- 平面向量的综合应用
- 共1136题
已知向量=(1,cosωx),
=(sinωx,
)(ω>0),函数f(x)=
•
,且f(x)图象上一个最高点为P(
,2),与P最近的一个最低点的坐标为(
,-2).
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)设a为常数,判断方程f(x)=a在区间[0,]上的解的个数;
(3)在锐角△ABC中,若cos(-B)=1,求f(A)的取值范围.
正确答案
(1)f(x)=•
=sinωx+
cosωx=2(
sinωx+
cosωx)=2sin(ωx+
).…(3分)
∵f(x)图象上一个最高点为P(,2),与P最近的一个最低点的坐标为(
,-2),
∴=
-
=
,∴T=π,于是ω=
=2.…(5分)
所以f(x)=2sin(2x+).…(6分)
(2)当x∈[0,]时,
≤2x+
≤
,由f(x)=2sin(2x+
)图象可知:
当a∈[,2)时,f(x)=a在区间[0,
]上有二解; …(8分)
当a∈[-,
)或a=2时,f(x)=a在区间[0,
]上有一解;
当a<-或a>2时,f(x)=a在区间[0,
]上无解.…(10分)
(3)在锐角△ABC中,0<B<,-
<
-B<
.
又cos(-B)=1,故
-B=0,B=
.…(11分)
在锐角△ABC中,A<,A+B>
,∴
<A<
.…(13分)
<2A+
<
,
∴sin(2A+)∈(-
,
),…(15分)
∴f(A)=2sin(2A+)∈(-
,
).
即f(A)的取值范围是(-,
).…(16分)
已知点A、B、C、D的坐标分别为A(3,0)、B(0,3)、C(cosα,sinα),D(-2cosα,-t),α∈(,
).
(1)若||=|
|,求角α的值;
(2)若•
=-1,求
的值.
(3)若f(α)=•
-t2+2在定义域α∈(
,
)有最小值-1,求t的值.
正确答案
(1)∵=(cosα-3,sinα),
=(cosα,sinα-3),
∴||=
=
,
||=
=
…(2分)
由||=|
|得sinα=cosα,
又α∈(,
),
∴α=…(5分)
(2)由•
=-1得(cosα-3)cosα+sinα(sinα-3)=-1.
∴sinα+cosα=,①(6分)
又=
=2sinαcosα.(7分)
由①式两边平方得1+2sinαcosα=,
∴2sinαcosα=-.(8分)
∴=-
.(9分)
(3)依题意记y=f(α)=-2cos2α-tsinα-t2+2
=-2(1-sin2α)-tsinα-t2+2
=2sin2α-tsinα-t2(10分)
令x=sinα,∵α∈(,
),
∴sinα∈(-1,1),
∴y=2x2-tx-t2,x∈(-1,1)(11分)
其对称轴为x=,
∵y=2x2-tx-t2在x∈(-1,1)上存在最小值,
∴对称轴x=∈(-1,1),
∴t∈(-4,4)(12分)
当且仅当x=时,y=2x2-tx-t2取最小值,为ymin=2×
-t•
-t2=-
t2=-1,
∴t=±(14分)
已知向量=(2sinx,2cosx),
=(
cosx,cosx),f(x)=
•
-1.
(1)求函数f(x)的最小正周期和单调递增区间;
(2)将函数y=f(x)的图象上各点的纵坐标保持不变,横坐标先缩短到原来的,把所得到的图象再向左平移
单位,得到函数y=g(x)的图象,求函数y=g(x)在区间[0,
]上的最小值.
正确答案
(1)因为f(x)=2sinxcosx+2cos2x-1
=sin2x+cos2x=2sin(2x+
)(3分)
∴函数f(x)的最小正周期为T=π、…(4分)
由2kπ-≤2x+
≤2kπ+
得f(x)的单调递增区间为[kπ-π,kπ+
],k∈Z(6分)
(2)根据条件得g(x)=2sin(4x+)…(8分)
当x∈[0,]时,4x+
∈[
,
],…(10分)
所以当x=时,g(x)min=-
、…(12分)
已知向量m=(cos,
)与向量n=(
,cos
)共线,其中A、B、C是△ABC的内角.
(1)求角B的大小;
(2)求2sin2A+cos(C-A)的取值范围.
正确答案
(1)∵=(cos
,
)与
=(
,cos
)共线,
∴coscos
=
.
∴cos=±
.
又0<B<π,
∴0<<
,cos
=
.
∴=
,即B=
.
(2)由(1)知A+C=,
∴C=-A.
∴2sin2A+cos(C-A)=2sin2A+cos(-2A)=1-cos2A+
cos2A+
sin2A=1+sin(2A-
).
∵0<A<,
∴-<2A-
<
.
∴sin(2A-)∈(-
,1).
∴1+sin(2A-)∈(
,2),
即2sin2A+cos(C-A)的取值范围是(,2).
设函数f(x)=•
,其中向量
=(2cosx,1),
=(cosx,
sin2x+m).
(Ⅰ)求函数f(x)的最小正周期和在[0,π]上的单调递增区间.
(Ⅱ)当x∈[0,]时,-4<f(x)<4恒成立,求实数m的取值范围.
正确答案
(Ⅰ)函数f(x)=•
=2cos2x+
sin2x+m=cos2x+
sin2x+m+1=2sin(2x+
)+m+1.
故函数f(x)的最小正周期为=π.
令 2kπ-≤2x+
≤2kπ+
,k∈z,可得 kπ-
≤x≤kπ+
,k∈z,故增区间为[kπ-
,kπ+
],k∈z.
故在[0,π]上的单调递增区间为[0,]、[
,π].
(Ⅱ)当x∈[0,]时,
≤2x+
≤
,故有
≤sin(2x+
)≤1,故 m+2≤f(x)≤m+3.
再由-4<f(x)<4恒成立,可得 m+2>-4且 m+3<4,解得-6<m<1,
故实数m的取值范围为(-6,1).
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