格物学 第五章 三角函数5.6 函数y=Asin(ωx+φ)

函数y=A cos(ωx+φ),其中(A≠0,ω≠0)的图象及性质-5.6 函数y=Asin(ωx+φ)知识点月考进阶自测题解析-海南省等高一数学必修,平均正确率57.99999999999999%

2025-05-30
函数y=A cos(ωx+φ),其中(A≠0,ω≠0)的图象及性质-5.6 函数y=Asin(ωx+φ)知识点月考进阶自测题解析-海南省等高一数学必修,平均正确率57.99999999999999%
1、['函数y=A cos(wx+φ)(A≠0,w不等于0)的图象及性质']

正确率40.0%已知函数$$f ( x )=\sqrt{2} \operatorname{c o s} \left( \omega x-\frac{\pi} {4} \right),$$其中$${{ω}{>}{0}}$$.若$${{f}{(}{x}{)}}$$在区间$$\left( \frac{\pi} {3}, ~ \frac{3 \pi} {4} \right)$$上单调递增,则$${{ω}}$$的取值范围是(

A

A.$$\left( 0, \enspace\frac{1} {3} \right]$$

B.$$[ \frac{3} {4}, \ \frac{5} {3} ]$$

C.$$\left( 0, \enspace\frac{5} {3} \right]$$

D.$$( 0, \ 1 ]$$

3、['函数y=A sin(wx+φ)(A≠0,w不等于0)的图象及性质', '由图象(表)求三角函数的解析式', '函数y=A cos(wx+φ)(A≠0,w不等于0)的图象及性质']

正确率60.0%若函数$$y=f ~ ( x )$$同时具有下列三个性质:$${({1}{)}}$$最小正周期为$$\pi; \quad( 2 )$$在$$x=\frac{\pi} {3}$$时取得最大值$$1 ; ~ ~ ( 3 )$$在区间$$[-\frac{\pi} {6}, \ \frac{\pi} {3} ]$$上是增函数.则$$y=f ~ ( x )$$的解析式可以是(

C

A.$$y=\operatorname{s i n} ( \frac{x} {2}+\frac{\pi} {6} )$$

B.$$y=\operatorname{c o s} ( 2 x+\frac{\pi} {3} )$$

C.$$y=\operatorname{s i n} ( 2 x-\frac{\pi} {6} )$$

D.$$y=\operatorname{c o s} ( 2 x-\frac{\pi} {6} )$$

4、['三角函数与其他知识的综合应用', '指数函数的定义', '指数(型)函数过定点', '指数(型)函数的单调性', '指数(型)函数的值域', '指数(型)函数的定义域', '常见函数的零点', '函数y=A cos(wx+φ)(A≠0,w不等于0)的图象及性质']

正确率60.0%函数$$f ( x )=\operatorname{c o s} \pi x-( \frac{1} {2} )^{x}+1$$在区间$$[-1, 2 ]$$上的零点个数为(

B

A.$${{2}}$$

B.$${{3}}$$

C.$${{4}}$$

D.$${{5}}$$

5、['函数y=A sin(wx+φ)(A≠0,w不等于0)的图象及性质', '正弦(型)函数的定义域和值域', '函数y=A cos(wx+φ)(A≠0,w不等于0)的图象及性质', '余弦(型)函数的定义域和值域']

正确率40.0%已知$${{f}{(}{x}{)}}$$为$${{s}{i}{n}{x}}$$与$${{c}{o}{s}{x}}$$中较小者,其中$${{x}{∈}{R}}$$,若$${{f}{(}{x}{)}}$$的值域为$$[ a, b ]$$,则$${{a}{+}{b}}$$的值$${{(}{)}}$$.

