2020-2021年数学必修第一册课后试题:第五章4.2 第1课时 课后课时精练(人教A版)
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2020-2021学年新教材高一数学人教A 版必修第一册第五章 三角函数 单元测试题一、单项选择题(本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.已知扇形的圆心角为2 rad ,弧长为4 cm ,则这个扇形的面积是( )A .4 cm 2B .2 cm 2C .4π cm 2D .1 cm 22.已知a =tan 5π12,b =cos 3π5,c =cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫-17π4,则( )A .b >a >cB .a >b >cC .b >c >aD .a >c >b3.要得到函数y =cos ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π3的图象,只需将函数y =cos 2x 的图象( )A .向左平移π3个单位长度B .向左平移π6个单位长度C .向右平移π6个单位长度D .向右平移π3个单位长度4.已知sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3-x =35,则cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +7π6等于( ) A.35 B.45C .-35D .-455.函数f (x )=x sin x 的图象大致是( )6.化简⎝ ⎛⎭⎪⎫1sin α+1tan α(1-cos α)的结果是( )A .sin αB .cos αC .1+sin αD .1+cos α7.如图所示,某摩天轮设施,其旋转半径为50米,最高点距离地面110米,开启后按逆时针方向匀速旋转,转一周大约21分钟.某人在最低点的位置坐上摩天轮的座舱,并开始计时,则第7分钟时他距离地面的高度大约为( )A .75米B .85米C .(50+253)米D .(60+253)米8.已知函数f (x )=sin x -sin 3x ,x ∈[0,2π],则函数f (x )的所有零点之和等于( )A .4πB .5πC .6πD .7π二、多项选择题(本题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,部分选对的得3分,有选错的得0分)9.下列函数中,最小正周期为π,且为偶函数的有( )A .y =tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π3B .y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π2C .y =sin|2x |D .y =|sin x |10.已知sin θ=-23,且cos θ>0,则( )A .tan θ<0B .tan 2θ>49C .sin 2θ>cos 2θD .sin 2θ>011.已知函数f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π4,则下列结论正确的是( )A .函数f (x )的最小正周期为πB .函数f (x )在[0,π]上有三个零点C .当x =π8时,函数f (x )取得最大值D .为了得到函数f (x )的图象,只要把函数y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4图象上所有点的横坐标变为原来的2倍(纵坐标不变)12.若函数f (x )=1+4sin x -t 在区间⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,2π上有2个零点,则t 的可能取值为( )A .-2B .0C .3D .4三、填空题(本题共4小题,每小题5分,共20分.请把正确答案填在题中横线上)13.tan 15°=________.14.如图,某港口一天中6时到18时的水深变化曲线近似满足函数y =3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6x +φ+k ,据此可知,这段时间水深(单位:m)的最大值为________.15.在△ABC 中,若sin(2π-A )=-2sin(π-B ),3cos A =-2cos(π-B ),则A =________.16.已知函数f (x )=3sin 3x -a cos 3x +a ,且f ⎝ ⎛⎭⎪⎫29π=3,则实数a =________,函数f (x )的单调递增区间为________.四、解答题(本题共6小题,共70分.解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)17.(10分)在平面直角坐标系xOy 中,锐角α的顶点在坐标原点O ,始边与x 轴非负半轴重合,终边与单位圆交于点A ,且点A 的纵坐标为45.(1)求cos α和sin α; (2)求tan 2α的值.18.(12分)已知函数f (x )=3sin(ωx +φ)⎝ ⎛⎭⎪⎫ω>0,-π2≤φ<π2的图象关于直线x =π3对称,且图象上相邻两个最高点的距离为π.(1)求ω和φ的值;(2)若f ⎝ ⎛⎭⎪⎫α2=34⎝ ⎛⎭⎪⎫π6<α<2π3,求cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+3π2的值.19.(12分)(1)已知cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+α=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π2,求sin 2(π-α)+2sinαsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2-α+1的值; (2)已知cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-θ=13,求cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫5π6+θ+2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫5π3-θ的值.20.(12分)在①tan α=43,②7sin 2α=2sin α,③cos α2=277这三个条件中任选一个,补充在下面问题中,并解决问题.已知α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,β∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,cos(α+β)=-13,________,求cosβ.注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.21.(12分)已知函数f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3+1.(1)求f (x )的单调递增区间;(2)求f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π4,π4上的最值,并求出取最值时x 的值;(3)求不等式f (x )≥2的解集.22.(12分)已知函数f (x )=A sin(ωx +φ)⎝ ⎛⎭⎪⎫A >0,ω>0,|φ|≤π2的部分图象如图所示.(1)求函数y =f (x )的表达式;(2)将函数y =f (x )的图象向左平移π6个单位长度得到函数g (x )的图象,若关于x 的方程f (x )+g (x )-a =0在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2上有实数解,求实数a的取值范围.三角函数单元测试参考答案1.解析:设半径为R ,由弧长公式得4=2R ,即R =2 cm ,则S =12×2×4=4 (cm 2),故选A.答案:A2.解析:a =tan 5π12>1,b =cos 3π5<0,1>c =cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫-17π4=cosπ4>0.∴a >c >b .则12<t -14<1或-1<t -14<0,解得3<t <5或-3<t <1,故选ABD. 