- 两角和与差的正弦、余弦和正切公式
- 共11991题
已知函数f(x)=a(sinx-cosx)-2sinxcosx,x∈R,a是常数.
(1)当a=0时,判断f(1)和f()的大小,并说明理由;
(2)求函数f(x)的最小值.
正确答案
解:(1)当a=0时,f(1)<f();
∵a=0时,f(x)=-2sinxcosx=-sin2x,
∴f(1)=-sin2,f()=-sin3;
∵正弦函数在区间(,π)上是减函数,且
<2<3<π,
∴sin2>sin3,
∴-sin2<-sin3,
∴f(1)<f();
(2)令t=sinx-cosx,则t=sin(x-
),…(5分)
∵x∈R∴-≤t≤
…(6分)
∵t2=(sinx-cosx)2=1-2sinxcosx
∴sinxcosx= …(7分)
∴f(x)=at-(1-t2)=t2+at-1
∴只需求出函数g(t)=t2+at-1,-≤t≤
的最小值即可 …(8分)
∵g(t)=-
-1,-
≤t≤
∴当-≤
≤
即-2
≤a≤2
时,
函数g(t)的最小值为g(-)=-
-1 …(9分)
当>
即a>2
时,函数g(t)的最小值为g(-
)=1-
a …(10分)
当<-
即a<-2
时,函数g(t)的最小值为g(
)=1+
a …(11分)
∴当-2≤a≤2
时,函数f(x)的最小值为-
-1;
当a>2时,函数f(x)的最小值为1-
a;
当a<-2时,函数f(x)的最小值为1+
a.…(12分)
解析
解:(1)当a=0时,f(1)<f();
∵a=0时,f(x)=-2sinxcosx=-sin2x,
∴f(1)=-sin2,f()=-sin3;
∵正弦函数在区间(,π)上是减函数,且
<2<3<π,
∴sin2>sin3,
∴-sin2<-sin3,
∴f(1)<f();
(2)令t=sinx-cosx,则t=sin(x-
),…(5分)
∵x∈R∴-≤t≤
…(6分)
∵t2=(sinx-cosx)2=1-2sinxcosx
∴sinxcosx= …(7分)
∴f(x)=at-(1-t2)=t2+at-1
∴只需求出函数g(t)=t2+at-1,-≤t≤
的最小值即可 …(8分)
∵g(t)=-
-1,-
≤t≤
∴当-≤
≤
即-2
≤a≤2
时,
函数g(t)的最小值为g(-)=-
-1 …(9分)
当>
即a>2
时,函数g(t)的最小值为g(-
)=1-
a …(10分)
当<-
即a<-2
时,函数g(t)的最小值为g(
)=1+
a …(11分)
∴当-2≤a≤2
时,函数f(x)的最小值为-
-1;
当a>2时,函数f(x)的最小值为1-
a;
当a<-2时,函数f(x)的最小值为1+
a.…(12分)
求证下列三角恒等式:
(1).
(2)=tanθ.
正确答案
(1)证明:左边==-
=
,
右边==
=
,
左边=右边,
∴原等式成立.
(2)证明:左边==
=tanθ=右边,
∴原等式成立.
解析
(1)证明:左边==-
=
,
右边==
=
,
左边=右边,
∴原等式成立.
(2)证明:左边==
=tanθ=右边,
∴原等式成立.
已知函数f(x)=2asinωxcosωx+2cos2ωx-
(a>0,ω>0)d的最大值为2,x1,x2是集合M={x∈R|f(x)=0}中的任意两个元素,且|x1-x2|的最小值为
.
(1)求函数f(x)的解析式及其对称轴;
(2)若f(a)=,求sin(4a+
)的值.
