高中数学苏教版 (2019)必修 第一册第7章 三角函数本章综合与测试精品达标测试
展开课时分层作业(三十五) 三角函数的周期性
(建议用时:40分钟)
一、选择题
1.下列函数中,周期为eq \f(π,4)的是( )
A.y=sineq \f(x,2) B.y=sin 2x
C.y=cs eq \f(x,4) D.y=tan(-4x)
D [A项,T=eq \f(2π,\f(1,2))=4π;B项,T=eq \f(2π,2)=π;
C项,T=eq \f(2π,\f(1,4))=8π;D项,T=eq \f(π,|-4|)=eq \f(π,4).]
2.下列是定义在R上的四个函数的图象的一部分,其中不是周期函数的是( )
D [根据周期函数图象特征可知A、B、C都是周期函数,D不是周期函数.]
3.若f(x)是R上周期为5的奇函数,且满足f(1)=1,f(2)=2,则f(3)-f(4)=( )
A.1 B.-1 C.3 D.-3
B [∵f(x+5)=f(x),f(-x)=-f(x),
∴f(3)=f(3-5)=f(-2)=-f(2)=-2,
f(4)=f(4-5)=f(-1)=-f(1)=-1,
∴f(3)-f(4)=-2+1=-1.]
4.函数y=sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(k,2)x+\f(π,3)))的周期不大于4,则正整数k的最小值为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
C [由T=eq \f(2π,ω)得T=eq \f(2π,\f(k,2))=eq \f(4π,k).
∵T≤4,∴eq \f(4π,k)≤4,∴k≥π,
∴正整数k的最小值为4.]
5.设函数f(x)(x∈R)是以π为最小正周期的周期函数,且当x∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(0,\f(π,2)))时,f(x)=sin x;当x∈eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2),π))时,f(x)=cs x,则feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(11,3)π))=( )
A.-eq \f(1,2)B.eq \f(1,2)
C.eq \f(\r(3),2) D.-eq \f(\r(3),2)
A [∵T=π,x∈eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2),π))时,f(x)=cs x,
∴feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(11,3)π))=feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(3π+\f(2π,3)))=feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2π,3)))=cs eq \f(2π,3)
=cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(π-\f(π,3)))=-cs eq \f(π,3)=-eq \f(1,2).]
二、填空题
6.对于任意的x∈R都有f(x+2)=f(x),则f(x)的一个周期为________.
2(答案不唯一) [由周期函数的定义知f(x)的一个周期为2.]
7.若函数f(x)=2cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(ωx+\f(π,3)))的最小正周期为T,且T∈(1,3),则正整数ω的最大值是________.
6 [T=eq \f(2π,ω),又T∈(1,3),∴1
8.已知函数f(x)对于任意x∈R满足条件f(x+3)=eq \f(1,fx),且f(1)=eq \f(1,2),则f(2 020)=________.
2 [∵f(x+3)=eq \f(1,fx),
∴f(x+6)=eq \f(1,fx+3)=f(x),∴f(x)的周期T=6,
∴f(2 020)=f(336×6+4)=f(4).
又f(4)=f(1+3)=eq \f(1,f1)=2,
∴f(2 020)=2.]
三、解答题
9.已知函数y=f(x)是定义在R上周期为4的奇函数.
(1)求f(4)的值;
(2)若-2≤x≤-1时,f(x)=sineq \f(πx,2)+1,求2≤x≤3时,f(x)的解析式.
[解] (1)∵函数y=f(x)是定义在R上周期为4的奇函数,∴f(0)=0,∴f(4)=f(4+0)=f(0)=0.
(2)设2≤x≤3,则-2≤-4+x≤-1,
∴f(-4+x)=sineq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(π,2)-4+x))+1=sineq \f(π,2)x+1,
∴f(x)=f(-4+x)=sineq \f(π,2)x+1.
