第三章3.5知能演练轻松闯关

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1.(2012·沈阳质检)函数f (x )=3sin(2πx -1)的最小正周期是( )A .πB .2C.π2D .1 解析:选D.T =2π2π=1. 2.设函数f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2x +π4+cos ⎝⎛⎭⎫2x +π4 ,则( ) A .y =f (x )在⎝⎛⎭⎫0,π2上单调递增,其图像关于直线x =π4对称 B .y =f (x )在⎝⎛⎭⎫0,π2上单调递增,其图像关于直线x =π2对称 C .y =f (x )在⎝⎛⎭⎫0,π2上单调递减,其图像关于直线x =π4对称 D .y =f (x )在⎝⎛⎭⎫0,π2上单调递减,其图像关于直线x =π2对称 解析:选D.∵f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2x +π4+cos ⎝⎛⎭⎫2x +π4 =2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π4+π4=2cos 2x , 当0<x <π2时,0<2x <π, 故f (x )=2cos 2x 在⎝⎛⎭⎫0,π2上单调递减. 又当x =π2时,2cos ⎝⎛⎭⎫2×π2=-2,因此x =π2是y =f (x )的一条对称轴. 3.(2012·重庆调研)函数y =lnsin ⎝⎛⎭⎫2x -π3的单调递增区间是________. 解析:∵sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3>0且为增函数时, y =lnsin ⎝⎛⎭⎫2x -π3为增函数. ∴2k π<2x -π3≤2k π+π2(k ∈Z), 即k π+π6<x ≤k π+512π(k ∈Z). 答案:⎝⎛⎦⎤k π+π6,k π+512π(k ∈Z) 4.已知函数f (x )=min {}sin x ,cos x ,则f (x )的值域是________.解析:由y =sin x ,y =cos x 的函数图像可得,f (x )=min {}sin x ,cos x 的值域是⎣⎡⎦⎤-1,22答案:⎣⎡⎦⎤-1,22一、选择题1.函数y =sin(2x +φ)(0≤φ≤π)是R 上的偶函数,则φ的值是( )A .0 B.π4C.π2D .π 解析:选C.当φ=π2时,y =sin ⎝⎛⎭⎫2x +π2=cos2x ,且y =cos2x 是偶函数,故φ=π2. 2.(2011·高考山东卷)若函数f (x )=sin ωx (ω>0)在区间⎣⎡⎦⎤0,π3上单调递增,在区间⎣⎡⎦⎤π3,π2上单调递减,则ω=( )A.23B.32C .2D .3解析:选B.由题意知f (x )的一条对称轴为x =π3,和它相邻的一个对称中心为原点,则f (x )的周期T =4π3,从而ω=32. 3.(2012·江南十校联考)已知函数f (x )=sin x +a cos x 的图像的一条对称轴是x =53π,则函数g (x )=a sin x +cos x 的最大值是( ) A.223 B.233C.43D.263解析:选B .∵f (x )=sin x +a cos x =a 2+1sin(x +φ), 又∵x =5π3是函数的一条对称轴. ∴sin 5π3+a cos 5π3=a 2+1, 解得a =-33. ∴g (x )=-33sin x +cos x =233⎝⎛⎭⎫-12sin x +32cos x =233sin ⎝⎛⎭⎫x +2π3. 故g (x )的最大值为233.4.(2011·高考辽宁卷)已知函数f (x )=A tan(ωx +φ)⎝⎛⎭⎫ω>0,|φ|<π2,y =f (x )的部分图像如图所示,则f ⎝⎛⎭⎫π24=( ) A .2+ 3 B. 3 C.33 D .2- 3解析:选B.由图形知,T =πω=2⎝⎛⎭⎫38π-π8=π2,∴ω=2. 由2×38π+φ=k π,k ∈Z ,|φ|<π2,知φ=π4. 由A tan ⎝⎛⎭⎫2×0+π4=1,知A =1, ∴f (x )=tan ⎝⎛⎭⎫2x +π4, ∴f ⎝⎛⎭⎫π24=tan ⎝⎛⎭⎫2×π24+π4=tan π3= 3. 5.已知函数f (x )=2sin(ωx +φ),x ∈R ,其中ω>0,-π<φ≤π.若f (x )的最小正周期为6π,且当x =π2时,f (x )取得最大值,则( ) A .f (x )在区间[-2π,0]上是增函数B .f (x )在区间[-3π,-π]上是增函数C .f (x )在区间[3π,5π]上是减函数D .f (x )在区间[4π,6π]上是减函数解析:选A.由已知得2πω=6π, ∴ω=13,2sin ⎝⎛⎭⎫13×π2+φ=2. ∴sin ⎝⎛⎭⎫π6+φ=1,又-π<φ≤π,得φ=π3. 所以f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎫x 3+π3,当2k π-π2≤x 3+π3≤2k π+π2,k ∈Z , 即6k π-5π2≤x ≤6k π+π2(k ∈Z)时,f (x )为增函数, 令k =0得,f (x )的增区间为⎣⎡⎦⎤-52π,π2. 