2025年学霸高考黑题数学人教版


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《2025年学霸高考黑题数学人教版》

典型例题1. (2023·新课标全国Ⅱ)已知函数$f(x)=\sin(\omega x+\varphi)$,如图,$A$,$B$是直线$y=\frac{1}{2}$与曲线$y = f(x)$的两个交点,若$\vert AB\vert=\frac{\pi}{6}$,则$f(\pi)=$
$-\frac{\sqrt{3}}{2}$


答案: 典型例题1. $-\frac{\sqrt{3}}{2}$ 解析:设$A\left(x_1,\frac{1}{2}\right),B\left(x_2,\frac{1}{2}\right)$,由$\vert AB\vert=\frac{\pi}{6}$可得$x_2 - x_1=\frac{\pi}{6}$,由$\sin x=\frac{1}{2}$可知,$x=\frac{\pi}{6}+2k\pi$或$x=\frac{5\pi}{6}+2k\pi,k\in Z$,由题图可知,$\omega x_2+\varphi-(\omega x_1+\varphi)=\frac{5}{6}\pi-\frac{\pi}{6}=\frac{2\pi}{3}$,即$\omega(x_2 - x_1)=\frac{2\pi}{3}$,所以$\omega=4$.因为$f\left(\frac{2}{3}\pi\right)=\sin\left(\frac{8\pi}{3}+\varphi\right)=0$,所以$\frac{8\pi}{3}+\varphi=k\pi$,即$\varphi=-\frac{8}{3}\pi+k\pi$,$k\in Z$.所以$f(x)=\sin\left(4x-\frac{8}{3}\pi+k\pi\right)=\sin\left(4x-\frac{2}{3}\pi+k\pi\right)$,所以$f(x)=\sin\left(4x-\frac{2}{3}\pi\right)$或$f(x)=-\sin\left(4x-\frac{2}{3}\pi\right)$.又因为$f(0)<0$,所以$f(x)=\sin\left(4x-\frac{2}{3}\pi\right)$,所以$f(\pi)=\sin\left(4\pi-\frac{2}{3}\pi\right)=-\frac{\sqrt{3}}{2}$
(典型例题1)
变式训练1. (2025·江苏常州月考)如图,函数$f(x)=A\sin(\omega x+\varphi)(A\gt0,\omega\gt0,\vert\varphi\vert\leq\frac{\pi}{2})$的图象与$x$轴的其中两个交点分别为$A$,$B$,与$y$轴交于点$C$,$D$为线段$BC$的中点,$\vert OB\vert=\sqrt{3}\vert OC\vert$,$\vert OA\vert = 2$,$\vert AD\vert=\frac{2\sqrt{21}}{3}$,则下列说法正确的是(
C
)


A.$f(x)$的最小正周期为$12\pi$
B.$f(x)$的图象关于直线$x = 8$对称
C.$f(2)=f(-4)$
D.$f(-x + 2)$为偶函数
答案: 变式训练1. C 解析:由题意可知,$A(2,0),B\left(2+\frac{\pi}{3},0\right)$,$C(0,A\sin\varphi)$,则$D\left(1+\frac{\pi}{2\omega},\frac{A\sin\varphi}{2}\right)$,有$\sqrt{3}\vert A\sin\varphi\vert=2+\frac{\pi}{\omega}$,$\sin(2\omega+\varphi)=0.\because\vert AD\vert=\frac{2\sqrt{21}}{3},\therefore\left(\frac{\pi}{2\omega}-1\right)^2+\frac{A^2\sin^2\varphi}{4}=\frac{28}{3}$,把$\vert A\sin\varphi\vert=\frac{1}{\sqrt{3}}\left(2+\frac{\pi}{\omega}\right)$代入上式,得$\left(\frac{\pi}{\omega}\right)^2-2×\frac{\pi}{\omega}-24=0$,解得$\frac{\pi}{\omega}=6$(负值舍去),$\therefore\omega=\frac{\pi}{6}$,$\therefore\sin\left(\frac{\pi}{3}+\varphi\right)=0$,由$\vert\varphi\vert\leq\frac{\pi}{2}$,解得$\varphi=-\frac{\pi}{3}$,$\therefore\sqrt{3}A\sin\left(-\frac{\pi}{3}\right)=8$,解得$A=\frac{16}{3}$,$\therefore f(x)=\frac{16}{3}\sin\left(\frac{\pi}{6}x-\frac{\pi}{3}\right)$,显然其周期$T=\frac{2\pi}{\frac{\pi}{6}}=12$,故$A$错误;当$x=8$时,$\frac{\pi}{6}x-\frac{\pi}{3}=\pi$,$f(x)=0$,故$B$错误;$f(2)=\frac{16}{3}\sin0=0$,$f(-4)=\frac{16}{3}\sin(-\pi)=0$,故$C$正确;$f(-x+2)=\frac{16}{3}\sin\left[\frac{\pi}{6}(-x+2)-\frac{\pi}{3}\right]=\frac{16}{3}\sin\left(-\frac{\pi}{6}x\right)$,显然是奇函数,故$D$错误.

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