5.6.2 函数y=Asin(ωx+φ)的图象 课时作业(含解析) 高一数学人教A版必修第一册

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名称 5.6.2 函数y=Asin(ωx+φ)的图象 课时作业(含解析) 高一数学人教A版必修第一册
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资源类型 教案
版本资源 人教A版(2019)
科目 数学
更新时间 2025-09-17 11:01:07

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5.6.2 函数y=A sin (ωx+φ)的图象(1)
一、 单项选择题
1 (2024枣庄期末)要得到y=sin 2x的图象,只需将y=-cos 图象上所有点的(  )
A. 横坐标变为原来的,纵坐标不变
B. 横坐标变为原来的2倍,纵坐标不变
C. 纵坐标变为原来的,横坐标不变
D. 纵坐标变为原来的2倍,横坐标不变
2 (2025安顺期末)将函数y=sin 2x的图象向左平移a(0A. B. C. D.
3 将函数f(x)=2sin (4x-)的图象向右平移个单位长度,在纵坐标不变的情况下,再把平移后的函数图象上每个点的横坐标变为原来的2倍,得到函数g(x)的图象,则函数g(x)所具有的性质是(  )
A. 图象关于直线x=对称
B. 图象关于点对称
C. g(x)的一个单调增区间为
D. 曲线g(x)与直线y=的所有交点中,相邻交点距离的最小值为
4 将函数y=4cos x图象上所有点的横坐标都伸长为原来的2倍,纵坐标不变,再把图象向右平移2个单位长度,此时图象对应的函数为f(x),则f(1)+f(2)+f(3)+…+f(2 023)等于(  )
A. -4 B. -2
C. 0 D. 2
5 (2024遂宁月考)函数f(x)=sin (ωx+φ)(ω>0,|φ|<)的图象经过点(0,-),将该函数的图象向右平移个单位长度后,所得函数图象关于原点对称,则ω的最小值是(  )
A. B. C. 3 D.
6 (2024贵港期末)将函数f(x)=cos 3x的图象向右平移a(a>0)个单位长度后得到函数g(x)的图象,若函数g(x)的图象关于点(2a,0)对称,则a的最小值为(  )
A. B. C. D.
7 已知函数f(x)=2sin ,如果f(x1)=f(x2)=0,且x1≠x2,那么|x1-x2|的最小值为(  )
A. 2 B. C. 1 D.
二、 多项选择题
8 (2025湖北联考)已知函数f(x)=sin 2x,若将f(x)的图象向右平移个单位长度后,再把所得曲线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g(x)的图象,则下列说法中正确的是(  )
A. g(x)=sin
B. g(x)的图象关于点对称
C. g(x)的图象关于直线x=对称
D. g(x)的图象与f(x)的图象在区间[0,2π]上有4个交点
9 将函数y=sin 图象上的点P向左平移s(s>0)个单位长度得到点P′.若点P′位于函数y=sin 2x的图象上,则下列结论中正确的是(  )
A. t= B. t=
C. s的最小值为 D. s的最小值为
三、 填空题
10 将函数f(x)=sin 的图象向右平移φ(0<φ<π)个单位长度,得到函数g(x)的图象,若g(x)是奇函数,则φ的可能取值有________个.
11 (2025湖南师大附中月考)将函数f(x)=tan 的图象向右平移个单位长度得到函数y=g(x)的图象,则y=g(x)图象的对称中心为________.
12 (2024太原期末)已知函数f(x)=2sin (ωx+)-1(ω>0)在区间(0,π)上恰有两个零点,则实数ω的取值范围为________.
四、 解答题
13 (2025许昌期末)将函数y=cos x图象上所有点的横坐标缩短到原来的,纵坐标不变,再将所得函数的图象向右平移个单位长度,得到函数f(x)的图象.
(1) 写出函数f(x)的解析式并求出f(x)的单调增区间;
(2) 当x∈时,求f(x)的最大值以及取得最大值时x的值.
14 (2024宜宾期末)已知函数f(x)=2sin (ωx-)cos (ωx-)-2cos2(ωx+)+1(ω>0),且满足________.