而[-2π,0] ⎣⎡⎦⎤-5π2,π2,故选A. 二、填空题6.函数y =(sin x -3cos x )(cos x -3sin x )+3的最小正周期是________.解析:y =(sin x -3cos x )(cos x -3sin x )+3=4sin x cos x -3(sin 2x +cos 2x )+3=2sin2x .所以,函数的最小正周期为π.答案:π7.给出下列命题:①函数f (x )=4cos ⎝⎛⎭⎫2x +π3的一个对称中心为⎝⎛⎭⎫-5π12,0; ②已知函数f (x )=max{sin x ,cos x },则f (x )的最小值是-22; ③若α,β均为第一象限的角,且α>β,则sin α>cos β.其中所有真命题的序号是________.解析:对于①,令x =-5π12,则2x +π3=-5π6+π3=-π2,有f ⎝⎛⎭⎫-5π12=0,因此⎝⎛⎭⎫-5π12,0为f (x )的一个对称中心,故①为真命题;对于②结合图像知f (x )的最小值为-22,故②为真命题;对于③,令α=390°,β=60°,有390°>60°,但sin390°=12<sin60°=32,故③为假命题.所以真命题为①②.答案:①②8.设函数y =sin(ωx +φ)⎝⎛⎭⎫ω>0,φ∈⎝⎛⎭⎫-π2,π2的最小正周期为π,且其图像关于直线x =π12对称,则在下面四个结论:①图像关于点⎝⎛⎭⎫π4,0对称;②图像关于点⎝⎛⎭⎫π3,0对称;③在⎣⎡⎦⎤0,π6上是增函数;④在⎣⎡⎦⎤-π6,0上是增函数中,所有正确结论的编号为________. 解析:∵T =π,∴ω=2.又2×π12+φ=k π+π2,∴φ=k π+π3. ∵φ∈⎝⎛⎭⎫-π2,π2,∴φ=π3,∴y =sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3,由图像及性质可知②④正确. 答案:②④三、解答题9.(2010·高考湖北卷)已知函数f (x )=cos ⎝⎛⎭⎫π3+x cos ⎝⎛⎭⎫π3-x ,g (x )=12sin 2x -14. (1)求函数f (x )的最小正周期;(2)求函数h (x )=f (x )-g (x )的最大值,并求使h (x )取得最大值的x 的集合.解:(1)因为f (x )=cos ⎝⎛⎭⎫π3+x cos ⎝⎛⎭⎫π3-x=⎝⎛⎭⎫12cos x -32sin x ⎝⎛⎭⎫12cos x +32sin x =14cos 2x -34sin 2x =1+cos2x 8-3-3cos2x 8=12cos2x -14, 所以f (x )的最小正周期为2π2=π. (2)h (x )=f (x )-g (x )=12cos2x -12sin2x =22cos ⎝⎛⎭⎫2x +π4, 当2x +π4=2k π(k ∈Z),即x =k π-π8(k ∈Z)时, h (x )取得最大值22. 故使h (x )取得最大值时的x 的集合为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪x =k π-π8,k ∈Z . 10.已知函数f (x )=2cos2x +sin 2x .(1)求f ⎝⎛⎭⎫π3的值;(2)求f (x )的最大值和最小值.解:(1)f ⎝⎛⎭⎫π3=2cos 23π+sin 2π3=-1+34=-14. (2)f (x )=2(2cos 2x -1)+(1-cos 2x )=3cos 2x -1,x ∈R.因为cos x ∈[-1,1],所以当cos x =±1时,f (x )取最大值2;当cos x =0时,f (x )取最小值-1.11.已知a >0,函数f (x )=-2a sin(2x +π6)+2a +b ,当x ∈[0,π2]时,-5≤f (x )≤1. (1)求常数a ,b 的值;(2)设g (x )=f (x +π2),且lg g (x )>0,求g (x )的单调区间. 解:(1)∵x ∈[0,π2],∴2x +π6∈[π6,7π6]. ∴sin(2x +π6)∈[-12,1], ∴-2a sin(2x +π6)∈[-2a ,a ]. ∴f (x )∈[b,3a +b ],又∵-5≤f (x )≤1,因此可得⎩⎪⎨⎪⎧ b =-5,3a +b =1,即⎩⎪⎨⎪⎧ a =2,b =-5. (2)由(1)得a =2,b =-5,∴f (x )=-4sin(2x +π6)-1, ∴g (x )=f (x +π2)=-4sin(2x +7π6)-1 =4sin(2x +π6)-1, 又由lg g (x )>0,得g (x )>1,∴4sin(2x +π6)-1>1, ∴sin(2x +π6)>12, ∴2k π+π6<2x +π6<2k π+5π6,k ∈Z , 由2k π+π6<2x +π6≤2k π+π2,k ∈Z , 得k π<x ≤k π+π6,k ∈Z. 由2k π+π2≤2x +π6<2k π+5π6,k ∈Z , 得k π+π6≤x <k π+π3,k ∈Z. ∴g (x )的递增区间为(k π,k π+π6],k ∈Z ; 递减区间为[k π+π6,k π+π3),k ∈Z.。