中正确的是( )
A. 函数y=g(x)的最小正周期为π
B. g(x)在区间上单调递增
C. g(x)的图象关于直线x=对称
D. g(x)的图象关于点中心对称
三、 填空题
10. (2024长沙湖南师大附中期末)将函数f(x)=sin 的图象向右平移m(m>0)个单位长度,再将图象上各点的横坐标伸长到原来的6倍(纵坐标不变),得到函数g(x)的图象,若g(x)为奇函数,则m的最小值为________.
11. (2024衡阳期末)将函数f(x)=3sin 的图象向右平移m(m>0)个单位长度,得到的函数图象关于y轴对称,则m的最小值为________.
12. 将函数f(x)的图象上每一个点的纵坐标变为原来的4倍,横坐标变为原来的2倍,然后把所得图象沿着x轴向左平移个单位长度,这样得到的曲线与函数y=2sin x的图象重合,则函数f(x)的解析式为____________,图象对称中心的坐标是____________.
四、 解答题
13. (2024盐城五校联盟期末)已知函数f(x)=sin (2x+φ)(0<φ<π)的图象关于点(-,0)对称.
(1) 求φ的值;
(2) 将函数y=f(x)的图象向右平移个单位长度,然后将所得的图象上各点的横坐标缩小到原来的(纵坐标不变),得到函数y=g(x)的图象.当x∈时,求函数g(x)的值域.
第36练 函数y=A sin (ωx+φ)
1. A 要得到函数y=3sin 的图象,只需将函数 y=3sin x的图象向左平移个单位长度.
2. A 由题意,得g(x)=f(x-φ)=2sin (x-φ-)=2cos [-]=2cos (-x+φ+)是偶函数,所以φ+=kπ,k∈Z,解得φ=kπ-,k∈Z.又0≤φ≤,所以k=1,φ=.
3. C 由函数y=3sin =3sin [2],g(x)=3sin =3sin [2],将函数g(x)=3sin [2]的图象向左平移个单位长度,得到f(x)=3sin =3sin [2(x+)]=3sin 的图象.
4. B 由题意,得g(x)=sin (2x+-φ),且g(x)为奇函数,所以φ=+kπ,k∈Z,B满足条件,故选B.
5. B 由题意,得g(x)=2cos [+φ]=2cos (++φ).因为函数y=g(x)是一个最小正周期为2π的奇函数,所以==1,解得ω=2.又+φ=+kπ(k∈Z),所以φ=+kπ(k∈Z),因为0<φ<π,所以k=0,φ=.
6. C 由f(x)的图象可得A=1,T=×=π,则ω==2.又f=sin (+φ)=1,|φ|<,所以φ=,即f(x)=sin ,故g(x)=sin [2(x-)+]=sin 2x.
7. B 由题意,得曲线C1:y=sin ,曲线C2:y=sin (2x+),曲线C3:y=2sin ,所以f(x)=2sin .在区间上,2x+∈,所以2sin ∈[-1,2].故f(x)在区间上的值域是[-1,2].
8. ACD 对于A,将函数y=sin 2x的图象向右平移个单位长度得到f(x)=sin [2]=sin (2x-)的图象,故A正确;对于B,将函数y=sin 的图象上每一个点的横坐标变为原来的2倍(纵坐标不变),得y=sin (x-)的图象,故B错误;对于C,将函数y=sin 2x的图象向左平移个单位长度得到f(x)=sin [2(x+)]=sin =sin 的图象,故C正确;对于D,函数y=cos 2x的图象向右平移个单位长度得到f(x)=cos [2]=cos (2x-)=cos =sin (2x-)的图象,故D正确.故选ACD.
9. ACD 由题意,得g(x)=cos +=cos (2x-)+=sin 2x+,则函数y=g(x)的最小正周期为=π,故A正确;当x∈时,2x∈(0,π),因为y=sin x在区间(0,π)上不单调,所以g(x)在区间上不单调,故B错误;当x=时,g=sin +=-,即函数g(x)取到最小值,所以g(x)的图象关于直线x=对称,故C正确;将x=0代入y=sin 2x,得sin 0=0,即y=sin 2x的图象关于点(0,0)对称,所以g(x)的图象关于点中心对称,故D正确.故选ACD.
10. 由题意,得g(x)=f=sin (x-3m+),因为g(x)为奇函数,所以-3m+=kπ,k∈Z,即m=-,k∈Z,所以当k=0时,正数m有最小值.
11. 函数f(x)=3sin 的图象向右平移m个单位长度,得到函数g(x)=3sin [3(x-m)+]的图象.因为g(x)的图象关于y轴对称,所以sin (-3m+)=±1,则-3m+=+kπ,k∈Z,解得m=--,k∈Z.因为m>0,所以当且仅当k=-1时,正数m取得最小值.
12. f(x)=-cos 2x (+,0),k∈Z 将函数y=2sin x的图象向右平移个单位长度,得到y=2sin (x-)的图象,再将横坐标变为原来的,纵坐标变为原来的,得到y=sin =-cos 2x的图象,即f(x)=-cos 2x.令2x=+kπ,k∈Z,得x=+,k∈Z,则图象对称中心的坐标为(+,0),k∈Z.
13. (1) 由题意,得f=sin [2×+φ]=sin (φ-)=0.
又0<φ<π,所以φ=.
(2) 由(1)知,f(x)=sin .
由题意,得g(x)=sin (4x-).
因为0≤x≤,所以-≤4x-≤,
所以-≤sin ≤1,
故函数g(x)的值域为.
1. 注意三角函数图象的变换是针对变量x 的!
2. 平移变换口诀:左加右减,上加下减.
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同课章节目录
第1章 集合
1.1 集合的概念与表示
1.2 子集、全集、补集
1.3 交集、并集
第2章 常用逻辑用语
2.1 命题、定理、定义
2.2 充分条件、必要条件、冲要条件
2.3 全称量词命题与存在量词命题
第3章 不等式
3.1 不等式的基本性质
3.2 基本不等式
3.3 从函数观点看一元二次方程和一元二次不等式
第4章 指数与对数
4.1 指数
4.2 对数
第5章 函数概念与性质
5.1 函数的概念和图象
5.2 函数的表示方法
5.3 函数的单调性
5.4 函数的奇偶性
第6章 幂函数、指数函数和对数函数
6.1 幂函数
6.2 指数函数
6.3 对数函数
第7章 三角函数
7.1 角与弧度
7.2 三角函数概念
7.3 三角函数的图象和性质
7.4 三角函数应用
第8章 函数应用
8.1 二分法与求方程近似解
8.2 函数与数学模型
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