课时分层作业50 匀速圆周运动的数学模型 函数y=Asin(ωx+φ)的图象
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一、复习巩固1.将函数y =sin ⎝⎛⎭⎫x -π3的图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),再将所得的图象向左平移π3个单位,得到的图象对应的解析式是( )A .y =sin 12xB .y =sin ⎝⎛⎭⎫12x -π2 C .y =sin ⎝⎛⎭⎫12x -π6D .y =sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6 解析:y =sin ⎝⎛⎭⎫x -π3――→横坐标伸长到原来的2倍纵坐标不变 y =sin ⎝⎛⎭⎫12x -π3――→向左平移个单位长度y =sin ⎣⎡⎦⎤12⎝⎛⎭⎫x +π3-π3=sin ⎝⎛⎭⎫12x -π6. 答案:C2.要得到函数y =cos ⎝⎛⎭⎫x +π3的图象,只需将函数y =sin x 的图象( ) A .向左平移π6个单位长度B .向右平移π6个单位长度C .向左平移5π6个单位长度D .向右平移5π6个单位长度解析:y =cos ⎝⎛⎭⎫x +π3=cos ⎝⎛⎭⎫x -π2+56π且y =sin x =cos ⎝⎛⎭⎫x -π2,故选C. 答案:C3.要得到函数y =cos 2x 的图象,只需将y =cos ⎝⎛⎭⎫2x +π4的图象( ) 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:设y =cos 2x 的图象平移φ个单位长度,得到y =cos 2(x +φ)=cos(2x +2φ)的图象,令φ=π8,即可得到y =cos ⎝⎛⎭⎫2x +π4,故y =cos 2x 的图象向左平移φ=π8个单位长度得到y =cos ⎝⎛⎭⎫2x +π4的图象,因此,要得到函数y =cos 2x 的图象,只需将y =cos ⎝⎛⎭⎫2x +π4的图象向右平移π8个单位长度. 答案:B4.把函数f (x )=sin 2x +1的图象上所有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,则g (x )的最小正周期为( )A .2πB .π C.π2D.π4解析:由题意知g (x )=sin(2×12x )+1=sin x +1.故T =2π.答案:A5.函数y =cos x 图象上各点的纵坐标不变,把横坐标变为原来的2倍,得到的解析式为y =cos ωx ,则ω=( )A .2 B.12 C .4D.14解析:将y =cos x 图象上各点横坐标变为原来的2倍,得到函数y =cos 12x ,故ω=12.答案:B6.将函数y =sin(2x +φ)的图象沿x 轴向左平移π8个单位长度后,得到一个偶函数的图象,则φ的一个可能取值为( )A.3π4B.π4 C .0D .-π4解析:将函数y =sin(2x +φ)的图象沿x 轴向左平移π8个单位长度,得到函数y =sin ⎣⎡⎦⎤2⎝⎛⎭⎫x +π8+φ=sin ⎝⎛⎭⎫2x +π4+φ,因为此时函数为偶函数,所以π4+φ=π2+k π,k ∈Z ,即φ=π4+k π,k ∈Z ,验证知选B.答案:B7.函数f (x )=cos(ωx +φ)的部分图象如图所示,则f (x )的单调递减区间为( )A .(k π-14,k π+34)k ∈ZB .(2k π-14,2k π+34),k ∈ZC .(k -14,k +34),k ∈ZD .(2k -14,2k +34),k ∈Z解析:由五点作图知,⎩⎨⎧14ω+φ=π254ω+φ=3π2,解得ω=π,φ=π4,所以f (x )=cos(πx +π4),令2k π<πx +π4<2k π+π,k ∈Z ,解得2k -14<x <2k +34,k ∈Z ,故单调减区间为(2k -14,2k +34),k ∈Z ,故选D.答案:D8.将函数y =sin(-2x )的图象向右平移π3个单位长度,所得函数图象的解析式为________.解析:将y =sin(-2x )的图象向右平移π3个单位长度,得函数y =sin[-2(x -π3)]=sin(-2x+23π)的图象. 答案:y =sin(-2x +23π)9.把函数y =cos ⎝⎛⎭⎫x +4π3的图象向右平移φ个单位长度,所得到的图象正好关于y 轴对称,则φ的最小正值是________.解析:将y =cos ⎝⎛⎭⎫x +4π3的图象向右平移φ个单位长度,得y =cos ⎝⎛⎭⎫x -φ+4π3的图象, ∵y =cos ⎝⎛⎭⎫x -φ+4π3的图象关于y 轴对称, ∴cos ⎝⎛⎭⎫0-φ+4π3=±1.∴φ-4π3=k π,k ∈Z .当k =-1时,φ取得最小正值π3.答案:π310.说明y =-2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6+1的图象是由y =sin x 的图象经过怎样变换得到的. 