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高中数学第一章三角函数1.6三角函数模型的简单应用学案含解析新人教A版必修4

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11C. s D. s 24

2π1解析:由题意,知周期T==1(s),从最右边到最左边的时间是半个周期,为 s.

2π2答案:C

5.据市场调查,某种商品一年内每件出厂价在7千元的基础上,按月呈f(x)=Asin(ωxπ??+φ)+b?A>0,ω>0,|φ|

π??π*

A.f(x)=2sin?x-?+7(1≤x≤12,x∈N)

4??4π??π*

B.f(x)=9sin?x-?(1≤x≤12,x∈N)

4??4π*

C.f(x)=22sinx+7(1≤x≤12,x∈N)

4π??π*

D.f(x)=2sin?x+?+7(1≤x≤12,x∈N)

4??4

9-5

解析:令x=3可排除D,令x=7可排除B,由A==2可排除C;或由题意,可得

2

A=

9-52ππ

=2,b=7,周期T==2×(7-3)=8,∴ω=. 2ω4

?π?∴f(x)=2sin?x+φ?+7.

?4?

∵当x=3时,y=9, ∴2sin?即sin?

?3π+φ?+7=9, ?

?4?

?3π+φ?=1.

?

?4?

ππ∵|φ|<,∴φ=-.

24

π??π*

∴f(x)=2sin?x-?+7(1≤x≤12,x∈N).

4??4答案:A

二、填空题(每小题5分,共15分)

6.设某人的血压满足函数式p(t)=115+25sin(160πt),其中p(t)的血压(mmHg),t为时间(min),则此人每分钟心跳的次数是________.

2π11

解析:T==(分),f==80(次/分).

160π80T - 9 -

答案:80

7.有一小球从某点开始来回摆动,离开平衡位置的距离s(单位:cm)关于时间t(单位:π

s)的函数解析式是s=Asin(ωt+φ),0<φ<,函数图象如图所示,则φ=________.

2

331113?1??11?解析:根据图象,知?,0?,?,0?两点的距离刚好是个周期,所以T=-=. 441264?6??12?2π

所以T=1,则ω==2π.

T1

因为当t=时,函数取得最大值,

6

1πππ

所以2π×+φ=+2kπ,k∈Z,又0<φ<,所以φ=.

6226π

答案: 6

8.某城市一年中12个月的月平均气温y与月份x的关系可近似地用函数y=a+

Acos??π?6

x-

?(x=1,2,3,…,12)来表示.已知6月份的月平均气温最高,为28 °C,12??

?π?6

月份的月平均气温最低,为18 °C,则10月份的月平均气温为________ °C.

解析:根据题意得28=a+A,18=a+Acos?所以函数y=23+5cos?=20.5.

答案:20.5

三、解答题(每小题10分,共20分)

9.弹簧振子以O为平衡位置,在B,C两点间做简谐运动,B,C相距20 cm,某时刻振子处在B点,经0.5 s振子首次到达C点,求:

(1)振动的振幅、周期和频率;

(2)弹簧振子在5 s内通过的路程及位移. 解析:(1)设振幅为A,则2A=20 cm, 所以A=10 cm.

设周期为T,则=0.5 s,所以T=1 s,所以f=1 Hz.

2

(2)振子在1 s内通过的距离为4A,故在5 s内通过的路程s=5×4A=20A=20×10=200(cm).

5 s末物体处在B点,所以它的位移为0 cm.

- 10 -

?=a-A,解得a=23,A=5,??

?π?6

x-

?,?π

得y=23+5cos??令x=10,

??6?=23+5cos2π

?3?

10.交流电的电压E(单位:V)与时间t(单位:s)的关系可用E=2203sin (100πt+)6来表示,求:

(1)开始时电压;

(2)电压值重复出现一次的时间间隔; (3)电压的最大值和第一次获得最大值的时间. 解析:(1)当t=0时,E=1103(V), 即开始时的电压为1103V.

2π1

(2)T==(s),即时间间隔为0.02 s.

100π50(3)电压的最大值为2203V,

ππ1

当100πt+=,即t= s时第一次取得最大值.

62300

[能力提升](20分钟,40分)

11.为了研究钟表与三角函数的关系,建立如图所示的坐标系,设秒针位置为P(x,y).若初始位置为P0?

?31?

,?,当秒针从P0(注:此时t=0)开始走时,点P的纵坐标y与时间t的函?22?

数解析式可以是( )

π?π??π?π

A.y=sin?t+? B.y=sin?-t-?

6?6??30?60π?π??π?π

C.y=sin?-t+? D.y=sin?-t-?

6?3??30?30

2ππ

解析:由题意知,函数的周期为T=60,∴|ω|==.

6030

设函数解析式为y=sin?±t+φ

?30

∵初始位置为P0??. ??

11?31?

,?,∴t=0时,y=,∴sinφ=,

22?22?

π?π?π

∴φ可取,∴函数解析式可以是y=sin?±t+?.又由秒针顺时针转动可知,y的

6?6?30π??π

值从t=0开始要先逐渐减小,故y=sin?-t+?,故选C.

6??30

答案:C

12.一半径为6米的水轮如图,水轮圆心O距离水面3米,已知水轮每分钟转动4圈,

- 11 -

水轮上点P从水中浮现时开始到其第一次达到最高点的用时为________秒.

解析:过O作水平面的垂线,垂足为Q,如图所示

由已知可得OQ=3,OP=6, 1

则cos∠POQ=,即∠POQ=60°,

2

1

则水轮上点P从水中浮现时开始到其第一次达到最高点要旋转120°,即个周期,

3又由水轮每分钟转动4圈,可知周期是15秒,

故水轮上点P从水中浮现时开始到第一次达到最高点的用时为5秒. 答案:5

13.心脏跳动时,血压在增加或减少,血压的最大值、最小值分别称为收缩压、舒张压,血压计上的读数就是收缩压、舒张压,读数120/80 mmHg为标准值,设某人的血压满足方程式P(t)=115+25sin(160πt),其中P(t)为血压(mmHg),t为时间(min),试回答下列问题:

(1)求函数P(t)的周期; (2)求此人每分钟心跳的次数; (3)画出函数P(t)的草图;

(4)求出此人的血压在血压计上的读数,并与标准值进行比较.

2π2π1

解析:(1)由于ω=160π代入周期公式T=,可得T==(min),

ω160π801

所以函数P(t)的周期为min. 80

1

(2)函数P(t)的频率f==80(次/分),即此人每分钟心跳的次数为80.

T(3)列表:

t/min P(t)/mmHg 0 115 1 320140 1 160115 3 32090 1 80115 描点、连线并左右扩展得到函数P(t)的简图如图所示.

(4)此人的收缩压为115+25=140(mmHg),舒张压为115-25=90(mmHg),与标准值120/80 mmHg相比较,此人血压偏高.

14.某帆板集训队在一海滨区域进行集训,该海滨区域的海浪高度y(米)随着时间

t(0≤t≤24,单位:时)呈周期性变化,每天t时刻的浪高数据的平均值如下表:

- 12 -

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