答案:ABD13.解析:tan 15°=tan(45°-30°)=1-tan 30°1+tan 30°=1-331+33=2- 3.答案:2- 314.解析:由图象可知:当sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6x +φ=-1时,y min =k -3=2,∴k =5,当sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6x +φ=1时,y max =5+3=8. 答案:8 15.解析:由sin(2π-A )=-2sin(π-B ),得sin A =2sin B ①. 由3cos A =-2cos(π-B ),得3cos A =2cos B ②. 由①2+②2得:sin 2A +3cos 2A =2,即2cos 2A =1.由②和A ,B 为三角形的内角,可知角A ,B 均为锐角,则cos A =22.所以A =π4.答案:π416.解析:①因为f ⎝ ⎛⎭⎪⎫29π=3,所以f ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π9=3sin 2π3-a cos 2π3+a =3,解得:a =1;②将a =1代入,得f (x )=3sin 3x -cos 3x +1,化简得f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫3x -π6+1,故-π2+2k π≤3x -π6≤π2+2k π,k ∈Z。
第1课时 函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换课后训练巩固提升1.要得到函数y=sin (2x -π3)的图象,只需将函数y=sin 2x 的图象( )A.向右平移π6个单位长度B.向左平移π6个单位长度C.向右平移π3个单位长度D.向左平移π3个单位长度y=sin (2x -π3)=sin [2(x -π6)],所以只需将函数y=sin2x 的图象向右平移π6个单位长度.2.将函数y=12sin x 图象上各点的纵坐标伸长为原来的4倍,横坐标不变,得到的图象对应的函数解析式为( ) A.y=4sin x B.y=2sin x C.y=sin xD.y=14sin x解析:y=12sinx 的图象y=4×12sinx=2sinx 的图象.3.将函数y=sin xcos x 的图象沿x 轴向左平移π4个单位长度,再将横坐标缩短为原来的一半,得到的图象对应的函数解析式为( ) A.y=sin 4xB.y=cos 4xC.y=12sin 4x D.y=12cos 4xy=sinxcosx=12sin2x 的图象沿x 轴向左平移π4个单位长度,得到函数y=12sin2(x+π4) =12sin(2x+π2)=12cos2x 的图象,再将所得图象上所有点的横坐标缩短到原来的一半,得到函数图象的解析式为y=12cos4x.4.(多选题)下列四种变换,能使y=sin x 的图象变为y=sin (2x +π4)的图象的是( )A.向左平移π4个单位长度,再将各点的横坐标缩短为原来的12B.向左平移π8个单位长度,再将各点的横坐标扩大为原来的2倍 C.将各点横坐标缩短为原来的12,再向左平移π8个单位长度D.将各点横坐标缩短为原来的12,再向右平移π8个单位长度y=sinx 的图象变为y=sin(2x+π4)的图象有两种图象变换方式,第一种:先平移,后伸缩,向左平移π4个单位长度,再将各点的横坐标缩短为原来的12;第二种:先伸缩,后平移,将各点横坐标缩短为原来的12,再向左平移π8个单位长度.故选AC.5.要得到函数y=cos (2x +π3)的图象,只需将函数y=sin 2x 的图象( )A.向左平移5π12个单位长度B.向右平移5π12个单位长度C.向左平移5π6个单位长度D.向右平移5π6个单位长度(2x +π3)=sin [π2+(2x +π3)]=sin(2x+5π6)=sin [2(x +5π12)].由题意知,要得到y=sin (2x +5π6)的图象,只要将y=sin2x 的图象向左平移5π12个单位长度.6.函数y=12sin (2x -π4)的图象可以看作把函数y=12sin 2x 的图象向平移 个单位长度得到的.π87.把函数f(x)=cos (2x -π6)图象上所有点的横坐标缩短到原来的12,得到函数g(x)的图象,则g(x)的最小正周期是 .g(x)=cos (4x -π6),故最小正周期T=2π4=π2.8.将函数f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0,-π2≤φ<π2)的图象上各点的横坐标缩短到原来的一半,纵坐标不变,再向右平移π6个单位长度得到y=sin x 的图象,则f (π6)= .y=sinx 的图象向左平移π6个单位长度,得到y=sin (x +π6)的图象,再把各点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,得到y=sin(12x+π6)的图象,即为f(x)=sin(ωx+φ)的图象,所以f(x)=sin (12x +π6),故f (π6)=√22.9.将函数y=f(x)的图象向左平移π12个单位长度,再把所得图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,可以得到函数y=cos 2x 的图象. (1)求f(π)的值;(2)求f(x)的单调递增区间.将函数y=cos2x 的图象上所有点的横坐标缩短到原来的12,纵坐标不变,得到函数y=cos4x 的图象,再将所得图象向右平移π12个单位长度,得到函数y=cos4(x-π12)=cos (4x -π3)的图象,故f(x)=cos(4x-π3).因此f(π)=cos (4π-π3)=cos π3=12. (2)令2kπ-π≤4x -π3≤2kπ(k∈Z),解得12kπ-π6≤x≤12kπ+π12(k ∈Z),故f(x)的单调递增区间为[12kπ-π6,12kπ+π12](k ∈Z).1.将函数f(x)=cos (x +7π6)的图象上各点的纵坐标不变,横坐标伸长到原来的2倍,所得图象的一条对称轴方程可以是( ) A.x=π3B.x=-π3C.x=π12D.x=-π12y=cos (x +7π6)的图象上各点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,可得函数y=cos (12x +7π6)的图象.令12x+7π6=kπ(k∈Z),解得x=2kπ-7π3(k ∈Z).故可得当k=1时,所得函数的图象的一条对称轴方程为x=-π3.2.若将函数f(x)=sin(ωx+φ)的图象上所有的点向左平移π2个单位长度,所得图象与原图象重合,则ω的值不可能等于( ) A.4B.6C.8D.12由题意可知π2=kT(k ∈Z). 因为f(x)=sin(ωx+φ)的周期为T=2π|ω|,所以π2=k·2π|ω|,即|ω|=4k(k∈Z).故ω的值不可能等于6.3.(多选题)为了得到函数y=2sin 2x 的图象,下列变换正确的是( ) A.将函数y=(sin x+cos x)2的图象向右平移π4个单位长度B.将函数y=1+cos 2x 的图象向左平移π4个单位长度C.将函数y=2sin 2(x +π6)的图象向右平移π6个单位长度D.将函数y=2sin 2(x +π6)的图象向左平移π6个单位长度2x=1-cos2x.将函数y=(sinx+cosx)2=1+sin2x 的图象向右平移π4个单位长度,得到函数y=1+sin2(x -π4)=1+sin (2x -π2)=1-cos2x 的图象,故A 正确.将函数y=1+cos2x 的图象向左平移π4个单位长度,得到函数y=1+cos (2x +π2)=1-sin2x 的图象,故B 不正确.将函数y=2sin 2(x +π6)=1-cos (2x +π3)的图象向右平移π6个单位长度,得到函数y=1-cos[2(x-π6)+π3]=1-cos2x 的图象,故C 正确,D 不正确.4.将函数y=3sin (4x +π6)的图象上各点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),再向右平移π6个单位长度,所得函数图象的一个对称中心为( ) A.(7π48,0)B.(π3,0)C.(7π12,0)D.(5π8,0)y=3sin (4x +π6)的图象上各点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),可得到y=3sin (2x +π6)的图象,再向右平移π6个单位长度,得到y=3sin [2(x -π6)+π6]=3sin (2x -π6).