第4讲 函数y=Asin(ωx+φ)的图象及性质
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第4讲函数y=Asin(ωx+φ)的图象及性质 一、选择题 1.已知函数f(x)=sinωx+π3(ω>0)的最小正周期为π,则该函数的图像( ) A.关于点π3,0对称 B.关于直线x=π4对称
C.关于点π4,0对称 D.关于直线x=π3对称 解析 由已知,ω=2,所以f(x)=sin2x+π3,因为fπ3=0,所以函数图像关于点π3,0中心对称,故选A. 答案A
2.要得到函数cos(21)yx的图像,只要将函数cos2yx的图像( ) A. 向左平移1个单位 B. 向右平移1个单位 C. 向左平移 12 个单位 D.向右平移 12 个单位 解析 因为1cos(21)cos(2()2yxx,所以将cos2yx向左平移12个单位,故选C. 答案 C 3.函数f(x)=Asin(ωx+φ)A>0,ω>0,|φ|
如图所示,则将y=f(x)的图象向右平移π6个单位后,得到的图象对应的函数解析式为 ( ). A.y=sin 2x B.y=cos 2x
C.y=sin2x+2π3 D.y=sin2x-π6 解析 由所给图象知A=1,34T=11π12-π6=3π4,T=π,所以ω=2πT=2,由sin2×π6+φ=1,|φ|=sin2x+π6的图象向右平移π6个单位后得到的图象对应的函数解析式为y=sin2x-π6+π6=sin2x-π6,故选D. 答案 D 4.将函数y=sin 2x的图象向左平移φ(φ>0)个单位,所得图象对应的函数为偶函数,则φ的最小值为 ( ).
A.π6 B.π3 C.π4 D.π12 解析 将函数y=sin 2x的图象向左平移φ个单位,得到函数y=sin 2(x+φ)=sin(2x+2φ)的图象,由题意得2φ=π2+kπ(k∈Z),故φ的最小值为π4. 答案 C 5.如图,为了研究钟表与三角函数的关系,建立如图所示的坐标系,设秒针尖位置
P(x,y).若初始位置为P032,12,当秒针从P0(注:此时t=0)正常开始走时,那么点P的纵坐标y与时间t的函数关系为 ( ).
A.y=sinπ30t+π6 B.y=sin-π60t-π6 C.y=sin-π30t+π6 D.y=sin-π30t-π3 解析 由题意可得,函数的初相位是π6,排除B,D.又函数周期是60(秒)且秒针按顺时针旋转,即T=2πω=60,所以|ω|=π30,即ω=-π30,故选C. 答案 C 6.电流强度I(安)随时间t(秒)变化的函数I=Asin(ωt+φ)(A>0,
ω>0,0强度是( ) A.-5安 B.5安 C.53安 D.10安 解析由函数图像知A=10,T2=4300-1300=1100.
∴T=150=2πω,∴ω=100π. ∴I=10sin(100πt+φ). 又∵点1300,10在图像上,
∴10=10sin 100π×1300+φ ∴π3+φ=π2,∴φ=π6, ∴I=10sin 100πt+π6. 当t=1100时,I=10sin 100π×1100+π6=-5. 答案A 二、填空题
7.已知函数f(x)=sin(ωx+φ)ω>0,-π2≤φ≤π2的图像上的两个相邻的最高点和最低点的距离为22,则ω=________. 解析由已知两相邻最高点和最低点的距离为22,而f(x)max-f(x)min=2,由
勾股定理可得T2=222-22=2,∴T=4,∴ω=2πT=π2.
答案π2 8.已知函数f(x)=3sinωx-π6(ω>0)和g(x)=2cos(2x+φ)+1的图象的对称轴完全相同,若x∈0,π2,则f(x)的取值范围是________. 解析 ∵f(x)与g(x)的图象的对称轴完全相同,∴f(x)与g(x)的最小正周期相等,∵ω>0,∴ω=2,∴f(x)=3sin2x-π6,∵0≤x≤π2,∴-π6≤2x-π6≤5π6,∴-12≤sin2x-π6≤1,∴-32≤3sin2x-π6≤3,即f(x)的取值范围是-32,3. 答案 -32,3 9.已知函数f(x)=-2sin(2x+φ)(|φ|则φ的值为________. 解析 令π2+2kπ≤2x+φ≤3π2+2kπ,k∈Z,k=0时,有π4-φ2≤x≤3π4-φ2,此
时函数单调递增,若π8,5π8是f(x)的一个单调递增区间,则必有
π4-φ2≤π8,
3π4-φ2≥5π8,
解得 φ≥π4,φ≤π4,故φ=π4. 答案 π4 10.在函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的一个周期内,当x=π9时有最大值12,当x=4π9时有最小值-12,若φ∈0,π2,则函数解析式f(x)=________. 解析 首先易知A=12,由于x=π9时f(x)有最大值12,当x=4π9时f(x)有最
小值-12,所以T=4π9-π9×2=2π3,ω=3.又12sin3×π9+φ=12,φ∈0,π2,解得φ=π6,故f(x)=12sin3x+π
6.
