前言
在研究正弦型函数(f(x)=Asin(omega x+phi)+k)的各种性质时,我们更多的利用整体思想,比如研究其值域,单调性,奇偶性,周期性等,但是当研究对称性时还是需要注意,容易出错;
典例剖析
(1).求函数 (f(x)) 的最小正周期和单调递增区间;
分析:此处将化简作为重点加以说明,需要特别仔细认真,
(f(x)=4sin(x-cfrac{pi}{3})cos x+sqrt{3})
(=4left(cfrac{1}{2}sin x-cfrac{sqrt{3}}{2}cos x ight)cos x+sqrt{3})
(=2sin xcos x-2sqrt{3}cos^2x+sqrt{3})
(=sin2x-sqrt{3}cos2x)
(=2sin(2x-cfrac{pi}{3}));
故(T=pi),单调递增区间的具体求解过程略,为([kpi-cfrac{pi}{12},kpi+cfrac{5pi}{12}](kin Z));
(2).若函数 (g(x)=f(x)-m) 在 ([0,cfrac{pi}{2}]) 上有两个不同的零点 (x_{1}), (x_{2}),求实数 (m) 的取值范围,并计算 ( an(x_{1}+x_{2})) 的值.
分析:函数 (g(x)=f(x)-m) 在 ([0, cfrac{pi}{2}]) 上有两个不同的零点 (x_{1}), (x_{2}),
即函数 (y=f(x)) 与 (y=m)在([0,cfrac{pi}{2}])上的图像有两个不同的交点,
在直角坐标系中画出函数 (y=f(x)=2sin(2x-cfrac{pi}{3})) 在([0, cfrac{pi}{2}])上的图像此处容易产生作图的冲突,到底以哪个为横轴做图像,如果以(2x-frac{pi}{3})为横轴做图像快捷但容易出错,若以(x)为横轴做图像要慢得多但不容易出错,详细见下详述;(quad),
如图所示,由图像可知,当且仅当 (min[sqrt{3}, 2)) 时,方程 (f(x)=m) 有两个不同的解(x_{1}), (x_{2}),
又由于对称轴为(x=cfrac{5pi}{12}),则有(x_{1}+x_{2}=2 imescfrac{5pi}{12}=cfrac{5pi}{6}),
故( an(x_{1}+x_{2})= ancfrac{5pi}{6}=- ancfrac{pi}{6}=-cfrac{sqrt{3}}{3}).
[有误区的解法]用整体思想求解,接上题,
函数 (y=f(x)=2sin(2x-cfrac{pi}{3})) 与 (y=m)在([0,cfrac{pi}{2}])上的图像有两个不同的交点,
以(2x-cfrac{pi}{3})为横轴,做出函数(y=f(x))和(y=m)的图像,由图像可知,
由于(0leqslant xleqslant cfrac{pi}{2}),(-cfrac{pi}{3}leqslant 2x-cfrac{pi}{3}leqslant cfrac{2pi}{3}),
则(-sqrt{3}leqslant 2sin(2x-cfrac{pi}{3})leqslant 2),由图可知,当(sqrt{3}leqslant m<2)时,两个函数的图像有两个交点,
即(min[sqrt{3}, 2)) 时,方程 (f(x)=m) 有两个不同的解(x_{1}), (x_{2}),
但此时对称轴为(x=cfrac{pi}{2}),故(x_1+x_2=pi),则( an(x_1+x_2)= anpi=0),出现错误;
【错因分析】受思维定势的影响,我们一般都认为两个交点的横坐标都是(x),而上述的解法中横轴是(2x-cfrac{pi}{3}),
故方程 (f(x)=m) 有两个不同的解(2x_1-cfrac{pi}{3}), (2x_2-cfrac{pi}{3}),
故(cfrac{(2x_1-frac{pi}{3})+(2x_2-frac{pi}{3})}{2}=cfrac{pi}{2}),
即((2x_1-cfrac{pi}{3})+(2x_2-cfrac{pi}{3})=pi),则有(x_{1}+x_{2}=cfrac{5pi}{6}),
故( an(x_{1}+x_{2})= ancfrac{5pi}{6}=- ancfrac{pi}{6}=-cfrac{sqrt{3}}{3}).