解析:y =sin x 的图象――→各点的纵坐标伸长到原来的2倍且关于x 轴作对称变换y =-2sin x 的图象――→各点的横坐标缩短到原来的12y =-2sin 2x 的图象――→向右平移个单位长度y =-2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6的图象――→向上平移1个单位长度 y =-2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6+1的图象. 二、综合应用11.设ω>0,函数y =sin(ωx +π3)+2的图象向右平移4π3个单位长度后与原图象重合,则ω的最小值是( )A.23 B.43 C.32D .3解析:y =sin(ωx +π3)+2――→向右平移个单位长度y 1=sin[ω(x -4π3)+π3]+2=sin(ωx +π3-4π3ω)+2.∵y 与y 1的图象重合,∴-4π3ω=2k π(k ∈Z ),∴ω=-32k .又∵ω>0,k ∈Z ,∴k =-1时,ω取最小值为32.答案:C12.将函数y =3sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3的图象向右平移π2个单位长度,所得图象对应的函数( ) A .在区间⎣⎡⎦⎤π12,7π12上单调递减B .在区间⎣⎡⎦⎤π12,7π12上单调递增 C .在区间⎣⎡⎦⎤-π6,π3上单调递减 D .在区间⎣⎡⎦⎤-π6,π3上单调递增 解析:平移后的函数为y =3sin ⎣⎡⎦⎤2⎝⎛⎭⎫x -π2+π3= 3sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3-π=3sin ⎝⎛⎭⎫2x -23π,增区间:-π2+2k π≤2x -23π≤π2+2k π,k ∈Z ,即π12+k π≤x ≤712π+k π,k ∈Z ,当k =0时,π12≤x ≤712π,故选B.答案:B13.将函数y =f (x )图象上每个点的纵坐标保持不变,横坐标伸长到原来的2倍,然后再将整个图象沿x 轴向左平移π2个单位长度,得到的曲线与y =12sin x 的图象相同,则y =f (x )的函数表达式为________.解析:根据题意,y =12sin x 的图象沿x 轴向右平移π2个单位长度后得到y =12sin (x -π2),再将此函数图象上点的纵坐标不变,横坐标缩短为原来的12倍,得到y =12sin(2x -π2),此即y =f (x )的解析式.答案:y =12sin(2x -π2)14.给出下列图象变换方法:①图象上所有点的横坐标缩短到原来的12,纵坐标不变;②图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变; ③图象向右平移π3个单位长度;④图象向左平移π3个单位长度;⑤图象向右平移2π3个单位长度;⑥图象向左平移2π3个单位长度.请用上述变换中的两种变换,将函数y =sin x 的图象变换为函数y =sin ⎝⎛⎭⎫x 2+π3的图象,那么这两种变换的序号依次是________(填上一种你认为正确的答案即可).解析:可以先平移,再伸缩,故可将y =sin x 的图象向左平移π3个单位长度,再将图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,故变换序号为④②.也可先伸缩再平移,即先将图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,再将图象向左平移2π3个单位长度,故变换序号为②⑥.答案:④②或②⑥15.已知函数f (x )=3sin(2x +φ)⎝⎛⎭⎫φ∈⎝⎛⎭⎫0,π2,其图象向左平移π6个单位长度后,关于y 轴对称.(1)求函数f (x )的解析式;(2)说明其图象是由y =sin x 的图象经过怎样的变换得到的.解析:(1)将函数f (x )=3sin(2x +φ)图象上的所有点向左平移π6个单位长度后,所得图象的函数解析式为y =3sin ⎣⎡⎦⎤2⎝⎛⎭⎫x +π6+φ=3sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3+φ. 因为图象平移后关于y 轴对称, 所以2×0+π3+φ=k π+π2(k ∈Z ),所以φ=k π+π6(k ∈Z ).因为φ∈⎝⎛⎭⎫0,π2,所以φ=π6. 所以f (x )=3sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6. (2)将函数y =sin x 的图象上的所有点向左平移π6个单位长度,所得图象的函数解析式为y=sin ⎝⎛⎭⎫x +π6,再把所得图象上各点的横坐标缩短到原来的12倍(纵坐标不变),得函数y =sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6的图象,再把图象上各点的纵坐标伸长到原来的3倍(横坐标不变),即得函数y =3sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6的图象. 16.将函数y =lg x 的图象向左平移一个单位长度, 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.解析:函数y =lg x 的图象向左平移一个单位长度,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]=cos 2x 的图象,即图象C 2.(1)画出图象C 1和C 2的图象如图(2)由图象可知:两个图象共有5个交点. 即方程f (x )=g (x )解的个数为5.。
