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人教版高一数学上册第12章三角函数测试卷及答案第1页共1页人教版高一数学上册第12章三角函数测试卷及答案一、单项选择题(共10小题,每题2分)1.若角α的终边经过点P(3,-4),则sinα的值为A.-4/5B.3/5C.-3/5D.4/5参考答案:C解析:点P(3,-4)在第三象限,r=√(3^2+(-4)^2)=5,sinα=-4/5,故选C。A、B、D计算错误。2.函数y=2sin(3x+π/6)的最小正周期是A.2π/3B.π/3C.2πD.π参考答案:A解析:周期T=2π/3,故选A。B、C、D周期计算错误。3.已知cosθ=-√3/2,且θ在第三象限,则sinθ的值为A.1/2B.-1/2C.√3/2D.-√3/2参考答案:B解析:第三象限sin0,sinθ=-√(1-cos^2θ)=-√(1-3/4)=-1/2,故选B。A、C、D符号或计算错误。4.函数y=tan(x-π/4)的图像关于哪个点对称?A.(π/4,0)B.(π/2,0)C.(π,0)D.(3π/4,0)参考答案:A解析:tan(x-π/4)=0⇒x-π/4=kπ⇒x=kπ+π/4,对称中心为(π/4,0),故选A。B、C、D不是对称中心。5.若sinα=1/2,且α是锐角,则cos(α-π/6)的值为A.√3/2B.1/2C.√3/4D.1/4参考答案:C解析:α=π/6,cos(π/6-π/6)=cos0=1,故选C。A、B、D计算错误。6.函数y=cos^2x-sin^2x的最小正周期是A.πB.2πC.π/2D.4π参考答案:A解析:y=cos^2x-sin^2x=cos2x,周期T=π,故选A。B、C、D周期计算错误。7.已知点A(π/3,sin(π/3))和点B(π/4,sin(π/4)),则|AB|的值为A.√2/2B.√3/2C.1D.√5/2参考答案:D解析:|AB|²=(π/4-π/3)^2+(sin(π/4)-sin(π/3))^2=25/144+1/4-√3/2+3/4=25/144+1=61/36,|AB|=√(61/36)=√5/2,故选D。A、B、C计算错误。8.函数y=3sin(2x-π/3)+1的振幅是A.1B.3C.π/3D.4参考答案:B解析:振幅为|3|=3,故选B。A、C、D振幅计算错误。9.若sinα+cosα=√2,则tanα的值为A.1B.-1C.√3D.-√3参考答案:A解析:sinα+cosα=√2⇒(sinα+cosα)^2=2⇒1+2sinαcosα=2⇒sin2α=1⇒α=π/4,tanα=1,故选A。B、C、D计算错误。10.函数y=2cos(3x-π/4)在区间[0,π]上的零点个数为A.1B.2C.3D.4参考答案:C解析:3x-π/4=kπ+π/2⇒x=(kπ+π/2+π/4)/3,k=0,1,2,3⇒x=π/12,5π/12,3π/4,7π/12,在[0,π]有3个零点,故选C。A、B、D零点计数错误。二、填空题(共10小题,每题2分)1.若角α的终边经过点P(3,-4),则sinα的值为______。参考答案:-4/5解析:由题意,点P(3,-4)在角α的终边上,所以r=√(3^2+(-4)^2)=5。根据任意角的三角函数定义,sinα=对边/斜边=-4/5。2.函数y=2sin(3x+π/6)的最小正周期是______。参考答案:2π/3解析:函数y=2sin(3x+π/6)中,ω=3,所以最小正周期T=2π/|ω|=2π/3。3.已知cosθ=-√3/2,且θ是第三象限的角,则tanθ的值为______。参考答案:√3解析:由cosθ=-√3/2,且θ是第三象限的角,得sinθ=-1/2。根据tanθ=sinθ/cosθ,tanθ=(-1/2)/(-√3/2)=√3。4.函数y=cos^2x-sin^2x的图像与直线y=1的交点个数为______。参考答案:1解析:函数y=cos^2x-sin^2x可以化简为cos(2x)。cos(2x)=1的解为2x=2kπ,k∈Z,即x=kπ。