从①f(x)的图象与直线y=-2的两个相邻交点之间的距离等于π;②f(x)的两个相邻对称中心之间的距离为,这两个条件中选择一个,补充在上面横线中并作答.
(1)求函数f(x)的解析式;
(2) 若关于x的方程f(x)=1在区间[0,m]上有两个不同解,求实数m的取值范围.
15 已知函数f(x)=sin (ωx+φ)(ω>0,0≤φ≤π)是R上的偶函数,其图象关于点M对称,且在区间上是单调函数,求ω和φ的值.
5.6.2 函数y=Asin(ωx+φ)的图象(2)
一、 单项选择题
1 (2024天津河北期末)已知函数f(x)=A sin (ωx+φ)(x∈R,A>0,ω>0,|φ|<)的部分图象如图所示,则下列说法中正确的是(  )
               
A. f(x)在区间上的最小值为-
B. f为偶函数
C. f(x)图象的对称中心是,k∈Z
D. f(x)的图象向右平移个单位长度后得到y=A sin 2x的图象
2 下列表示函数y=sin 在区间[-,π]上的简图正确的是(  )
A B C D
3 (2025白银靖远一中模拟)函数f(x)=2sin (ω>0)的部分图象如图所示,则ω的值为(  )
A. 1
B. 2
C. 5
D. 8
4 已知函数f(x)=A tan (ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<)的部分图象如图所示,下列关于函数 g(x)=A cos (ωx+φ)(x∈R)的说法中正确的是(  )
A. 函数g(x)的图象关于点对称
B. 函数g(x)在区间上单调递减
C. 函数g(x)的图象关于直线x=对称
D. 函数h(x)=cos 2x图象上的所有点向左平移个单位长度得到函数g(x)的图象
(第4题) (第5题)
5 已知函数f(x)=A sin (ωx+φ)(x∈R,A>0,ω>0,|φ|<)的部分图象如图所示,则下列结论中正确的是(  )
A. 函数f为奇函数
B. 函数f(x)的图象关于点对称
C. 函数f(x)在区间上为单调函数
D. 函数f(x)在区间[0,6π]上有12个零点
6 (2024沈阳月考)关于函数f(x)=sin (ωx+φ),有下列四个命题.甲:ω=2;乙:φ=;丙:f(x)在区间上单调递增;丁:对任意x∈R,总有f=f.其中恰有一个是假命题,则该命题是(  )
A. 甲 B. 乙
C. 丙 D. 丁
7 (2024吉林月考)已知函数f(x)=cos x,函数g(x)的图象可以由函数f(x)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(ω>0)得到,若函数g(x)在区间上没有零点,则ω的取值范围是(  )
A. B.
C. D.
二、 多项选择题
8 (2025黔东南期末)已知函数f(x)=A cos (ωx+φ)的部分图象如图所示,则下列说法中正确的是(  )
A. 函数f(x)的最小值是-2
B. -π是函数f(x)的一个周期
C. f(x)在区间上单调
D. 将函数f(x)的图象向右平移个单位长度得到的图象对应的函数是奇函数
9 如图,M,N是函数f(x)=2cos (ωx+φ)(ω>0,-<φ<)的图象与x轴的交点,点P在点M,N之间的图象上运动,若M(-1,0),且当△MPN的面积最大时,PM⊥PN,则下列说法中正确的是(  )
A. f(0)=
B. ω+φ=
C. 函数f(x)的增区间为[-3+8k,1+8k](k∈Z)
D. 函数f(x)的图象关于直线x=5对称
三、 填空题
10 若函数y=sin (ωx+φ)(ω>0)的部分图象如图所示,则ω=________.
(第10题)   (第11题)
11 (2024池州期末)已知函数f(x)=A sin (ωx+φ)的图象如图所示,则f=________.
12 函数y=A sin (ωx+φ)(A>0,ω>0)的部分图象如图所示,则f(1)+f(2)+f(3)+…+f(11)的值等于________.
四、 解答题
13 (2024海南期末)已知函数f(x)=A sin (ωx+φ)的部分图象如图所示,点P(0,-1),Q.
(1) 求f(x)的解析式;
(2) 将f(x)的图象上各点的纵坐标保持不变,横坐标伸长为原来的2倍,再将所得图象向左平移个单位长度,得到g(x)的图象,求g(x)在区间上的最值.