正确答案
解:(1)f(x)=2asinωxcosωx+2cos2ωx-
=asinωx+
cos2ωx,
由题意,x1,x2是集合M={x∈R|f(x)=0}中的任意两个元素,且|x1-x2|的最小值为,
∴f(x)的周期为π,
∴,∴ω=1…(2分)
∵f(x)最大值为2,
∴,
∵a>0,∴a=1…(4分)
∴f(x)=2sin(2x+)…(5分)
令2x+=
,解得f(x)的对称轴为
(k∈Z)------------(7分)
(2)由f(a)=知2sin(2a+
)=
,即sin(2a+
)=
,…(8分)
∴sin(4a+)=sin[2(2a+
)-
]=-cos[2(2a+
)]=-1+2sin22(2a+
)=-1+2×
=-
…(12分)
解析
解:(1)f(x)=2asinωxcosωx+2cos2ωx-
=asinωx+
cos2ωx,
由题意,x1,x2是集合M={x∈R|f(x)=0}中的任意两个元素,且|x1-x2|的最小值为,
∴f(x)的周期为π,
∴,∴ω=1…(2分)
∵f(x)最大值为2,
∴,
∵a>0,∴a=1…(4分)
∴f(x)=2sin(2x+)…(5分)
令2x+=
,解得f(x)的对称轴为
(k∈Z)------------(7分)
(2)由f(a)=知2sin(2a+
)=
,即sin(2a+
)=
,…(8分)
∴sin(4a+)=sin[2(2a+
)-
]=-cos[2(2a+
)]=-1+2sin22(2a+
)=-1+2×
=-
…(12分)
已知函数f(x)=cos2ωx+sin2ωx(0<ω<1),直线x=
s是f(x)图象的一条对称轴.
(1)试求ω的值
(2)已知函数y=g(x)的图象是由y=f(x)图象上的各点的横坐标伸长到原来的2倍,然后再向左平移个单位长度得到,若g(2α+
)=
,α∈(0,
),求sinα的值.
正确答案
解:(1)f(x)=cos2ωx+sin2ωx(0<ω<1)
=2(cos2ωx+
sinωx)=2sin(2ωx+
),
由于直线是函数
图象的一条对称轴,
所以 =±1,
因此,
则,
又0<ω<1,所以,
从而k=0.所以;
(2)由(1)知,
由题意可得,即g(x)=2sin(
x+
),
即.
由,得
.
又,
,所以
,
所以sinα=sin
=.
解析
解:(1)f(x)=cos2ωx+sin2ωx(0<ω<1)
=2(cos2ωx+
sinωx)=2sin(2ωx+
),
由于直线是函数
图象的一条对称轴,
所以 =±1,
因此,
则,
又0<ω<1,所以,
从而k=0.所以;
(2)由(1)知,
由题意可得,即g(x)=2sin(
x+
),
即.
由,得
.
又,
,所以
,
所以sinα=sin
=.
已知函数
(1)求f(x)的最小正周期和单调区间;
(2)若,求f(x)的取值范围.
正确答案
解:(1)
=
=sin2x+sinxcosx-(sin2x-cos2x)
=sinxcosx+cos2x
=sin2x+
(cos2x+1)
=.
函数的极限为:,
最小正周期T=π,
由2kπ-≤2x+
≤2kπ+
,k∈Z得kπ
≤x≤kπ+
,k∈Z,
∴的单调递增区间为[kπ
,kπ+
],k∈Z.
同理可得的单调递减区间为
(2)∴,∴
,
∴
∴.
解析
解:(1)
=
=sin2x+sinxcosx-(sin2x-cos2x)
=sinxcosx+cos2x
=sin2x+
(cos2x+1)
=.
函数的极限为:,
最小正周期T=π,
由2kπ-≤2x+
≤2kπ+
,k∈Z得kπ
≤x≤kπ+
,k∈Z,
∴的单调递增区间为[kπ
,kπ+
],k∈Z.
同理可得的单调递减区间为
(2)∴,∴
,
∴
∴.
已知f(x)=2cosx-2sin(-x)
(1)把f(x)化成Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<)的形式;
(2)用“五点法”作出f(x)在长度为一个周期的闭区间上的简图.
正确答案
解:(1)f(x)=2cosx-2sin(-x)=2cosx-cosx+
sinx=cosx+
sinx=2sin(x+
).
(2):列表:
函数函数 y=2sin(x+)的在区间[,]上的图象如下图所示:
解析
解:(1)f(x)=2cosx-2sin(-x)=2cosx-cosx+
sinx=cosx+
sinx=2sin(x+
).
(2):列表:
函数函数 y=2sin(x+)的在区间[,]上的图象如下图所示:
已知函数.
(Ⅰ)求函数f(x)的最小正周期和值域;
(Ⅱ)若a为第二象限角,且,求
的值.
正确答案
解:(Ⅰ)=
=1+2cos(x+
)
∴函数f(x)的周期为2π,
∵2cos(x+)∈[-2,2],∴函数的值域为[-1,3]. …(5分)
(Ⅱ)因为,所以1+2cosα=
,即cosα=-
. …(6分)
因为α为第二象限角,所以sinα=.
