专题5.1 y=Asin(ωx+φ)的图象与性质(特色专题卷)(人教A版2019必修第一册)(解析版)
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这是一份专题5.1 y=Asin(ωx+φ)的图象与性质(特色专题卷)(人教A版2019必修第一册)(解析版),共19页。
专题5.1 y=Asin(ωx+φ)的图象与性质(特色专题卷)
考试时间:120分钟;满分:150分
姓名:___________班级:___________考号:___________
考卷信息:
本卷试题共22题,单选8题,多选4题,填空4题,解答6题,满分150分,限时150分钟,试卷紧扣教材,细分题组,精选一年好题,两年真题,练基础,提能力!
一. 选择题(共8小题,满分40分,每小题5分)
1.(2021•高唐县校级开学)要得到y=cos(12x+π6)的图象,只需将y=sin12x的图象( )
A.向左平移π3个单位长度
B.向右平移π3个单位长度
C.向左平移4π3个单位长度
D.向右平移4π3个单位长度
【分析】由题意利用诱导公式、函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换规律,得出结论.
【解答】解:只需将y=sin12x=cos(x2-π2)的图象向左平移4π3个单位长度,即可得到y=cos(12x+π6)的图象,
故选:C.
2.(2021秋•河西区校级月考)如图所示的是函数y=2sin(ωx+φ)(|φ|<π)的部分图象,那么( )
A.ω=1011,φ=π6 B.ω=1011,φ=-π6
C.ω=2,φ=π6 D.ω=2,φ=-π6
【分析】由题意,根据顶点坐标求出A,由特殊点的坐标出φ,由五点法作图求出ω,可得结论.
【解答】解:根据函数y=2sin(ωx+φ)(|φ|<π)的部分图象,可得A=2,2sinφ=1,φ为锐角,∴φ=π6.
集合五点法作图,可得ω×11π12+π6=2π,∴ω=2,故f(x)=2sin(2x+π6),
故选:C.
3.(2021秋•海淀区期中)将函数y=sin2x的图像向右平移π6个单位,得到函数f(x)的图像,则下列说法正确的是( )
A.f(x)=sin(2x-π6)
B.x=-π3是函数f(x)的图像的一条对称轴
C.f(x)在[-π6,π3]上是减函数
D.f(x)在[-π12,5π12]上是增函数
【分析】由题意利用函数y=Asin(ωx+φ)的图像变换规律,得到f(x)的解析式,再利用正弦函数的定义域和值域,得出结论.
【解答】解:将函数y=sin2x的图像向右平移π6个单位,得到函数f(x)=sin(2x-π3)的图像,故A错误;
令x=-π3,求得f(x)=0,可得f(x)的图像关于点(-π3,0)对称,故B错误;
在[-π6,π3]上,2x-π3∈[-2π3,π3],函数f(x)没有单调性,故C错误;
在[-π12,5π12]上,2x-π3∈[-π2,π2],函数f(x)单调递增,故D错误,
故选:D.
4.(2021秋•河南月考)已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<π2)的部分图象如图所示,则下列说法中正确的是( )
A.f(x)的最小正周期为2π
B.f(x)=2sin(12x-π3)
C.点(10π3,0)是f(x)图象的一个对称中心
D.直线x=2π是f(x)图象的一条对称轴
【分析】由图像确定出解析式,在利用y=Asin(ωx+φ)的性质求出周期和对称轴与对称中心,即可选出正确选项.
【解答】解:由图像可以看出T4=π,T=4π=2πω⇒ω=12,选项A错误.12×π3+φ=π2,φ=π3.故函数解析式f(x)=2sin(12x+π3),选项B错误.12x+π3=kπ,x=2kπ-2π3,当k=2时,x=12π3-2π3=10π3,故选项C正确.12x+π3=kπ+π2,x=2kπ+π3,无论k取何值,x都不可能为2π,故选项D错误.
故选:C.
