本题导读

本题考查三角函数的图象与性质、诱导公式(奇变偶不变,符号看象限),以及相关运算的灵活运用。

📌【题干】

Question

(2016年上海卷(理)) 设 .若对任意实数 都有 ,则满足条件的有序实数组 的组数为 .

🔍【思路分析】

破题导航

  1. 振幅分析:由于等式恒成立,两边的最大值和最小值必须相等,因此 ,即 或 。
  2. 频率分析:由周期性可知 ,即 或 。
  3. 相位与符号讨论:
  • 当 时,利用周期性寻找 。
  • 当 时,利用 及诱导公式转化。
  • 当 时,利用 转化回 的情况。
  1. 区间限定:所有得到的 必须落在 内。

✅【答案】

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4

✍【详细解析】

Abstract

解: 由题意, 恒成立,可知 。

情况一:当 时

  1. 若 ,则 。 由周期性,。当 时,。 此时得到数组:。
  2. 若 ,则 。 即 (利用 )。 故 。 当 时,。 注意:解析中提到的另一种转化 亦可。 此时 ,验证:。符合。 故得到数组:。

情况二:当 时 原式变为 。

  1. 若 ,则 。 当 时,。 此时得到数组:。
  2. 若 ,则 。 则 。 当 时,。 此时得到数组:。

综上所述,共有 4 组满足条件的有序实数组。

故答案为 4

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  • 核心陷阱:很多学生只考虑了 的简单情况。在三角函数恒等中,负号可以通过相位增加 来抵消,而自变量系数 的负号可以通过诱导公式改变相位来实现。

  • 诱导公式的灵活运用:

📖【试题探源与推广】

Tip

  • 思考:若将范围 扩大到 ,则满足条件的数组有无穷多组。
  • 规律总结:对于 ,若 ,则 与 的正负号配合会有 4 种初相对应。
  • 下一题预告:填空题最后一题(第 14 题)通常涉及解析几何或函数综合的动态平衡,难度最高,请做好准备!

🔗【关联脉络】

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