- 平面向量数量积的坐标运算
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已知向量={sinx+cosx,2(cosx-1)},
={sinx+cosx,cosx+1},函数f(x)=
•
.
(1)求函数f(x)的最大值,并求当f(x)取得最大值时x的集合;
(2)当x∈[-,
]时,求函数f(x)的值域.
正确答案
(1)f(x)=(sinx+cosx)2+2(cos2x-1)=1+2sinxcosx+2cos2x-2=sin2x+cos2x=sin(2x+
),(3分)
∴函数f(x)的最大值是,此时x的集合是{x|x=kπ+
,k∈Z}.(6分)
(2)当x∈[-,
]时,2x+
∈[-
,
],(8分)
则sin(2x+)∈[-
,1],(12分)
所以,函数f(x)的值域是[-1,]. (14分)
已知向量=(
, cos2ωx) ,
=(sin2ωx , 1) , (ω>0),令f(x)=
•
,且f(x)的周期为π.
(Ⅰ)求函数f(x)的解析式;
(Ⅱ)若x∈[0,]时f(x)+m≤3,求实数m的取值范围.
正确答案
(I)∵向量=(
,cos2ωx),
=(sin2ωx,1),(ω>0)
∴f(x)=•
=
sin2ωx+cos2ωx=2sin(2ωx+
)
∵函数的周期T==π,∴ω=1
即函数f(x)的解析式是f(x)=2sin(2x+);
(II)当x∈[0,]时,2x+
∈[
,
]
∴-≤sin(2ωx+
)≤1
因此,若x∈[0,]时,f(x)∈[-1,2]
∴f(x)+m≤3恒成立,即2+m≤3,解之得m≤1
即实数m的取值范围是(-∞,1].
已知平面向量=(cosφ,sinφ),
=(cosx,sinx),
=(sinφ,-cosφ),其中0<φ<π,且函数f(x)=(
•
)cosx+(
•
)sinx的图象过点(
,1).
(1)求φ的值;
(2)先将函数y=f(x)的图象向左平移个单位,然后将得到函数图象上各点的横坐标变为原来的2倍,纵坐标不变,得到函数y=g(x)的图象,求函数y=g(x)在[0,
]上的最大值和最小值.
正确答案
(1)由题意可得•
=(cosφ,sinφ)•(cosx,sinx)=cosφcosx+sinφsinx=cos(φ-x),
•
=(cosx,sinx)•(sinφ-cosφ)=sinφcosx-cosφsinx=sin(φ-x),
∴函数f(x)=(•
)cosx+(
•
)sinx=cos(φ-x)cosx+sin(φ-x)sinx=cos(φ-x-x)=cos(2x-φ).
把点(,1)代入可得 cos(
-φ)=1.
而 0<φ<π,∴φ=.
(2)由(1)可得f(x)=cos(2x-),图象向左平移
个单位,
可得函数y=cos[2(x+)-
]=cos(2x-
)的图象;然后将得到函数图象上各点的横坐标变为原来的2倍,
纵坐标不变,得到函数y=cos(x-)的图象,
故函数 y=g(x)=cos(x-).
由x∈[0,],可得 x-
∈[-
,
],
故当x-=0时,函数g(x)=cos(x-
) 取得最大值为1,
x-=
时,函数g(x)=cos(x-
) 取得最小值为
.
设函数f(x)=•
,其中
=(cosx,
sin2x),
=(2cosx,1).
(1)求函数f(x)的单调增区间;
(2)在△ABC中,a、b、c分别是角A、B、C的对边,f(A)=2,a=,b+c=3,求△ABC的面积.
正确答案
(1)∵=(cosx,
sin2x),
=(2cosx,1),
∴f(x)=•
=2cos2x+
sin2x,(2分)
=cos2x+sin2x+1
=2sin(2x+)+1,…(4分)
当2kπ-<2x+
<2kπ+
(k∈Z),
即kπ-<x<kπ+
(k∈Z)时,f(x)单调递增,…(5分)
则f(x)的单调增区间是(kπ-,kπ+
)(k∈Z);…(6分)
(包含或不包含区间端点均可,但要前后一致).
(2)∵f(A)=2sin(2A+)+1=2,0<A<π,…(7分)
∴2A+=
,即A=
,…(9分),又a=
,
由余弦定理a2=b2+c2-2bccosA得:3=b2+c2-bc=(b+c)2-3bc,…(10分)
把b+c=3代入得:bc=2,…(12分)
所以△ABC的面积为S△ABC=bcsinA=
×2×
=
.…(13分)
已知向量=(cosx,1-asinx),
=(cosx,2),设f(x)=
•
,且函数f(x)的最大值为g(a).
(Ⅰ)求函数g(a)的解析式.
(Ⅱ)设0≤θ≤2π,求函数(2cosθ+1)的最大值和最小值以及对应的值.
正确答案
(Ⅰ)由题意知f(x)=•
=cos2x+2-2asinx=-sin2x-2asinx+3,
令t=sinx,则-1≤t≤1,从而h(t)=-t2-2at+3=-(t+a)2+a2+3,t∈[-1,1].
对称轴为t=-a.
①当-a≤-1,即a≥1时,
h(t)=-t2-2at+3在t∈[-1,1]上单调递减,h(t)max=h(-1)=2a+2;
②当-1<-a<1,即-1<a<1时,h(t)在[-1,-a]上单调递增,在[-a,1]上单调递减,∴h(t)max=h(-a)=a2+3.
③-a≥1,即a≤-1,h(t)=-t2-2at+3在t∈[-1,1]上单调递增,h(t)max=h(1)=-2a+2;
综上,g(a)=.
(2)由0≤θ<2π知,-1≤2cosθ+1≤3.
又因为g(a)在[-1,0]上单调递减,在[0,3]上单调递增,
所以g(2cosθ+1)max=max{g(-1),g(3)}=g(3)=8.θ=0;
g(2cosθ+1)min=g(0)=3,θ=π.
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