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2024年高考数学上海春17

  2024-08-28 23:18:58  

(14分)已知$f(x)=\sin  (\omega x+\dfrac{\pi }{3})$,$\omega  > 0$.
(1)设$\omega =1$,求解:$y=f(x)$,$x\in [0$,$\pi ]$的值域;
(2)$a > \pi (a\in R)$,$f(x)$的最小正周期为$\pi$,若在$x\in [\pi$,$a]$上恰有3个零点,求$a$的取值范围.

答案:(1)$[-\dfrac{\sqrt{3}}{2}$,$1]$.(2)$[\dfrac{7\pi }{3}$,$\dfrac{17\pi }{6})$.
分析:(1)由题意,根据正弦函数的单调性,求出函数的最值,可得结论.
(2)由题意,根据正弦函数的周期性和零点,求出$a$的取值范围.
解:(1)当$\omega =1$时,$f(x)=\sin  (\omega x+\dfrac{\pi }{3})=\sin  (x+\dfrac{\pi }{3})$.
因为$x\in [0$,$\pi ]$,所以令$t=x+\dfrac{\pi }{3},t\in [\dfrac{\pi }{3},\dfrac{4\pi }{3}]$,
根据$y=f(t)=\sin  t$在$[\dfrac{\pi }{3},\dfrac{\pi }{2}]$上单调递增,在$[\dfrac{\pi }{2},\dfrac{4\pi }{3}]$上单调递减,
所以函数的最大值为$\sin  \dfrac{\pi }{2}=1$,最小值为$\sin  \dfrac{4\pi }{3}=-\sin  \dfrac{\pi }{3}=-\dfrac{\sqrt{3}}{2}$.
因此函数的值域为$[-\dfrac{\sqrt{3}}{2}$,$1]$.
(2)由题知$T=\dfrac{2\pi }{\omega }=\pi$,所以$\omega =2$,$f(x)=\sin  (2x+\dfrac{\pi }{3})$.
当$f(x)=0$时,$2x+\dfrac{\pi }{3}=k\pi ,k\in Z$,即$x=-\dfrac{\pi }{6}+\dfrac{k\pi }{2},k\in Z$.
当$k=3$时,$x=\dfrac{4\pi }{3} > \pi$,所以$\dfrac{4\pi }{3}+T\leqslant a < \dfrac{4\pi }{3}+\dfrac{3}{2}T$,即$\dfrac{7\pi }{3}\leqslant a < \dfrac{17\pi }{6}$.
因此,$a$的取值范围为$[\dfrac{7\pi }{3}$,$\dfrac{17\pi }{6})$.
点评:本题主要考查正弦函数的图象和性质,属于中档题.

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