在[0,2π)内,x=0,π,所以交点个数为1。5.若sinα=1/2,且α是第一象限的角,则cosα的值为______。参考答案:√3/2解析:由sinα=1/2,且α是第一象限的角,得cosα=√(1-sin^2α)=√(1-(1/2)^2)=√3/2。6.函数y=3tan(2x-π/4)的图像的对称中心是______。参考答案:(π/8+kπ,0),k∈Z解析:函数y=3tan(2x-π/4)的图像的对称中心满足2x-π/4=kπ,解得x=π/8+kπ/2。对称中心在y轴上,所以y=0。对称中心为(π/8+kπ/2,0),k∈Z。7.已知sinA=1/3,cosB=-√2/2,且A和B都是锐角,则cos(A-B)的值为______。参考答案:√10/6解析:由sinA=1/3,得cosA=√(1-sin^2A)=√(1-(1/3)^2)=2√2/3。由cosB=-√2/2,得sinB=√(1-cos^2B)=√(1-(-√2/2)^2)=√2/2。根据余弦差角公式,cos(A-B)=cosAcosB+sinAsinB=(2√2/3)(-√2/2)+(1/3)(√2/2)=√10/6。8.函数y=2sin(πx)+1的最大值是______。参考答案:3解析:函数y=2sin(πx)+1中,sin(πx)的取值范围是[-1,1],所以2sin(πx)的取值范围是[-2,2]。因此,y=2sin(πx)+1的取值范围是[-1,3],最大值为3。9.若sin(α+β)=1/2,cosα=1/2,sinβ=1/2,则α+β的值为______。参考答案:π/3解析:由sin(α+β)=1/2,cosα=1/2,sinβ=1/2,得cos(α+β)=√(1-sin^2(α+β))=√(1-(1/2)^2)=√3/2。由cosα=1/2,得α=π/3或5π/3。由sinβ=1/2,得β=π/6或5π/6。当α=π/3,β=π/6时,α+β=π/2。当α=π/3,β=5π/6时,α+β=7π/6。当α=5π/3,β=π/6时,α+β=11π/6。当α=5π/3,β=5π/6时,α+β=13π/6。只有α=π/3,β=π/6时,α+β=π/3符合题意。10.函数y=4sin^2x-4sinx+1的最小值是______。参考答案:0解析:函数y=4sin^2x-4sinx+1可以化简为4(sin^2x-1)-4sinx+5=-4sin^2x-4sinx+5。令t=sinx,则y=-4t^2-4t+5。这是一个开口向下的抛物线,对称轴为t=-1/2。当t=-1/2时,y=-4(-1/2)^2-4(-1/2)+5=0。所以函数y=4sin^2x-4sinx+1的最小值为0。三、判断题(共10小题,每题2分)1.在单位圆中,角α的终边与角2α的终边重合,则角α一定是2kπ的整数倍。参考答案:×解析:角α的终边与角2α的终边重合,意味着2α=α+2kπ,即α=2kπ,所以角α一定是2kπ的整数倍,该说法正确。2.函数y=sin(x+π/3)的图像关于y轴对称。参考答案:×解析:函数y=sin(x+π/3)的图像是将函数y=sin(x)的图像向左平移π/3个单位得到的,其图像关于y轴对称的条件是x+π/3=kπ+π/2,即x=kπ+π/6,所以该函数的图像不关于y轴对称。3.如果sinα=1/2,且α是第二象限的角,那么cosα的值是-√3/2。参考答案:×解析:如果sinα=1/2,且α是第二象限的角,那么α=5π/6,cosα=-√3/2,该说法正确。4.三角函数y=cos(2x)的最小正周期是π。参考答案:√解析:函数y=cos(2x)的周期T=2π/|ω|=2π/2=π,该说法正确。5.在直角三角形中,如果其中一个锐角的正弦值为1/2,那么另一个锐角的余弦值也是1/2。参考答案:×解析:在直角三角形中,如果其中一个锐角的正弦值为1/2,那么这个锐角是30°,另一个锐角是60°,cos60°=1/2,但cos30°=√3/2,所以该说法错误。6.函数y=tan(x-π/4)在区间(-π/2,π/2)内是增函数。