本题导读

本题考查三角函数的解析式确定与中点轨迹的应用。第一问利用 轴交点确定初相 ,再通过导数的几何意义(切线斜率)求出角速度 ;第二问利用中点坐标公式将点 的坐标转化为点 的坐标,代入函数解析式求解对应的自变量。

📌【题干】

Question

(2007年江西卷(理)) 如图,函数 的图象与 轴交于点 ,且在该点处切线的斜率为 .

(1) 求 和 的值;

(2) 已知点 ,点 是该函数图象上的一点,点 是 的中点,当 , 时,求 的值.

🔍【思路分析】

破题导航

  1. 确定初相 :将 轴交点 代入函数方程,得到 ,结合 的范围求出其值。

  2. 确定 :对函数求导,根据在 处切线斜率为 ,令 建立关于 的方程求解。

  3. 中点反设法:设 。已知 且 是 的中点,利用中点公式表示出 , 。代入函数解析式,结合 的范围确定整体角的范围,完成求解。

✅【答案】

点击查看答案

(1)由图象经过(0,√3),得2cos𝜃=√3.因为0⩽𝜃⩽π2,所以𝜃=π

✍【详细解析】

Abstract

解:(1)因为函数图象与 轴交于点 ,将 代入函数解析式中: 已知 ,解得:

对函数 进行求导运算: 已知在点 处切线的斜率为 ,由导数的几何意义可知: 将 代入上式中: 所以, , 。

(2)由(1)可知,该函数的解析式为: 设点 的坐标为 。 已知 ,且 是线段 的中点,根据线段中点坐标公式有: 已知 ,代入得:

因为点 在函数的图象上,将 代入函数解析式中: 利用诱导公式 化简:

已知 ,我们求出整体角 的取值范围: 在此区间内,满足余弦值等于 的终边位置对应的整体角有:

  • 当 时:
  • 当 时:

经检验, 和 均落在区间 内。 所以, 的值为 或 。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心考点:复合三角函数的复合求导、中点坐标反求轨迹元、特定大范围区间内三角方程多解的选择。
  2. 避坑指南:
  • 第二问中由 放缩整体角范围时,一定要严密算出 这一大跨度边界。由于该区间跨越了完整的一个周期,余弦等于负值的点会有两个。如果只算出一个解,会导致解答题直接扣掉 3 分。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源:本题考查三角函数的图象与性质、导数的几何意义(切线斜率),是江西卷(理)解答题的高频命题方向,同型题见下方类题演练。
  2. 变式思考:本题的核心步骤(导数运算与方程代入法、坐标代换法)可迁移到同类问题——若改变题设条件(如更换数值或几何对象),解法框架不变,重在把握「条件→目标」的转化路径。
  3. 知识关联:三角函数的图象与性质、导数的几何意义(切线斜率)相互关联,解答中综合运用了导数运算与方程代入法、坐标代换法,建议结合知识锚点中的对应专题系统梳理。

🔗【关联脉络】

Multi column