本题导读
本题是实际物理运动模型向三角函数数学模型的转化。重点考查如何通过周期和初始位置建立正弦型函数解析式,进而求解其单调递增区间。
📌【题干】
Question
(2010年安徽卷(理)) 动点 在圆 上绕坐标原点沿逆时针方向匀速旋转,12 秒旋转一周.已知时间 时,点 的坐标是 ,则当 时,动点 的纵坐标 关于 (单位:秒)的函数的单调递增区间是()
A. B. C. D. 和
🔍【思路分析】
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根据“12秒旋转一周”确定圆周运动的角速度 。
利用 时的初始坐标求出初相 ,从而建立纵坐标 关于 的函数解析式 。
借助正弦函数的单调增区间公式,通过整体代换法求出符合条件且在 内的区间。
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D
✍【详细解析】
Abstract
因为动点 沿逆时针方向匀速旋转,12秒旋转一周,所以角速度为: 当 时,点 的坐标为 ,对应的初相 满足 ,,取 。 所以动点 的纵坐标 关于 的函数解析式为: 令 () 两边同减 得: 两边同乘以 得: 因为 :
当 时,解集为 ,取交集得 ;
当 时,解集为 ,取交集得 。 因此,单调递增区间为 和 。 正确答案为:D
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
核心考点:正弦型函数 的实际应用与单调性分析。
核心方法:整体代换法(把 视作整体代入基本单调区间)。
避坑指南:注意区间边界的截断。解出的区间 超出了 的定义域,必须切分为 ;同样 必须切分为 。
📖【试题探源与推广】
Tip
试题探源: 本题是物理简谐运动(摩天轮模型、圆周运动投影)在代数三角函数中的标准映射,考查跨学科建模。
结论推广: 若质点在半径为 的圆上以角速度 匀速旋转,初始角为 ,其投影坐标为 ,其导数对应切向速度的分量。
🔗【关联脉络】
Multi column