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正弦型函数的给出方式

时间:2020-05-11 13:50:32      阅读:43      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

前言

给出角度

用三角变换给出,

引例1\(x\in [-\cfrac{\pi}{3},\cfrac{\pi}{4}]\)时,求函数\(f(x)=2sinx\cdot cosx+2\sqrt{3}\cdot cos^2x-\sqrt{3}+1\)的值域,

解析:函数\(f(x)=2sinx\cdot cosx+2\sqrt{3}\cdot cos^2x-\sqrt{3}+1\)

\(=2sin(2x+\cfrac{\pi}{3})+1\)

\(x\in [-\cfrac{\pi}{3},\cfrac{\pi}{4}]\),则可得

\(-\cfrac{2\pi}{3}\leq 2x\leq \cfrac{\pi}{2}\),则\(-\cfrac{\pi}{3}\leq 2x+\cfrac{\pi}{3}\leq \cfrac{5\pi}{6}\)

故当\(2x+\cfrac{\pi}{3}=-\cfrac{\pi}{3}\),即\(x=-\cfrac{\pi}{3}\)时,\(f(x)_{min}=f(-\cfrac{\pi}{3})=2\times (-\cfrac{\sqrt{3}}{2})+1=-\sqrt{3}+1\)

故当\(2x+\cfrac{\pi}{3}=\cfrac{\pi}{2}\),即\(x=\cfrac{\pi}{12}\)时,\(f(x)_{max}=f(\cfrac{\pi}{12})=2\times 1+1=3\)

用实际问题给出

引例2【2017\(\cdot\)广东汕头一模】【求面积的最大值】已知\(\Delta ABC\)的内角\(A,B,C\)的对边分别是\(a,b,c\),且满足\(b=c\)\(\cfrac{b}{a}=\cfrac{1-cosB}{cosA}\),若点\(O\)\(\Delta ABC\)外的一点,\(\angle AOB=\theta(0<\theta<\pi)\)\(OA=2\)\(OB=1\),则四边形\(OACB\)面积的最大值是【】

$A.\cfrac{4+5\sqrt{3}}{4}$ $B.\cfrac{8+5\sqrt{3}}{4}$ $C.3$ $D.\cfrac{4+5\sqrt{3}}{4}$

分析:由\(\cfrac{b}{a}=\cfrac{sinB}{sinA}=\cfrac{1-cosB}{cosA}\)

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得到\(sinBcosA+cosBsinA=sinA\),即\(sin(A+B)=sinA\)

\(sinC=sinA\),即\(A=C\)

\(a=b=c\),为等边三角形。

\(\Delta AOB\)中,\(AB^2=2^2+1^2-2\cdot 2\cdot 1\cdot cos\theta=5-4cos\theta\)

\(S_{OACB}=S_{\Delta AOB}+S_{\Delta ABC}\)

\(=\cfrac{1}{2}\cdot 2\cdot 1\cdot sin\theta+\cfrac{\sqrt{3}}{4}\cdot AB^2\)

\(=sin\theta+\cfrac{\sqrt{3}}{4}(5-4cos\theta)=2sin(\theta-\cfrac{\pi}{3})+\cfrac{5\sqrt{3}}{4}\)

\(\theta-\cfrac{\pi}{3}=\cfrac{\pi}{2}\)时,即\(\theta=\cfrac{5\pi}{6}\in (0,\pi)\)时,四边形的面积有最大值,

\(S_{max}=2+\cfrac{5\sqrt{3}}{4}=\cfrac{8+5\sqrt{3}}{4}\),故选\(B\)

用向量运算给出,如向量的内积或平行或垂直关系给出;

引例2已知\(\vec{m}=(2sinx,\sqrt{3}cosx)\)\(\vec{n}=(cosx,2cosx)\),函数\(f(x)=\vec{m}\cdot \vec{n}-\sqrt{3}+1\)

\(f(x)=2sinx\cdot cosx+2\sqrt{3}\cdot cos^2x-\sqrt{3}+1\)