课时分层作业 (五十 ) 函数 y = Asin(x + φ)(建议用时: 60 分钟)[合格基础练 ]、选择题1.下列表示函数 y =sin 2x - 3 在区间-2,π上的简图正确的是 (当 x =6π时 y = sin 0=0,排除 C , 故选 A.]2.把函数 y =sin 2x -4π的图象向左平移 8π个单位长度, 所得到的图象对应的 函数是 ( )A .奇函数 B.偶函数C .既是奇函数也是偶函数 D.非奇非偶函数A [y =sin 2x -4π=sin 2 x -8π ,向左平移 8π个单位长度后为 y =3.同时具有性质“ (1)最小正周期是 π;(2)图象关于直线 x =3π对称; (3)在A [当 x =π时,y = sin -3π=- 23排除 B 、D.sin 2x ,为奇函数 .]-6π,3π上单调递增”的一个函数是 ( )证知只有 C 符合要求 . ]4.已知函数 f(x)=Asin(ωx+φ)+B 的一部分图象如图所示, 若 A>0,ω>0, |φ|< 2π,则 ( )A .B =4C .ω=1B [ 由函数图象可知 f(x) min = 0, f(x) max =4. 4-0 4+0所以 A = 2 = 2,B = 2 =2. 2π 5π π由周期 T =ω=4 12-6 知 ω=2. 由 f 6 =4得 2sin 2× 6+φ+ 2= 4, π π πsin 3+φ= 1,又 |φ|<2,故 φ=6.]5.已知函数 f(x)=cos ωx -6π(ω>0)的相邻两个零点的距离为 2π,要得到 y =f(x)的图象,只需把 y =cos ωx 的图象 ()A .向右平移 1π2个单位B .向左平移 1π2个单位A .y =sin 2x+6 B . y =cos 2x + 3 C .πy =sin 2x - 6D . y =cos2x -6 [ 由(1)知 T =π=2ωπ,2,排除 A. 由(2)(3)知 x =,f(x)取最大值 ,验π B .φ=6 D .A =4πC .向右平移 6π个单D .向左平移 6π个单位A [由已知得2ωπ=2×2π,故 ω=2. ω2y =cos 2x 向右平移1π2个单位可得 y =cos 2x -12=cos2x -6的图象.] 二、填空题6.要得到函数 y =sin 21x 的图象,只需将函数 y =sin 21x +4 的图象向右平移 _________ 个单位.2π [由于 y =sin 12x + 4π= sin 21 x +2π ,故要得到 y =sin 12x 的图象 ,只要将 y=sin 21x +4 的图象向右平移 2π个单位 .]7.将函数 y =sin 3x +4π的图象向右平移 8π个单位长度, 再将图象上各点的横 坐标扩大到原来的 3倍(纵坐标不变 ),则所得的函数解析式是 _____π向右平移 8个单位长度y =sin x - 8π [y = sin3x +4π各点的横坐标扩大到原来的 3倍 πy =sin x -8π,ππ8.某同学利用描点法画函数 y =Asin (ωx +φ)(其中 0<A ≤2,0<ω<2,-2<φ<2) 的图象,列出的部分数据如下表:经检查,发现表格中恰有一组数据计算错误,请你根据上述信息推断函数 = Asin (ωx + φ)的解析式应是 ______ .y = sin 3π π π x -8 + 4 =sin3x -8故所得的函数解析式是 y =sin x -纵坐标不变y= 2sin 3πx+6π[在平面直角坐标系中描出这五个点,如图所示.根据函数图象的大致走势,可知点 (1,0)不符合题意;又因为 0<A≤ 2,函数图象过 (4,-2),所以 A= 2.因为函数图象过 (0,1),∴2sin φ=1,又∵-2<φ<2,∴φ=6,由(0,1),(2,1)关于直线 x=1 对称,知 x=1 时函数取得最大值 2,因此函数的最小正周期为 6.π∴ω=3.]三、解答题π9.已知函数 f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|< 2)的部分图象如图所示.(1)求函数 f(x)的解析式;(2)如何由函数 y=sin x 的图象通过相应的平移与伸缩变换得到函数 f(x)的图象,写出变换过程.[解] (1)由图象知 A= 1.f(x)的最小正周期 T= 4× 12-6=π,故ω=T=2,将点6π,1 代入 f(x)的解析式得 sin 3π+φ=1,π π π又|φ|<2,∴ φ=6.故函数 f(x)的解析式为 f(x)=sin 2x+6 .(2)变换过程如下:所有点的横坐标缩小为原来 1/2倍y=sin x图象上的――――――――――――――――→ y=sin 2x的图象,再把 y 纵坐标不变=sin 2x的图象,向左平移1π2个单位 y=sin 2x+6的图象.2π10.已知函数 f(x)=2cos2ωx-1+2 3sin ωxcos ωx(0<ω<1),直线 x=3是函数f(x) 的图象的一条对称轴.