5.(2021秋•渝水区校级月考)若将函数y=sin(3x+φ)的图象向右平移π4个单位后得到的图象关于点(π3,0)对称,则|φ|的最小值是( )
A.π4 B.π3 C.π2 D.3π4
【分析】先利用图象变换的法则求出平移后函数的解析式,再利用正弦函数的图象和性质,求出所得函数的对称中心,进而求得|φ|的最小值.
【解答】解:将函数y=sin(3x+φ)的图象向右平移π4个单位后得到的函数解析式为y=sin(3x-3π4+φ)
∵y=sin(3x-3π4+φ)的图象关于点(π3,0)对称,
∴3×π3-3π4+φ=kπ,(k∈Z)
∴φ=kπ-π4,
∴|φ|的最小值是π4,
故选:A.
6.(2021秋•谯城区校级月考)已知函数f(x)=Ksin(ωx+φ)(K>0,0<ω<10,|φ|<π2)的部分图象如图所示,点A(0,32),B(7π24,-1),则将函数f(x)图象向左平移π12个单位长度,然后横坐标变为原来的2倍、纵坐标不变,得到的图象对应的函数解析式是( )
A.y=sin(2x+5π12) B.y=sin(8x+5π12)
C.y=sin(2x+2π3) D.y=sin(8x+2π3)
【分析】先利用部分函数图像确定出y=ksin(ωx+φ)的解析式,在利用图像变换确定出解析式,即可确定正确选项.
【解答】解:由已知函数f(x)过点A(0,32),B(7π24,-1) 且由图像可以看出最低点是﹣1,所以K=1.
f(0)=sinφ=32,可得φ=π3.f(7π24)=sin(7π24ω+π3)=﹣1⇒7π24ω+π3=3π2,计算可得ω=4,故
f(x)=sin(4x+π3),再将该函数向左平移π12,得y=sin(4(x+π12)+π3)=sin(4x+2π3),再将该函数横坐标变为原来的2倍,则该函数变为y=sin(2x+2π3).
故选:C.
7.(2021秋•10月份月考)将函数y=cos2x图象上所有的点向右平移π8个单位长度,得到函数y=f(x)的图象,则( )
A.f(x)的最小正周期为2π
B.f(x)的图象关于点(π8,0)对称
C.f(x)的图象关于直线x=5π8对称
D.f(x)在[0,π4]上单调递增
【分析】直接利用函数的图象的平移变换求出函数的关系式,进一步利用函数的性质的应用求出结果.
【解答】解:将函数y=cos2x图象上所有的点向右平移π8个单位长,得到函数f(x)=cos(2x-π4)的图象;
对于A:函数的最小正周期为π,故A错误;
对于B:当x=π8时,f(π8)=1,故B错误;
对于C:当x=5π8时,f(5π8)=cos(5π4-π4)=﹣1,故C正确;
对于D:当x∈[0,π4]时,2x-π4∈[-π4,π4],故函数在该区间上不单调,故D错误.
故选:C.
8.(2021秋•江西月考)将函数y=2cos(2x+π6)的图象向右平移π6个单位长度后,再将其纵坐标不变,横坐标伸长到原来的2倍,可得函数y=asinx+bcosx的图象,则a+b=( )
A.3+1 B.3+12 C.2 D.3-1
【分析】直接利用三角函数的关系式的变换和正弦型函数的性质的应用求出a和b的值,进一步求出结果.
【解答】解:函数y=2cos(2x+π6)的图象向右平移π6个单位长度后,得到:y=2cos(2x-π6),再将其纵坐标不变,横坐标伸长到原来的2倍,得到y=2cos(x-π6)=3cosx+sinx,
故a=3,b=1;
故选:A.
二. 多选题(共4小题,满分20分,每小题5分)
9.(2021秋•峨山县校级期中)函数f(x)=3sin(2x-π3)的图象为C,则以下结论中正确的是( )
A.图象C关于直线x=π12对称
B.图象C关于点(2π3,0)对称
C.函数f(x)在区间(-π12,5π12)内是增函数
D.由y=3sin2x的图象向右平移π3个单位长度可以得到图象C
【分析】利用正弦函数f(x)=3sin(2x-π3)的性质,对四个选项逐一判断即可.