参考答案:×解析:函数y=tan(x-π/4)在区间(-π/2,π/2)内是增函数,因为tan函数在其定义域内是增函数,该说法正确。7.已知点P(a,b)在角α的终边上,且a0,b0,则角α一定是第二象限的角。参考答案:√解析:点P(a,b)在角α的终边上,且a0,b0,说明角α的终边在第二象限,所以角α一定是第二象限的角,该说法正确。8.如果sinα+cosα=√2,那么角α一定是π/4的奇数倍。参考答案:√解析:如果sinα+cosα=√2,那么sinα=cosα=1/√2,即α=π/4+2kπ或α=5π/4+2kπ,所以角α一定是π/4的奇数倍,该说法正确。9.函数y=2sin(3x+π/6)的图像可以看作是将函数y=sin(3x)的图像向左平移π/18个单位得到的。参考答案:×解析:函数y=2sin(3x+π/6)的图像可以看作是将函数y=sin(3x)的图像向左平移π/18个单位得到的,因为3x+π/6=3(x+π/18),该说法正确。10.在△ABC中,如果角A=60°,角B=45°,那么角C的正弦值等于√2/2。参考答案:×解析:在△ABC中,如果角A=60°,角B=45°,那么角C=75°,sin75°≈0.9659,不等于√2/2,该说法错误。四、简答题(共8小题,每题2分)1.简述余弦函数y=cos(x)的图像特征。参考答案:余弦函数y=cos(x)的图像特征包括:①定义域为实数集R;②值域为[-1,1];③周期为2π;④图像关于y轴对称(偶函数);⑤在[0,π]上单调递减,在[π,2π]上单调递增;⑥图像是一条连续的波浪线,有5个零点(x=kπ+π/2,k∈Z)和3个最高点(x=2kπ,k∈Z)以及3个最低点(x=(2k+1)π,k∈Z)。解析:余弦函数是基本的三角函数之一,其图像是标准正弦曲线的横轴翻转版本。通过五点法(0,1)、(π/2,0)、(π,-1)、(3π/2,0)、(2π,1)可以绘制一个周期内的图像。由于函数满足f(-x)=f(x),所以图像关于y轴对称,是偶函数。每个周期内从x=0到x=π函数值从1下降到-1,从x=π到x=2π函数值从-1上升到1。图像的零点位置由sin(x)=0推出,最高点和最低点位置由cos(x)=±1推出。2.说明正弦函数y=sin(x)的单调递增区间。参考答案:正弦函数y=sin(x)的单调递增区间为[2kπ-π/2,2kπ+π/2],k∈Z。解析:正弦函数在每个周期内有两个单调递增区间。通过求导数sin'(x)=cos(x),令cos(x)0,解得x∈(2kπ-π/2,2kπ+π/2),k∈Z。例如在[0,2π]内,单调递增区间为[0,π/2]和[3π/2,2π]。这个结论可以通过单位圆上三角函数线的变化直观理解。3.列举满足sin(α)=1/2的锐角α的所有可能值。参考答案:满足sin(α)=1/2的锐角α的所有可能值为α=π/6。解析:在[0,2π]范围内,sin(α)=1/2的解有两个,分别是α=π/6和α=5π/6。但题目要求α为锐角,锐角范围是(0,π/2),所以只有α=π/6符合条件。这个结果可以通过特殊角的三角函数值或单位圆上正弦线长度等于1/2的位置确定。4.分析余弦函数y=cos(x)的周期性。参考答案:余弦函数y=cos(x)的周期性表现为:①函数值每隔2π重复一次,即对于任意x,都有cos(x+2π)=cos(x);②图像每隔2π完全重合;③周期为2π。解析:三角函数的周期性是它们区别于一般函数的重要特征。余弦函数的周期性可以通过其定义式cos(x)=cos(2π+x)或单位圆上余弦值随角度旋转2π后不变得到。周期T满足f(x+T)=f(x),代入cos(x)得cos(x+2π)=cos(x),所以T=2π是最小正周期。5.简述正弦函数y=sin(x)的对称轴方程。参考答案:正弦函数y=sin(x)的对称轴方程为x=kπ+π/2,k∈Z。解析:正弦函数图像具有中心对称性,每个周期内存在一个对称中心点(π/2,0)。对称轴是过对称中心且垂直于x轴的直线,所以方程为x=kπ+π/2,k∈Z。例如x=π/2、x=3π/2、x=5π/2等都是对称轴。