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第2课时 函数y=Asin(ωx+φ)的性质及应用
[A 基础达标]
1.若函数f(x)=3sin(ωx+φ)对任意x都有f=f,则有f等于( )
A.3或0 B.-3或0
C.0 D.-3或3
解析:选D.由f=f知,直线x=是函数的对称轴,解得f=3或-3.故选D.
2.(2019·贵阳市第一学期检测)已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)的部分图象如图所示,则φ的值为( )
A.- B.
C.- D.
解析:选B.由题意,得=+=,所以T=π,由T=,得ω=2,由图可知A=1,所以f(x)=sin(2x+φ).又f=sin=0,-<φ<,所以φ=,故选B.
3.设f(x)=Asin(ωx+φ)+B(A>0,ω>0)的定义域为R,周期为,初相为,值域为[-1,3],则函数f(x)的解析式为( )
A.f(x)=2sin+1
B.f(x)=2sin-1
C.f(x)=-2sin-1
D.f(x)=2sin+1
解析:选A.因为-A+B=-1,A+B=3,所以A=2,B=1,
因为T==,所以ω=3,又φ=,
故f(x)=2sin+1.
4.若将函数y=sin的图象上的各点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),再向右平移个单位,则所得函数g(x)图象的一个对称中心为( )
A. B.
C. D.
解析:选A.将y=sin的图象上各点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),可以得到y=sin=sin的图象,再向右平移个单位可以得到y=sin=sin的图象,因此,g(x)=sin,由g=sin 0=0,选项A正确.
5.函数y=2sin与y轴最近的对称轴方程是________.
解析:对于函数y=2sin,
令2x-=kπ+(k∈Z)得,x=+,
因此,当k=-1时,得到x=-,故直线x=-是与y轴最近的对称轴.
答案:x=-
6.在函数y=2sin(ωx+φ)(ω>0)的一个周期上,当x=时,有最大值2,当x=时,有最小值-2,则ω=________.
解析:依题意知=-=,
所以T=π,又T==π,得ω=2.
答案:2
7.已知函数f(x)=2cos(ωx-φ)(ω>0,φ∈[0,π])的部分图象如图所示.若A,B,则f(0)=________.
解析:由函数图象可知函数f(x)的周期T=-=π,ω==2.又f=2cos(π-φ)=-2cos φ=,则cos φ=-.因为φ∈[0,π],所以φ=,所以f(x)=2cos,则f(0)=-.
答案:-
8.如图为函数f(x)=Asin(ωx+φ)的一个周期内的图象.
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)求函数f(x)在x∈[-1,2]的值域.
解:(1)由题图,知A=2,T=7-(-1)=8,
所以ω===,
所以f(x)=2sin.
将点(-1,0)代入,
得0=2sin.
因为|φ|<,所以φ=,
所以f(x)=2sin.
(2)因为-1≤x≤2,所以0≤x+≤π,
所以0≤sin≤1,
所以0≤2sin≤2.
所以函数f(x)的值域为[0,2].
9.已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)的一个对称中心到相邻对称轴的距离为,且图象上有一个最低点为M.
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)求函数f(x)在[0,π]上的单调递增区间.
解:(1)由函数f(x)的一个对称中心到相邻对称轴的距离为,可知函数f(x)的周期为π,所以ω==2.
又函数f(x)图象上有一个最低点为M,
|φ|<,
所以A=3,2×+φ=+2kπ,k∈Z,
得φ=,所以f(x)=3sin.
(2)由2kπ-≤2x+≤2kπ+,k∈Z,
可得kπ-≤x≤kπ+,k∈Z,
又x∈[0,π],则可得单调递增区间为,.
[B 能力提升]
10.(2019·河南南阳一中月考)已知函数f(x)=cos,将y=f(x)的图象上所有点的横坐标缩短为原来的,纵坐标不变,再把所得的图象向右平移|φ|个单位长度,所得的图象关于原点对称,则φ的一个值是( )
A. B.
C. D.
解析:选D.将f(x)=cos的图象上所有点的横坐标缩短为原来的,纵坐标不变,得y=cos的图象,再把所得图象向右平移|φ|个单位长度,可得y=cos的图象.因为所得的图象关于原点对称,所以-4|φ|+=kπ+,k∈Z,所以当k=-1时,φ的一个值是.
11.已知函数f(x)=|Acos(x+φ)+1|的部分图象如图所示,则( )
A.A=2,φ= B.A=3,φ=
C.A=2,φ= D.A=3,φ=
解析:选C.由题图知:A==2,
又f(0)=|2cos φ+1|=2,
所以cos φ=或cos φ=-(舍),
因为|φ|<,即-<φ<,由图象知φ>0,
所以φ=,故选C.
12.已知定义在(-∞,+∞)上的函数f(x),对任意x∈R,恒有f=-f(x)成立.
(1)求证:函数f(x)是周期函数,并求出它的最小正周期;
(2)若函数f(x)=Asin(ωx+φ)
在一个周期内的图象如图所示,求出f(x)的解析式,并写出它的对称轴方程.
解:(1)因为f=-f(x),
所以f=-f
=-[-f(x)]=f(x),
所以f(x)是周期函数,它的最小正周期为π.
(2)由(1)知f(x)的最小正周期为π,ω>0,所以=π,所以ω=2.
由题中图象知A=2,所以f(x)=2sin(2x+φ).
又2×+φ=π,所以φ=,
所以f(x)=2sin.
由2x+=kπ+(k∈Z),得x=+(k∈Z),
所以它的对称轴方程为x=+(k∈Z).
13.已知函数f(x)=asin+1(a>0)的定义域为R,若当-≤x≤-时,f(x)的最大值为2.
(1)求a的值;
(2)写出该函数的对称中心的坐标.
解:(1)当-≤x≤-时,则-≤2x+≤,
所以当2x+=时,f(x)有最大值为+1.
又因为f(x)的最大值为2,所以+1=2,解得a=2.
(2)f(x)=2sin+1,令2x+=kπ,k∈Z,
解得x=-,k∈Z,
所以函数f(x)=2sin+1的对称中心的横坐标为-,k∈Z.
又因为函数f(x)=2sin+1的图象是函数f(x)=2sin的图象向上平移一个单位长度得到的,所以函数f(x)=2sin+1的对称中心的纵坐标为1,所以对称中心的坐标为,k∈Z.
[C 拓展探究]
14.将函数f(x)=sin(ωx+φ)图象上每一点的横坐标缩短为原来的一半,纵坐标不变,再向右平移个单位长度得到y=sin x的图象.
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)当x∈[0,3π]时,方程f(x)=m有唯一实数根,求m的取值范围.
解:(1)将y=sin x的图象向左平移个单位长度得到y=sin的图象,保持纵坐标不变,横坐标变为原来的2倍,可得y=f(x)=sin的图象.
(2)因为x∈[0,3π],
所以x+∈,
sin∈[-1,1],因为当x∈[0,3π]时,方程f(x)=m有唯一实数根,所以函数f(x)的图象和直线y=m只有一个交点,如图所示:故方程f(x)=m有唯一实数根m的取值范围为∪{1,-1}.
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