格物学 第五章 三角函数5.4 三角函数的图象与性质

正弦(型)函数的定义域和值域-5.4 三角函数的图象与性质知识点月考进阶自测题解析-江西省等高一数学必修,平均正确率48.0%

2025-08-25
正弦(型)函数的定义域和值域-5.4 三角函数的图象与性质知识点月考进阶自测题解析-江西省等高一数学必修,平均正确率48.0%
1、['正弦(型)函数的单调性', '正弦(型)函数的定义域和值域']

正确率40.0%已知函数$$f \left( \begin{matrix} {x} \\ \end{matrix} \right)} & {=-2 \operatorname{s i n} \left( \begin{matrix} {2 x+\varphi} \\ \end{matrix} \right) \ \left( \begin{matrix} {\left| \varphi\right|} \\ \end{matrix} < \pi\right)$$,若$${{f}{(}{x}{)}}$$在区间$$( \ \frac{\pi} {5}, \ \frac{5} {8} \pi)$$上单调递增,则$${{φ}}$$的取值范围是(

C

A.$$[-\frac{9} {1 0} \pi, ~-\frac{3} {1 0} \pi]$$

B.$$[ \frac{2} {5} \pi, ~ \frac{9} {1 0} \pi]$$

C.$$[ \frac{\pi} {1 0}, \, \frac{\pi} {4} ]$$

D.$$[-\pi, ~ ~-\frac{\pi} {1 0} ] \cup~ ( \frac{\pi} {4}, ~ \pi)$$

2、['两角和与差的正弦公式', '正弦(型)函数的定义域和值域']

正确率60.0%已知$${{θ}}$$为锐角,则下列选项提供的各值中,可能为$$\operatorname{s i n} \theta+\operatorname{c o s} \theta$$的值的是(

A

A.$$\frac{4} {3}$$

B.$$\frac{3} {5}$$

C.$$\frac{4} {5}$$

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

3、['利用诱导公式求值', '正弦(型)函数的定义域和值域']

正确率40.0%设$$\alpha_{1}, \alpha_{2} \in R$$,且$$\frac{1} {2+\operatorname{s i n} \alpha_{1}}+\frac{1} {2+\operatorname{s i n} ( 2 \alpha_{2} )}=2,$$则$$| 1 0 \pi-\alpha_{1}-\alpha_{2} |$$的最小值等于(

B

A.$$\begin{array} {l l} {\frac{\pi} {6}} \\ \end{array}$$

B.$$\frac{\pi} {4}$$

C.$$\frac{3 \pi} {4}$$

D.无法确定

4、['集合中元素的三个特性(确定性、无序性、互异性)', '正弦(型)函数的定义域和值域', '分段函数求值', '二次函数的图象分析与判断']

正确率60.0%函数$$f ( x )=\left\{\begin{matrix} {x^{2}, \ x \leqslant0,} \\ {4 \operatorname{s i n} x, 0 < x \leqslant\pi,} \\ \end{matrix} \right.$$则集合$$\{x | f ( f ( x ) )=0 \}$$中元素的个数有$${{(}{)}}$$

D

A.$${{2}}$$个

B.$${{3}}$$个

C.$${{4}}$$个

D.$${{5}}$$个

5、['函数奇偶性的应用', '在给定区间上恒成立问题', '分段函数与方程、不等式问题', '正弦(型)函数的定义域和值域']

正确率40.0%$$f ( x )=\left\{\begin{matrix} {( \frac{1} {2} )^{x}-\operatorname{l o g}_{3} ( x+1 )-1, x \geqslant0} \\ {-2^{x}+\operatorname{l o g}_{3} ( 1-x )+1, x < 0} \\ \end{matrix} \right.$$若$$0 \leqslant\theta\leqslant\frac{\pi} {2}$$恒有$$f ( \operatorname{c o s}^{2} \theta-2 m \operatorname{s i n} \theta)+f ( 3 m-5 ) > 0$$,则$${{m}}$$的取值范围是$${{(}{)}}$$

B

A.$$(-\infty, 5 )$$

B.$$(-\infty, \frac{4} {3} )$$

C.$$( 5,+\infty)$$

D.$$( \frac{4} {3},+\infty)$$

6、['函数y=A sin(wx+φ)(A≠0,w不等于0)的图象及性质', '函数图象的平移变换', '正弦(型)函数的定义域和值域', '三角函数的图象变换']