\(f(x)=sin2x+\sqrt{3}(2cos^2x-1)+1\)

\(=sin2x+\sqrt{3}cos2x+1\)

\(=2sin(2x+\cfrac{\pi}{3})+1\)

用图像变换给出

引例2例3【伸缩变换】【2016洛阳模拟】已知曲线\(C\)的极坐标方程是\(\rho=2\),以极点为原点,极轴为\(x\)轴的正半轴建立平面直角坐标系,直线\(l\)的参数方程为\(\begin{cases}x=1+t\\y=2+\sqrt{3}t\end{cases}(t为参数)\)

(1)写出直线\(l\)的普通方程与曲线\(C\)的直角坐标方程;

(2)设曲线\(C\)经过伸缩变换\(\begin{cases}x‘=x\\y‘=\cfrac{1}{2}y\end{cases}\)得到曲线\(C‘\),设\(M(x,y)\)为曲线\(C‘\)上任意一点,求\(x^2-\sqrt{3}xy+2y^2\)的最小值,并求相应的点\(M\)的坐标。

分析:(1)消去参数\(t\),得到直线\(l\)的普通方程为\(\sqrt{3}x-y-\sqrt{3}+2=0\)

\(\rho=2\),得到曲线\(C\)的直角坐标方程为\(x^2+y^2=4\)

(2)曲线\(C:x^2+y^2=4\)经过伸缩变换\(\begin{cases}x‘=x\\y‘=\cfrac{1}{2}y\end{cases}\)得到曲线\(C‘\)

即将\(x=x‘,y=2y‘\)代入\(C:x^2+y^2=4\)得到,\(x‘^2+4y‘^2=4\)

整理得到曲线\(C‘:\cfrac{x^2}{4}+y^2=1\)

由曲线\(C‘\)的参数方程得到点\(M(2cos\theta,sin\theta)\)

\(x=2cos\theta,y=sin\theta\),代入得到

\(x^2-\sqrt{3}xy+2y^2=(2cos\theta)^2-\sqrt{3}\cdot 2cos\theta\cdot sin\theta+2sin^2\theta\)

\(=4cos^2\theta+2sin^2\theta-\cfrac{\sqrt{3}}{2}sin2\theta\)

\(=2+2cos^2\theta-\cfrac{\sqrt{3}}{2}sin2\theta\)

\(=2+1+cos2\theta-\cfrac{\sqrt{3}}{2}sin2\theta\)

\(=3-2sin(2\theta-\cfrac{\pi}{6})\)

\(2\theta-\cfrac{\pi}{6}=2k\pi+\cfrac{\pi}{2}(k\in Z)\)

\(\theta=k\pi+\cfrac{\pi}{3}(k\in Z)\)时,

即点\(M(1,\cfrac{\sqrt{3}}{2})\)\(M(-1,-\cfrac{\sqrt{3}}{2})\)时,

\(x^2-\sqrt{3}xy+2y^2\)的最小值为1.

用表格给出

引例2

用图像给出

引例2【有图情形】函数\(f(x)=Asin(\omega x+\phi)+b(A>0,\omega>0,|\phi|<\cfrac{\pi}{2})\)的一部分图像如图所示,则其解析式为【】

$A.f(x)=3sin(2x-\cfrac{\pi}{6})+1$
$B.f(x)=2sin(3x+\cfrac{\pi}{3})+2$
$C.f(x)=2sin(3x-\cfrac{\pi}{6})+2$
$D.f(x)=2sin(2x+\cfrac{\pi}{6})+2$

分析:由图像可知,函数的最大值\(M=4\),最小值\(m=0\),故\(A=\cfrac{4-0}{2}=2\)\(b=\cfrac{4+0}{2}=2\)

又由于\(\cfrac{T}{4}=\cfrac{5\pi}{12}-\cfrac{\pi}{6}=\cfrac{\pi}{4}\),故\(T=\pi\),故\(\omega=\cfrac{2\pi}{\pi}=2\)