答案 12sin3x+π6 三、解答题 11.已知函数f(x)=3sin2x+2cos2x. (1)将f(x)的图像向右平移π12个单位长度,再将周期扩大一倍,得到函数g(x)的图像,求g(x)的解析式; (2)求函数f(x)的最小正周期和单调递增区间.
解 (1)依题意f(x)=3sin2x+2·cos2x+12 =3sin2x+cos2x+1 =2sin2x+π6+1,
将f(x)的图像向右平移π12个单位长度,得到函数f1(x)=2sin
2x-
π
12+π
6
+1=2sin2x+1的图像,该函数的周期为π,若将其周期变为2π,则得g(x)=2sinx+1. (2)函数f(x)的最小正周期为T=π,
当2kπ-π2≤2x+π6≤2kπ+π2(k∈Z)时,函数单调递增,
解得kπ-π3≤x≤kπ+π6(k∈Z), ∴函数的单调递增区间为kπ-π3,kπ+π6(k∈Z). 12.已知向量m=(sin x,1),n=(3Acosx,A2cos 2x)(A>0),函数f(x)=m·n的最大值为6. (1)求A;
(2)将函数y=f(x)的图象向左平移π12个单位,再将所得图象上各点的横坐标缩
短为原来的12倍,纵坐标不变,得到函数y=g(x)的图象,求g(x)在0,5π24上的值域. 解 (1)f(x)=m·n=3Asinxcosx+A2cos 2x
=A32sin 2x+12cos 2x=A sin2x+π6. 因为A>0,由题意知A=6. (2)由(1)知f(x)=6sin2x+π6. 将函数y=f(x)的图象向左平移π12个单位后得到 y=6sin2x+π12+π6=6sin2x+π3的图象; 再将得到图象上各点横坐标缩短为原来的12倍,纵坐标不变,得到y=6sin4x+π3的图象. 因此g(x)=6sin4x+π3. 因为x∈0,5π24,所以4x+π3∈π3,7π6, 故g(x)在0,5π24上的值域为[-3,6]. 13.已知函数f(x)=23sinx2+π4cosx2+π4-sin(x+π). (1)求f(x)的最小正周期; (2)若将f(x)的图象向右平移π6个单位,得到函数g(x)的图象,求函数g(x)在区间[0,π]上的最大值和最小值. 解 (1)因为f(x)=3sinx+π2+sin x
=3cosx+sin x=232cos x+12sin x =2sinx+π3, 所以f(x)的最小正周期为2π. (2)∵将f(x)的图象向右平移π6个单位,得到函数g(x)的图象,
∴g(x)=fx-π6=2sin[x-π6+π3] =2sinx+π6. ∵x∈[0,π],∴x+π6∈π6,7π6, ∴当x+π6=π2,即x=π3时,sinx+π6=1,g(x)取得最大值2. 当x+π6=7π6,即x=π时,sinx+π6=-12,g(x)取得最小值-1. 14.设函数f(x)=22cos2x+π4+sin2x. (1)求f(x)的最小正周期; (2)设函数g(x)对任意x∈R,有gx+π2=g(x),且当x∈0,π2时,g(x)=12-f(x).求g(x)在区间[-π,0]上的解析式. 解 (1)f(x)=22cos2x+π4+sin2x =22cos 2x cosπ4-sin 2x sinπ4+1-cos 2x2 =12-12sin 2x, 故f(x)的最小正周期为π. (2)当x∈0,π2时,g(x)=12-f(x)=12sin 2x,故 ①当x∈-π2,0时,x+π2∈0,π2. 由于对任意x∈R,gx+π2=g(x), 从而g(x)=gx+π2=12sin2x+π2 =12sin(π+2x)=-12sin 2x. ②当x∈-π,-π2时,x+π∈0,π2. 从而g(x)=g(x+π)=12sin[2(x+π)]=12sin 2x. 综合①、②得g(x)在[-π,0]上的解析式为