正确率60.0%将函数$$f ( x )=\operatorname{s i n} ( 2 x+\frac{\pi} {4} )$$的图象向右平移$$\frac{\pi} {3}$$个单位长度,得到函数$$y=g \emph{\left( x \right)}$$的图象,则$${{g}{(}{x}{)}}$$在$$[-\frac{\pi} {8}, \ \frac{3 \pi} {8} ]$$上的最小值为(

A

A.$${{−}{1}}$$

B.$$- \frac{\sqrt3} {2}$$

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

D.$${{0}}$$

7、['正弦(型)函数的奇偶性', '正弦曲线的对称中心', '正弦曲线的对称轴', '辅助角公式', '正弦(型)函数的定义域和值域', '两角和与差的正弦公式']

正确率40.0%已知函数$$f ( x )=\operatorname{s i n} x+\operatorname{c o s} x, \, \, \, x \in I$$,则下列结论正确的是$${{(}{)}}$$

C

A.$${{f}{(}{x}{)}}$$是奇函数

B.$${{f}{(}{x}{)}}$$的值域为$$[-2, 2 ]$$

C.$${{f}{(}{x}{)}}$$关于点$$(-\frac{\pi} {4}, 0 )$$对称

D.$${{f}{(}{x}{)}}$$有一条对称轴为$$x=\frac{\pi} {2}$$

8、['正弦(型)函数的单调性', '正弦(型)函数的定义域和值域']

正确率40.0%已知$${{a}{>}{0}}$$,函数$$f ( x )=-2 a \mathrm{s i n} ( 2 x+\frac{\pi} {6} )+2 a+b$$,当$$x \in[ 0, \frac{\pi} {2} ]$$时,$$- 5 \leqslant f ( x ) \leqslant1$$.则$${{a}{+}{b}{=}}$$(

C

A.$${{0}}$$

B.$${{3}}$$

C.$${{−}{3}}$$

D.以上都不对

9、['正弦(型)函数的单调性', '正弦(型)函数的零点', '正弦曲线的对称中心', '正弦曲线的对称轴', '正弦(型)函数的定义域和值域', '根据函数零点个数求参数范围']

正确率60.0%已知函数$$f ( x )=\operatorname{s i n} ( 2 x-\frac{\pi} {6} )-m$$在$$[ 0, \frac{\pi} {2} ]$$内有两个零点,则实数$${{m}}$$的取值范围是(

D

A.$$( 0, 1 )$$

B.$$( {\frac{1} {2}}, 1 )$$

C.$$[ 0, 1 )$$

D.$$[ \frac{1} {2}, 1 )$$

10、['三角恒等变换综合应用', '正弦定理及其应用', '正弦(型)函数的定义域和值域', '解三角形中的最值(范围)问题']

正确率40.0%$${{△}{A}{B}{C}}$$的三个内角$$A, ~ B, ~ C$$所对的边分别为$$a, ~ b, ~ c$$,已知$$A=\frac{\pi} {3}, \, \, \, a=1$$,求$${{b}{+}{c}}$$的取值范围(

D

A.$$( 1, \ \sqrt{3} )$$

B.$$( \sqrt{3}, \ 2 ]$$

C.$$( 1, \ 2 )$$

D.$$( {\bf1}, {\bf\mu2} ]$$

1. 函数为$$f(x) = -2 \sin(2x + \varphi)$$,其中$$|\varphi| < \pi$$。要求$$f(x)$$在区间$$(\frac{\pi}{5}, \frac{5\pi}{8})$$上单调递增。

由于$$f(x) = -2 \sin(2x + \varphi)$$,其单调性与$$\sin(2x + \varphi)$$相反。令$$u = 2x + \varphi$$,则$$\sin u$$在$$f(x)$$递增区间上应递减。

$$\sin u$$的递减区间为$$[\frac{\pi}{2} + 2k\pi, \frac{3\pi}{2} + 2k\pi]$$,其中$$k \in \mathbb{Z}$$。

因此,需满足:$$\frac{\pi}{2} + 2k\pi \leq 2x + \varphi \leq \frac{3\pi}{2} + 2k\pi$$。

代入区间端点:当$$x \in (\frac{\pi}{5}, \frac{5\pi}{8})$$,有$$2x \in (\frac{2\pi}{5}, \frac{5\pi}{4})$$。

