格物学 第五章 三角函数三角函数的拓展与综合

由图象(表)求三角函数的解析式-三角函数的拓展与综合知识点回顾基础单选题自测题解析-湖南省等高一数学必修,平均正确率88.0%

2025-05-18
由图象(表)求三角函数的解析式-三角函数的拓展与综合知识点回顾基础单选题自测题解析-湖南省等高一数学必修,平均正确率88.0%
8、['由图象(表)求三角函数的解析式', '正弦(型)函数的单调性', '函数图象的平移变换', '两角和与差的余弦公式', '辅助角公式', '三角函数的性质综合', '余弦(型)函数的单调性']

正确率40.0%已知函数$$f \left( x \right)=\operatorname{c o s} \left( 4 x-\frac{\pi} {3} \right)+2 \operatorname{c o s}^{2} \left( 2 x \right)$$,将函数$${{y}{=}{f}{{(}{x}{)}}}$$的图象上所有点的横坐标伸长为原来的$${{2}}$$倍,纵坐标不变,再将所得函数图象向右平移$$\begin{array} {l l} {\frac{\pi} {6}} \\ \end{array}$$个单位,得到函数$${{y}{=}{g}{{(}{x}{)}}}$$的图象,则函数$${{y}{=}{g}{{(}{x}{)}}}$$的一个单调递增区间为(

B

A.$$[-\frac{\pi} {3}, \frac{\pi} {6} ]$$

B.$$[-\frac{\pi} {4}, \frac{\pi} {4} ]$$

C.$$[ \frac{\pi} {6}, \frac{2 \pi} {3} ]$$

D.$$\left[ \frac{\pi} {4}, \frac{3 \pi} {4} \right]$$

10、['由图象(表)求三角函数的解析式', '余弦(型)函数的定义域和值域']

正确率40.0%已知函数$$f \ ( \mathbf{x} ) \ =\sqrt{3} \sin\ ( \mathbf{2 x-\varphi} ) \ \mathbf{-\cos\} ( \mathbf{2 x-\varphi} ) \ \ ( \left| \varphi\right| < \frac{\pi} {2} )$$的图象关于$${{y}}$$轴对称,则$${{f}{(}{x}{)}}$$在区间$$[-\frac{\pi} {6}, \ \frac{\pi} {3} ]$$上的最大值为(

A

A.$${{1}}$$

B.$${\sqrt {3}}$$

C.$${\sqrt {2}}$$

D.$${{2}}$$

我们先解析第8题:

步骤1:化简原函数

给定函数 $$f(x) = \cos\left(4x - \frac{\pi}{3}\right) + 2\cos^2(2x)$$。

利用二倍角公式 $$2\cos^2(2x) = 1 + \cos(4x)$$,化简为:

$$f(x) = \cos\left(4x - \frac{\pi}{3}\right) + 1 + \cos(4x)$$

进一步展开 $$\cos\left(4x - \frac{\pi}{3}\right)$$:

$$f(x) = \cos(4x)\cos\left(\frac{\pi}{3}\right) + \sin(4x)\sin\left(\frac{\pi}{3}\right) + 1 + \cos(4x)$$

代入 $$\cos\left(\frac{\pi}{3}\right) = \frac{1}{2}$$ 和 $$\sin\left(\frac{\pi}{3}\right) = \frac{\sqrt{3}}{2}$$:

$$f(x) = \frac{1}{2}\cos(4x) + \frac{\sqrt{3}}{2}\sin(4x) + 1 + \cos(4x)$$

合并同类项:

$$f(x) = \frac{3}{2}\cos(4x) + \frac{\sqrt{3}}{2}\sin(4x) + 1$$

可以表示为振幅相位形式:

$$f(x) = \sqrt{3}\sin\left(4x + \frac{\pi}{3}\right) + 1$$

步骤2:图像变换

将横坐标伸长为原来的2倍,得到函数:

$$f_1(x) = \sqrt{3}\sin\left(2x + \frac{\pi}{3}\right) + 1$$

再向右平移 $$\frac{\pi}{6}$$ 个单位,得到 $$g(x)$$:

$$g(x) = \sqrt{3}\sin\left(2\left(x - \frac{\pi}{6}\right) + \frac{\pi}{3}\right) + 1 = \sqrt{3}\sin(2x) + 1$$

步骤3:确定单调递增区间

$$g(x) = \sqrt{3}\sin(2x) + 1$$ 的单调递增区间由 $$\sin(2x)$$ 决定。

$$\sin(2x)$$ 在 $$2x \in \left[-\frac{\pi}{2} + 2k\pi, \frac{\pi}{2} + 2k\pi\right]$$ 时单调递增,即 $$x \in \left[-\frac{\pi}{4} + k\pi, \frac{\pi}{4} + k\pi\right]$$。

对比选项,$$B \left[-\frac{\pi}{4}, \frac{\pi}{4}\right]$$ 是一个单调递增区间。

因此,正确答案是 $$\boxed{B}$$。

接下来解析第10题:

步骤1:化简函数

给定函数 $$f(x) = \sqrt{3}\sin(2x - \varphi) - \cos(2x - \varphi)$$。

可以表示为振幅相位形式:

$$f(x) = 2\sin\left(2x - \varphi - \frac{\pi}{6}\right)$$

步骤2:利用对称性确定 $$\varphi$$

函数图像关于 $$y$$ 轴对称,说明 $$f(x)$$ 是偶函数,即 $$f(-x) = f(x)$$。

代入得:

$$2\sin\left(-2x - \varphi - \frac{\pi}{6}\right) = 2\sin\left(2x - \varphi - \frac{\pi}{6}\right)$$

利用 $$\sin(-A) = -\sin(A)$$,化简为:

$$-\sin\left(2x + \varphi + \frac{\pi}{6}\right) = \sin\left(2x - \varphi - \frac{\pi}{6}\right)$$

进一步整理得:

$$\sin\left(2x - \varphi - \frac{\pi}{6}\right) + \sin\left(2x + \varphi + \frac{\pi}{6}\right) = 0$$

利用和角公式,得到:

$$2\sin(2x)\cos\left(\varphi + \frac{\pi}{6}\right) = 0$$

对所有 $$x$$ 成立,故 $$\cos\left(\varphi + \frac{\pi}{6}\right) = 0$$。

解得 $$\varphi + \frac{\pi}{6} = \frac{\pi}{2} + k\pi$$,即 $$\varphi = \frac{\pi}{3} + k\pi$$。

由 $$\left|\varphi\right| < \frac{\pi}{2}$$,得 $$\varphi = \frac{\pi}{3}$$。

步骤3:求最大值

代入 $$\varphi = \frac{\pi}{3}$$,函数为:

$$f(x) = 2\sin\left(2x - \frac{\pi}{3} - \frac{\pi}{6}\right) = 2\sin\left(2x - \frac{\pi}{2}\right) = -2\cos(2x)$$

在区间 $$\left[-\frac{\pi}{6}, \frac{\pi}{3}\right]$$ 上,$$2x \in \left[-\frac{\pi}{3}, \frac{2\pi}{3}\right]$$。

$$\cos(2x)$$ 的最小值为 $$\cos\left(\frac{2\pi}{3}\right) = -\frac{1}{2}$$,因此 $$f(x)$$ 的最大值为 $$-2 \times \left(-\frac{1}{2}\right) = 1$$。

因此,正确答案是 $$\boxed{A}$$。

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