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三角之目:2014年理数四川卷题16

三角之目:2014年理数四川卷题16

作者: 易水樵 | 来源:发表于2022-06-06 23:03 被阅读0次

    2014年理数四川卷题16

    已知函数 f(x)=\sin(3x+\dfrac{\pi}{4}).

    (Ⅰ)求 f(x)的单调递增区间;

    (Ⅱ)若 \alpha 是第二象限角,f(\dfrac{\alpha}{3})=\dfrac{4}{5}\cos(\alpha+\dfrac{\pi}{4})\cos2\alpha, 求 \cos\alpha-\sin\alpha 的值.


    【解答问题Ⅰ】

    若函数 f(x) 单调递增,则 2k\pi-\dfrac{\pi}{2} \leqslant 3x+\dfrac{\pi}{4} \leqslant 2k\pi+\dfrac{\pi}{2}

    2k\pi-\dfrac{3\pi}{4} \leqslant 3x \leqslant 2k\pi+\dfrac{\pi}{4}

    \dfrac{2}{3}k\pi-\dfrac{\pi}{4} \leqslant x \leqslant \dfrac{2}{3}k\pi+\dfrac{\pi}{12}

    结论,函数 f(x)的单调递增区间为 [\dfrac{2}{3}k\pi-\dfrac{\pi}{4}, \dfrac{2}{3}k\pi+\dfrac{\pi}{12}], \; k \in \boldsymbol{Z}.


    【解答问题Ⅱ】

    f(\dfrac{\alpha}{3})=\sin (\alpha+\dfrac{\pi}{4}),

    \cos2\alpha=\sin(2\alpha+\dfrac{\pi}{2})=\sin2(\alpha+\dfrac{\pi}{4})

    =2\sin(\alpha+\dfrac{\pi}{4})\cos(\alpha+\dfrac{\pi}{4})

    代入已知条件得:

    \dfrac{8}{5}\sin(\alpha+\dfrac{\pi}{4})\cos^2(\alpha+\dfrac{\pi}{4})-\sin(\alpha+\dfrac{\pi}{4})=0

    \sin(\alpha+\dfrac{\pi}{4}) [ \dfrac{8}{5}\cos^2(\alpha+\dfrac{\pi}{4})-1 ]=0

    又∵ \alpha 是第二象限角,\dfrac{3\pi}{4} \lt (\alpha+\dfrac{\pi}{4}) \lt \dfrac{5\pi}{4},

    所以,以上方程存在两解:

    (1) \sin(\alpha+\dfrac{\pi}{4}) =0, \alpha=\dfrac{3\pi}{4},

    \cos\alpha-\sin\alpha = -\sqrt{2};

    (2) \cos^2(\alpha+\dfrac{\pi}{4})= \dfrac{5}{8},

    \cos(\alpha+\dfrac{\pi}{4})= - \sqrt{\dfrac{5}{8}},

    \cos\alpha-\sin\alpha = \sqrt{2} (\cos\alpha \cos\dfrac{\pi}{4} -\sin\alpha\sin\dfrac{\pi}{4})

    \cos\alpha-\sin\alpha = \sqrt{2} \cos (\alpha+\dfrac{\pi}{4})= - \dfrac{5}{2}


    【提炼与提高】

    在最近十年的高考数学中,大角大题多数会以余弦定理和正弦定理为主角。

    本题没有涉及这两个定理,但是对于三角恒等变换要求较高,这是很有特色的,值得留意。


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