【解答】解:∵f(x)=3sin(2x-π3),
对于A:由2x-π3=kπ+π2(k∈Z)得:x=kπ2+5π12(k∈Z),
∴f(x)=3sin(2x-π3)的对称轴方程为:x=kπ2+5π12(k∈Z),
当k=0时,x=5π12,k=﹣1时,x=-π12,
∴图象C关于直线x=π12对称是错误的,即A错误;
对于B:∵f(2π3)=3sin(2×2π3-π3)=0,
∴图象C关于点(2π3,0)对称,即B正确;
对于C:由2kπ-π2≤2x-π3≤2kπ+π2得:kπ-π12≤x≤kπ+5π12(k∈Z),
∴f(x)=3sin(2x-π6)的增区间为[kπ-π12,kπ+5π12](k∈Z),
当k=0时,[-π12,5π12]为其一个增区间,故C正确;
对于D:将y=3sin2x的图象向右平移π3个单位长度可以得到y=3sin2(x-π3)=3sin(2x-2π3)≠3sin(2x-π3)=f(x),故D错误.
综上所述,BC正确.
故选:BC.
10.(2021秋•肇庆月考)函数f(x)=cos(ωx+φ)(ω>0,﹣π<φ<0)的部分图象如图所示,则下列说法正确的是( )
A.将函数f(x)的图象向左平移π3个单位长度,得到一个奇函数的图象
B.f(x)的图象的一条对称轴可能为直线x=-π6
C.f(x)在区间[17π6,23π6]上单调递增
D.f(x)的图象关于点(4π3,0)对称
【分析】先根据函数图象求得其解析式,然后对选项逐一进行判断即可.
【解答】解:由图象可知,34T=[5π6-(-2π3)]=3π2,
所以T=2π,
所以ω=1,
因为图象过点(5π6,1),
所以cos(5π6+φ)=1,
解得5π6+φ=2kπ(k∈Z),
由﹣π<φ<0,可知φ=-5π6,
所以f(x)=cos(x-5π6),
对于A,将函数f(x)的图象向左平移π3个单位长度,可得y=cos(x-5π6+π3)=cos(x-π2)=sinx,
由正弦函数为奇函数可知,A正确;
对于B,因为f(x)=cos(x-5π6)的对称轴方程为x-5π6=kπ,即x=5π6+kπ(k∈Z),
当k=﹣1时,x=-π6,故B正确;
对于C,当x∈[17π6,23π6]时,x-5π6∈[2π,3π],
而余弦函数在该区间不是单调递增的,故C错误;
对于D,令x-5π6=kπ+π2(k∈Z),
解得:x=43π+kπ,
所以其对称中心为(4π3+kπ,0)(k∈Z),
当k=0时可知,D正确.
故选:ABD.
11.(2021秋•湛江月考)函数f(x)=3cos(ωx+φ)(ω>0,|φ|<π2)的最小正周期为4π,将f(x)的图象向左平移π3个单位长度,得到函数g(x)的图象,且g(x)是奇函数,则( )
A.φ=π3
B.g(x)在区间[π3,3π2]上的最大值为﹣3
C.φ=π6
D.g(x)在区间[π3,3π2]的最大值为-32
【分析】根据已知条件,结合三角函数的周期公式,以及奇函数的性质,即可依次求解.
【解答】解:∵函数f(x)=3cos(ωx+φ)(ω>0,|φ|<π2)的最小正周期为4π,
∴ω=2π4π=12,
∵将f(x)的图象向左平移π3个单位长度,得到函数g(x)的图象,
∴g(x)=3cos(12x+π6+φ),
∵g(x)为奇函数,
∴φ+π6=π2+kπ(k∈Z),
∵|φ|<π2,
∴φ=π3,故A正确,C错误,
∴g(x)=-3sinx2,
当x∈[π3,3π2] 时,
x2∈[π6,3π4],
∴-3≤g(x)≤-32,故C错误,D正确.