这个结论可以通过sin(x)=sin(π-x)推出,即函数关于直线x=kπ+π/2对称。6.列举在[0,2π]范围内,正切函数y=tan(x)的所有垂直渐近线方程。参考答案:在[0,2π]范围内,正切函数y=tan(x)的所有垂直渐近线方程为x=π/2和x=3π/2。解析:正切函数的垂直渐近线由分母等于0的位置确定,即cos(x)=0的位置。在[0,2π]内,cos(x)=0的解为x=π/2和x=3π/2。由于正切函数是周期为π的函数,所以所有垂直渐近线方程为x=kπ+π/2,k∈Z。7.说明正弦函数y=sin(x)的振幅。参考答案:正弦函数y=sin(x)的振幅为1。解析:正弦函数的振幅是函数图像上下波动的最大距离,即最大值与最小值之差的一半。由于sin(x)的值域为[-1,1],所以振幅A=(1-(-1))/2=1。振幅反映了正弦曲线的"高低",是正弦函数的重要特征参数。8.分析余弦函数y=cos(x)的对称中心点。参考答案:余弦函数y=cos(x)的对称中心点为(kπ,0),k∈Z。解析:余弦函数图像具有中心对称性,每个周期内存在一个对称中心点(π,0)。对称中心是过最高点或最低点且平行于x轴的直线的中点,所以方程为x=kπ,y=0,k∈Z。例如(0,0)、(π,0)、(2π,0)等都是对称中心。这个结论可以通过cos(x)=cos(π-x)推出,即函数关于直线x=kπ对称。五、应用题(共8小题,每题4分)1.在△ABC中,已知角A=45°,角B=60°,边AC=10。求边BC的长度。参考答案:√6解析:由正弦定理得BC=ACsinB/sinA=10sin60°/sin45°=√6。2.已知函数f(x)=2sin(ωx+φ)的图像经过点(π/3,1),且周期为π。求ω和φ的值。参考答案:ω=2,φ=π/6解析:周期为π,则ω=2。代入点(π/3,1)得2sin(2π/3+φ)=1,解得φ=π/6。3.在直角坐标系中,点P(x,y)在圆x²+y²=4上运动,求点P到直线x-y=0的距离的最小值。参考答案:2√2/2解析:点P到直线x-y=0的距离d=|x-y|/√2。圆心(0,0)到直线的距离为√2,最小值为2√2/2。4.已知向量a=(1,2),向量b=(3,-1),求向量a+b的模长及与x轴正方向的夹角。参考答案:√10,tan⁻¹(2/3)解析:向量a+b=(4,1),模长为√10,与x轴夹角为tan⁻¹(1/4)=tan⁻¹(2/3)。5.在△ABC中,角A=30°,角B=45°,边BC=6。求角C的对边AC的长度。参考答案:2√3解析:由正弦定理得AC=BCsinB/sinA=6sin45°/sin30°=2√3。6.已知函数g(x)=cos(2x-π/3)的最小正周期为π,求函数g(x)在区间[0,π]上的最大值和最小值。参考答案:最大值1,最小值-1解析:周期为π,则ω=2。函数在[0,π]上取最大值1(当x=π/6),最小值-1(当x=π/2)。7.在△ABC中,角A=60°,角B=75°,边AB=8。求角C的对边BC的长度。参考答案:4√2解析:由正弦定理得BC=ABsinA/sinB=8sin60°/sin75°=4√2。8.已知点A(1,0),点B(0,1),向量AB与向量AC的夹角为60°,求点C的坐标。参考答案:(2,2)解析:向量AB=(−1,1),设C(x,y),向量AC=(x−1,y),由cos60°=AB•AC/|AB||AC|得(x−1)²+y²=2,解得x=y=2。标准答案与解析一、单项选择题1.参考答案:C解析:点P(3,-4)在第三象限,r=√(3^2+(-4)^2)=5,sinα=-4/5,故选C。A、B、D计算错误。2.参考答案:A解析:周期T=2π/3,故选A。B、C、D周期计算错误。3.参考答案:B解析:第三象限sin0,sinθ=-√(1-cos^2θ)=-√(1-3/4)=-1/2,故选B。A、C、D符号或计算错误。4.参考答案:A解析:tan(x-π/4)=0⇒x-π/4=kπ⇒x=kπ+π/4,对称中心为(π/4,0),故选A。B、C、D不是对称中心。5.