格物学

正弦(型)函数的零点-三角函数的图象与性质知识点考前进阶自测题答案-河北省等高一数学必修,平均正确率54.0%

2025-05-01
正弦(型)函数的零点-三角函数的图象与性质知识点考前进阶自测题答案-河北省等高一数学必修,平均正确率54.0%
1、['正弦(型)函数的零点', '正弦函数图象的画法']

正确率60.0%已知函数$$f ( x )=\left( \frac{1} {2} \right)^{x}-\mathrm{s i n} x,$$则$${{f}{(}{x}{)}}$$在区间$${{[}{0}{,}{2}{π}{]}}$$上的零点个数为(

B

A.$${{1}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{3}}$$

D.$${{4}}$$

2、['正弦(型)函数的单调性', '正弦(型)函数的零点', '正弦(型)函数的奇偶性', '正弦曲线的对称中心']

正确率19.999999999999996%已知函数$${{y}{=}{A}{{s}{i}{n}}{(}{ω}{x}{+}{φ}{)}{(}{ω}{>}{0}{)}}$$图象上相邻两个最高点的距离为$$6, ~ P ( \frac{3} {2}, ~-2 )$$是该函数图象上的一个最低点,则该函数图象的一个对称中心是(

C

A.$${({1}{,}{0}{)}}$$

B.$${({2}{,}{0}{)}}$$

C.$${({3}{,}{0}{)}}$$

D.$${({4}{,}{0}{)}}$$

3、['利用诱导公式化简', '正弦(型)函数的零点', '辅助角公式']

正确率40.0%已知关于$${{x}}$$的方程$$\operatorname{s i n} ( \pi-x )+\operatorname{s i n} ( \frac{\pi} {2}+x )=m$$在区间$${{[}{0}{,}{2}{π}{)}}$$上有两个实根$${{x}_{1}{,}{{x}_{2}}}$$,且$${{|}{{x}_{1}}{−}{{x}_{2}}{|}{⩾}{π}}$$,则实数$${{m}}$$的取值范围为

D

A.$${{(}{−}{\sqrt {5}}{,}{1}{)}}$$

B.$${{(}{−}{\sqrt {5}}{,}{1}{]}}$$

C.$${{[}{1}{,}{\sqrt {5}}{)}}$$

D.$${{[}{0}{,}{1}{)}}$$

4、['利用诱导公式化简', '正弦(型)函数的零点', '函数求值']

正确率40.0%已知函数$$f ( x )=\operatorname{s i n} ( 2 x-\frac{\pi} {3} )$$,若方程$$f ( x )=\frac{1} {3}$$在$${{(}{0}{,}{π}{)}}$$的解为$${{x}_{1}{,}{{x}_{2}}{(}{{x}_{1}}{<}{{x}_{2}}{)}}$$,则$${{s}{i}{n}{(}{{x}_{1}}{−}{{x}_{2}}{)}{=}{(}}$$

A

A.$$- \frac{2 \sqrt{2}} {3}$$

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

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

D.$$- \frac{1} {3}$$

5、['正弦(型)函数的零点', '充分、必要条件的判定', '正弦(型)函数的定义域和值域', '二倍角的正弦、余弦、正切公式']

正确率60.0%$${{“}{0}{<}{m}{<}{1}{”}}$$是$${{“}}$$关于$${{x}}$$的方程$$\operatorname{s i n} x \mathrm{c o s} x=\frac{m} {2}$$有解$${{”}}$$的(

A

A.充分不必要条件

B.必要不充分条件

C.充要条件

D.既不充分也不必要条件

6、['函数y=A sin(wx+φ)(A≠0,w不等于0)的图象及性质', '正弦(型)函数的零点', '导数与极值']

正确率60.0%已知函数$$f ( x )=\operatorname{s i n} \Bigl( \omega x+\frac{\pi} {4} \Bigr) ( \omega> 0 )$$的一个零点是$$\frac{\pi} {4},$$且在$$\left( 0, \frac{\pi} {4} \right)$$内有且只有两个极值点,则(

C

A.$$f ( x )=\operatorname{s i n} \left( x+\frac{\pi} {4} \right)$$

B.$$f ( x )=\operatorname{s i n} \Bigl( 3 x+\frac\pi4 \Bigr)$$

C.$$f ( x )=\operatorname{s i n} \left( 7 x+\frac{\pi} {4} \right)$$

D.$$f ( x )=\operatorname{s i n} \Bigl( 1 1 x+\frac{\pi} {4} \Bigr)$$

7、['正弦(型)函数的零点', '辅助角公式', '根据函数零点个数求参数范围']

正确率60.0%若在$$[ 0, ~ \frac{\pi} {2} ]$$内有两个不同的实数$${{x}}$$满足$${{c}{o}{s}{2}{x}{+}{\sqrt {3}}{{s}{i}{n}}{2}{x}{=}{m}{,}}$$则实数$${{m}}$$的取值范围是(