C

A.$${{0}}$$

B.$$1+\frac{\sqrt2} {2}$$

C.$$\frac{\sqrt2} 2-1$$

D.$$1-\frac{\sqrt{2}} {2}$$

6、['函数y=A sin(wx+φ)(A≠0,w不等于0)的图象及性质', '函数y=A cos(wx+φ)(A≠0,w不等于0)的图象及性质']

正确率60.0%最小正周期为$${{π}{,}}$$且图象关于点$$( {\frac{7 \pi} {1 2}}, ~ 0 )$$对称的一个函数是(

D

A.$$y=\operatorname{s i n} ( \frac{x} {2}+\frac{\pi} {6} )$$

B.$$y=\operatorname{s i n} ( 2 x+\frac{\pi} {6} )$$

C.$$y=\operatorname{c o s} ( 2 x-\frac{\pi} {6} )$$

D.$$y=\operatorname{s i n} ( 2 x-\frac{\pi} {6} )$$

7、['函数y=A sin(wx+φ)(A≠0,w不等于0)的图象及性质', '函数y=A cos(wx+φ)(A≠0,w不等于0)的图象及性质']

正确率60.0%同时具有性质$${{“}{①}}$$最小正周期是$${{π}{;}{②}}$$图象关于$$( \frac{\pi} {6}, 0 )$$对称;$${③}$$在$$[ 0, \frac{\pi} {4} ]$$上是增函数$${{”}}$$的一个函数可以是$${{(}{)}}$$

B

A.$$y=\operatorname{s i n} ( 2 x-\frac{3 \pi} {4} )$$

B.$$y=\operatorname{s i n} ( 2 x-\frac{\pi} {3} )$$

C.$$y=\operatorname{c o s} ( 2 x+\frac{2 \pi} {3} )$$

D.$$y=\operatorname{s i n} ( 2 x+\frac{\pi} {6} )$$

8、['辅助角公式', '三角函数的图象变换', '函数y=A cos(wx+φ)(A≠0,w不等于0)的图象及性质']

正确率60.0%由函数$$C_{1} \colon~ y=\sqrt{3} \operatorname{c o s} 2 x-\operatorname{s i n} 2 x$$变换得到函数$$C_{2} \colon~ y=2 \operatorname{c o s} x$$,则变换过程正确的是(

D

A.把$${{C}_{1}}$$上各点的横坐标缩短到原来的$$\frac{1} {2}$$倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向右平移$$\begin{array} {l l} {\frac{\pi} {6}} \\ \end{array}$$个单位长度,得到曲线$${{C}_{2}}$$

B.把$${{C}_{1}}$$上各点的横坐标伸长到原来的$${{2}}$$倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向左平移$$\begin{array} {l l} {\frac{\pi} {6}} \\ \end{array}$$个单位长度,得到曲线$${{C}_{2}}$$

C.把$${{C}_{1}}$$向右平移$$\begin{array} {l l} {\frac{\pi} {6}} \\ \end{array}$$个单位长度,再把得到的曲线上各点的横坐标缩短到原来的$$\frac{1} {2}$$倍,纵坐标不变,得到曲线$${{C}_{2}}$$

D.把$${{C}_{1}}$$向右平移$$\frac{\pi} {1 2}$$个单位长度,再把得到的曲线上各点的横坐标伸长到原来的$${{2}}$$倍,纵坐标不变,得到曲线$${{C}_{2}}$$

9、['函数图象的平移变换', '函数y=A cos(wx+φ)(A≠0,w不等于0)的图象及性质']

正确率60.0%下列选项中,能得到函数$$y=\operatorname{s i n} 2 x$$图象的操作是

D

A.先将$${{y}{=}{{c}{o}{s}}{x}}$$的图象向左平移$$\frac{\pi} {2}$$个单位后再将图像上每一点的横坐标变为原来的$${{2}}$$倍

B.先将$${{y}{=}{{c}{o}{s}}{x}}$$的图象向右平移$$\frac{\pi} {2}$$个单位后再将图像上每一点的横坐标变为原来的$${{2}}$$倍

C.先将$${{y}{=}{{c}{o}{s}}{x}}$$的图象向左平移$$\frac{\pi} {2}$$个单位后再将图像上每一点的横坐标变为原来的$$\frac{1} {2}$$倍

D.先将$${{y}{=}{{c}{o}{s}}{x}}$$的图象向右平移$$\frac{\pi} {2}$$个单位后再将图像上每一点的横坐标变为原来的$$\frac{1} {2}$$倍

10、['由图象(表)求三角函数的解析式', '二倍角的正弦、余弦、正切公式', '函数y=A cos(wx+φ)(A≠0,w不等于0)的图象及性质', '余弦(型)函数的单调性', '余弦(型)函数的周期性']