选择$$k = 0$$,得:$$\frac{\pi}{2} \leq 2x + \varphi \leq \frac{3\pi}{2}$$。

即:$$\frac{\pi}{2} - 2x \leq \varphi \leq \frac{3\pi}{2} - 2x$$。

对$$x \in (\frac{\pi}{5}, \frac{5\pi}{8})$$,求$$\varphi$$的范围:

左边界最大值:$$\varphi \geq \max(\frac{\pi}{2} - 2x) = \frac{\pi}{2} - 2 \cdot \frac{\pi}{5} = \frac{\pi}{2} - \frac{2\pi}{5} = \frac{\pi}{10}$$。

右边界最小值:$$\varphi \leq \min(\frac{3\pi}{2} - 2x) = \frac{3\pi}{2} - 2 \cdot \frac{5\pi}{8} = \frac{3\pi}{2} - \frac{5\pi}{4} = \frac{\pi}{4}$$。

结合$$|\varphi| < \pi$$,得$$\varphi \in [\frac{\pi}{10}, \frac{\pi}{4}]$$,对应选项C。

2. 已知$$\theta$$为锐角,求$$\sin \theta + \cos \theta$$的可能值。

$$\sin \theta + \cos \theta = \sqrt{2} \sin(\theta + \frac{\pi}{4})$$。

由于$$\theta \in (0, \frac{\pi}{2})$$,则$$\theta + \frac{\pi}{4} \in (\frac{\pi}{4}, \frac{3\pi}{4})$$。

$$\sin(\theta + \frac{\pi}{4}) \in (\frac{\sqrt{2}}{2}, 1]$$,因此$$\sin \theta + \cos \theta \in (1, \sqrt{2}]$$。

选项A:$$\frac{4}{3} \approx 1.333$$,在区间内;B:$$\frac{3}{5} = 0.6$$,小于1;C:$$\frac{4}{5} = 0.8$$,小于1;D:$$\frac{1}{2} = 0.5$$,小于1。

只有A符合,故选A。

3. 已知$$\frac{1}{2 + \sin \alpha_1} + \frac{1}{2 + \sin(2\alpha_2)} = 2$$,求$$|10\pi - \alpha_1 - \alpha_2|$$的最小值。

由不等式$$\frac{1}{a} + \frac{1}{b} \geq \frac{4}{a + b}$$,等号成立当$$a = b$$。

这里$$a = 2 + \sin \alpha_1$$,$$b = 2 + \sin(2\alpha_2)$$,且$$\frac{1}{a} + \frac{1}{b} = 2$$。

因此$$2 \geq \frac{4}{a + b}$$,即$$a + b \geq 2$$,但$$a + b = 4 + \sin \alpha_1 + \sin(2\alpha_2) \geq 2$$恒成立。

等号成立时$$a = b$$,即$$2 + \sin \alpha_1 = 2 + \sin(2\alpha_2)$$,所以$$\sin \alpha_1 = \sin(2\alpha_2)$$。

同时,由$$\frac{1}{a} + \frac{1}{a} = \frac{2}{a} = 2$$,得$$a = 1$$,即$$2 + \sin \alpha_1 = 1$$,$$\sin \alpha_1 = -1$$,同理$$\sin(2\alpha_2) = -1$$。

因此$$\alpha_1 = -\frac{\pi}{2} + 2k\pi$$,$$2\alpha_2 = -\frac{\pi}{2} + 2m\pi$$,即$$\alpha_2 = -\frac{\pi}{4} + m\pi$$。

则$$\alpha_1 + \alpha_2 = -\frac{\pi}{2} - \frac{\pi}{4} + 2k\pi + m\pi = -\frac{3\pi}{4} + (2k + m)\pi$$。

$$|10\pi - \alpha_1 - \alpha_2| = |10\pi + \frac{3\pi}{4} - (2k + m)\pi| = |\frac{43\pi}{4} - (2k + m)\pi|$$。

令$$n = 2k + m$$,为整数,则$$|\frac{43\pi}{4} - n\pi| = \pi |\frac{43}{4} - n|$$。

当$$n = 11$$时,$$\frac{43}{4} - 11 = \frac{43}{4} - \frac{44}{4} = -\frac{1}{4}$$,绝对值为$$\frac{\pi}{4}$$。