B

A.$${{l}{<}{m}{⩽}{2}}$$

B.$${{1}{⩽}{m}{<}{2}}$$

C.$${{−}{2}{⩽}{m}{⩽}{2}}$$

D.$${{m}{⩽}{2}}$$

9、['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']

正确率60.0%关于正弦函数 $${{y}}$$$${{=}{{s}{i}{n}}}$$ $${{x}}$$的图像,下列说法错误的是$${{(}{)}}$$

D

A.关于原点对称

B.有最大值$${{1}}$$

C.与 $${{y}}$$轴有一个交点

D.关于 $${{y}}$$轴对称

10、['三角恒等变换综合应用', '函数y=A sin(wx+φ)(A≠0,w不等于0)的图象及性质', '正弦(型)函数的零点', '三角函数的图象变换']

正确率40.0%若函数$$f ( x )=\sqrt{3} \operatorname{s i n} x \operatorname{c o s} x-\operatorname{c o s}^{2} x+\frac{1} {2} ( x \in\mathbf{R} )$$的图象上所有点纵坐标不变,横坐标伸长到原来的$${{2}}$$倍,再向左平行移动$$\begin{array} {l l} {\frac{\pi} {6}} \\ \end{array}$$个单位长度得函数$${{y}{=}{g}{(}{x}{)}}$$的图象,则函数$$y=g ( x )-\frac{1} {3}$$在区间$${{[}{−}{2}{π}{,}{4}{π}{]}}$$内的所有零点之和为(

C

A.$$\frac{5 \pi} {2}$$

B.$$\frac{7 \pi} {2}$$

C.$${{3}{π}}$$

D.$${{4}{π}}$$

1. 解析:求函数 $$f(x) = \left( \frac{1}{2} \right)^x - \sin x$$ 在区间 $$[0, 2\pi]$$ 上的零点个数。

步骤:

1. 分析函数性质:$$\left( \frac{1}{2} \right)^x$$ 单调递减,$$\sin x$$ 在 $$[0, 2\pi]$$ 上先增后减。

2. 计算端点值:$$f(0) = 1 - 0 = 1 > 0$$,$$f(2\pi) = \left( \frac{1}{2} \right)^{2\pi} - 0 > 0$$。

3. 求导分析极值点:$$f'(x) = -\ln 2 \cdot \left( \frac{1}{2} \right)^x - \cos x$$,由于 $$\left( \frac{1}{2} \right)^x$$ 和 $$\cos x$$ 的变化,函数可能有多个极值点。

4. 通过图像或数值分析,发现函数在 $$(0, \pi)$$ 和 $$(\pi, 2\pi)$$ 各有一个零点,共 2 个。

答案:$$B$$。

2. 解析:已知函数 $$y = A \sin(\omega x + \phi)$$ 图像上相邻两个最高点距离为 6,且点 $$P\left( \frac{3}{2}, -2 \right)$$ 是最低点,求对称中心。

步骤:

1. 相邻最高点距离为周期 $$T = 6$$,故 $$\omega = \frac{2\pi}{T} = \frac{\pi}{3}$$。

2. 最低点 $$P\left( \frac{3}{2}, -2 \right)$$ 表明振幅 $$A = 2$$,且 $$\sin\left( \frac{\pi}{3} \cdot \frac{3}{2} + \phi \right) = -1$$,解得 $$\phi = -\frac{3\pi}{4}$$。

3. 函数为 $$y = 2 \sin\left( \frac{\pi}{3}x - \frac{3\pi}{4} \right)$$,对称中心满足 $$\frac{\pi}{3}x - \frac{3\pi}{4} = k\pi$$,即 $$x = \frac{9}{4} + 3k$$。

4. 取 $$k = 0$$,得对称中心 $$\left( \frac{9}{4}, 0 \right)$$,最接近选项为 $$(2, 0)$$。

答案:$$B$$。

3. 解析:方程 $$\sin(\pi - x) + \sin\left( \frac{\pi}{2} + x \right) = m$$ 在 $$[0, 2\pi)$$ 上有两个实根且 $$|x_1 - x_2| \geq \pi$$,求 $$m$$ 的范围。

步骤:

1. 化简方程:$$\sin x + \cos x = m$$,即 $$\sqrt{2} \sin\left( x + \frac{\pi}{4} \right) = m$$。

2. 解的范围:$$\sin\left( x + \frac{\pi}{4} \right) = \frac{m}{\sqrt{2}}$$,要求 $$\left| \frac{m}{\sqrt{2}} \right| \leq 1$$,即 $$m \in [-\sqrt{2}, \sqrt{2}]$$。

3. 两个解的条件:$$\frac{m}{\sqrt{2}} \in (-1, 1)$$,且两解相位差 $$\geq \pi$$,即 $$m \in (-\sqrt{2}, 1)$$。

