∴3sin
??1t+10≥11.5 sint≥ 662??5?≤t≤2k?+ 666解得2k?+
即12k+1≤t≤12k+5 k∈z 在同一天内,取k=0或1. ∴1≤t≤5 或 13≤t≤17
∴该船最早能在凌晨1时进港,最迟下午17时出港,在港内最多能停留16小时. 小结归纳
1.求三角函数的定义域既要注意一般函数求定义域的规律,又要注意三角函数本身的特有属性,如常常丢掉使tanx有意义的x≠nπ+
?(n∈Z). 22.求函数值域的问题一方面要熟悉求值域的一般方法和依据,另一方面要注意三角函数的有界性.
3.求周期一般先将函数式化为y=Af(ωx+?)(f为三角函数),再用周期公式求解.
4.函数y=Asin(ωx+?)(A>0,ω>0)的单调区间的确定的基本思想是把(ωx+?)看作一个整体,再利用正弦函数的单调区间解出x即为所求.若ω<0,可用诱导公式变为y=-Asin(-ωx-?)再仿照以上方法解之.
第9课时 三角函数的最值
基础过关 1.一元二次函数与一元二次方程
一元二次函数与一元二次方程(以后还将学习一元二次不等式)的关系一直是高中数学函数这部分内容中的重点,也是高考必考的知识点.我们要弄清楚它们之间的对应关系:一元二次函数的图象与x轴的交点的横坐标是对应一元二次方程的解;反之,一元二次方程的解也是对应的一元二次函数的图象与x轴的交点的横坐标. 2.函数与方程
两个函数y?f(x)与y?g(x)图象交点的横坐标就是方程f(x)?g(x)的解;反之,要求方程f(x)?g(x)的解,也只要求函数y?f(x)与y?g(x)图象交点的横坐标. 3.二分法求方程的近似解
二分法求方程的近似解,首先要找到方程的根所在的区间(m,n),则必有f(m)?f(n)?0,再取区间的中点p?m?n,再判断f(p)?f(m)的正负号,若f(p)?f(m)?0,则根在区2间(m,p)中;若f(p)?f(m)?0,则根在(p,n)中;若f(p)?0,则p即为方程的根.按照
以上方法重复进行下去,直到区间的两个端点的近似值相同(且都符合精确度要求),即可得一个近似值.
例1. 求下列函数的最值. ⑴ y=
sin2x?sinx;
1?cosx典型例题 ⑵ y=2 cos(⑶ y??+x)+2cosx; 31?sinx.
3?cosx2sinx?cosx?sinx?2cos2x?2cosx1?cosx解:(1) y==2(cosx?
121)?2212
12∴ 当cosx=?时,ymin=? ∵ cosx≠1
∴ 函数y没有最大值。 (2) y=2cos(
??3?x)+2cosx
=2coscosx?2sinsinx?2cosx
33?=3cosx-=2
33sinx
?6cos(x?)
)=-1时,ymin=-23∴当cos(x?当cos(x?(3) 由y??6?6
)=1时,ymax=23
1?sinx得sinx-ycosx=3y-1
3?cosx∴y2?1sin(x??)=3y-1 (tan?=-y) ∵|sin(x+?)|≤1 ∴|3y-1|≤y2?1 解得0≤y≤ 故y?341?sinx3的值域为[0,]
3?cosx4注:此题也可用其几何意义在求值域.
变式训练1:求下列函数的值域: (1)y=
sin2xsinx;
1?cosx(2)y=sinx+cosx+sinxcosx; (3)y=2cos(?x)+2cosx.
3?解 (1)y=
2sinxcosxsinx2cosx(1?cos2x)=
1?cosx1?cosx122=2cos2x+2cosx=2(cosx?)-.
于是当且仅当cosx=1时取得ymax=4,但cosx≠1, ∴y<4,且ymin=-,当且仅当cosx=-时取得.
?故函数值域为???,4?.
?1?2121212(2)令t=sinx+cosx,则有t2=1+2sinxcosx,
t2?1即sinxcosx=.
2t2?11有y=f(t)=t+=(t?1)2?1.
22又t=sinx+cosx=2sin(x?),
4?∴-2≤t≤2. 故y=f(t)=
1(t?1)2?1(-2≤t≤2), 2从而知:f(-1)≤y≤f(2),即-1≤y≤2+. 即函数的值域为??1,2??.
2???1?12(3)y=2cos(?x)+2cosx
3?=2cos
??cosx-2sinsinx+2cosx 33=3cosx-3sinx
cosx?sinx? =23??2?2???31?=23cos(x?).
6?∵cos(x?)≤1
6?
∴该函数值域为[-23,23].
例2. 试求函数y=sinx+cosx+2sinxcosx+2的最大值与最小值,又若x?[0,]呢?
2?解: 令t=sinx+cosx 则t∈[-2,2] 又2sinx+cosx=(sinx+cosx)2-1=t2-1 ∴y=t2+t+1=(t+)2+,显然ymax=3+2 若x∈[0,
121234?] 则t∈[1,2] 234y=(t+)+在[1,2]单调递增. 当t=1即x=0或x=当t=2即x=
?时,y取最小值3. 2?时,y取最大值3+2. 4变式训练2:求函数f(x)?x?cosx(sinx?cosx)小值.
??3??x???,?的最大值和最
?44?点拔:三角函数求最值一般利用三角变形求解,此题用常规方法非常困难,而用导数求最值既方便又简单.
解:f(x)=x-(sin2x+cos2x)- ∴f′(x)=1+2sin(2x-∵x∈[-
?) 41212?3??3?5,] ∴2x-∈[-,?] 44444?2)=- 42令f′(x)=0 得sin(2x-∴x=0,-
?3,? 44∵f(0)=-1,而f(-
34??33?)=- f(?)= 44443? 4∴当x=?时,[f(x)]max=当x=0时,[f(x)]min=-1
1例3. 已知sinx+siny=3,求siny-cos2x的最大值.
解:∵sinx+siny= ∴siny=
13131?sinx3
∴siny-cos2x=?sinx-(1-sin2x)
=??sinx?sin2x =(sinx?)2?1211 1223又∵-1≤siny≤1 ∴?1?231?sinx?1 3 而-1≤sinx≤1
∴?≤sinx≤1
∴当sinx=?时,siny-cos2x取得最大值。
变式训练3:在△ABC中,角A、B、C的对边分别为a、b、c,若b2=ac,求y=取值范围. 解:y=(sinB?cosB)sinB?cosB223491?sin2B的
sinB?cosB2?sinB?cosB?2sin(B??4)
又cosB=a∴ 0<B≤∴ 1<
2
?c2?b2a2?c2?ac≥1?22ac2ac
?7??? ∴<B+≤
44123sin(B+
2
?4)≤
2
即1<y≤
例4.设a≥0,若y=cos2x-asinx+b的最大值为0,最小值为-4,试求a与b的值,并求出使y取得最大、最小值时的x值. 解:原函数变形为
a2a2y=-(sinx?)?1?b?
24∵-1≤sinx≤1,a≥0
∴若0≤a≤2,当sinx=-时 ymax=1+b+
a24a2=0 ①
2当sinx=1时,ymin=-(1?a)2?1?b?a
24=-a+b=-4 ② 联立①②式解得a=2,b=-2 y取得最大、小值时的x值分别为: x=2kπ-
?2(k∈Z),x=2kπ+
a2?2(k∈Z)
若a>2时,∈(1,+∞)