14 (2024河池期末)已知函数f(x)=4sin x·sin -1.
(1) 求函数f(x)的最小正周期及f(x)的单调增区间;
(2) 将f(x)的图象先向左平移个单位长度,再向上平移2个单位长度得到函数g(x)的图象,当x∈时,求g(x)的值域.
15 已知函数f(x)=A sin (ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<)的部分图象如图所示.
(1) 求函数f(x)的解析式和单调增区间;
(2) 将函数f(x)的图象向左平移个单位长度,再将图象上各点的横坐标伸长到原来的 2倍(纵坐标不变)得到函数g(x)的图象. 若关于x的方程g(x)-2m=0在区间[0,π]上有两个不同的实根x1,x2,求g()的值及实数m的取值范围.
 
5.6.2 函数y=A sin (ωx+φ)的图象(1)
1. A 因为y=-cos =sin x,所以要得到y=sin 2x的图象,只需将y=sin x图象上所有点的横坐标变为原来的,纵坐标不变.
2. B 由题意,得y=sin =sin ,所以a=.
3. D 函数f(x)的图象向右平移个单位长度,所得图象对应的函数为y=2sin =2sin (4x-)=2sin (4x+),再将所得函数图象的纵坐标不变,横坐标变为原来的2倍,所得图象对应的函数为g(x)=2sin .对于A,因为sin (2×+)=sin π=0≠±1,所以直线x=不是函数g(x)图象的对称轴,故A错误;对于B,sin (2×+)=sin =≠0,所以函数g(x)的图象不关于点(,0)对称,故B错误;对于C,当x∈[-,]时,2x+∈[-,],因为正弦函数y=sin x在区间上不单调,所以[-,]不是g(x)的单调增区间,故C错误;对于D,当g(x)=时,sin (2x+)=,则2x+=2kπ+或2x+=2kπ+,k∈Z,则x=kπ或x=kπ+,k∈Z,则相邻交点距离的最小值为,故D正确.
4. C 将函数y=4cos x图象上所有点的横坐标都伸长为原来的2倍,可得函数y=4cos x的图象,再把图象向右平移2个单位长度,可得y=4cos [(x-2)]=4cos (x-)=4sin x,即函数f(x)=4sin x的图象,故f(x)的最小正周期T==8,且f(1)+f(2)+f(3)+…+f(8)=0,则f(1)+f(2)+f(3)+…+f(2 023)=253×0-f(8)=0-4sin 2π=0.
5. A 因为函数f(x)=sin (ωx+φ)的图象经过点(0,-),所以f(0)=sin φ=-.又|φ|<,所以φ=-.将f(x)=sin (ωx-)的图象向右平移个单位长度后,所得函数图象的解析式为y=sin [ω(x-)-]=sin (ωx--).因为y=sin (ωx--)的图象关于原点对称,所以--=kπ,k∈Z,解得ω=-3k-,k∈Z.因为ω>0,所以当k=-1时,ω取得最小值3-=.
6. C 因为g(x)=cos [3(x-a)]=cos (3x-3a),由题意,得g(2a)=cos 3a=0,所以3a=+kπ,k∈Z,解得a=+,k∈Z.又a>0,所以a的最小值为.
7. C 结合图象知x1与x2之间距离的最小值为.又T==2,所以|x1-x2|min=1.
8. BD 对于A,将函数f(x)的图象向右平移个单位长度后,可得y=sin [2]=sin 的图象,再把所得曲线上所有点的横坐标伸长为原来的2倍,纵坐标不变,得g(x)=sin 的图象,故A错误;对于B,g=sin =0,故B正确;对于C,g=sin (-)=sin ≠±1,所以直线x=不是g(x)的对称轴,故C错误;对于D,分别作出f(x)与g(x)在区间[0,2π]上的图象如图所示,由图象,得它们有4个交点,故D正确.故选BD.
9. AC 将x=代入,得t=sin =,故A正确,B错误;将函数y=sin 图象上的点P向左平移s(s>0)个单位长度,得到P′,若点P′位于函数y=sin2x的图象上,则sin (-2s)=cos 2s=,则2s=±+2kπ,k∈Z,解得s=±+kπ,k∈Z.由s>0,得当k=0时,s取得最小值,故C正确,D错误.故选AC.