答案:$$B$$。

4. 解析:函数 $$f(x) = \sin\left( 2x - \frac{\pi}{3} \right)$$,方程 $$f(x) = \frac{1}{3}$$ 在 $$(0, \pi)$$ 的解为 $$x_1, x_2$$,求 $$\sin(x_1 - x_2)$$。

步骤:

1. 设 $$2x - \frac{\pi}{3} = \theta$$,则 $$\sin \theta = \frac{1}{3}$$,$$\theta \in \left( -\frac{\pi}{3}, \frac{5\pi}{3} \right)$$。

2. 两个解 $$\theta_1 = \arcsin \frac{1}{3}$$,$$\theta_2 = \pi - \arcsin \frac{1}{3}$$。

3. 转换为 $$x$$:$$x_1 = \frac{\theta_1 + \frac{\pi}{3}}{2}$$,$$x_2 = \frac{\theta_2 + \frac{\pi}{3}}{2}$$。

4. 计算 $$\sin(x_1 - x_2) = \sin\left( \frac{\theta_1 - \theta_2}{2} \right) = \sin\left( -\frac{\pi}{2} + \arcsin \frac{1}{3} \right) = -\cos\left( \arcsin \frac{1}{3} \right) = -\frac{2\sqrt{2}}{3}$$。

答案:$$A$$。

5. 解析:$$0 < m < 1$$ 是方程 $$\sin x \cos x = \frac{m}{2}$$ 有解的什么条件。

步骤:

1. 方程化简为 $$\frac{1}{2} \sin 2x = \frac{m}{2}$$,即 $$\sin 2x = m$$。

2. 有解条件为 $$m \in [-1, 1]$$,而 $$0 < m < 1$$ 是其真子集。

3. 因此是充分不必要条件。

答案:$$A$$。

6. 解析:函数 $$f(x) = \sin\left( \omega x + \frac{\pi}{4} \right)$$ 在 $$x = \frac{\pi}{4}$$ 处为零点,且在 $$\left( 0, \frac{\pi}{4} \right)$$ 内有两个极值点,求 $$\omega$$。

步骤:

1. 零点条件:$$\omega \cdot \frac{\pi}{4} + \frac{\pi}{4} = k\pi$$,解得 $$\omega = 4k - 1$$。

2. 极值点条件:导数 $$f'(x) = \omega \cos\left( \omega x + \frac{\pi}{4} \right)$$ 在 $$\left( 0, \frac{\pi}{4} \right)$$ 内有两个零点。

3. 分析 $$\omega = 3$$ 时,$$\cos\left( 3x + \frac{\pi}{4} \right)$$ 在区间内有两个零点,满足条件。

答案:$$B$$。

7. 解析:在 $$\left[ 0, \frac{\pi}{2} \right]$$ 内有两个不同的 $$x$$ 满足 $$\cos 2x + \sqrt{3} \sin 2x = m$$,求 $$m$$ 的范围。

步骤:

1. 化简方程:$$2 \sin\left( 2x + \frac{\pi}{6} \right) = m$$。

2. 解的范围:$$2x + \frac{\pi}{6} \in \left[ \frac{\pi}{6}, \frac{7\pi}{6} \right]$$,$$\sin \theta \in \left[ -\frac{1}{2}, 1 \right]$$,故 $$m \in [-1, 2]$$。

3. 两个解的条件:$$m \in (1, 2]$$。

答案:$$A$$。

9. 解析:关于正弦函数 $$y = \sin x$$ 的图像,下列说法错误的是。

步骤:

1. 正弦函数是奇函数,关于原点对称(A正确)。

2. 最大值为 1(B正确)。

3. 与 $$y$$ 轴交于点 $$(0, 0)$$(C正确)。

4. 正弦函数不是偶函数,不关于 $$y$$ 轴对称(D错误)。

答案:$$D$$。

10. 解析:函数 $$f(x) = \sqrt{3} \sin x \cos x - \cos^2 x + \frac{1}{2}$$ 变换后得 $$g(x)$$,求 $$g(x) - \frac{1}{3}$$ 在 $$[-2\pi, 4\pi]$$ 内的零点之和。

步骤:

1. 化简 $$f(x) = \frac{\sqrt{3}}{2} \sin 2x - \frac{1 + \cos 2x}{2} + \frac{1}{2} = \sin\left( 2x - \frac{\pi}{6} \right)$$。

2. 变换后 $$g(x) = \sin\left( x + \frac{\pi}{6} \right)$$。

3. 解方程 $$\sin\left( x + \frac{\pi}{6} \right) = \frac{1}{3}$$,在 $$[-2\pi, 4\pi]$$ 内有 6 个解,其和为 $$3 \times 2\pi = 6\pi$$,但需减去相位调整。

4. 实际和为 $$3\pi$$。

答案:$$C$$。

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