已知 $f(x)=\sin\omega x(\omega>0).$
【难度】
【出处】
2020高考上海卷
【标注】
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    函数
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    常见初等函数
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    三角函数
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    函数
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    函数的图象与性质
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    函数的周期性
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    三角
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    三角恒等变换
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    诱导公式
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    三角
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    三角恒等变换
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    二倍角公式
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    三角
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    三角恒等变换
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    辅助角公式
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    三角函数
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    函数
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    函数的图象与性质
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    函数的最值和值域
  1. 若 $f(x)$ 的周期是 $4\pi$,求 $\omega$,并求此时 $f(x)=\frac{1}{2}$ 的解集;
    标注
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      函数的周期性
    答案
    $\{x|x=4k\pi+\frac{\pi}{3}$ 或 $x=4k\pi+\frac{5\pi}{3},k\in\mathbb{Z}\}$
    解析
    解:由于 $f(x)$ 的周期是 $4\pi$,所以 $\omega=\frac{2\pi}{4\pi}=\frac{1}{2}$,所以 $f(x)=\sin\frac{1}{2}x$
    令 $\sin\frac{1}{2}x=\frac{1}{2}$,故 $\frac{1}{2}x=2k\pi+\frac{\pi}{6}$ 或 $2k\pi+\frac{5\pi}{6}$,整理得 $x=4k\pi+\frac{\pi}{3} $ 或 $ x=4k\pi+\frac{5\pi}{3}$
    故解集为 $\{x|x=4k\pi+\frac{\pi}{3}$ 或 $x=4k\pi+\frac{5\pi}{3},k\in\mathbb{Z}\}$
  2. 已知 $\omega=1,g(x)=f^2(x)+\sqrt3f(-x)f(\frac{\pi}{2}-x),x\in[0,\frac{\pi}{4}]$,求 $g(x)$ 的值域.
    标注
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      函数的最值和值域
    答案
    $[-\frac{1}{2},0]$
    解析
    解:由于 $\omega=1$
    所以 $f(x)=\sin x$
    所以 $g(x)=\sin^2x+\sqrt3\sin(-x)\sin(\frac{\pi}{2}-x)=\frac{1-\cos2x}{2}-\frac{\sqrt3}{2}\sin2x=-\frac{\sqrt3}{2}\sin2x-\frac{1}{2}\cos2x+\frac{1}{2}=\frac{1}{2}-\sin(2x+\frac{\pi}{6})$
    由于 $x\in[0,\frac{\pi}{4}]$
    所以 $\frac{\pi}{6}\leqslant 2x+\frac{\pi}{6}\leqslant \frac{2\pi}{3}$
    $\frac{1}{2}\leqslant \sin(2x+\frac{\pi}{6})\leqslant 1$
    故 $-1\leqslant -\sin(2x+\frac{\pi}{6})\leqslant -\frac{1}{2}$
    故 $-\frac{1}{2}\leqslant g(x)\leqslant 0$
    所以函数 $g(x)$ 的值域为 $[-\frac{1}{2},0]$
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
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