\(2\times \cfrac{\pi}{6}+\phi=\cfrac{\pi}{2}\),解得\(\phi=\cfrac{\pi}{6}\in (-\cfrac{\pi}{2},\cfrac{\pi}{2})\)

故所求解析式为\(f(x)=2sin(2x+\cfrac{\pi}{6})+2\),故选\(D\)

例3【无图情形】【2018届湖南衡阳八中第二次月考】已知函数\(y=sin(ωx+φ)\) \((ω>0,0<φ<π)\)的最小正周期为\(π\),且函数图象关于点\((-\cfrac{3\pi}{8},0)\)对称,则该函数的解析式为________.

分析:由于函数\(y=sin(ωx+φ)\)的最小正周期为\(π\),故\(\omega=2\),又图象关于点\((-\cfrac{3\pi}{8},0)\)对称,

\(2\times (-\cfrac{3\pi}{8})+\phi=k\pi\),故\(\phi=k\pi+\cfrac{3\pi}{4}\)\(k\in Z\) ,

\(k=0\)时,\(\phi=\cfrac{3\pi}{4}\in (0,\pi)\),故解析式为\(y=sin(2x+\cfrac{3\pi}{4})\).

引例21(三轮模拟考试理科用题)已知\(f(x)=2Acos^2(\omega x+\phi)(A>0,\omega>0,0<\phi<\cfrac{\pi}{2})\),直线\(x=\cfrac{\pi}{3}\)和点\((\cfrac{\pi}{12},0)\)分别是函数\(f(x)\)图象上相邻的一条对称轴和一个对称中心,则函数\(f(x)\)的单调增区间为( ).

$A.[k\pi-\cfrac{2\pi}{3} ,k\pi-\cfrac{\pi}{6}](k\in Z)$
$B.[k\pi-\cfrac{\pi}{6} ,k\pi+\cfrac{\pi}{3}](k\in Z)$
$C.[k\pi-\cfrac{5\pi}{12} ,k\pi+\cfrac{\pi}{12}](k\in Z)$
$D.[k\pi+\cfrac{\pi}{12} ,k\pi+\cfrac{7\pi}{12}](k\in Z)$

分析:这类题目一般需要先将\(f(x)\)转化为正弦型或者余弦型,

再利用给定的条件分别求\(\omega\)\(\phi\),由\(f(x)=2Acos^2(\omega x+\phi)=A[cos2(\omega x+\phi)+1]-A=Acos(2\omega x+2\phi)\)

故其周期为\(T=\cfrac{2\pi}{2\omega}=\cfrac{\pi}{\omega}\)

又由题目可知\(\cfrac{T}{4}=\cfrac{\pi}{3}-\cfrac{\pi}{12}=\cfrac{\pi}{4}\),则\(T=\pi=\cfrac{\pi}{\omega}\)

\(\omega=1\),则函数简化为\(f(x)=Acos(2x+2\phi)\),再利用直线\(x=\cfrac{\pi}{3}\)是函数\(f(x)\)图象上的一条对称轴,

\(2\times \cfrac{\pi}{3}+2\phi=k\pi,(k\in Z)\),解得\(\phi=\cfrac{k\pi}{2}-\cfrac{\pi}{3}\)

\(k=1\),则\(\phi=\cfrac{\pi}{6}\in (0,\cfrac{\pi}{2})\),满足题意,故\(f(x)=Acos(2x+2\phi)=Acos(2x+\cfrac{\pi}{3})\).

\(2k\pi-\pi\leq 2x+\cfrac{\pi}{3}\leq 2k\pi(k\in Z)\),解得\(k\pi-\cfrac{2\pi}{3}\leq x \leq k\pi-\cfrac{\pi}{6}\),即单调递增区间为\(A.[k\pi-\cfrac{2\pi}{3} ,k\pi-\cfrac{\pi}{6}](k\in Z)\);

正弦型函数的给出方式

原文:https://www.cnblogs.com/wanghai0666/p/12868448.html

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