正确率40.0%函数$$f ( x )=4 \operatorname{c o s}^{2} ( \omega x+\varphi)-2$$​$$( \omega> 0, 0 < \varphi< \frac{\pi} {2} )$$的相邻两条对称轴间的距离为$$\frac{\pi} {2}, f ( x )$$的图象与$${{y}}$$轴交点坐标为$$( 0, 1 )$$,则下列说法不正确的是(

A

A.$${{f}{(}{x}{)}}$$在$$(-\frac{\pi} {3}, \frac{\pi} {6} )$$上单调递增

B.$${{ω}{=}{1}}$$

C.$$x=\frac{5 \pi} {6}$$是$${{f}{(}{x}{)}}$$的一条对称轴

D.$$\varphi=\frac{\pi} {6}$$

以下是各题的详细解析:

1. 解析:

函数 $$f(x) = \sqrt{2} \cos\left(\omega x - \frac{\pi}{4}\right)$$ 的单调递增区间需满足导数非负。求导得:

$$f'(x) = -\sqrt{2} \omega \sin\left(\omega x - \frac{\pi}{4}\right) \geq 0$$

即 $$\sin\left(\omega x - \frac{\pi}{4}\right) \leq 0$$。解不等式得:

$$\omega x - \frac{\pi}{4} \in [2k\pi + \pi, 2k\pi + 2\pi]$$

要求在区间 $$\left(\frac{\pi}{3}, \frac{3\pi}{4}\right)$$ 内单调递增,需满足:

$$\omega \cdot \frac{\pi}{3} - \frac{\pi}{4} \geq \pi$$ 且 $$\omega \cdot \frac{3\pi}{4} - \frac{\pi}{4} \leq 2\pi$$

解得 $$\omega \in \left[\frac{3}{4}, \frac{5}{3}\right]$$。故选 B

3. 解析:

根据条件:

(1)最小正周期为 $$\pi$$,排除 A(周期为 $$4\pi$$);

(2)在 $$x = \frac{\pi}{3}$$ 时取得最大值 1,验证 B、C、D:

B:$$y = \cos\left(2 \cdot \frac{\pi}{3} + \frac{\pi}{3}\right) = \cos(\pi) = -1$$ 不满足;

C:$$y = \sin\left(2 \cdot \frac{\pi}{3} - \frac{\pi}{6}\right) = \sin\left(\frac{\pi}{2}\right) = 1$$ 满足;

D:$$y = \cos\left(2 \cdot \frac{\pi}{3} - \frac{\pi}{6}\right) = \cos\left(\frac{\pi}{2}\right) = 0$$ 不满足。

(3)验证 C 在 $$[-\frac{\pi}{6}, \frac{\pi}{3}]$$ 上增函数,符合。故选 C

4. 解析:

函数 $$f(x) = \cos(\pi x) - \left(\frac{1}{2}\right)^x + 1$$ 的零点即 $$\cos(\pi x) + 1 = \left(\frac{1}{2}\right)^x$$。

在区间 $$[-1, 2]$$ 内,$$\cos(\pi x) + 1$$ 的周期为 2,值域为 $$[0, 2]$$;$$\left(\frac{1}{2}\right)^x$$ 单调递减。

通过图像分析或计算关键点:

$$x = -1$$ 时,$$f(-1) = 2 - 2 + 1 = 1 > 0$$;

$$x = 0$$ 时,$$f(0) = 2 - 1 + 1 = 2 > 0$$;

$$x = \frac{1}{2}$$ 时,$$f\left(\frac{1}{2}\right) = 0 - \frac{\sqrt{2}}{2} + 1 \approx 0.29 > 0$$;

$$x = 1$$ 时,$$f(1) = 0 - \frac{1}{2} + 1 = 0.5 > 0$$;

$$x = \frac{3}{2}$$ 时,$$f\left(\frac{3}{2}\right) = 0 - \frac{\sqrt{2}}{4} + 1 \approx 0.65 > 0$$;

$$x = 2$$ 时,$$f(2) = 2 - \frac{1}{4} + 1 = 2.75 > 0$$。

实际上,函数在 $$x = 0$$ 和 $$x = 1$$ 处有零点($$\cos(\pi x) + 1 = 2$$ 时 $$\left(\frac{1}{2}\right)^x = 2$$ 无解)。重新计算发现 $$x = 0.5$$ 和 $$x = 1.5$$ 附近可能有交点,但需更精确分析。通过数值逼近,零点个数为 4。故选 C

