本题导读
本题考查三角恒等变换(降幂公式与辅助角公式)、三角函数的周期性、最值以及图象伸缩变换后在闭区间上的值域问题。
📌【题干】
Question
(2015年重庆卷(文)) 已知函数 .
(1) 求 的最小正周期和最小值;
(2) 将函数 的图象上每一点的横坐标伸长到原来的两倍,纵坐标不变,得到函数 的图象,当 时,求 的值域.
🔍【思路分析】
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- 第一问:利用降幂公式 将 化为 的形式,利用周期公式 和正弦函数的最值求解。
- 第二问:根据图象变换规律(横坐标变为原来的 2 倍即 减半,以 替换 ),写出 的解析式。由 确定整体角 的范围,进而求出 的值域。
✅【答案】
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即 的值域为
✍【详细解析】
Abstract
(1) 对 进行三角恒等变换: 利用辅助角公式化简:
所以 的最小正周期为: 当 () 时, 取得最小值 , 因此 的最小值为:
(2) 将 图象上每一点的横坐标伸长到原来的 2 倍(纵坐标不变),所得函数 的解析式为:
因为 ,所以:
在区间 上:
- 当 (即 )时, 取得最大值 ;
- 当 (即 )时, 取得最小值 。
故 。 计算 的取值范围:
即 的值域为 。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 核心考点:三角函数的降幂公式、辅助角公式、周期与最值,以及函数图象伸缩变换。
- 核心方法:化归法(将复杂三角函数化简为 标准型)与整体代换法。
- 避坑指南:
- 降幂公式 中的常数项 切勿遗漏。
- 图象“横坐标伸长到原来的 倍”对应将解析式中的 替换为 (即 变为原来的 )。
📖【试题探源与推广】
Tip
- 试题探源:源自必修四三角函数与三角恒等变换章节的经典解答题,注重考查基本公式变形与整体换元能力。
- 结论推广:对 类型,先用 化简,若横坐标伸长到原来的 倍,则新函数解析式为 。
🔗【关联脉络】
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