故选:AD.
12.(2021秋•湖南月考)已知函数y=Asin(ωx+φ)(πA>0,ω>0,|φ|<π2)的部分图象如图,将该函数的图象向x轴负方向平移π6个单位,再把所得曲线上点的横坐标变为原来2倍(纵坐标不变),得到函数f(x)的图象.下列结论正确的是( )
A.当-π5≤x≤2π3时,f(x)的取值范围是[﹣1,2]
B.f(-41π6)=3
C.曲线y=f(x)的对称轴是x=kπ+π2(k∈Z)
D.若|x1﹣x2|<π2,则|f(x1)﹣f(x2)|<4
【分析】由顶点坐标求出A和k,由周期求出ω,由五点作图求出φ,可得函数的解析式,再利用函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换规律,余弦函数的图象和性质,得出结论.
【解答】解:由函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<π2)的部分图象,
可得A=2,12⋅2πω=11π12-5π12,∴ω=2.
结合五点法作图,可得2×5π12+φ=π,∴φ=π6,故函数y=2sin(2x+π6).
将该函数的图象向x轴负方向平移π6个单位,可得函数y=2sin(2x+π2)=2cos2x的图象,
再把所得曲线上点的横坐标变为原来2倍(纵坐标不变),得到函数f(x)=2cosx的图象.
当-π5≤x≤2π3时,f(x)=2cosx的取值范围是[﹣1,2],故A正确;
f(-41π6)=2cos41π6=2cos5π6=-3,故B错误;
显然,函数f(x)的图象的对称轴为x=kπ,k∈Z,故C错误;
若|x1﹣x2|<π2,则|f(x1)﹣f(x2)|<|2﹣(﹣2)|=4,即|f(x1)﹣f(x2)|<4,故D正确,
故选:AD.
三. 填空题(共4小题,满分20分,每小题5分)
13.(2021秋•东城区校级期中)如果将函数f(x)=sin(3x+φ)(﹣π<φ<0)的图象向左平移π12个单位所得到的图象关于y轴对称,那么φ= .
【分析】利用y=Asin(ωx+φ)的图象变换规律,正弦函数的图象的对称性,求得φ的值.
【解答】解:将函数f(x)=sin(3x+φ)(﹣π<φ<0)的图象向左平移π12个单位,
所得到y=sin[3(x+π12)+φ]=sin(3x+π4+φ)的图象,
∵得到的函数图象关于y轴对称,
∴π4+φ=kπ+π2,k∈Z,
∴求得 x=kπ+π4,k∈Z,
又﹣π<φ<0,
∴φ=-3π4.
故答案为:-3π4.
14.(2021秋•新都区月考)函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,0<φ<π)的部分图象如图中实线所示,图中圆C与f(x)的图象交于M、N两点,且M在y轴上,圆的半径为5π12,则f(π6)= .
【分析】由函数图象可求f(x)的周期,利用周期公式可求ω=2,又f(-π6)=0,可求φ的值,由圆半径为5π12,利用勾股定理可求得A,从而可求得函数解析式,计算可得f(π6)的值.
【解答】解:由图可知,M,N关于点C对称,易得点C的横坐标为π3,
所以f(x)的周期T=2(π3+π6)=π,所以ω=2πT=2,
又f(-π6)=0,所以sin[2×(-π6)+φ]=0,
因为0<φ<π,所以φ=π3,
因为圆半径为5π12,所以32A=(5π12)2-(π3)2,解得A=3π6,
函数f(x)的解析式为f(x)=3π6sin(2x+π3),
所以f(π6)=3π6sin(2×π6+π3)=π4.
故答案为:π4.