(1)求函数 f(x)的单调递增区间;(2)已知函数 y=g(x)的图象是由 y= f(x)的图象上各点的横坐标伸长到原来的2 倍,然后再向左平移23π个单位长度得到的,若 g 2α+π3=65,α∈ 0,2π,求 sin α的值.[解] (1)f(x)=cos 2 ωx+3sin 2ωx=2sin2 ωx+6,由于直线 x=3π是函数 f(x)=2sin 2ωx+6π的图象的一条对称轴, 2πππ所以3ω+6=kπ+2(k∈Z),31解得ω=2k+2(k∈Z),1又0< ω< 1,所以ω=2,所以 f(x)=2sin x+6 .π π π由2kπ-2≤x+6≤ 2kπ+2(k∈Z),2ππ得2kπ-3≤x≤2kπ+3(k∈Z ),所以函数 f(x)的单调递增区间为 2k π- 23 , 2k π+3π(k ∈Z ). (2)由题意可得 g(x)= 2sin 21x +23 +6π, x即 g(x) =2cos 2,D [当 a =0 时,f(x)=1,是选项 C ,当 a ≠0 时, 2π函数 f(x)=1+asin ax 的周期 T =|a|, 振幅为 |a|,所以当 |a|<1 时,T>2π.当|a|>1 时 T<2π,由此可知 A ,B 有可能出现 ,D 不可能 .]2.函数 y =sin 2x 的图象向右平移 φ个单位长度 (φ>0)得到的图象恰好关于由 g 2α+ π66 = 5,得 cos π3 α+6 =5,所以 sin 6= 4,sin α+6π·cos 6π- cos α+ ππ6 ·sin 6 =45× 3-3×1=4 3- 3 2 - 5×2=101.已知 a 是实数,[等级过关练 ]则函数 f(x)=1+asin ax 的部分图象不可能是( 2cos α+ 3π=又π π 2 π 故6<α+6<3,+ 所以 sin α=6π-6πx = 6对称,则 φ的最小值是 _______ .152π [函数 y = sin 2x 的图象向右平移后得到 y =sin[2(x -φ)]的图象,而 x =6π是π π- kπ π6-φ=kπ+2(k ∈Z ),所以 φ= 2 -12(k ∈Z ).又 φ>0当 k =-1 5π时 ,φ取得最小值 12π.]3.函数 f(x)= 3sin 2x -3π的图象为 C ,则以下结论中正确的是 _______ .(写 出所有正确结论的编号 )① 图象 C 关于直线 x = 12对称; ② 图象 C 关于点 23π,0 对称;3③ 函数 f(x)在区间 - 1π2,512π内是增函数;π④ 由 y =3sin 2x 的图象向右平移 3π个单位长度可以得到图象 C.②③ [f 1π2 =3sin 2×1π2- π3故①错,②正确.π π π令- 2+ 2kπ≤ 2x-3≤2+2kπ,k ∈Z ,π5解得- 12+kπ≤x≤12π+kπ,k ∈Z ,故③正确.函数 y =3sin 2x 的图象向右平移 3π个单位长度 ,得到函数 y =3sin 2 x -3π= 3sin 2x - 23π的图象 , 故④错 .]2f3414.函数 y =2sin πx - (-2≤x ≤4)的所有零点之和为 _________1- x18 [函数 y =2sin πx- (- 2≤ x ≤4)的零点即1-x 1方程 2sin πx= 的根 ,1-x1作函数 y = 2sin x π与 y = 的图象如下:由图可知共有 8 个公共点所以原1-x 函数有 8 个零点 .1令 t =1-x ,则 y = 2sin t π- t ,t ∈[-3,3],该函数是奇函数 ,故零点之和为 0.所以原函数的零点之和为 8.] π5.已知函数 f(x)=Asin(ωx+φ)+B(A>0,ω>0,|φ|< 2)的一系列对应值如表:xπ -6π 35π 64π 311π 67π 317π 6y-1 1 3 1 -1 1 3(1)根据表格提供的数据求函数 f(x)的一个解析式;(2)根据(1)的结果,若函数 y =f(kx)(k>0)的最小正周期为 23π,当 x ∈ 0,3π时, 方程 f(kx)=m 恰有两个不同的实数解,求实数 m 的取值范围.y = 2sin xπ- 1-x 2sin π-(1x)-11-x[解] (1)设 f(x)的最小正周期为 T,则T=161π--6π=2π,由 T=2ωπ,得ωB+A=3,A= 2,5ππ5ππ= 1,又解得令ω·56π+φ=2π,即56π+φ=2π,解得φ=B-A=- 1,B=1, 6 2 6 2-3π,∴ f(x)=2sin x-3π+1.(答案不唯一 )(2)∵函数 y=f(kx)=2sin kx-3π+1的最小正周期为23π,且 k>0,∴k=3.令t=3x-3π,∵ x∈ 0,3π,∴t∈ -3,23,如图所示,当 sin t=s 在-3π,23π上有两个不同的实数解时, s∈ 23,1 ,∴当 x∈ 0,3π时,由方程 f(kx)=m 恰有两个不同的实数解得 m∈[ 3+1,3),即实数 m 的取值范围是 [ 3+ 1,3).。
