本题导读
本题考查三角函数的图象与性质。核心步骤是利用恒等变换将函数统一为 的形式,进而求出其周期、最值,并根据整体代换思想讨论其在给定区间上的单调性。
📌【题干】
Question
(2015年重庆卷(理)) 已知函数 .
(1) 求 的最小正周期和最大值;
(2) 讨论 在 上的单调性.
🔍【思路分析】
破题导航
- 函数化简:首先利用诱导公式 。原式变为 。接着使用二倍角公式和降幂公式将其化为单一角的正弦型函数。
- 第一问(性质):根据化简后的 ,利用 求周期,利用正弦函数的范围求最大值。
- 第二问(单调性):令 为整体,根据 的给定范围确定整体的波动范围。利用 在各象限的增减性,反推 的单调区间。
✅【答案】
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故 在 上单调递减
✍【详细解析】
Abstract
(1) 求 的最小正周期和最大值 首先对函数进行恒等变换: 。
- 最小正周期:,则 。
- 最大值:当 时, 取得最大值, 。
(2) 讨论 在 上的单调性 已知 ,设 。 则 ,即 。
我们知道正弦函数 在 上单调递增,在 上单调递减。
- 递增区间: 令 ,解得 。 故 在 上单调递增。
- 递减区间: 令 ,解得 。 故 在 上单调递减。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 辅助角公式:将 化为 是解决此类综合题的核心技术。
- 整体思想:在求单调区间或最值时,将 看作一个整体,利用基本正弦函数的性质去解不等式。
- 易错点:化简过程中的常数项 容易被遗漏,虽然它不影响周期和单调性,但直接影响最大值的计算。
📖【试题探源与推广】
Tip
- 方法拓展: 也可以利用导数法求解单调性。求出 ,通过判定 或 的区间来确定单调性。
- 变式思考: 若要求 在该区间上的最小值,应如何考虑? (提示:比较端点值 和 ,选出较小者。)
🔗【关联脉络】
Multi column