15.(2021秋•南宁月考)将函数f(x)=2sin2x的图象向右平移π6个单位后,再向上平移2个单位得到函数g(x),若∃x1,x2∈R,且x1≠x2,g(x1)=16g(x2),则|x1﹣x2|的最小值为 .
【分析】先利用三角函数的图象变换求出g(x)的解析式,从而得到g(x)的最大值为4,由题意可得,g(x1)=4,g(x2)=4,即可得到答案.
【解答】解:将函数f(x)=2sin2x的图象向右平移π6个单位后,可得y=2sin2(x-π6)=2sin(2x-π3),
再向上平移2个单位,得到函数g(x)=2sin(2x-π3)+2,
所以函数g(x)的最大值为4,
因为∃x1,x2∈R,且x1≠x2,g(x1)=16g(x2),
则g(x1)g(x2)=16,
所以g(x1)=4,g(x2)=4,
则|x1﹣x2|=kπ,
所以|x1﹣x2|的最小值为π.
故答案为:π.
16.(2021秋•河北区校级月考)已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<π2)的部分图像如图所示,将函数y=f(x)的图像上所有点的横坐标伸长到原来的32,再将所得函数图像向左平移π6个单位长度,的到函数g(x)的图像,则下列关于函数g(x)的说法正确的是 .(写序号)
(1)点(π6,0)是g(x)图像的一个对称中心;
(2)x=π6是g(x)图像的一条对称轴;
(3)g(x)在区间[-π6,π3]上单调递增;
(4)若|g(x1)﹣g(x2)|=4,则|x1﹣x2|的最小值为π2.
【分析】由顶点坐标求出A,由周期求出ω,由五点作图求出φ,可得f(x)的解析式,再利用函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换规律,正弦函数的图象和性质,得出结论.
【解答】解:根据函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<π2)的部分图像,可得A=2,14•2πω=2π9-π18,∴ω=3,
再结合五点法作图,可得3×2π9+φ=π2,∴φ=-π6,故f(x)=2sin(3x-π6).
将函数y=f(x)的图像上所有点的横坐标伸长到原来的32,可得y=2sin(2x-π6)的图象;
再将所得函数图像向左平移π6个单位长度,的到函数g(x)=2sin(2x+π6)的图像,
令x=π6,求得g(x)=2,为最大值,故x=π6是g(x)的一条对称轴,故(1)错误,(2)正确;
在区间[-π6,π3]上,2x+π6∈[-π6,5π6],函数g(x)没有单调性,故(3)错误;
若|g(x1)﹣g(x2)|=4,则 g(x1)与g(x2)一个最大,另一个最小,
故|x1﹣x2|的最小值为函数g(x)的半个周期,为12•2π2=π2,故(4)正确,
故答案为:(2)(4).
四. 解答题(共6小题,满分70分)
17.(2021秋•九龙坡区校级月考)已知函数f(x)=2cos2ωx+23sinωxcosωx﹣1(0<ω<2).在下面两个条件中选择其中一个,完成下面两个问题:
条件①:在f(x)图象上相邻的两个对称中心的距离为π2;
条件②:f(x)的一条对称轴为x=π6.
(1)求ω;
(2)将f(x)的图象向右平移π3个单位(纵坐标不变),得到函数g(x)的图象,求函数g(x)在[-π3,π3]上的值域.
【分析】(1)由三角函数的恒等变换对f(x)进行化简,再分别由条件①②求ω的值.
(2)由三角函数的平移变换得g(x)的图象,再由函数的定义域求值域即可.
【解答】解:(1)f(x)=2cos2ωx+23sinωxcosωx﹣1
=cos2ωx+3sin2ωx
=2sin(2ωx+π6)
选①:f(x)图象上相邻两个对称中心的距离为π2,
则T=π=2π2ω,则ω=1,
选②:f(x)的一条对称轴为x=π6,
则2ω⋅π6+π6=kπ+π2,.