参考答案:C解析:α=π/6,cos(π/6-π/6)=cos0=1,故选C。A、B、D计算错误。6.参考答案:A解析:y=cos^2x-sin^2x=cos2x,周期T=π,故选A。B、C、D周期计算错误。7.参考答案:D解析:|AB|²=(π/4-π/3)^2+(sin(π/4)-sin(π/3))^2=25/144+1/4-√3/2+3/4=25/144+1=61/36,|AB|=√(61/36)=√5/2,故选D。A、B、C计算错误。8.参考答案:B解析:振幅为|3|=3,故选B。A、C、D振幅计算错误。9.参考答案:A解析:sinα+cosα=√2⇒(sinα+cosα)^2=2⇒1+2sinαcosα=2⇒sin2α=1⇒α=π/4,tanα=1,故选A。B、C、D计算错误。10.参考答案:C解析:3x-π/4=kπ+π/2⇒x=(kπ+π/2+π/4)/3,k=0,1,2,3⇒x=π/12,5π/12,3π/4,7π/12,在[0,π]有3个零点,故选C。A、B、D零点计数错误。二、填空题1.参考答案:-4/5解析:由题意,点P(3,-4)在角α的终边上,所以r=√(3^2+(-4)^2)=5。根据任意角的三角函数定义,sinα=对边/斜边=-4/5。2.参考答案:2π/3解析:函数y=2sin(3x+π/6)中,ω=3,所以最小正周期T=2π/|ω|=2π/3。3.参考答案:√3解析:由cosθ=-√3/2,且θ是第三象限的角,得sinθ=-1/2。根据tanθ=sinθ/cosθ,tanθ=(-1/2)/(-√3/2)=√3。4.参考答案:1解析:函数y=cos^2x-sin^2x可以化简为cos(2x)。cos(2x)=1的解为2x=2kπ,k∈Z,即x=kπ。在[0,2π)内,x=0,π,所以交点个数为1。5.参考答案:√3/2解析:由sinα=1/2,且α是第一象限的角,得cosα=√(1-sin^2α)=√(1-(1/2)^2)=√3/2。6.参考答案:(π/8+kπ,0),k∈Z解析:函数y=3tan(2x-π/4)的图像的对称中心满足2x-π/4=kπ,解得x=π/8+kπ/2。对称中心在y轴上,所以y=0。对称中心为(π/8+kπ/2,0),k∈Z。7.参考答案:√10/6解析:由sinA=1/3,得cosA=√(1-sin^2A)=√(1-(1/3)^2)=2√2/3。由cosB=-√2/2,得sinB=√(1-cos^2B)=√(1-(-√2/2)^2)=√2/2。根据余弦差角公式,cos(A-B)=cosAcosB+sinAsinB=(2√2/3)(-√2/2)+(1/3)(√2/2)=√10/6。8.参考答案:3解析:函数y=2sin(πx)+1中,sin(πx)的取值范围是[-1,1],所以2sin(πx)的取值范围是[-2,2]。因此,y=2sin(πx)+1的取值范围是[-1,3],最大值为3。9.参考答案:π/3解析:由sin(α+β)=1/2,cosα=1/2,sinβ=1/2,得cos(α+β)=√(1-sin^2(α+β))=√(1-(1/2)^2)=√3/2。由cosα=1/2,得α=π/3或5π/3。由sinβ=1/2,得β=π/6或5π/6。当α=π/3,β=π/6时,α+β=π/2。当α=π/3,β=5π/6时,α+β=7π/6。当α=5π/3,β=π/6时,α+β=11π/6。当α=5π/3,β=5π/6时,α+β=13π/6。只有α=π/3,β=π/6时,α+β=π/3符合题意。10.参考答案:0解析:函数y=4sin^2x-4sinx+1可以化简为4(sin^2x-1)-4sinx+5=-4sin^2x-4sinx+5。令t=sinx,则y=-4t^2-4t+5。这是一个开口向下的抛物线,对称轴为t=-1/2。当t=-1/2时,y=-4(-1/2)^2-4(-1/2)+5=0。所以函数y=4sin^2x-4sinx+1的最小值为0。三、判断题1.参考答案:×解析:角α的终边与角2α的终边重合,意味着2α=α+2kπ,即α=2kπ,所以角α一定是2kπ的整数倍,该说法正确。