本题导读
本题考查利用三角恒等变换化简函数解析式,通过已知点坐标求解初相 ,并考查图象伸缩变换后在闭区间上的最值求解。
📌【题干】
Question
(2010年山东卷(理)) 已知函数 ,其图象过点 .
(1) 求 的值;
(2) 将函数 的图象上各点的横坐标缩短到原来的 ,纵坐标不变,得到函数 的图象,求函数 在 上的最大值和最小值.
🔍【思路分析】
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- 第 (1) 问:利用降幂公式 及诱导公式 化简 ,得到 。代入点 ,结合 求解 。
- 第 (2) 问:根据伸缩变换求出 。由 确定整体角 的范围,从而求出 的最值。
✅【答案】
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(1)由cos2𝑥=1+cos2𝑥2,且sin(π2+𝜑)=cos𝜑,得
✍【详细解析】
Abstract
(1) 化简 并求 的值
利用诱导公式 ,以及降幂公式 :
将点 代入 :
因为 ,所以 。 在此范围内,余弦值为 的角只能为 :
(2) 求函数 在 上的最大值和最小值
由 (1) 知 。
将 的图象上各点的横坐标缩短到原来的 ,纵坐标不变,得到 的解析式为:
当 时:
设 ,当 时,余弦函数 的取值范围为:
- 当 (即 )时, 取得最大值 ,此时 ;
- 当 (即 )时, 取得最小值 ,此时 。
故 在 上的最大值为 ,最小值为 。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 核心考点:两角差余弦公式的逆用及横坐标伸缩变换 。
- 核心方法:
- 降幂与诱导公式化简为单角三角函数;
- 整体代换法(换元法)确定复合角的范围求最值。
- 避坑指南:第 (2) 问横坐标缩短为原来的 时,应将 替换为 (而非 )。
📖【试题探源与推广】
Tip
- 试题探源:高考三角函数解答题经典考法,涵盖“化简-求参-变换-求最值”完整流程。
- 结论推广:对 ,在区间 上的最值完全由整体角 在该区间上的值域决定。
🔗【关联脉络】
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