第1课时匀速圆周运动的数学模型及函数y=Asin(ωx+φ)的图象分层演练综合提升A级基础巩固1.函数y=3sin 3x的图象可看成是由y=sin x的图象按下列哪种变换得到()A.横坐标不变,纵坐标变为原来的13,纵坐标变为原来的3倍B.横坐标变为原来的13C.横坐标不变,纵坐标变为原来的3倍D.横坐标变为原来的3倍,纵坐标变为原来的13答案:B的图象,只需将函数y=sin x的图象2.为得到函数y=cos x-π3()个单位长度A.向左平移π6个单位长度B.向右平移π6个单位长度C.向左平移5π6个单位长度D.向右平移5π6答案:A3.把函数y=sin2x-π4的图象向右平移π8个单位长度,所得图象对应的函数是()A.非奇非偶函数B.既是奇函数又是偶函数C.奇函数D.偶函数答案:D4.函数y=12sin2x-π4的图象可以看成是把函数y=12sin 2x的图象向右平移π8个单位长度得到的.5.已知函数f(x)的图象上的每一点的纵坐标保持不变,首先将横坐标扩大到原来的2倍,然后把所得的图象沿x轴向左平移π2个单位长度,这样得到的图象与y=12sin x的图象相同,求f(x)的解析式.解:y=12sin x的图象y=12sin(x-π2)的图象y=12sin(2x-π2)的图象,即f(x)的解析式为f(x)=1 2sin(2x-π2).B级能力提升6.用“五点法”作函数f(x)=A sin(ωx+φ)的简图时,若所得五个点的横坐标从小到大依次为x1,x2,x3,x4,x5,且x1+x5=3π2,则x2+x4等于()A.π2B.πC.3π2D.2π解析:由五点法作图原理,知x2-x1=x3-x2=x4-x3=x5-x4=T4,故x1与x5的中点是x3,x2与x4的中点是x3,所以x2+x4=2x3=x1+x5=3π2.答案:C7.将函数f(x)=lg x的图象记为C1;将函数y=cos2x-π6的图象向左平移π12个单位长度,可得函数g(x)的图象,记为C2.(1)在同一平面直角坐标系中作出函数f(x)和g(x)的图象.(2)判断方程f(x)=g(x)解的个数.解:(1)作出图象C1和C2,如图所示.(2)由图象可知两个图象共有7个交点,即方程f(x)=g(x)解的个数为7.8.(1)利用“五点法”作出函数y=sin12x+π6在长度为一个周期的闭区间上的简图.(2)说明该函数图象是由y=sin x(x∈R)的图象经过怎样平移和伸缩变换得到的.解:(1)先列表,然后描点作图.1 2x+π6π2π3π22πx-π32π35π38π311π3y0 1 0 -1 0(2)把y=sin x的图象上所有的点向左平移π6个单位长度,得到y=sin(x+π6)的图象,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),得到y=Sin(12x+π6)的图象.或把y=sin x的图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),得到y=sin 12x的图象,再把所得图象上所有的点向左平移π3个单位长度,得到y=sin[12(x+π3)],即y=sin(12x+π6)的图象.C级挑战创新9.多选题将函数f(x)=sin2x+π3的图象向右平移π2个单位长度得到g(x)的图象,则下列判断正确的是()A.函数g(x)的最小正周期是πB .g (x )的图象关于直线x =7π12对称C .函数g (x )在区间-π6,π3上单调递减D .g (x )的图象关于点π3,0对称解析:函数f (x )=sin(2x +π3)的图象向右平移π2个单位长度,得到g (x )=sin(2x -π+π3)=sin(2x -2π3)的图象.所以函数的最小正周期为2π2=π;当x =7π12时,函数的值为g (7π12)=sin(7π6-4π6)=1,所以g (x )的图象关于直线x =7π12对称;当-π6≤x ≤π3时,-π≤2x -2π3≤0,故g (x )在区间[-π6,π3]上先减后增;当x =π3时, g (π3)=0,所以g (x )的图象关于点(π3,0)对称.综上,A 、B 、D 项正确. 答案:ABD10y =sin 2x 的图象向右平移φ(φ>0)个单位长度,得到的图象关于直线x =π6对称,则φ的最小值为5π12;若得到的图象关于原点对称,则φ的最小值为π2.解析:平移后函数解析式为y =sin(2x -2φ),因为图象关于直线x =π6对称,所以2×π6-2φ=k π+π2(k ∈Z),所以φ=-kπ2-π12(k ∈Z).又因为φ>0,所以当k=-1时,φ的最小值为5π;若得到的图象关于原点对称,则122×0-2φ=kπ(k∈Z),所以φ=-kπ(k∈Z).又因为φ>0,所以当k=-1时,φ的最2小值为π.2。