所以=cosα(cosα+sinα)=-
×(-
+
)=
…(13分)
解析
解:(Ⅰ)=
=1+2cos(x+
)
∴函数f(x)的周期为2π,
∵2cos(x+)∈[-2,2],∴函数的值域为[-1,3]. …(5分)
(Ⅱ)因为,所以1+2cosα=
,即cosα=-
. …(6分)
因为α为第二象限角,所以sinα=.
所以=cosα(cosα+sinα)=-
×(-
+
)=
…(13分)
当时,函数f(x)=sinx+
cosx的( )
正确答案
解析
解:∵f(x)=sinx+cosx
=2(sinx+
cosx)
=2sin(x+),
∵,
∴f(x)∈[-1,2],
故选D
已知函数f(x)=cosx•sin(x+)-
cos2x+
,x∈R.
(Ⅰ)求f(x)的最小正周期;
(Ⅱ)求f(x)在闭区间[-,
]上的最大值和最小值.
正确答案
解:(Ⅰ)由题意得,f(x)=cosx•(sinx
cosx)
=
=
=
=
所以,f(x)的最小正周期=π.
(Ⅱ)由(Ⅰ)得f(x)=,
由x∈[-,
]得,2x∈[-
,
],则
∈[
,
],
∴当=-
时,即
=-1时,函数f(x)取到最小值是:
,
当=
时,即
=
时,f(x)取到最大值是:
,
所以,所求的最大值为,最小值为
.
解析
解:(Ⅰ)由题意得,f(x)=cosx•(sinx
cosx)
=
=
=
=
所以,f(x)的最小正周期=π.
(Ⅱ)由(Ⅰ)得f(x)=,
由x∈[-,
]得,2x∈[-
,
],则
∈[
,
],
∴当=-
时,即
=-1时,函数f(x)取到最小值是:
,
当=
时,即
=
时,f(x)取到最大值是:
,
所以,所求的最大值为,最小值为
.
已知函数f(x)=2sinx(cosx-sinx)+,x∈R.
(1)求函数f(x)的最小正周期和单调增区间;
(2)求函数f(x)在区间[-,
]上的最小值和最大值;
(3)若x∈(-π,],求使f(x)≥
的x取值范围.
正确答案
解:f(x)=2sinx(cosx-sinx)+=sin2x-(1-cos2x)+
=sin2x+cos2x+
-1=
sin(2x+
)+
-1,
(1)函数f(x)的最小正周期为=π.
令2kπ-≤2x+
≤2kπ+
(k∈Z)得,
kπ-≤x≤kπ+
(k∈Z).
所以函数f(x)的单调增区间是[kπ-,kπ+
](k∈Z).
(2)因为x∈(-π,],
所以-≤2x+
≤
.
所以-≤sin(2x+
≤1.
所以-2≤f(x)≤2
.
所以函数f(x)在区间[-,
]上的最小值是
-2,最大值是2
1.
(3)因为x∈(-π,],所以-
<2x+
≤
.
由f(x)≥得,
sin(2x+
)+
-1≥
,
所以sin(2x+≥
.
所以-<2x+
≤-
或
≤2x+
≤
.
所以-π<x≤或0≤x≤
.
当x∈(-π,]时,使f(x)
的x取值范围是(-π,-
]∪[0,
].
解析
解:f(x)=2sinx(cosx-sinx)+=sin2x-(1-cos2x)+
=sin2x+cos2x+
-1=
sin(2x+
)+
-1,
(1)函数f(x)的最小正周期为=π.
令2kπ-≤2x+
≤2kπ+
(k∈Z)得,
kπ-≤x≤kπ+
(k∈Z).
所以函数f(x)的单调增区间是[kπ-,kπ+
](k∈Z).
(2)因为x∈(-π,],
所以-≤2x+
≤
.
所以-≤sin(2x+
≤1.
所以-2≤f(x)≤2
.
所以函数f(x)在区间[-,
]上的最小值是
-2,最大值是2
1.
(3)因为x∈(-π,],所以-
<2x+
≤
.
由f(x)≥得,
sin(2x+
)+
-1≥
,
所以sin(2x+≥
.
所以-<2x+
≤-
或
≤2x+
≤
.
所以-π<x≤或0≤x≤
.
当x∈(-π,]时,使f(x)
的x取值范围是(-π,-
]∪[0,
].
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