令2x-π6=kπ(k∈Z),解得x=kπ2+π12(k ∈Z).当k=1时,x=7π12.故函数图象的一个对称中心为(7π12,0),故选C.5.要得到y=sin (x2+π3)的图象,需将函数y=cos x2的图象上所有的点至少向左平移 个单位长度.:cos x2=sin (x2+π2),将y=sin(x2+π2)的图象上所有的点向左平移φ(φ>0)个单位长度得y=sin (x2+φ2+π2)的图象.令φ2+π2=2kπ+π3(k ∈Z),解得φ=4kπ-π3(k ∈Z),故当k=1时,φ=11π3,即为φ的最小正值.6.将函数f(x)=12sin(2x+φ)的图象向左平移π6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),所得图象关于直线x=π3对称,则|φ|的最小值为 .:f(x)=12sin(2x+φ)向左平移π6个单位长度后得到y=12sin (2x +π3+φ),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y=12sin (x +π3+φ),此函数图象关于直线x=π3对称.当x=π3时,sin (π3+π3+φ)=sin (2π3+φ)=±1,所以2π3+φ=π2+kπ(k∈Z),得φ=-π6+kπ(k∈Z).故|φ|的最小值为π6.7.将函数y=lg x 的图象向左平移1个单位长度,可得函数f(x)的图象;将函数y=cos (2x -π6)的图象向左平移π12个单位长度,可得函数g(x)的图象.(1)在同一平面直角坐标系中画出函数f(x)和g(x)的图象; (2)判断方程f(x)=g(x)解的个数.函数y=lgx 的图象向左平移1个单位长度,可得函数f(x)=lg(x+1)的图象,即图象C 1;函数y=cos (2x -π6)的图象向左平移π12个单位长度,可得函数g(x)=cos [2(x +π12)-π6]=cos2x 的图象,即图象C 2.画出图象C 1和C 2的图象如图所示.(2)由(1)中的图象可知,两个图象共有5个交点,即方程f(x)=g(x)解的个数为5.8.已知函数f(x)=2sin ωx,其中常数ω>0. (1)若y=f(x)在区间[-π4,2π3]上单调递增,求ω的取值范围;(2)令ω=2,将函数y=f(x)的图象向左平移π6个单位长度,再向上平移1个单位长度,得到函数y=g(x)的图象,区间[a,b](a,b ∈R 且a<b)满足:y=g(x)在区间[a,b]上至少含有30个零点,在所有满足上述条件的区间[a,b]中,求b-a 的最小值.因为ω>0,所以根据题意有{-π4ω≥-π2,2π3ω≤π2,解得0<ω≤34.所以ω的取值范围为(0,34].(2)由题意知f(x)=2sin2x,g(x)=2sin [2(x +π6)]+1=2sin (2x +π3)+1.由g(x)=0得,sin (2x +π3)=-12,解得x=kπ-π4或x=kπ-7π12,k ∈Z,即g(x)的相邻零点之间的间隔依次为π3和2π3.故若y=g(x)在区间[a,b]上至少含有30个零点,则b-a 的最小值为14×2π3+15×π3=43π3.。
2021年人教版高中数学必修第一册随堂练习:第5章《5.4.2第2课时单调性与最值》(含答案详解)1、第2课时单调性与最值学习目标核心素养1.把握y=sinx,y=cosx的最大值与最小值,并会求简洁三角函数的值域和最值.(重点、难点)2.把握y=sinx,y=cosx的单调性,并能利用单调性比较大小.(重点)3.会求函数y=Asin(ωx+φ)及y=Acos(ωx+φ)的单调区间.(重点、易混点)1.通过单调性与最值的计算,提升数学运算素养.2.结合函数图象,培育直观想象素养.解析式y=sinxy=cosx 图象值域[-1,1][-1,1]单调性在+2kπ,k∈Z上单调递增,在+2kπ,k∈Z上单调递减在[-π+2kπ,2kπ],k∈Z上单调递增,在[2kπ,π+2kπ],k∈Z上单调递减最值x=+2kπ,k∈Z时,ymax=1;x=-+2kπ,k∈Z时,ym2、in=-1x=2kπ,k∈Z时,ymax=1;x=π+2kπ,k∈Z时,ymin=-1思索:y=sinx和y=cosx在区间(m,n)(其中0<m<n<2π)上都是减函数,9n你能确定m的最小值、n的最大值吗?提示:由正弦函数和余弦函数的单调性可知m=,n=π.1.函数y=-cosx 在区间上是( )A.增函数B.减函数C.先减后增函数D.先增后减函数C [因为y=cosx在区间上先增后减,所以y=-cosx 在区间上先减后增.]2.函数y=sinx的值域为________.[因为≤x≤,所以≤sinx≤1,即所求的值域为.]3.函数y=2-sinx取得最大值时x的取值集合为________.[当sinx=-1时,ymax=2-(-1)=3,此时x=23、kπ-,k∈Z.]4.若cosx=m-1有意义,则m的取值范围是________.[0,2] [因为-1≤cosx≤1,要使cosx=m-1有意义,须有-1≤m-1≤1,所以0≤m≤2.]正弦函数、余弦函数的单调性【例1】(1)函数y=cosx在区间[-π,a]上为增函数,则a的取值范围是________.(2)已知函数f(x)=sin+1,求函数f(x)的单调递增区间.9n[思路点拨] (1)确定a的范围→y=cosx在区间[-π,a]上为增函数→y=cosx在区间[-π,0]上是增函数,在区间[0,π]上是减函数→a的范围.(2)确定增区间→令u=+2x→y=sinu的单调递增区间.(1)(-π,0] [(1)因为y=cosx在[-π,0]上是增函数,在4、[0,π]上是减函数,所以只有-π<a≤0时满足条件,故a∈(-π,0].](2)[解] 令u=+2x,函数y=sinu的单调递增区间为,k∈Z,由-+2kπ≤+2x≤+2kπ,k∈Z,得-+kπ≤x≤+kπ,k∈Z.所以函数f(x)=sin+1的单调递增区间是,k∈Z.1.求形如y=Asin(ωx+φ)+b或形如y=Acos(ωx+φ)+b(其中A≠0,ω0,b为常数)的函数的单调区间,可以借助于正弦函数、余弦函数的单调区间,通过解不等式求得.2.具体求解时留意两点:①要把ωx+φ看作一个整体,若ω0,先用诱导公式将式子变形,将x的系数化为正;②在A0,ω0时,将“ωx+φ”代入正弦(或余弦)函数的单调区间,可以解得与之单调性一5、致的单调区间;当A0,ω0时同样方法可以求得与正弦(余弦)函数单调性相反的单调区间.提示:复合函数的单调性遵循“同增异减”的规律.1.(1)函数y=sin,x∈的单调递减区间为________.(2)已知函数y=cos,则它的单调减区间为________.(1),(2)(k∈Z) [(1)由+2kπ≤3x+9n≤+2kπ(k∈Z),得+≤x≤+(k∈Z).又x∈,所以函数y=sin,x∈的单调递减区间为-,-,,.(2)y=cos=cos,由2kπ≤2x-≤2kπ+π,k∈Z,得kπ+≤x≤kπ+,k∈Z,∴单调递减区间是(k∈Z).]利用三角函数的单调性比较大小【例2】利用三角函数的单调性,比较以下各组数的大小.(1)sin与sin;(2 6、)sin196°与cos156°;(3)cos与cos.[思路点拨] →[解] (1)∵-<-<-<,∴sin>sin.(2)sin196°=sin(180°+16°)=-sin16°,cos156°=cos(180°-24°)=-cos24°=-sin66°,9n∵0°<16°<66°<90°,∴sin16°<sin66°,从而-sin16°>-sin66°,即sin196°>cos156°.(3)cos=cosπ=cos=cosπ,cos=cosπ=cos=cos.∵0<<π<π,且y=cosx在[0,π]上是减函数,∴cosπ<cos,即cos<cos.三角函数值大小比较的策略(1)利用诱导公式,对于正弦函数来说,一般将两个角转化到内;对于余弦函数来说,7、一般将两个角转化到[-π,0]或[0,π]内.(2)不同名的函数化为同名的函数.(3)自变量不在同一单调区间化至同一单调区间内,借助正弦、余弦函数的单调性来比较大小.2.(1)已知α,β为锐角三角形的两个内角,则以下结论正确的选项是( )A.sinα<sinβB.cosα<sinβC.cosα<cosβD.cosα>cosβ9n(2)比较以下各组数的大小:①cos,cos;②cos1,sin1.(1)B [α,β为锐角三角形的两个内角,α+β>,α>-β,α∈,-β∈,所以cosα<cos=sinβ.](2)[解] ①cos=cos,cos=cos,因为0<<<π,而y=cosx在[0,π]上单调递减,所以cos>cos,即cos >cos.