2.参考答案:×解析:函数y=sin(x+π/3)的图像是将函数y=sin(x)的图像向左平移π/3个单位得到的,其图像关于y轴对称的条件是x+π/3=kπ+π/2,即x=kπ+π/6,所以该函数的图像不关于y轴对称。3.参考答案:×解析:如果sinα=1/2,且α是第二象限的角,那么α=5π/6,cosα=-√3/2,该说法正确。4.参考答案:√解析:函数y=cos(2x)的周期T=2π/|ω|=2π/2=π,该说法正确。5.参考答案:×解析:在直角三角形中,如果其中一个锐角的正弦值为1/2,那么这个锐角是30°,另一个锐角是60°,cos60°=1/2,但cos30°=√3/2,所以该说法错误。6.参考答案:×解析:函数y=tan(x-π/4)在区间(-π/2,π/2)内是增函数,因为tan函数在其定义域内是增函数,该说法正确。7.参考答案:√解析:点P(a,b)在角α的终边上,且a0,b0,说明角α的终边在第二象限,所以角α一定是第二象限的角,该说法正确。8.参考答案:√解析:如果sinα+cosα=√2,那么sinα=cosα=1/√2,即α=π/4+2kπ或α=5π/4+2kπ,所以角α一定是π/4的奇数倍,该说法正确。9.参考答案:×解析:函数y=2sin(3x+π/6)的图像可以看作是将函数y=sin(3x)的图像向左平移π/18个单位得到的,因为3x+π/6=3(x+π/18),该说法正确。10.参考答案:×解析:在△ABC中,如果角A=60°,角B=45°,那么角C=75°,sin75°≈0.9659,不等于√2/2,该说法错误。四、简答题1.参考答案:余弦函数y=cos(x)的图像特征包括:①定义域为实数集R;②值域为[-1,1];③周期为2π;④图像关于y轴对称(偶函数);⑤在[0,π]上单调递减,在[π,2π]上单调递增;⑥图像是一条连续的波浪线,有5个零点(x=kπ+π/2,k∈Z)和3个最高点(x=2kπ,k∈Z)以及3个最低点(x=(2k+1)π,k∈Z)。解析:余弦函数是基本的三角函数之一,其图像是标准正弦曲线的横轴翻转版本。通过五点法(0,1)、(π/2,0)、(π,-1)、(3π/2,0)、(2π,1)可以绘制一个周期内的图像。由于函数满足f(-x)=f(x),所以图像关于y轴对称,是偶函数。每个周期内从x=0到x=π函数值从1下降到-1,从x=π到x=2π函数值从-1上升到1。图像的零点位置由sin(x)=0推出,最高点和最低点位置由cos(x)=±1推出。2.参考答案:正弦函数y=sin(x)的单调递增区间为[2kπ-π/2,2kπ+π/2],k∈Z。解析:正弦函数在每个周期内有两个单调递增区间。通过求导数sin'(x)=cos(x),令cos(x)0,解得x∈(2kπ-π/2,2kπ+π/2),k∈Z。例如在[0,2π]内,单调递增区间为[0,π/2]和[3π/2,2π]。这个结论可以通过单位圆上三角函数线的变化直观理解。3.参考答案:满足sin(α)=1/2的锐角α的所有可能值为α=π/6。解析:在[0,2π]范围内,sin(α)=1/2的解有两个,分别是α=π/6和α=5π/6。但题目要求α为锐角,锐角范围是(0,π/2),所以只有α=π/6符合条件。这个结果可以通过特殊角的三角函数值或单位圆上正弦线长度等于1/2的位置确定。4.参考答案:余弦函数y=cos(x)的周期性表现为:①函数值每隔2π重复一次,即对于任意x,都有cos(x+2π)=cos(x);②图像每隔2π完全重合;③周期为2π。解析:三角函数的周期性是它们区别于一般函数的重要特征。余弦函数的周期性可以通过其定义式cos(x)=cos(2π+x)或单位圆上余弦值随角度旋转2π后不变得到。周期T满足f(x+T)=f(x),代入cos(x)得cos(x+2π)=cos(x),所以T=2π是最小正周期。5.参考答案:正弦函数y=sin(x)的对称轴方程为x=kπ+π/2,k∈Z。解析:正弦函数图像具
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