课时分层作业(五十) 函数y =A sin(x +φ)(建议用时:60分钟)[合格基础练]一、选择题1.下列表示函数y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π2,π上的简图正确的是( )A [当x =π时,y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π3=-32排除B 、D.当x =π6时y =sin 0=0,排除C ,故选A.]2.把函数y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π4的图象向左平移π8个单位长度,所得到的图象对应的函数是( )A .奇函数 B.偶函数C .既是奇函数也是偶函数 D.非奇非偶函数A [y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π4=sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π8,向左平移π8个单位长度后为y =sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π8+π8=sin 2x ,为奇函数.] 3.同时具有性质“(1)最小正周期是π;(2)图象关于直线x =π3对称;(3)在⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π6,π3上单调递增”的一个函数是( )A .y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2+π6B .y =cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3C .y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6 D .y =cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6 C [由(1)知T =π=2πω,ω=2,排除A.由(2)(3)知x =π3时,f (x )取最大值,验证知只有C 符合要求.]4.已知函数f (x )=A sin(ωx +φ)+B 的一部分图象如图所示,若A >0,ω>0,|φ|<π2,则( )A .B =4 B .φ=π6 C .ω=1D .A =4B [由函数图象可知f (x )min =0,f (x )max =4. 所以A =4-02=2,B =4+02=2.由周期T =2πω=4⎝ ⎛⎭⎪⎫5π12-π6知ω=2.由f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6=4得2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2×π6+φ+2=4,sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3+φ=1,又|φ|<π2,故φ=π6.] 5.已知函数f (x )=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx -π6(ω>0)的相邻两个零点的距离为π2,要得到y=f (x )的图象,只需把y =cos ωx 的图象( )A .向右平移π12个单位 B .向左平移π12个单位 C .向右平移π6个单位D .向左平移π6个单位A [由已知得2πω=2×π2,故ω=2.y =cos 2x 向右平移π12个单位可得y =cos 2⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π12=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6的图象.]二、填空题6.要得到函数y =sin 12x 的图象,只需将函数y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫12x +π4的图象向右平移________个单位.π2 [由于y =sin⎝ ⎛⎭⎪⎫12x +π4=sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤12⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π2,故要得到y =sin 12x 的图象,只要将y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫12x +π4的图象向右平移π2个单位.]7.将函数y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫3x +π4的图象向右平移π8个单位长度,再将图象上各点的横坐标扩大到原来的3倍(纵坐标不变),则所得的函数解析式是________.y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π8 [y =sin3x +π4――――――――――→向右平移π8个单位长度y =sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤3⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π8+π4=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫3x -π8 ―――――――――――――――→各点的横坐标扩大到原来的3倍纵坐标不变y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π8,故所得的函数解析式是y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π8.]8.