10. 2 将函数f(x)=sin 的图象向右平移φ(0<φ<π)个单位长度,得g(x)=sin [2(x-φ)+]=sin (2x-2φ+)的图象.若g(x)是奇函数,则-2φ+=kπ(k∈Z),解得φ=-(k∈Z).又0<φ<π,当k=0时,φ=;当k=-1时,φ=,所以φ的可能取值有2个.
11. ,k∈Z 由题意,得g(x)=f=tan =tan ,令2x-=,k∈Z,解得x=+,k∈Z,所以y=g(x)图象的对称中心为,k∈Z.
12. (2,] 令f(x)=2sin (ωx+)-1=0,则sin (ωx+)=.当x∈(0,π)时,ωx+∈(,ωπ+).由题意,得<ωπ+≤,解得2<ω≤,即实数ω的取值范围为(2,].
13. (1) 将y=cos 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=cos 2x的图象;再将其图象向右平移个单位长度后,得到f(x)=cos [2]=cos 的图象.
故f(x)的解析式为f(x)=cos .
令-π+2kπ≤2x-≤2kπ(k∈Z),
解得-+kπ≤x≤+kπ(k∈Z),
所以函数f(x)的单调增区间为,k∈Z.
(2) 令2x-=t,由x∈,得t∈.
由余弦函数的图象性质,得当t=0,即x=时,f(x)max=f=1,
所以f(x)的最大值为1,此时相应的x的值为.
14. (1) f(x)=2sin (ωx-)cos (ωx-)-2cos2(ωx+)+1=sin(2ωx-)-cos (2ωx+)=sin (2ωx-)-cos (2ωx-+)=sin (2ωx-)+sin (2ωx-)=2sin (2ωx-).
若选①:因为f(x)的图象与直线y=-2的两个相邻交点之间的距离等于π,
且函数f(x)的最小值为-2,
所以函数f(x)的最小正周期为T=π,
即=π,所以ω=1,
所以f(x)=2sin .
若选②:因为f(x)的两个相邻对称中心之间的距离为,
所以函数f(x)的最小正周期为T=π,
即=π,所以ω=1,
所以f(x)=2sin (2x-).
(2) 关于x的方程f(x)=1在区间[0,m]上有两个不同解,
即sin (2x-)=在区间[0,m]上有两个不同解.
当x∈[0,m]时,2x-∈[-,2m-],
所以≤2m-<,
解得≤m<,
即实数m的取值范围为[,).
15. 因为f(x)=sin (ωx+φ)(ω>0,0≤φ≤π)是偶函数,
所以φ=,所以f(x)=cos ωx.
因为图象关于点M对称,所以0=cos ,
所以=kπ+,k∈Z,即ω=k+(k∈Z).
因为f(x)=cos ωx在区间上是单调函数,
所以≥×2,即0<ω≤2,所以ω=或ω=2.
综上,φ=,ω=或ω=2.
5.6.2 函数y=A sin (ωx+φ)的图象(2)
1. B 由图象可知,A=2,=-=,又T=π=,所以ω=2,所以f(x)=2sin (2x+φ).又因为f()=2sin (+φ)=2,即sin (+φ)=1,且-<φ<,所以+φ=,φ=,所以f(x)=2sin (2x+).对于A,因为0≤x≤,所以≤2x+≤.当2x+=,即x=时,f(x)取得最小值为2×(-)=-1,故A错误;对于B,f(x+)=2sin [2(x+)+]=2sin (2x+)=2cos 2x为偶函数,故B正确;对于C,由2x+=kπ,k∈Z,解得x=-+,k∈Z,所以函数f(x)图象的对称中心是(-+,0),k∈Z,故C错误;对于D,f(x)的图象向右平移个单位长度,得到y=2sin [2(x-)+]=2sin (2x-)的图象,故D错误.