②因为cos1=s8、in,而0<-1<1<且y=sinx在上单调递增,所以sin<sin1,即cos1<sin1.正弦函数、余弦函数的最值问题[探究问题]1.函数y =sin在x∈[0,π]上最小值是多少?提示:因为x∈[0,π],所以x+∈,由正弦函数图象可知函数的最小值为-.2.函数y=Asinx +b,x∈R的最大值肯定是A+b吗?提示:不是.因为A0时最大值为A+b,若A0时最大值应为-A+b.9n【例3】(1)函数y=cos2x +2sinx-2,x∈R的值域为________.(2)已知函数f(x)=asin+b(a >0).当x∈时,f(x)的最大值为,最小值是-2,求a和b的值.[思路点拨] (1)先用平方关系转化,即cos2x=1-sin2x,再将si9、nx看作整体,转化为二次函数的值域问题.(2)先由x∈求2x-的取值范围,再求sin2x的取值范围,最终求f(x)min,f(x)max,列方程组求解.(1)[-4,0] [y=cos2x+2sinx-2=-sin2x+2sinx-1=-(sinx-1)2.因为-1≤sinx≤1,所以-4≤y≤0,所以函数y=cos2x+2sinx-2,x∈R的值域为[-4,0].](2)[解] ∵0≤x≤,∴-≤2x-≤,∴-≤sin≤1,∴f(x)max=a+b=,f(x)min=-a+b=-2.由得1.求本例(1)中函数取得最小值时x的取值集合.[解] 因为y=cos2x+2sinx-2=-sin2x+2sinx-1=-(sinx-1)2,所以当sinx=-1时,ymin10、=-4,此时x的取值集合为.2.将本例(1)中函数改为y=cos2x+sinx,x∈R结果又如何?[解] y=cos2x+sinx=1-sin2x +sinx=-2+.9n因为-1≤sinx≤1,所以-1≤y≤,所以函数y =cos2x+sinx,x∈R的值域为.三角函数最值问题的常见类型及求解方法:(1)y=asin2x+bsinx+c(a≠0),利用换元思想设t=sinx,转化为二次函数y=at2+bt+c求最值,t的范围需要依据定义域来确定.(2)y=Asin(ωx+φ)+b,可先由定义域求得ωx+φ的范围,然后求得sin(ωx+φ)的范围,最终得最值.1.确定三角函数单调区间的方法有多种,如换元法、列表法、图象法等,解题时需适当选取,同时要留意,求函数的单11、调区间必需在这个函数的定义域内进行.2.函数单调性最基本的应用是比较大小与求值域,求三角函数值域的方法许多,假如函数式中含有多个三角函数式,往往要先将函数式进行变形.1.思索辨析(1)y=sinx在(0,π)上是增函数.( )(2)cos1>cos2>cos3.( )(3)函数y=-sinx,x∈的最大值为0.( )[提示] (1)错误.y=sinx在上是增函数,在上是减函数.(2)正确.y=cosx 在(0,π)上是减函数,且0<1<2<3<π,所以cos1>cos2>cos3.(3)正确.函数y=-sinx在x∈上为减函数,故当x=0时,取最大值0.9n[答案] (1)×(2)√(3)√2.y=2cosx2的值域是( )A.[-2,2] B12、.[0,2]C.[-2,0]D.RA [因为x∈R,所以x2≥0,所以y =2cosx2∈[-2,2].]3.sin________sin(填“>”或“<”).>[sin=sin=sin,因为0<<<,y=sinx在上是增函数,所以sin <sin,即sin>sin.]4.函数y=1-sin2x的单调递增区间.[解] 求函数y=1-sin2x的单调递增区间,转化为求函数y=sin2x的单调递减区间,由+2kπ≤2x≤+2kπ,k∈Z,得+kπ≤x≤+kπ,k∈Z,即函数的单调递增区间是(k∈Z).9。
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高中数学必修1课后习题答案第一章 集合与函数概念1.1集合1.1.1集合的含义与表示练习(第5页)1.(1)中国∈A ,美国∉A ,印度∈A ,英国∉A ;中国和印度是属于亚洲的国家,美国在北美洲,英国在欧洲.(2)1-∉A 2{|}{0,1}A x x x ===.(3)3∉B 2{|60}{3,2}B x x x =+-==-.(4)8∈C ,9.1∉C 9.1N ∉.2.解:(1)因为方程290x -=的实数根为123,3x x =-=,所以由方程290x -=的所有实数根组成的集合为{3,3}-;(2)因为小于8的素数为2,3,5,7,所以由小于8的所有素数组成的集合为{2,3,5,7};(3)由326y x y x =+⎧⎨=-+⎩,得14x y =⎧⎨=⎩,即一次函数3y x =+与26y x =-+的图象的交点为(1,4),所以一次函数3y x =+与26y x =-+的图象的交点组成的集合为{(1,4)};(4)由453x -<,得2x <,所以不等式453x -<的解集为{|2}x x <.1.1.2集合间的基本关系练习(第7页)1.解:按子集元素个数来分类,不取任何元素,得∅;取一个元素,得{},{},{}a b c ;取两个元素,得{,},{,},{,}a b a c b c ;取三个元素,得{,,}a b c ,即集合{,,}a b c 的所有子集为,{},{},{},{,},{,},{,},{,,}a b c a b a c b c a b c ∅.2.(1){,,}a a b c ∈ a 是集合{,,}a b c 中的一个元素;(2)20{|0}x x ∈= 2{|0}{0}x x ==;(3)2{|10}x R x ∅=∈+= 方程210x +=无实数根,2{|10}x R x ∈+==∅;(4){0,1}N (或{0,1}N ⊆) {0,1}是自然数集合N 的子集,也是真子集;(5){0}2{|}x x x = (或2{0}{|}x x x ⊆=) 2{|}{0,1}x x x ==;(6)2{2,1}{|320}x x x =-+= 方程2320x x -+=两根为121,2x x ==.3.解:(1)因为{|8}{1,2,4,8}B x x ==是的约数,所以AB ;(2)当2k z =时,36k z =;当21k z =+时,363k z =+,即B 是A 的真子集,B A ; (3)因为4与10的最小公倍数是20,所以A B =.1.1.3集合的基本运算练习(第11页)1.解:{3,5,6,8}{4,5,7,8}{5,8}A B ==,{3,5,6,8}{4,5,7,8}{3,4,5,6,7,8}A B ==.2.解:方程2450x x --=的两根为121,5x x =-=,方程210x -=的两根为121,1x x =-=,得{1,5},{1,1}A B =-=-,即{1},{1,1,5}A B A B =-=-.3.解:{|}A B x x =是等腰直角三角形,{|}A B x x =是等腰三角形或直角三角形.4.解:显然{2,4,6}U B =,{1,3,6,7}U A =,则(){2,4}U A B =,()(){6}U U A B =.1.1集合习题1.1 (第11页) A 组1.(1)237Q ∈ 237是有理数; (2)23N ∈ 239=是个自然数; (3)Q π∉ π是个无理数,不是有理数; (4)2R ∈ 2是实数;(5)9Z ∈ 93=是个整数; (6)2(5)N ∈ 2(5)5=是个自然数.2.(1)5A ∈; (2)7A ∉; (3)10A -∈.当2k =时,315k -=;当3k =-时,3110k -=-;3.解:(1)大于1且小于6的整数为2,3,4,5,即{2,3,4,5}为所求;(2)方程(1)(2)0x x -+=的两个实根为122,1x x =-=,即{2,1}-为所求;(3)由不等式3213x -<-≤,得12x -<≤,且x Z ∈,即{0,1,2}为所求.4.解:(1)显然有20x ≥,得244x -≥-,即4y ≥-,得二次函数24y x =-的函数值组成的集合为{|4}y y ≥-;(2)显然有0x ≠,得反比例函数2y x=的自变量的值组成的集合为{|0}x x ≠; (3)由不等式342x x ≥-,得45x ≥,即不等式342x x ≥-的解集为4{|}5x x ≥. 5.(1)4B -∉; 3A -∉; {2}B ; B A ;2333x x x -<⇒>-,即{|3},{|2}A x x B x x =>-=≥;(2)1A ∈; {1}-A ; ∅A ; {1,1}-=A ;2{|10}{1,1}A x x =-==-;(3){|}x x 是菱形{|}x x 是平行四边形;菱形一定是平行四边形,是特殊的平行四边形,但是平行四边形不一定是菱形;{|}x x 是等边三角形{|}x x 是等腰三角形.