故最小值为$$\frac{\pi}{4}$$,对应选项B。

4. 函数$$f(x) = \begin{cases} x^2, & x \leq 0 \\ 4 \sin x, & 0 < x \leq \pi \end{cases}$$,求集合$$\{x | f(f(x)) = 0\}$$的元素个数。

先求$$f(y) = 0$$的解:

若$$y \leq 0$$,$$y^2 = 0 \Rightarrow y = 0$$;

若$$0 < y \leq \pi$$,$$4 \sin y = 0 \Rightarrow \sin y = 0 \Rightarrow y = \pi$$(因为$$y \in (0, \pi]$$,只有$$\pi$$满足)。

所以$$f(y) = 0$$的解为$$y = 0$$或$$y = \pi$$。

因此$$f(f(x)) = 0$$等价于$$f(x) = 0$$或$$f(x) = \pi$$。

(1)$$f(x) = 0$$:

若$$x \leq 0$$,$$x^2 = 0 \Rightarrow x = 0$$;

若$$0 < x \leq \pi$$,$$4 \sin x = 0 \Rightarrow \sin x = 0 \Rightarrow x = \pi$$。

得$$x = 0$$和$$x = \pi$$。

(2)$$f(x) = \pi$$:

若$$x \leq 0$$,$$x^2 = \pi \Rightarrow x = -\sqrt{\pi}$$(因为$$x \leq 0$$);

若$$0 < x \leq \pi$$,$$4 \sin x = \pi \Rightarrow \sin x = \frac{\pi}{4} \approx 0.785$$,在$$(0, \pi)$$上有两个解:$$x_1 = \arcsin(\frac{\pi}{4})$$和$$x_2 = \pi - \arcsin(\frac{\pi}{4})$$。

因此共有5个解:$$x = 0$$, $$x = \pi$$, $$x = -\sqrt{\pi}$$, $$x = \arcsin(\frac{\pi}{4})$$, $$x = \pi - \arcsin(\frac{\pi}{4})$$。

故元素个数为5,选D。

5. 函数$$f(x) = \begin{cases} (\frac{1}{2})^x - \log_3(x+1) - 1, & x \geq 0 \\ -2^x + \log_3(1-x) + 1, & x < 0 \end{cases}$$,且对$$0 \leq \theta \leq \frac{\pi}{2}$$恒有$$f(\cos^2 \theta - 2m \sin \theta) + f(3m - 5) > 0$$,求$$m$$的取值范围。

先分析$$f(x)$$的奇偶性和单调性。

对于$$x \geq 0$$,$$(\frac{1}{2})^x$$递减,$$-\log_3(x+1)$$递减,故$$f(x)$$递减;

对于$$x < 0$$,$$-2^x$$递减(因为$$2^x$$递增),$$\log_3(1-x)$$递减(因为$$1-x$$递增),故$$f(x)$$递减。

且$$f(0) = 1 - 0 - 1 = 0$$,$$f(0^-) = -1 + 0 + 1 = 0$$,连续。

又$$f(-x)$$:若$$x > 0$$,则$$-x < 0$$,$$f(-x) = -2^{-x} + \log_3(1+x) + 1$$,而$$f(x) = (\frac{1}{2})^x - \log_3(x+1) - 1$$,可见$$f(-x) = -f(x)$$,故$$f(x)$$为奇函数。

因此不等式化为$$f(\cos^2 \theta - 2m \sin \theta) > -f(3m - 5) = f(5 - 3m)$$(因为奇函数)。

由于$$f(x)$$递减,故$$\cos^2 \theta - 2m \sin \theta < 5 - 3m$$。

即$$\cos^2 \theta - 2m \sin \theta + 3m - 5 < 0$$。

利用$$\cos^2 \theta = 1 - \sin^2 \theta$$,得$$1 - \sin^2 \theta - 2m \sin \theta + 3m - 5 < 0$$,即$$-\sin^2 \theta - 2m \sin \theta + 3m - 4 < 0$$。

令$$t = \sin \theta$$,则$$t \in [0, 1]$$,不等式为$$-t^2 - 2m t + 3m - 4 < 0$$,即$$t^2 + 2m t - 3m + 4 > 0$$。

需对一切$$t \in [0, 1]$$成立。

左边为二次函数$$g(t) = t^2 + 2m t - 3m + 4$$,开口向上。

最小值在$$t = -m$$处,但$$t \in [0, 1]$$,故若$$-m \leq 0$$即$$m \geq 0$$,最小值在$$t = 0$$;若$$-m \geq 1$$即$$m \leq -1$$,最小值在$$t = 1$$;若$$0 < -m < 1$$即$$-1 < m < 0$$,最小值在$$t = -m$$。