∴ω=3k+1,则ω=1,
于是f(x)=2sin(2x+π6)
(2)将f(x)=2sin(2x+π6)的图象向右移π3个单位长度(纵坐标不变),
得到函数g(x)=2sin[2(x-π3)+π6]=2sin(2x-π2)=﹣2cos2x的图象
∵x∈[-π3,π3],
∴2x∈[-2π3,2π3],
∴cos2x∈[-12,1],
∴g(x)的值域为[﹣2,1].
18.(2021秋•安徽月考)已知f(x)=Asin(ωx+φ)(A,ω>0,φ∈(-π2,π2)).其图像相邻两条对称轴的距离为π2,且f(0)=1,f(π6)=A.
(1)求f(x);
(2)把函数f(x)图像向右平移π12中得到函数g(x)图像,若g(α)=1,求tan(α-π)+tan(π2-α)的值.
【分析】(1)由三角函数的对称轴和特殊值,可得f(x)的函数解析式,
(2)由三角函数的平移可得g(x),再进行化简即可.
【解答】解:(1)由题意得T2=π2,
则T=π=2πω,
则ω=2,
f(π6)=Asin(2π6+φ)=A,
则sin(π3+φ)=1,
∴φ=π6,
又f(0)=Asinφ=1,
则A=2,
故f(x)=2sin(2x+π6),
(2)由题意可得g(x)=2sin2x,
g(α)=2sin2α=1,
∴sinαcosα=14,
则tan(α﹣π)+tan(π2-α)
=tanα+1tanα
=1sinαcosα
=4.
19.(2021秋•河南月考)已知函数f(x)=3cos2x﹣sin2x,将f(x)的图象向左平移α(α>0)个单位长度得到函数g(x)的图象.
(1)若α=π4,求g(x)的单调递增区间;
(2)若α∈(0,π2),g(x)的一条对称轴为直线x=π12,求当x∈[0,π2]时g(x)的值域.
【分析】(1)由题意利用函数y=Asin(ωx+φ)的图像变换规律,正弦函数的图像的对称性求得g(x)的解析式,再根据正弦函数的单调性即可求解;
(2)由题意利用正弦函数的图像的对称性求出α,再根据正弦函数的定义域和值域即可进行求解.
【解答】解:(1)因为f(x)=3cos2x-sin2x=2cos(2x+π6),
所以g(x)=f(x+a)=2cos(2x+2a+π6),
当α=π4时,g(x)=2cos(2x+2π3),
由2kπ-π≤2x+2π3≤2kπ(k∈Z),
得kπ-5π6≤x≤kπ-π3,(k∈Z),
所以g(x)的单调第增区间为[kπ-5π6,kπ-π3],(k∈Z),
(2)由(1)知g(x)=2cos(2x+2a+π6),
由g(x)的一条对称轴为x=π12,所以g(π12)=±2,
即2cos(π3+2α)=±2,所以π3+2α=kπ,得α=kπ2-π6,(k∈Z).
又因为α∈(0,π2),故α=π3,g(x)=2cos(2x+5π6),
由x∈[0,π2],得2x+5π6∈[5π6,11π6],故cos(2x+5π6)∈[-1,32],
所以g(x)的值域为[-2,3].
20.(2021秋•南开区校级月考)已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,0<φ<2π)的部分图象如图所示.
(1)求函数f(x)的解析式,并求f(x)单调递减区间;
(2)若h(x)=f(x)•f(x-π6),x∈[0,π4],求h(x)的取值范围.
【分析】(1)直接利用三角函数的图象确定函数的关系式,进一步利用正弦型函数的性质的应用求出函数的单调区间;
(2)利用三角函数的关系式求出正弦型函数的关系式,进一步利用函数的定义域求出函数的值域.
【解答】解:(1)函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,0<φ<2π)的部分图象如图所示.
3T4=7π12-(-π6)=3π4,A=3,
解得:T=π;
故:ω=2.