等边三角形一定是等腰三角形,但是等腰三角形不一定是等边三角形.6.解:3782x x -≥-,即3x ≥,得{|24},{|3}A x x B x x =≤<=≥,则{|2}A B x x =≥,{|34}A B x x =≤<.7.解:{|9}{1,2,3,4,5,6,7,8}A x x ==是小于的正整数,则{1,2,3}A B =,{3,4,5,6}A C =,而{1,2,3,4,5,6}B C =,{3}B C =,则(){1,2,3,4,5,6}A B C =,(){1,2,3,4,5,6,7,8}A B C =.8.解:用集合的语言说明这项规定:每个参加上述的同学最多只能参加两项,即为()A B C =∅.(1){|}A B x x =是参加一百米跑或参加二百米跑的同学;(2){|}A C x x =是既参加一百米跑又参加四百米跑的同学.9.解:同时满足菱形和矩形特征的是正方形,即{|}B C x x =是正方形,平行四边形按照邻边是否相等可以分为两类,而邻边相等的平行四边形就是菱形, 即{|}A B x x =是邻边不相等的平行四边形,{|}S A x x =是梯形.10.解:{|210}A B x x =<<,{|37}A B x x =≤<,{|3,7}R A x x x =<≥或,{|2,10}R B x x x =≤≥或,得(){|2,10}R A B x x x =≤≥或,(){|3,7}R A B x x x =<≥或,(){|23,710}R A B x x x =<<≤<或,(){|2,3710}R A B x x x x =≤≤<≥或或.B 组1.4 集合B 满足A B A =,则B A ⊆,即集合B 是集合A 的子集,得4个子集.2.解:集合21(,)|45x y D x y x y ⎧-=⎫⎧=⎨⎨⎬+=⎩⎩⎭表示两条直线21,45x y x y -=+=的交点的集合, 即21(,)|{(1,1)}45x y D x y x y ⎧-=⎫⎧==⎨⎨⎬+=⎩⎩⎭,点(1,1)D 显然在直线y x =上,得D C .3.解:显然有集合{|(4)(1)0}{1,4}B x x x =--==,当3a =时,集合{3}A =,则{1,3,4},A B A B ==∅;当1a =时,集合{1,3}A =,则{1,3,4},{1}A B A B ==;当4a =时,集合{3,4}A =,则{1,3,4},{4}A B A B ==;当1a ≠,且3a ≠,且4a ≠时,集合{3,}A a =,则{1,3,4,},A B a A B ==∅.4.解:显然{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}U =,由U A B =,得U B A ⊆,即()U U A B B =,而(){1,3,5,7}U A B =, 得{1,3,5,7}U B =,而()U U B B =,即{0,2,4,6,8.9,10}B =. 第一章 集合与函数概念1.2函数及其表示1.2.1函数的概念练习(第19页)1.解:(1)要使原式有意义,则470x +≠,即74x ≠-, 得该函数的定义域为7{|}4x x ≠-;(2)要使原式有意义,则1030x x -≥⎧⎨+≥⎩,即31x -≤≤,得该函数的定义域为{|31}x x -≤≤.2.解:(1)由2()32f x x x =+,得2(2)322218f =⨯+⨯=,同理得2(2)3(2)2(2)8f -=⨯-+⨯-=,则(2)(2)18826f f +-=+=,即(2)18,(2)8,(2)(2)26f f f f =-=+-=;(2)由2()32f x x x =+,得22()3232f a a a a a =⨯+⨯=+,同理得22()3()2()32f a a a a a -=⨯-+⨯-=-,则222()()(32)(32)6f a f a a a a a a +-=++-=,即222()32,()32,()()6f a a a f a a a f a f a a =+-=-+-=.3.解:(1)不相等,因为定义域不同,时间0t >;(2)不相等,因为定义域不同,0()(0)g x x x =≠.1.2.2函数的表示法练习(第23页)1.解:显然矩形的另一边长为,y ==,且050x <<,即(050)y x =<<.2.解:图象(A )对应事件(2),在途中遇到一次交通堵塞表示离开家的距离不发生变化; 图象(B )对应事件(3),刚刚开始缓缓行进,后来为了赶时间开始加速; 图象(D )对应事件(1),返回家里的时刻,离开家的距离又为零;图象(C )我出发后,以为要迟到,赶时间开始加速,后来心情轻松,缓缓行进.3.解:2,2|2|2,2x x y x x x -≥⎧=-=⎨-+<⎩,图象如下所示.4.解:因为3sin 60=,所以与A 中元素60相对应的B 中素是3; 的元 因为2sin 452=,所以与B 中的元素22相对应的A 中元素是45. 1.2函数及其表示习题1.2(第23页)1.解:(1)要使原式有意义,则40x -≠,即4x ≠, 得该函数的定义域为{|4}x x ≠;(2)x R ∈,2()f x x =都有意义,即该函数的定义域为R ;(3)要使原式有意义,则2320x x -+≠,即1x ≠且2x ≠, 得该函数的定义域为{|12}x x x ≠≠且;(4)要使原式有意义,则4010x x -≥⎧⎨-≠⎩,即4x ≤且1x ≠, 得该函数的定义域为{|41}x x x ≤≠且.2.解:(1)()1f x x =-的定义域为R ,而2()1x g x x=-的定义域为{|0}x x ≠, 即两函数的定义域不同,得函数()f x 与()g x 不相等; (2)2()f x x =的定义域为R ,而4()()g x x =的定义域为{|0}x x ≥, 即两函数的定义域不同,得函数()f x 与()g x 不相等;(3)对于任何实数,都有362=,即这两函数的定义域相同,切对应法则相同,x x得函数()f x与()g x相等.3.解:(1)定义域是(,)-∞+∞,值域是(,)-∞+∞;(2)定义域是(,0)(0,)-∞+∞,值域是(,0)(0,)-∞+∞;(3)定义域是(,)-∞+∞,值域是(,)-∞+∞;(4)定义域是(,)-∞+∞,值域是[2,)-+∞.4.解:因为2()352f x x x =-+,所以2(2)3(2)5(2)2852f -=⨯--⨯-+=+, 即(2)852f -=+;同理,22()3()5()2352f a a a a a -=⨯--⨯-+=++, 即2()352f a a a -=++;22(3)3(3)5(3)231314f a a a a a +=⨯+-⨯++=++, 即2(3)31314f a a a +=++;22()(3)352(3)3516f a f a a f a a +=-++=-+, 即2()(3)3516f a f a a +=-+.5.解:(1)当3x =时,325(3)14363f +==-≠-, 即点(3,14)不在()f x 的图象上;(2)当4x =时,42(4)346f +==--, 即当4x =时,求()f x 的值为3-;(3)2()26x f x x +==-,得22(6)x x +=-,即14x =. 6.解:由(1)0,(3)0f f ==,得1,3是方程20x bx c ++=的两个实数根, 即13,13b c +=-⨯=,得4,3b c =-=,即2()43f x x x =-+,得2(1)(1)4(1)38f -=--⨯-+=, 即(1)f -的值为8.7.图象如下:8.解:由矩形的面积为10,即10xy =,得10(0)y x x=>,10(0)x y y =>,由对角线为d ,即22d x y =+22100(0)d x x x =+>, 由周长为l ,即22l x y =+,得202(0)l x x x=+>, 另外2()l x y =+,而22210,xy d x y ==+,得22222()22220(0)l x y x y xy d d =+=++=+>, 即2220(0)l d d =+>.9.解:依题意,有2()2d x vt π=,即24vx t dπ=,显然0x h ≤≤,即240vt h dπ≤≤,得204h d t v π≤≤,得函数的定义域为2[0,]4h d vπ和值域为[0,]h . 10.解:从A 到B 的映射共有8个.分别是()0()0()0f a f b f c =⎧⎪=⎨⎪=⎩,()0()0()1f a f b f c =⎧⎪=⎨⎪=⎩,()0()1()0f a f b f c =⎧⎪=⎨⎪=⎩,()0()0()1f a f b f c =⎧⎪=⎨⎪=⎩,()1()0()0f a f b f c =⎧⎪=⎨⎪=⎩,()1()0()1f a f b f c =⎧⎪=⎨⎪=⎩,()1()1()0f a f b f c =⎧⎪=⎨⎪=⎩,()1()0()1f a f b f c =⎧⎪=⎨⎪=⎩.B组1.