分别讨论:

(1)$$m \geq 0$$:最小值$$g(0) = -3m + 4 > 0 \Rightarrow m < \frac{4}{3}$$,结合$$m \geq 0$$得$$0 \leq m < \frac{4}{3}$$。

(2)$$m \leq -1$$:最小值$$g(1) = 1 + 2m - 3m + 4 = 5 - m > 0$$恒成立(因为$$m \leq -1$$),但还需验证端点。

(3)$$-1 < m < 0$$:最小值$$g(-m) = m^2 - 2m^2 - 3m + 4 = -m^2 - 3m + 4 > 0$$,即$$m^2 + 3m - 4 < 0$$,解得$$-4 < m < 1$$,与$$-1 < m < 0$$交集为$$-1 < m < 0$$。

综上,$$m < \frac{4}{3}$$。

但还需考虑定义域:$$f(x)$$中$$\log_3(x+1)$$要求$$x > -1$$,$$\log_3(1-x)$$要求$$x < 1$$。

因此$$\cos^2 \theta - 2m \sin \theta > -1$$和$$3m - 5 < 1$$(即$$m < 2$$),显然满足。

故$$m \in (-\infty, \frac{4}{3})$$,选B。

6. 函数$$f(x) = \sin(2x + \frac{\pi}{4})$$向右平移$$\frac{\pi}{3}$$得$$g(x) = \sin(2(x - \frac{\pi}{3}) + \frac{\pi}{4}) = \sin(2x - \frac{2\pi}{3} + \frac{\pi}{4}) = \sin(2x - \frac{5\pi}{12})$$。

求$$g(x)$$在$$[-\frac{\pi}{8}, \frac{3\pi}{8}]$$上的最小值。

令$$u = 2x - \frac{5\pi}{12}$$,则当$$x \in [-\frac{\pi}{8}, \frac{3\pi}{8}]$$,$$u \in [2 \cdot (-\frac{\pi}{8}) - \frac{5\pi}{12}, 2 \cdot \frac{3\pi}{8} - \frac{5\pi}{12}] = [-\frac{\pi}{4} - \frac{5\pi}{12}, \frac{3\pi}{4} - \frac{5\pi}{12}] = [-\frac{2\pi}{3}, \frac{\pi}{3}]$$。

$$\sin u$$在$$[-\frac{2\pi}{3}, \frac{\pi}{3}]$$上的最小值:在$$u = -\frac{2\pi}{3}$$处,$$\sin(-\frac{2\pi}{3}) = -\frac{\sqrt{3}}{2}$$。

故最小值为$$-\frac{\sqrt{3}}{2}$$,选B。

7. 函数$$f(x) = \sin x + \cos x$$,$$x \in \mathbb{R}$$。

A:$$f(-x) = \sin(-x) + \cos(-x) = -\sin x + \cos x \neq -f(x)$$,不是奇函数;

B:$$f(x) = \sqrt{2} \sin(x + \frac{\pi}{4})$$,值域为$$[-\sqrt{2}, \sqrt{2}]$$,不是$$[-2, 2]$$;

C:检查$$f(-\frac{\pi}{4} + h) + f(-\frac{\pi}{4} - h)$$:

$$f(-\frac{\pi}{4} + h) = \sin(h - \frac{\pi}{4}) + \cos(h - \frac{\pi}{4})$$,$$f(-\frac{\pi}{4} - h) = \sin(-h - \frac{\pi}{4}) + \cos(-h - \frac{\pi}{4}) = -\sin(h + \frac{\pi}{4}) + \cos(h + \frac{\pi}{4})$$,两者和不为0,故不对称;

D:$$f(\frac{\pi}{2} + h) = \sin(\frac{\pi}{2} + h) + \cos(\frac{\pi}{2} + h) = \cos h - \sin h$$,$$f(\frac{\pi}{2} - h) = \sin(\frac{\pi}{2} - h) + \cos(\frac{\pi}{2} - h) = \cos h + \sin h$$,不相等,故不是对称轴。

实际上,对称轴为$$x + \frac{\pi}{ 题目来源于各渠道收集,若侵权请联系下方邮箱

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