某同学利用描点法画函数y =A sin (ωx +φ)(其中0<A ≤2,0<ω<2,-π2<φ<π2)的图象,列出的部分数据如下表:y =A sin (ωx +φ)的解析式应是________.y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3x +π6 [在平面直角坐标系中描出这五个点,如图所示.根据函数图象的大致走势, 可知点(1,0)不符合题意;又因为0<A ≤2,函数图象过(4,-2), 所以A =2.因为函数图象过(0,1),∴2sin φ=1, 又∵-π2<φ<π2,∴φ=π6,由(0,1),(2,1)关于直线x =1对称, 知x =1时函数取得最大值2, 因此函数的最小正周期为6. ∴ω=π3.] 三、解答题9.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f (x )的解析式;(2)如何由函数y =sin x 的图象通过相应的平移与伸缩变换得到函数f (x )的图象,写出变换过程.[解] (1)由图象知A =1.f (x )的最小正周期T =4×⎝ ⎛⎭⎪⎫5π12-π6=π,故ω=2πT =2,将点⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,1代入f (x )的解析式得sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3+φ=1,又|φ|<π2,∴φ=π6.故函数f (x )的解析式为f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6. (2)变换过程如下:y =sin x 图象上的――――――――――――――――→所有点的横坐标缩小为原来1/2倍纵坐标不变y =sin 2x 的图象,再把y=sin 2x 的图象,向左平移π12个单位y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6的图象.10.已知函数f (x )=2cos 2ωx -1+23sin ωx cos ωx (0<ω<1),直线x =π3是函数f (x )的图象的一条对称轴.(1)求函数f (x )的单调递增区间;(2)已知函数y =g (x )的图象是由y =f (x )的图象上各点的横坐标伸长到原来的2倍,然后再向左平移2π3个单位长度得到的,若g ⎝ ⎛⎭⎪⎫2α+π3=65,α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,求sin α的值.[解] (1)f (x )=cos 2ωx +3sin 2ωx =2sin2ωx +π6,由于直线x =π3是函数f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2ωx +π6的图象的一条对称轴,所以2π3ω+π6=k π+π2(k ∈Z ), 解得ω=32k +12(k ∈Z ), 又0<ω<1,所以ω=12, 所以f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π6.由2k π-π2≤x +π6≤2k π+π2(k ∈Z ), 得2k π-2π3≤x ≤2k π+π3(k ∈Z ),所以函数f (x )的单调递增区间为2k π-2π3,2k π+π3(k ∈Z ). (2)由题意可得g (x )=2sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤12⎝ ⎛⎭⎪⎫x +2π3+π6, 即g (x )=2cos x2,由g ⎝ ⎛⎭⎪⎫2α+π3=2cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤12⎝⎛⎭⎪⎫2α+π3=2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π6=65,得cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π6=35,又α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,故π6<α+π6<2π3,所以sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π6=45,所以sin α=sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π6-π6 =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π6·cos π6-cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π6·sin π6=45×32-35×12=43-310.[等级过关练]1.