解:(1)函数()r f p =的定义域是[5,0][2,6)-; (2)函数()r f p =的值域是[0,)+∞;(3)当5r >,或02r ≤<时,只有唯一的p 值与之对应. 2.解:图象如下,(1)点(,0)x 和点(5,)y 不能在图象上;(2)省略.3.解:3, 2.522,211,10()[]0,011,122,233,3x x x f x x x x x x --<<-⎧⎪--≤<-⎪⎪--≤<⎪==≤<⎨⎪≤<⎪≤<⎪⎪=⎩图象如下4.解:(1)驾驶小船的路程为222x +,步行的路程为12x-,得222125x xt +-=+,(012)x ≤≤, 即24125x xt +-=+,(012)x ≤≤. (2)当4x =时,2441242583()55t h +-=+=+≈.第一章 集合与函数概念1.3函数的基本性质1.3.1单调性与最大(小)值练习(第32页)1.答:在一定的范围内,生产效率随着工人数量的增加而提高,当工人数量达到某个数量时,生产效率达到最大值,而超过这个数量时,生产效率随着工人数量的增加而降低.由此可见,并非是工人越多,生产效率就越高.2.解:图象如下[8,12]是递增区间,[12,13]是递减区间,[13,18]是递增区间,[18,20]是递减区间. 3.解:该函数在[1,0]-上是减函数,在[0,2]上是增函数,在[2,4]上是减函数,在[4,5]上是增函数.4.证明:设12,x x R ∈,且12x x <,因为121221()()2()2()0f x f x x x x x -=--=->, 即12()()f x f x >,所以函数()21f x x =-+在R 上是减函数。
第5章三角函数5.4 函数y=A sin(ωx+φ)的图象与性质第1课时 函数y=A sin (ωx+φ)的图象课后篇巩固提升必备知识基础练1.要得到函数y=sin x-π3的图象,只需将函数y=sin x+π6的图象( )A.向右平移π3个单位长度B.向左平移π3个单位长度C.向右平移π2个单位长度D.向左平移π6个单位长度y=sin [(x -π2)+π6]=sin (x -π3),所以应将函数y=sin (x +π6)的图象向右平移π2个单位长度. 2.函数y=sin 2x 图象可以由函数y=sin 2x+π4如何平移得到( ) A.向左平移π4个单位长度 B.向右平移π4个单位长度 C.向左平移π8个单位长度 D.向右平移π8个单位长度解析将函数y=sin 2x+π4的图象向右平移π8个单位长度得到y=sin 2x-π8+π4=sin 2x ,故选D . 3.将函数y=cos 2x 的图象向左平移π12个单位长度,得到函数y=cos(2x+φ)0<φ<π2的图象,则φ的值为( ) A.π3B.π12C.π4D.π6解析将函数y=cos 2x 的图象向左平移π12个单位长度,可得y=cos 2x+π12=cos 2x+π6的图象,故φ=π6,故选D .4.(多选题)为得到函数y=cos x 的图象,可以把y=sin x 的图象向右平移φ个单位长度得到,那么φ的值可以是( )A.π2B.3π2C.5π2D.7π2解析y=sin x=cosπ2-x =cos x-π2,向右平移φ个单位长度后得到y=cos x-φ-π2,所以φ+π2=2k π,k ∈Z ,所以φ=2k π-π2,k ∈Z .所以φ的值可以是3π2,7π2. 5.某简谐振动解析式为函数y=√2sin(ωx+φ)(ω>0),初相和频率分别为-π和32,则它的运动周期为 ,相位是 .3πx-πf=32,所以T=1f=23,所以ω=2πT=3π.所以相位ωx+φ=3πx-π.6.把函数f (x )=cos 2x-π6图象上所有点的横坐标缩短到原来的12,得到函数g (x )的图象,则g (x )的最小正周期是 .g (x )=cos (4x -π6),故最小正周期T=2π4=π2.7.某振动物体的运动方程是f (x )=A sin(ωx+φ)A>0,ω>0,|φ|<π2,下表是用“五点法”画该运动方程在某一个周期内的图象时所列表格.π3π(1)①为 ,②为 ,③为 (直接写出结果即可); (2)求该运动物体的振幅、频率、初相;(3)将y=f (x )图象上所有点向左平移π12个单位长度,得到y=g (x )图象,求y=g (x )的图象的解析式.①-π12、②5π12、③11π12. (2)根据表中已知数据可得A=2,T2=2π3−π6=π2,因此T=π,ω=2,当x=-π12时,2×-π12+φ=k π(k ∈Z ),则φ=π6,∴函数表达式为f (x )=2sin 2x+π6.因此振幅为2,频率为1π,初相为π6.(3)由(2)知f(x)=2sin2x+π6,∴g(x)=2sin2x+π12+π6=2sin2x+π3.关键能力提升练8.将函数y=cos x的图象经过怎样的平移,可以得到函数y=sin x+π6的图象()A.向左平移π6个单位长度B.向左平移π3个单位长度C.向右平移π3个单位长度D.向右平移π6个单位长度解析由于y=cos x=sin x+π2,则y=sin x+π2−π3=sin x+π6,因此将函数y=cos x的图象向右平移π3个单位长度得到y=sin x+π6的图象.故选C.9.(2021甘肃天水高一期末)为了得到函数y=√2sin2x+π4的图象,只要把函数y=√2cos 2x图象上所有的点()A.向左平移π8个单位长度B.向右平移π8个单位长度C.向左平移π4个单位长度D.向右平移π4个单位长度解析只要把函数y=√2cos 2x=√2sin2x+π2图象上所有的点向右平移π8个单位长度,可得函数y=√2sin2x+π4的图象,故选B.10.(多选题)设函数f(x)=cos2x+π3的图象为曲线E,则()A.将曲线y=cos 2x向右平移π3个单位长度后与曲线E重合B.将曲线y=cos x+π3上各点的横坐标缩短到原来的12,纵坐标不变,则与曲线E重合C.将曲线f(x)向左平移π6后所得图象对应的函数为奇函数D.若x1≠x2,且f(x1)=f(x2)=0,则|x1-x2|的最小值为π2解析由题意,函数f (x )=cos 2x+π3的图象为曲线E ,故将曲线y=cos 2x 向右平移π3个单位长度,得到y=cos 2x-2π3的图象,故A 错误;将曲线y=cos x+π3上各点的横坐标缩短到原来的12,纵坐标不变,可得y=cos 2x+π3的图象,与曲线E 重合,故B 正确;将曲线f (x )向左平移π6个单位长度后所得图象对应的函数解析式为g (x )=cos 2x+π6+π3=cos 2x+2π3,不是奇函数,故C 错误;若x 1≠x 2,且f (x 1)=f (x 2)=0,则|x 1-x 2|的最小值为半个周期,其值为12·2π2=π2,故D 正确,故选BD .11.将函数y=2sin 2x 的图象向左平移π12个单位长度,再将图象上每个点的横坐标和纵坐标都变为原来的12,则所得图象的函数解析式为 .答案y=sin 4x+π6解析将函数y=2sin 2x 的图象向左平移π12个单位长度,可得y=2sin 2x+π6的图象;再将图象上每个点的横坐标和纵坐标都变为原来的12倍,则所得图象的函数解析式为y=sin 4x+π6.12.若将函数f (x )=sin 2x-π3的图象向左平移φ(φ>0)个单位长度,得到函数g (x )=sin 2x 的图象,则φ的最小值为 .解析因为函数f (x )=sin 2x-π3的图象向左平移φ(φ>0)个单位长度,得到y=sin 2x+2φ-π3,所以2φ-π3=2k π(k ∈Z ).∴φ=π6+k π(k ∈Z ).∵φ>0,∴φ的最小值为π6. 13.将函数f (x )=A sin(ωx+φ)ω>0,|φ|≤π2图象上每一点的横坐标缩短为原来的一半,纵坐标不变,再向右平移π6个单位长度得到y=A sin x 的图象,则ω= ,φ= .π6解析y=A sin x 的图象向左平移π6个单位长度,得到y=A sin x+π6的图象,再将每一点的横坐标伸长为原来的2倍,得到y=A sin12x+π6的图象即为f (x )=A sin(ωx+φ)的图象,所以ω=12,φ=π6.14.已知函数f (x )=sin 2x-π6.(1)请用“五点法”画出函数f (x )在一个周期上的图象(先在所给的表格中填上所需的数字,再画图);(2)求f (x )的单调递增区间;分别令2x-π6=0,π2,π,3π2,2π,可得画出函数f (x )在一个周期上的图象如图所示:(2)令-π2+2k π≤2x-π6≤π2+2k π,k ∈Z ,解得-π6+k π≤x ≤π3+k π,k ∈Z ,所以函数f (x )的单调递增区间为-π6+k π,π3+k π,k ∈Z .学科素养创新练15.(2021安徽蚌埠高三模拟)将函数y=cos 2x-π6图象上的点G π4,n 向右平移m (m>0)个单位长度得到点G',若G'位于函数y=sin 2x 的图象上,则( ) A.n=√32,m 的最小值为π3B.n=12,m 的最小值为π3 C.n=√32,m 的最小值为π6D.n=12,m 的最小值为π6解析将Gπ4,n 代入y=cos 2x-π6可得n=cosπ2−π6=cos π3=12,即Gπ4,12,Gπ4,12向右平移m (m>0)个单位长度得到点G'π4+m ,12在y=sin 2x 的图象上,则sin 2π4+m =12,得cos 2m=12,得2m=2k π±π3,k ∈Z ,得m=k π±π6,k ∈Z ,又m>0,故m 的最小值为π6.故选D .。