2. A 将y=sin x的图象上所有点的横坐标变为原来的,再将所有点向右平移个单位长度即得到y=sin (2x-)的图象,依据此变换过程可得到A中图象是正确的.
3. B 由+=2kπ+π,k∈Z,得ω=6k+2,k∈Z.由图象可知<<,所以<ω<3,所以当k=0时,ω=2符合题意.
4. B 根据函数f(x)=A tan (ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<)的部分图象知,最小正周期为T=2×=,所以ω==2,又ω·+φ=+kπ,k∈Z,所以φ=+kπ,k∈Z.又|φ|<,故φ=,所以f(0)=A tan =A=1,所以函数g(x)=cos .当x=时,g=cos (+)=-≠0,所以g(x)的图象不关于点对称,故A错误;当x∈时,2x+∈[0,π],所以g(x)在区间上单调递减,故B正确;当x=时,g=cos (+)=0,所以g(x)的图象不关于直线x=对称,故C错误;h(x)=cos 2x 图象上的所有点向左平移个单位长度,得到h=cos =cos (2x+)的图象,不是函数g(x)的图象,故D错误.
5. D 由函数f(x)的部分图象,得A=1,·=-,解得ω=2,结合五点法作图,得2×+φ=π+2kπ,k∈Z,得φ=2kπ+,k∈Z,又|φ|<,所以φ=,所以f(x)=sin ,f=sin (2x++)=-cos 2x为偶函数,故A错误;f=sin (2×+)=sin ≠0,图象不关于点对称,故B错误;当x∈,2x+∈,根据正弦函数的性质f(x)在该区间上不单调,故C错误;当x∈[0,6π]时,2x+∈,f(x)在区间内有6个周期长度,每个周期有2个零点,所以该区间内有12个零点,故D正确.
6. A 若甲、乙均为真命题,则f(x)=sin (2x+),此时f()=sin =->f()=sin =-1,故丙为假命题,f()=0≠f(0)=,故丁也为假命题,不满足题意,故甲、乙中有一个是假命题.若乙是假命题,由甲为真命题知,f(x)=sin (2x+φ).由丁为真命题知,f(x+)=f(-x),则直线x=为函数f(x)图象的对称轴,所以φ+=kπ+(k∈Z),解得φ=kπ+(k∈Z),所以f(x)=sin (2x+)或f(x)=-sin (2x+),则f()=-1或f()=1,这与f(x)在区间(,2π)上单调递增矛盾,不满足题意;若甲是假命题,乙是真命题,取ω=1,φ=,则f(x)=sin (x+).令t=x+∈(,),由y=sin t在区间(,)上单调递增,可知f(x)=sin (x+)在区间(,2π)上单调递增,故丙命题为真命题.又f()=sin =1,所以f(x+)=f(-x),故丁也为真命题,满足题意.综上,该假命题是甲.
7. A 函数f(x)=cos x的图象向右平移个单位长度,得到y=cos (x-)的图象;再将所得图象保持纵坐标不变,横坐标变为原来的(ω>0),得到g(x)=cos (ωx-)的图象.令g(x)=cos (ωx-)=0,得ωx-=kπ+,k∈Z,所以x=(kπ+),k∈Z.若函数g(x)在区间(,)上没有零点,则有≥-=π,所以≥2π,所以0<ω≤1.若函数g(x)在区间(,)上有零点,则<(kπ+)<,k∈Z.当k=0时,得<<,解得<ω<;当k=1时,得<<,解得<ω<,所以若函数g(x)在区间(,)上没有零点,则ω的取值范围是(0,].
8. ABD 由图象,得A=2,最小正周期T=×=π=,解得ω=2.由f=2,得2×+φ=2kπ,k∈Z,又|φ|<,所以φ=-,所以f(x)=2cos .对于A,函数f(x)的最小值是-2,故A正确;对于B,-π是函数f(x)的一个周期,故B正确;对于C,当x∈时,2x-∈,易知x=∈.又f=2cos π=-2,f(x)取得最小值,所以f(x)在区间上不单调,故C错误;对于D,将函数f(x)的图象向右平移个单位长度后,得到的函数f=2cos =2sin 2x的图象,f(x-)=2sin 2x是奇函数,故D正确.故选ABD.
