试题与答案

已知函数y=f(x),x∈D,y∈A;g(x)=x2-(47tanθ)x+1,(

题型:解答题

题目:

已知函数y=f(x),x∈D,y∈A;g(x)=x2-(4
7
tanθ
)x+1,
(1)当f(x)=sin(x+φ)为偶函数时,求φ的值.
(2)当f(x)=sin(2x+
π
6
)+
3
sin(2x+
π
3
)时,g(x)在A上是单调递增函数,求θ的取值范围.
(3)当f(x)=a1sin(ωx+φ1)+a2sin(ωx+φ2)+…+ansin(ωx+φn)时,(其中ai∈R,i=1,2,3…n,ω>0),若f2(0)+f2
π
)≠0,且函数f(x)的图象关于点(
π
2
,0)对称,在x=π处取得最小值,试探讨ω应该满足的条件.

答案:

(1)因为函数f(x)=sin(x+φ)为偶函数,所以,sin(x+φ)=sin(-x+φ),

化简为 2sinxcosφ=0,∴cosφ=0,所以φ=kπ+

π
2
,k∈z.

(2)∵函数f(x)=sin(2x+

π
6
)+
3
sin(2x+
π
3
)=
3
sin2x+2cos2x=
7
sin(2x+α)∈[-
7
7
],

其中,sinα=

2
7
,cosα=
3
7
,所以 A=[-
7
7
]…(8分)

g(x)=x2-(4

7
tanθ)x+1=(x-2
7
tanθ)
2
+1-28tan2θ,

由题意可知:2

7
tanθ≤-
7
,tanθ≤-
1
2
,∴kπ-
π
2
≤θ≤kπ-arctan
1
2
,k∈z,

即θ的取值范围是[kπ-

π
2
,kπ-arctan
1
2
],k∈z.(10)

(3)由于 f(x)=a1sin(ωx+φ1)+a2sin(ωx+φ2)+…+ansin(ωx+φn

=a1 (sinωxcosφ1 +cosωxsinφ1)+a2 (sinωxcosφ2 +cosωxsinφ2)+…+an (sinωxcosφn+cosωxsinφn

=sinωx (a1•cosφ1+a2•cosφ2+…+an•cosφn

+cosωx(a1•sinφ1+a2•sinφ2+…+an•sinφn).

∵f2(0)+f2

π
)≠0,∴a1•cosφ1+a2•cosφ2+…+an•cosφn =0

与a1•sinφ1+a2•sinφ2+…+an•sinφn =0 不能同时成立.

不妨设 a1•cosφ1+a2•cosφ2+…+an•cosφn =m,a1•sinφ1+a2•sinφ2+…+an•sinφn =n,

则f(x)=msinωx+ncosωx=

m2+n2
=sin(ωx+φ),且 m2+n2≠0.

由于函数f(x)的图象关于点(

π
2
,0)对称,在x=π处取得最小值,∴(4n-3)
T
4
=π-
π
2
,n∈N*

(4n-3)

π
=
π
2
,∴ω=4n-3,n∈N*  ①.

再由函数f(x)的图象关于点(

π
2
,0)对称可得 sin(
π
2
ω+φ0)=0,故
π
2
ω+φ0=kπ,k∈z.

π
2
(4m-3)+φ0=kπ,φ0=kπ+
2
,k∈z.

又函数f(x)在x=π处取得最小值,∴sin(ωπ+φ0)=-1,∴ωπ+kπ+

2
=2k′π+
2
,k′∈z.

∴ω=k,k∈N* ②.

由①②可得,ω=4n-3,n∈N*

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