二、填空题
7.(哈尔滨二模)函数f(x)=Asin(ωx+φ)+k的图象如图所示,则f(x)的表达式是f(x)=______.
答案:sin+1 命题立意:本题考查三角函数的图象与性质,考查待定系数法,难度较小.
解题思路:据图象可得A+k=,-A+k=-,解得A=,k=1,又周期T=2=πω=2,即此时f(x)=sin(2x+φ)+1,又由f=-,可得φ=,故f(x)=sin+1.
8.已知函数f(x)=sin(ω>0)在(0,2]上恰有一个最大值1和一个最小值-1,则ω的取值范围为______.
答案: 命题立意:本题主要考查三角函数的图象与性质,考查考生的运算求解能力和逻辑推理能力.求函数f(x)=sin(ω>0,x(0,2])的最大值与最小值,一般通过“整体代换”转化到正弦函数的图象上求解.运用整体换元解题,是指通过观察和分析,把解题的注意力和着眼点放在问题的整体形式和结构特征上,从而触及问题的本质.通过换元,使之化繁为简,化难为易,从而达到求解的目的,是提高解题速度的有效途径.
解题思路:设t=ωx+,t,因为f(t)=sin t在t上有一个最大值1和一个最小值-1,则解得所以≤ω<.
9.已知a2sin θ+acos θ-2=0,b2sin θ+bcos θ-2=0(a,b,θR,且a≠b),直线l过点A(a,a2),B(b,b2),则直线l被圆(x-cos θ)2+(y-sin θ)2=4所截得的弦长为________.
答案:2 命题立意:本题考查直线与圆的方程及点到直线距离公式的应用,考查函数与方程思想及化简运算能力,难度中等.
解题思路:据已知a,b可视为方程x2sin θ+xcos θ-2=0的两根,由韦达定理可得a+b=-,ab=-,又因为直线AB的方程为y=(a+b)x-ab,故圆心到直线距离d====1,故所求弦长为2=2.
三、解答题
10.已知a=(2cos x+2sin x,1),b=(y,cos x),且a∥b.
(1)将y表示成x的函数f(x),并求f(x)的最小正周期;
(2)记f(x)的最大值为M,a,b,c分别为ABC的三个内角A,B,C对应的边长,若f=M,且a=2,求bc的最大值.
解析:(1)由a∥b得,2cos2x+2sin xcos x-y=0,
即y=2cos2x+2sin xcos x
=cos 2x+sin 2x+1=2sin+1,
所以f(x)=2sin+1.
又T===π,
所以函数f(x)的最小正周期为π.
(2)由(1)易得M=3,
于是由f=M=3,即2sin+1=3sin=1,因为A为三角形的内角,所以A=.
由余弦定理a2=b2+c2-2bccos A得4=b2+c2-bc≥2bc-bc=bc,解得bc≤4,于是当且仅当b=c=2时,bc取得最大值,且最大值为4.
11.已知f(x)=sin+cos+sin 2x,x[0,π].
(1)求函数f(x)的最小正周期和单调区间;
(2)若ABC中,f=,a=2,b=,求角C.
命题立意:本题主要考查两角和与差的正、余弦公式及三角函数的性质.(1)根据两角和与差的三角函数公式将函数f(x)化简,然后在所给角的取值范围内讨论函数的单调性;(2)利用正弦定理进行求解.
解析:(1)因为f(x)=sin+cos+sin 2x=sin 2x·cos +cos 2x·sin +cos 2x·cos +sin 2x·sin +sin 2x=sin 2x+cos 2x+cos 2x-sin 2x+sin 2x=sin 2x+cos 2x=sin.
所以f(x)的最小正周期T==π.
因为x[0,π],所以2x+,
当2x+,即x时,函数f(x)为单调递增函数;
当2x+,即x时,函数f(x)为单调递减函数;
当2x+,即x时,函数f(x)为单调递增函数.
所以函数f(x)的单调递增区间为,单调递减区间为.
(2)因为在ABC中,f=,
所以sin=,所以sin=1,
因为0
又因为a=2,b=,所以由正弦定理=,得=,
所以sin B=,即B=或B=,
所以C=或C=.
链接高考:高考对于三角函数的考查一般是综合考查同角三角函数关系、诱导公式、倍角公式和两角和与差的三角函数公式,运用这些公式先对函数解析式进行化简,再进一步研究其性质.