当x=-π6时,f(-π6)=3sin(-π3+φ)=0,
由于0<φ<2π,
所以φ=π3;
故f(x)=3sin(2x+π3),
令π2+2kπ≤2x+π3≤2kπ+3π2(k∈Z),
整理得:π12+kπ≤x≤kπ+7π12(k∈Z),
故函数的单调递减区间为[π12+kπ,kπ+7π12](k∈Z).
(2)由于h(x)=f(x)f(x-π6)=3sin(2x+π3)×3sin2x=32sin22x+332cos2x⋅sin2x=32sin(4x-π6)+34;
由于x∈[0,π4],
所以4x-π6∈[-π6,5π6],
故32sin(4x-π6)+34∈[0,94],
即h(x)∈[0,94].
21.(2021秋•二七区校级月考)已知函数f(x)=3sinωxcosωx﹣cos2ωx-12的最小正周期为π.
(1)求函数f(x)的对称轴;
(2)将函数f(x)的图象向左平移π12个单位长度,再向上平移1个单位长度得到函数g(x)的图象,求函数y=4g2(x)﹣12g(x)﹣1在x∈[π12,π3]上的最值.
【分析】由三角恒等变换的公式可得函数解析式,再由三角函数的平移得出所求函数的解析式,再求最值即可.
【解答】解:f(x)=3sinωxcosωx﹣cos2ωx-12
=32sin2ωx-12cosωx﹣1
=sin(2ωx-π6)﹣1,
因为f(x)的最小正周期为π,
故2π2ω=π,所以ω=1,
故f(x)=sin(2x-π6)﹣1,
其对称轴满足2x-π6=kπ+π2(k∈z),
故其对称轴为x=kπ2+π3(k∈z).
(2)将函数f(x)的图像向左平移π12个长度单位得到函数y=sin2x﹣1的图像,
再向上平移1个单位长度,得到g(x)=sin2x的图像,
因此y=4g2(x)﹣12g(x)﹣1
=4sin22x﹣12sin2x﹣1,
令t=sin2x,由于2x∈[π6,2π3],
故t∈[12,1],
所以y=4t2﹣12t﹣1=4(t-32)2﹣10,
所以当t=12时,即x=π12时,ymax=﹣6,
当t=1时,即x=π4时,ymin=﹣9.
22.(2021秋•湖北月考)已知函数f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0,|φ|<π2)的部分图象如图所示.
(1)求f(x)的解析式;
(2)把y=f(x)的图象上所有点的横坐标伸长到原来的m(m>1)倍(纵坐标不变),得到函数y=g(x)的图象,证明:g(x)在(0,π3)上有最大值的充要条件是1<m<8.
【分析】(1).由函数的图像求可知,先求出周期从而可以求出ω值,在利用特殊值可以求出φ的值,进而求出f(x)的解析式.
(2).利用图像变换可以得到g(x)=sin(6mx+π4),若当1<m<8,可以求得6mx+π4的取值范围,进而能判断出g(x)可以取得最大值.若g(x)有最大值,则6mx+π4>π2,从而能够得出1<m<8.即得证充要性.
【解答】(1)解:由图可知(3+14)T=7π8-(-5π24)=13π12,T=π3=2πω,解得ω=6.将点(-5π24,0) 代入f(x)=sin(6x+φ),得-5π4+φ=kπ,(k∈z),因为|φ|<π2,所以φ=π4.
故f(x)的解析式为f(x)=sin(6x+π4).
(2)证明:依题意可得g(x)=sin(6mx+π4).先证充分性:当x∈(0,π3)时,6mx+π4∈(π4,2πm+π4),因为1<m<8,所以2πm+π4∈(π2,9π4),故有6mx+π4=π2必有解,从而g(x)在(0,π3) 上有最大值.即充分性成立.
再证必要性:因为g(x)在(0,π3) 上有最大值,且当x∈(0,π3) 时,6mx+π4∈(π4,2xm+π4),所以2πm+π4>π2,又m>1,所以1<m<8,从而必要性成立.
综上g(x)在(0,π3)上有最大值的充要条件1<m<8.
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