【新教材】4.4.2 对数函数的图像和性质(人教A版)1、掌握对数函数的图象和性质,培养学生实际应用函数的能力;2、通过观察图象,分析、归纳、总结对数函数的性质;3、在对数函数的学习过程中,体验数学的科学价值并养成勇于探索的良好习惯.1.数学抽象:对数函数的图像与性质;2.逻辑推理:图像平移问题;3.数学运算:求函数的定义域与值域;4.数据分析:利用对数函数的性质比较两个函数值的大小及解对数不等式;5.数学建模:通过由抽象到具体,由具体到一般的数形结合思想总结指数函数性质. 重点:对数函数的图象和性质;难点:对底数的分类,如何由图象、解析式归纳对数函数的性质.一、预习导入阅读课本132-133页,填写。
1.对数函数的图象及性质a的范围0<a<1a>1图象a的范围0<a<1a>1性质定义域__________值域R定点__________,即x=_______时,y=_________单调性在(0,+∞)上是__________在(0,+∞)上是__________的图象“上升”;当0<a<1时,对数函数的图象“下降”.2.反函数指数函数__________和对数函数y=log a x(a>0且a≠1)互为反函数.1.若函数y=log a x的图象如图所示,则a的值可能是()A.0.5B.2C.eD.π2.下列函数中,在区间(0,+∞)内不是增函数的是()A.y=5xB.y=lg x+2C.y=x 2+1D.y=3.函数的f (x )=log a (x-2)-2x 的图象必经过定点..4.(1)函数f (x )= 的反函数是.(2)函数g (x )=log 8x 的反函数是. 题型一对数函数的图象例1函数y=log 2x ,y=log 5x ,y=lg x 的图象如图所示. (1)说明哪个函数对应于哪个图象,并说明理由;(2)在如图的平面直角坐标系中分别画出y=lo g 12x ,y=lo g 15x ,y=lo g 110x 的图象; (3)从(2)的图中你发现了什么? 跟踪训练一1、作出函数y=|lg(x-1)|的图象,并根据图象写出函数的定义域、值域以及单调区间. 题型二比较对数值的大小例2比较下列各组数中两个值的大小:(1)log 23.4,log 28.5; (2)log 0.31.8,log 0.32.7;(3)log a 5.1,log a 5.9(a >0,且a ≠1). 跟踪训练二1.比较下列各题中两个值的大小:(1)lg 6,lg 8; (2)log 0.56,log 0.54; (3)log 132与log 152; (4)log 23与log 54. 题型三比较对数值的大小例3(1)已知log a 12>1,求a 的取值范围;(2)已知log 0.7(2x )<log 0.7(x -1),求x 的取值范围. 跟踪训练三1.已知log a (3a -1)恒为正,求a 的取值范围. 题型四有关对数型函数的值域与最值问题 例4求下列函数的值域.lo g 12x23x(1)y =log 2(x 2+4);(2)y =log 12(3+2x -x 2). 跟踪训练四1.已知f (x )=2+log 3x ,x ∈[1,9],求函数y =[f (x )]2+f (x 2)的最大值及此时x 的值. 1.若lg(2x -4)≤1,则x 的取值范围是()A .(-∞,7]B .(2,7]C .[7,+∞)D .(2,+∞)2.已知log 12m <log 12n <0,则()A .n <m <1B .m <n <1C .1<m <nD .1<n <m3.函数f (x )=|log 12x |的单调递增区间是()A.⎝⎛⎦⎤0,12B .(0,1] C .(0,+∞)D .[1,+∞)4.已知实数a =log 45,b =⎝⎛⎭⎫120,c =log 30.4,则a ,b ,c 的大小关系为()A .b <c <aB .b <a <cC .c <a <bD .c <b <a5.函数f (x )=lg ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x 2+1+x 是() A .奇函数B .偶函数 C .既奇又偶函数 D .非奇非偶函数6.比较大小:(1)log 22______log 23; (2)log 3π______log π3.7.不等式log 13(5+x )<log 13(1-x )的解集为________. 8.求函数y =log 12 (1-x 2)的单调增区间,并求函数的最小值.答案小试牛刀 1-2.AD 3.(3,-6)4.(1)f(x)=lo g23x(2)g(x)=8x自主探究例1【答案】见解析【解析】(1)①对应函数y=lg x,②对应函数y=log5x,③对应函数y=log2x.这是因为当底数全大于1时,在x=1的右侧,底数越大的函数图象越靠近x轴.(2)在题图中的平面直角坐标系中分别画出y=lo g12x,y=lo g15x,y=lo g110x的图象如图所示.(3)从(2)的图中可以发现:y=lg x与y=lo g110x,y=log5x与y=lo g15x,y=log2x与y=lo g12x的图象分别关于x轴对称.跟踪训练一1、【答案】其定义域为(1,+∞),值域为[0,+∞),单调递减区间为(1,2],单调递增区间为(2,+∞).【解析】先画出函数y=lg x的图象(如图①).再将该函数图象向右平移1个单位长度得到函数y=lg(x-1)的图象(如图②).图①图②图③最后把y=lg(x-1)的图象在x轴下方的部分对称翻折到x轴上方(原来在x轴上方的部分不变),即得出函数y=|lg(x-1)|的图象(如图③).由图易知其定义域为(1,+∞),值域为[0,+∞),单调递减区间为(1,2],单调递增区间为(2,+∞).例2【答案】(1) log23.4<log28.5(2) log0.31.8>log0.32.7(3)当a>1时,log a5.1<log a5.9;当0<a<1时,log a5.1>log a5.9.【解析】(1)考察对数函数y=log2x,因为它的底数2>1,所以它在(0,+∞)上是增函数,于是log23.4<log28.5.(2)考察对数函数y=log0.3x,因为它的底数0<0.3<1,所以它在(0,+∞)上是减函数,于是log0.31.8>log0.32.7.(3)当a>1时,y=log a x在(0,+∞)上是增函数,于是log a5.1<log a5.9;当0<a<1时,y=log a x在(0,+∞)上是减函数,于是log a5.1>log a5.9.跟踪训练二1.【答案】(1)lg 6<lg 8(2)log0.56<log 0.54(3)log 132<log152(4)log23>log54.【解析】(1)因为函数y=lg x在(0,+∞)上是增函数,且6<8,所以lg 6<lg 8.(2)因为函数y =log 0.5x 在(0,+∞)上是减函数,且6>4,所以log 0.56<log 0.54. (3)由于log 132=1log 213,log 152=1log 215.又∵对数函数y =log 2x 在(0,+∞)上是增函数,且13>15,∴0>log 213>log 215,∴1log 213<1log 215.∴log 132<log 152. (4)取中间值1,∵log 23>log 22=1=log 55>log 54,∴log 23>log 54. 例3【答案】(1)⎝⎛⎭⎫12,1;(2) (1,+∞). 【解析】(1)由log a 12>1得log a 12>log a a .①当a >1时,有a <12,此时无解.②当0<a <1时,有12<a ,从而12<a <1.∴a 的取值范围是⎝⎛⎭⎫12,1.(2)∵函数y =log 0.7x 在(0,+∞)上为减函数, ∴由log 0.72x <log 0.7(x -1) 得⎩⎪⎨⎪⎧2x >0,x -1>0,2x >x -1,解得x >1. ∴x 的取值范围是(1,+∞). 