9. ACD 因为当△MPN的面积最大时,PM⊥PN,所以MN=4,所以T=8,所以ω=,所以f(x)=2cos (x+φ).又f(-1)=0,所以cos (-+φ)=0,φ=2kπ-,k∈Z.因为-<φ<,所以φ=-,故f(x)=2cos ,所以f(0)=,ω+φ=0,令-π+2kπ≤x-≤2kπ(k∈Z),得-3+8k≤x≤1+8k(k∈Z),所以f(x)的增区间为[-3+8k,1+8k](k∈Z),令x-=kπ(k∈Z),得x=1+4k(k∈Z),所以f(x)的图象关于直线x=1+4k,k∈Z对称,令1+4k=5,k∈Z,解得k=1,故函数f(x)的图象关于直线x=5对称.故A,C,D正确,B错误.故选ACD.
10. 4 由图可知=x0+-x0=,所以T=,所以=,所以ω=4.
11.  由图象可得函数的最大值为2,最小值为-2,所以A=2.根据图象可知=+=,所以T=π,所以=π,解得ω=2,所以f(x)=2sin (2x+φ).又因为函数图象过点,2,即点,所以f=2sin (2×+φ)=2,所以+φ=+2kπ,k∈Z,解得φ=+2kπ,k∈Z.又|φ|<,所以φ=,所以f(x)=2sin ,所以f=2sin =2×=.
12. 2+2 由图象可知A=2,周期为8,所以8=,所以ω=,则y=2sin .因为函数的图象过点(2,2),所以2=2sin (2×+φ)=2sin =2cos φ,所以cos φ=1,所以φ=2kπ,k∈Z,所以三角函数的解析式是y=2sin (x+2kπ)=2sin x.因为f(1)+f(2)+f(3)+f(4)+f(5)+f(6)+f(7)+f(8)=0,所以f(1)+f(2)+f(3)+…+f(11)=2sin +2sin +2sin =2+2.
13. (1) 由图象知A=2.
因为f(x)的图象过点P(0,-1),所以2sin φ=-1.
又|φ|<,所以φ=-,
所以f(x)=2sin .
又f(x)的图象过点Q,
由“五点作图法”可得-=π,解得ω=2,
所以f(x)=2sin .
(2) 由题意,得g(x)=2sin =2sin ,
当x∈时,x+∈,
所以sin ∈,
所以2sin ∈[-,1],
所以g(x)在区间上的最小值为-,最大值为1.
14. (1) f(x)=4sin x·sin (x+)-1
=2sin2x+2sinx cos x-1
=1-cos 2x+sin 2x-1=2sin (2x-),
所以函数f(x)的最小正周期为T==π.
令2kπ-≤2x-≤2kπ+,k∈Z,
解得kπ-≤x≤kπ+,k∈Z,
即函数f(x)的单调增区间为[kπ-,kπ+],k∈Z.
(2) 由(1)知,f(x)=2sin (2x-).
由题意,得g(x)=f(x+)+2=2sin [2(x+)-]+2=2sin (2x+)+2.
当x∈[-,]时,2x+∈[-,π],
则2sin (2x+)∈[-,2],
所以g(x)∈[2-,4],
即g(x)的值域为[2-,4].
15. (1) 由图可知=-=,
得T=π,所以ω==2.
将点代入,得A sin =A,
即+φ=2kπ+,k∈Z,得φ=-+2kπ,k∈Z.
又因为|φ|<,所以φ=-.
再将点(0,-1)代入,得A sin =-1,A=,
所以f(x)=sin .
令2kπ-≤2x-≤2kπ+,k∈Z,
解得kπ-≤x≤kπ+,k∈Z,
所以函数f(x)的单调增区间为(k∈Z).
(2) 由题意,知g(x)=sin .
令x+=kπ+(k∈Z),得x=kπ+(k∈Z),
所以函数y=g(x)在区间[0,π]上的对称轴方程为x=.
因为关于x的方程g(x)-2m=0在区间[0,π]上有两个不同的实根x1,x2,所以函数g(x)的图象和直线y=2m有两个交点,其横坐标分别为x1,x2,由对称性可知=,
所以g=g=.
同时结合函数g(x)在区间[0,π]上的图象,可知1≤2m<,即实数m的取值范围为.