本题导读
本题考查正弦函数、余弦函数的周期性,以及正弦函数、余弦函数的对称性。
📌【题干】
Question
(2023年天津卷)已知函数 的一条对称轴为直线 ,一个周期为 ,则 的解析式可能为 ()
A. B. C. D.
🔍【思路分析】
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利用周期性筛选: 根据周期 ,由 求出 。
利用对称性筛选: - 方法一(定义法):正弦函数 的对称轴满足 ;余弦函数 的对称轴满足 。
- 方法二(特值法):函数在对称轴处必须取得最大值或最小值。
✅【答案】
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B
✍【详细解析】
Abstract
第一步:分析周期
已知周期 。对于形如 或 的函数,其周期 。
若 ,则 ,符合题意(A、B候选)。
若 ,则 ,不符合题意(排除 C、D)。
第二步:分析对称轴
解法一(解析式验证):
对于 A:。令 。当 时,,无整数解。故 不是其对称轴,排除 A。
对于 B:。令 。当 时,。故 是其一条对称轴,符合题意。
解法二(杨飞老师补解 - 特值法):
因为三角函数在对称轴处必取得最值(最大值或最小值):
将 代入 A 选项:。而 函数的极值为 ,故 处不是最值点,不是对称轴。
将 代入 B 选项:。此时函数取得最小值,说明 必定是对称轴。
故选:B。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 核心考点:正弦、余弦函数周期因数的代数转化、三角函数对称轴与极值点(波峰/波谷)的几何等价性。
- 核心方法:周期公式法、特值极值检验法。
- 避坑指南:
- 混淆对称轴与对称中心处的数值:部分考生容易记混,误认为对称轴处函数值为 0。必须明确,三角函数在对称轴处取最值(),在对称中心处取中值()。
- 选择题中做不必要的全称推导:处理此类求“可能解析式”的基础选择题,求出 后直接代入对称轴数值 检查是否输出 ,是最快捷、最不易出错的考场策略。
📖【试题探源与推广】
Tip
- 试题探源: 本题属于高考三角函数图象性质板块最经典的低难度单选题。母题构型直接来源于人教A版教材《必修第一册》第五章“正弦函数、余弦函数的图象与性质”的课后基础练习题。命题立意在于考查学生对三角函数图象两项核心度量(横向伸缩周期、纵向对称位置)的公式化应用与概念理解。
- 结论推广: 对于形如 或 的正弦型/余弦型函数,其几何对称要素与代数输出值之间存在如下刚性不变量绑定:
- 直线 是其对称轴 (即该点必为波峰或波谷点);
- 点 是其对称中心 (即该点必为穿轴零点)。 掌握这一充要等价链,在后续解决更复杂的结合导数、含参三角函数大题的图象判定时,可以自发跳过繁琐的相位方程联立,直接通过最值和零点实现定性快速求解。
🔗【关联脉络】
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