跟踪训练三1.【答案】⎝⎛⎭⎫13,23∪(1,+∞)【解析】由题意知log a (3a -1)>0=log a 1.当a >1时,y =log a x 是增函数,∴⎩⎪⎨⎪⎧3a -1>1,3a -1>0,解得a >23,∴a >1;当0<a <1时,y =log a x 是减函数,∴⎩⎪⎨⎪⎧3a -1<1,3a -1>0,解得13<a <23.∴13<a <23.综上所述,a 的取值范围是⎝⎛⎭⎫13,23∪(1,+∞). 例4【答案】(1) [2,+∞);(2)[-2,+∞). 【解析】(1)y =log 2(x 2+4)的定义域是R.因为x 2+4≥4,所以log 2(x 2+4)≥log 24=2, 所以y =log 2(x 2+4)的值域为[2,+∞). (2)设u =3+2x -x 2=-(x -1)2+4≤4. 因为u >0,所以0<u ≤4.又y =log 12u 在(0,+∞)上为减函数, 所以log 12u ≥log 124=-2,所以y =log 12 (3+2x -x 2)的值域为[-2,+∞). 跟踪训练四1.【答案】当x =3时,y 取得最大值,为13.【解析】y =[f (x )]2+f (x 2)=(2+log 3x )2+log 3x 2+2=(log 3x )2+6log 3x +6=(log 3x +3)2-3.∵f (x )的定义域为[1,9], ∴y =[f (x )]2+f (x 2)中,x必须满足⎩⎪⎨⎪⎧1≤x ≤9,1≤x 2≤9,∴1≤x ≤3,∴0≤log 3x ≤1,∴6≤y ≤13. ∴当x =3时,y 取得最大值,为13. 当堂检测 1-5.BDDDA 6.(1)> (2)> 7.{x |-2<x <1}8.【答案】函数y =log 12(1-x 2)的单调增区间为[0,1),且函数的最小值y min =0. 【解析】要使y =log 12(1-x 2)有意义,则1-x 2>0,∴x 2<1,则-1<x <1,因此函数的定义域为(-1,1). 令t =1-x 2,x ∈(-1,1).当x∈(-1,0]时,x增大,t增大,y=log 12t减小,∴x∈(-1,0]时,y=log 12(1-x2)是减函数;同理当x∈[0,1)时,y=log 12(1-x2)是增函数.故函数y=log 12(1-x2)的单调增区间为[0,1),且函数的最小值y min=log12(1-02)=0.。
新教材2020-2021学年高中数学人教A版必修第一册学案:4.2.1指数函数的概念含解析4.2指数函数4.2.1指数函数的概念[目标] 1。
能说出指数函数的定义;2。
记住指数函数的图象与性质;3.会用指数函数的图象与性质解答有关问题.[重点] 指数函数的概念、图象、性质.[难点] 指数函数性质的概括总结.知识点一指数函数的概念[填一填]一般地,函数y=a x(a〉0,且a≠1)叫做指数函数,其中x是自变量,函数的定义域是R.[答一答]1.下列函数是指数函数吗?①y=3x+1;②y=3x+1;③y=3×2x;④y=5x+2-2.提示:它们都不满足指数函数的定义,所以都不是指数函数.2.指数函数定义中为什么规定a〉0且a≠1?提示:①如果a=0,当x>0时,a x恒等于0;当x≤0时,a x无意义.②如果a〈0,例如y=(-4)x,这时对于x=错误!,错误!,…,在实数范围内的函数值不存在.③如果a=1,则y=1x是一个常量,无研究的必要.为了避免上述各种情况,所以规定a〉0且a≠1.知识点二指数函数的图象和性质[填一填][答一答]3.观察同一直角坐标系中函数y=2x,y=3x,y=4x,y=(错误!)x,y=(错误!)x,y=(错误!)x的图象如图所示,能得到什么规律?提示:(1)当a>1时,a的值越大,图象越靠近y轴,递增速度越快.(2)当0<a〈1时,a的值越小,图象越靠近y轴,递减的速度越快.(3)底数互为倒数时,图象关于y轴对称,即y=a x与y=错误!x 图象关于y轴对称.4.怎样快速画出指数函数y=a x(a〉0,且a≠1)的图象?提示:由指数函数y=a x(a>0,且a≠1)的性质知,指数函数y=a x(a〉0,且a≠1)的图象恒过点(0,1),(1,a),(-1,错误!),只要确定了这三个点的坐标,即可快速地画出指数函数y=a x(a〉0,且a≠1)的图象.类型一指数函数的概念[例1](1)下列以x为自变量的函数中,是指数函数的是()A.y=(-4)x B.y=πxC.y=-4x D.y=a x+2(a>0,a≠1)(2)若y=(a2-3a+3)a x是指数函数,则()A .a =1或2B .a =1C .a =2D .a >0且a ≠1(3)已知函数f (x )为指数函数,且f 错误!=错误!,则f (-2)=________。
『高中数学』
教学课件‖
课时训练‖
讲义测试‖
A 级:“四基”巩固训练
一、选择题
1.下列函数中,周期为π
2的是( ) A .y =sin x
2 B .y =sin2x C .y =cos x
4 D .y =cos(-4x )
答案 D
解析 A 中,T =2π12=4π;B 中,T =2π2=π;C 中,T =2π14=8π;D 中,T =
2π
|-4|
=π
2,故选D.
2.使函数y =sin(2x +φ)为奇函数的φ值可以是( ) A.π4 B.π2 C .π D.3π2 答案 C
解析 因为函数y =sin(2x +φ)的定义域为R ,且为奇函数,所以f (0)=0,即sin(2×0+φ)=sin φ=0,故φ=k π(k ∈Z ),故选C.
3.函数f (x )=sin x
1+cos x
的奇偶性是( )
A .奇函数
B .偶函数
C .既是奇函数又是偶函数
D .既不是奇函数也不是偶函数 答案 A
解析 由1+cos x ≠0得x ≠(2k +1)π,k ∈Z ,显然定义域关于原点对称.因为f (-x )=
sin (-x )1+cos (-x )=-sin x
1+cos x
=-f (x ),所以函数f (x )为奇函数,故选A.
4.函数y =-x cos x 的部分图象是( )
答案 D
解析 ∵y =-x cos x 是奇函数,它的图象关于原点对称,∴排除A ,C ;当x ∈⎝ ⎛
⎭
⎪⎫0,π2时,y =-x cos x <0,排除B ,故选D. 5.函数f (x )=3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫
23x +15π2是( )
A .周期为3π的偶函数
B .周期为2π的偶函数
C .周期为3π的奇函数
D .周期为4π
3的偶函数
答案 A
解析 ∵f (x )=3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫23x +15π2=3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫23x +8π-π2=3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫23x -π2=-3sin ⎝ ⎛⎭⎪
⎫
π2-23x =-3cos 23x ,f (-x )=-3cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫-23x =-3cos 23x =f (x ),f (x +3π)=-3cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤
23(x +3π)=
-3cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫
23x +2π=-3cos 23x =f (x ),∴该函数是周期函数也是偶函数,且周期T =3π,
故选A.
二、填空题
6.函数y =⎪⎪⎪⎪⎪⎪sin ⎝ ⎛
⎭⎪⎫2x +π4+2的最小正周期是________.
答案 π
2
解析 ∵函数y =sin2x 的最小正周期T =π,∴函数y =⎪⎪⎪⎪⎪⎪sin ⎝ ⎛
⎭⎪⎫2x +π4+2的最
小正周期为π
2.
7.若f (x )是R 上的偶函数,当x ≥0时,f (x )=sin x ,则f (x )的解析式是________. 答案 f (x )=sin|x |
解析 当x <0时,-x >0,f (-x )=sin(-x )=-sin x ,∵f (-x )=f (x ),∴x <0时,f (x )=-sin x .∴f (x )=sin|x |,x ∈R .
8.设定义在R 上的函数f (x )满足f (x )·f (x +2)=13.若f (1)=2,则f (99)=________.。