已知a 是实数,则函数f (x )=1+a sin ax 的部分图象不可能是( )D [当a =0时,f (x )=1,是选项C ,当a ≠0时, 函数f (x )=1+a sin ax 的周期T =2π|a |, 振幅为|a |,所以当|a |<1时,T >2π.当|a |>1时T <2π,由此可知A ,B 有可能出现,D 不可能.]2.函数y =sin 2x 的图象向右平移φ个单位长度(φ>0)得到的图象恰好关于x =π6对称,则φ的最小值是________.5π12 [函数y =s i n 2x 的图象向右平移后得到y =s i n [2(x -φ)]的图象,而x =π6是对称轴,即2⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-φ=k π+π2(k ∈Z ),所以φ=-k π2-π12(k ∈Z ).又φ>0当k =-1时,φ取得最小值5π12.]3.函数f (x )=3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3的图象为C ,则以下结论中正确的是________.(写出所有正确结论的编号)①图象C 关于直线x =π12对称; ②图象C 关于点⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3,0对称;③函数f (x )在区间⎝ ⎛⎭⎪⎫-π12,5π12内是增函数;④由y =3sin 2x 的图象向右平移π3个单位长度可以得到图象C . ②③ [f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π12=3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2×π12-π3=3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π6=-32.f ⎝ ⎛⎭⎪⎫23π=3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫43π-π3=0, 故①错,②正确.令-π2+2k π≤2x -π3≤π2+2k π,k ∈Z ,解得-π12+k π≤x ≤512π+k π,k ∈Z ,故③正确.函数y =3sin 2x 的图象向右平移π3个单位长度,得到函数y =3sin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π3=3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -23π的图象,故④错.]4.函数y =2sin πx -11-x(-2≤x ≤4)的所有零点之和为________. 8 [函数y =2sin πx -11-x(-2≤x ≤4)的零点即 方程2sin πx =11-x的根, 作函数y =2sin πx 与y =11-x的图象如下:由图可知共有8个公共点所以原函数有8个零点.y =2sin πx -11-x =2sin π(1-x )-11-x, 令t =1-x ,则y =2sin πt -1t ,t ∈[-3,3],该函数是奇函数,故零点之和为0.所以原函数的零点之和为8.]5.已知函数f (x )=A sin(ωx +φ)+B (A >0,ω>0,|φ|<π2)的一系列对应值如下表:x-π6π35π64π311π67π317π6y -1 1 3 1 -1 1 3(2)根据(1)的结果,若函数y =f (kx )(k >0)的最小正周期为2π3,当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π3时,方程f (kx )=m 恰有两个不同的实数解,求实数m 的取值范围.[解] (1)设f (x )的最小正周期为T ,则T =11π6-⎝ ⎛⎭⎪⎫-π6=2π,由T =2πω,得ω=1,又⎩⎨⎧ B +A =3,B -A =-1,解得⎩⎨⎧A =2,B =1,令ω·5π6+φ=π2,即5π6+φ=π2,解得φ=-π3,∴f (x )=2sin⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π3+1.(答案不唯一) (2)∵函数y =f (kx )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫kx -π3+1的最小正周期为2π3,且k >0,∴k =3.令t =3x -π3,∵x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π3, ∴t ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π3,2π3,如图所示,当sin t =s 在⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π3,2π3上有两个不同的实数解时,s ∈⎣⎢⎡⎭⎪⎫32,1,∴当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π3时,由方程f (kx )=m 恰有两个不同的实数解得m ∈,即实数m 的取值范围是[3+1,3).。