10.若单摆中小球相对静止位置的位移x(cm)随时间t(s)的变化而周期性变化,如图所示,请回答下列问题:
(1)单摆运动的周期是多少?
(2)从O点算起,到曲线上的哪一点表示完成了一次往复运动?如从A点算起呢?
(3)当t=11 s时,单摆小球相对于静止位置的位移是多少?
[解] (1)从题图可以看出,单摆运动的周期是0.4 s.
(2)若从O点算起,到曲线上的D点表示完成了一次往复运动;若从A点算起,到曲线上的E点表示完成了一次往复运动.
(3)11=0.2+0.4×27,所以小球经过11 s相对于静止位置的位移是0 cm.
1.已知函数f(x)=sin eq \f(πx,3),则f(1)+f(2)+…+f(2 021)=( )
A.eq \f(1,2)B.-eq \f(1,2)
C. -eq \f(\r(3),2) D.0
D [f(x)的周期T=eq \f(2π,\f(π,3))=6,f(1)+f(2)+f(3)+f(4)+f(5)+f(6)=sin eq \f(π,3)+sin eq \f(2π,3)+sin π+sin eq \f(4π,3)+sin eq \f(5π,3)+sin 2π=0.
原式=336[f(1)+f(2)+f(3)+f(4)+f(5)+f(6)]+f(1)+f(2) +f(3)+f(4) +f(5)=0.故选D.]
2.设函数f(x)=3sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(ωx+\f(π,6))),ω>0,x∈(-∞,+∞),且以eq \f(π,2)为最小正周期.若feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(α,4)+\f(π,12)))=eq \f(9,5),则sin α的值为( )
A.eq \f(3,5) B.eq \f(3,5)或-eq \f(3,5)
C.eq \f(4,5) D.eq \f(4,5)或-eq \f(4,5)
D [∵f(x)的最小正周期为eq \f(π,2),ω>0,∴ω=eq \f(2π,\f(π,2))=4.
∴f(x)=3sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(4x+\f(π,6))).
由feq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(α,4)+\f(π,12)))=3sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α+\f(π,3)+\f(π,6)))=3cs α=eq \f(9,5),
∴cs α=eq \f(3,5).
∴sin α=±eq \r(1-cs2α)=±eq \f(4,5).]
3.函数y=2cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,3)-ωx))(ω<0)的最小正周期为4π,则ω=________.
-eq \f(1,2) [由周期公式可知4π=eq \f(2π,|ω|)⇒|ω|=eq \f(1,2),由ω<0,可知ω=-eq \f(1,2).]
4.欲使函数y=Asin ωx(A>0,ω>0)在闭区间[0,1]上至少出现50个最小值 ,则ω的最小值为________.
eq \f(199π,2) [函数y=Asin ωx的最小正周期为eq \f(2π,ω),因为在每一个周期内, 函数y=Asin ωx(A>0,ω>0)都只有一个最小值,要使函数y=Asin ωx在闭区间[0,1]上至少出现50个最小值,则y在区间[0,1]内至少含49eq \f(3,4)个周期,即eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(T=\f(2π,ω),,49\f(3,4)T≤1,))解得ω≥eq \f(199π,2),所以ω的最小值为eq \f(199π,2).]
5.已知函数f(x)对于任意实数x满足条件f(x+2)=-eq \f(1,fx)(f(x)≠0).
(1)求证:函数f(x)是周期函数;
(2)若f(1)=-5,求f(f(5))的值.
[解] (1)证明:∵f(x+2)=-eq \f(1,fx),
∴f(x+4)=-eq \f(1,fx+2)
=-eq \f(1,-\f(1,fx))=f(x),
∴f(x)是周期函数,4就是它的一个周期.
(2)∵4是f(x)的一个周期,
∴f(5)=f(1)=-5,
∴f(f(5))=f(-5)=f(-1)
=-eq \f(1,f-1+2)=-eq \f(1,f1)=eq \f(1,5).
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