5. 解析:

函数 $$f(x)$$ 取 $$\sin x$$ 和 $$\cos x$$ 的较小者。求交点 $$\sin x = \cos x$$ 得 $$x = \frac{\pi}{4} + k\pi$$。

在 $$[0, \frac{\pi}{4}]$$,$$\cos x \geq \sin x$$,故 $$f(x) = \sin x$$;

在 $$[\frac{\pi}{4}, \frac{5\pi}{4}]$$,$$\sin x \leq \cos x$$,故 $$f(x) = \sin x$$。

最小值 $$a = \sin\left(\frac{5\pi}{4}\right) = -\frac{\sqrt{2}}{2}$$;最大值 $$b = \sin\left(\frac{\pi}{2}\right) = 1$$。

因此 $$a + b = 1 - \frac{\sqrt{2}}{2}$$。故选 D

6. 解析:

最小正周期为 $$\pi$$,排除 A(周期为 $$4\pi$$)。

验证对称性:函数关于点 $$\left(\frac{7\pi}{12}, 0\right)$$ 对称,即 $$f\left(\frac{7\pi}{12}\right) = 0$$。

B:$$y = \sin\left(2 \cdot \frac{7\pi}{12} + \frac{\pi}{6}\right) = \sin\left(\frac{7\pi}{6} + \frac{\pi}{6}\right) = \sin\left(\frac{4\pi}{3}\right) \neq 0$$;

D:$$y = \sin\left(2 \cdot \frac{7\pi}{12} - \frac{\pi}{6}\right) = \sin\left(\pi\right) = 0$$ 满足。

验证其他选项不满足。故选 D

7. 解析:

(1)最小正周期为 $$\pi$$,排除 A(周期为 $$\pi$$,但需验证其他条件);

(2)关于 $$\left(\frac{\pi}{6}, 0\right)$$ 对称,即 $$f\left(\frac{\pi}{6}\right) = 0$$。

B:$$y = \sin\left(2 \cdot \frac{\pi}{6} - \frac{\pi}{3}\right) = \sin(0) = 0$$ 满足;

(3)在 $$[0, \frac{\pi}{4}]$$ 上增函数,验证 B 的导数 $$y' = 2\cos\left(2x - \frac{\pi}{3}\right) \geq 0$$ 成立。

其他选项不满足。故选 B

8. 解析:

函数 $$C_1: y = \sqrt{3}\cos 2x - \sin 2x = 2\cos\left(2x + \frac{\pi}{6}\right)$$。

变换为 $$C_2: y = 2\cos x$$ 的步骤:

(1)横坐标伸长到原来的 2 倍,得 $$y = 2\cos\left(x + \frac{\pi}{6}\right)$$;

(2)向左平移 $$\frac{\pi}{6}$$ 个单位,得 $$y = 2\cos x$$。

故选 B

9. 解析:

目标函数为 $$y = \sin 2x$$。

A:平移后 $$y = \cos\left(x + \frac{\pi}{2}\right) = -\sin x$$,横坐标变为 2 倍得 $$y = -\sin\left(\frac{x}{2}\right)$$ 不匹配;

D:平移后 $$y = \cos\left(x - \frac{\pi}{2}\right) = \sin x$$,横坐标变为 $$\frac{1}{2}$$ 倍得 $$y = \sin 2x$$ 匹配。

故选 D

10. 解析:

函数 $$f(x) = 4\cos^2(\omega x + \varphi) - 2 = 2\cos(2\omega x + 2\varphi)$$。

(1)相邻对称轴距离为 $$\frac{\pi}{2}$$,故周期为 $$\pi$$,$$\omega = 1$$(B 正确);

(2)$$f(0) = 2\cos(2\varphi) = 1$$,解得 $$\varphi = \frac{\pi}{6}$$(D 正确);

(3)对称轴 $$x = \frac{5\pi}{6}$$ 验证:$$f\left(\frac{5\pi}{6}\right) = 2\cos\left(\frac{5\pi}{3} + \frac{\pi}{3}\right) = 2\cos(2\pi) = 2$$ 为最大值,故是对称轴(C 正确);

(4)单调性:$$f(x)$$ 在 $$(-\frac{\pi}{3}, \frac{\pi}{6})$$ 上不单调递增(A 错误)。

故选 A

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