题目内容

已知向量
m
=(sinx,1),
n
=(
3
Acosx,
A
2
cos2x)(A>0)
,函数f(x)=
m
n
-1
的最大值为3.
(Ⅰ)求A以及最小正周期T;
(Ⅱ)将函数y=f(x)的图象向左平移
π
12
个单位,再将所得图象上各点的横坐标缩短为原来的
1
2
倍,纵坐标不变,得到函数y=g(x)的图象.求g(x)在[-
π
12
π
6
]
上的最小值,以及此时对应的x的值.
分析:(I)利用向量的数量积公式和三角恒等变换公式,化简得f(x)=Asin(2x+
π
6
)-1
,由f(x)最大值为3建立关于A的等式,解得A=4,再利用三角函数的周期公式即可算出最小正周期T;
(II)由(I)得函数f(x)=4sin(2x+
π
6
)-1
,根据三角函数图象变换的公式得到函数y=f(x)的图象经过两次变换后的图象对应的解析式为y=4sin(4x+
π
3
)-1
,可得g(x)=4sin(4x+
π
3
)-1
,再由正弦函数的图象与性质加以计算,即可得到g(x)在[-
π
12
π
6
]
上的最小值及相应应的x的值.
解答:解:( I)∵
m
=(sinx,1),
n
=(
3
Acosx,
A
2
cos2x)(A>0)

f(x)=
m
n
-1=
3
Asinxcosx+
A
2
cos2x-1

=A(
3
2
sin2x+
1
2
cos2x)-1
=Asin(2x+
π
6
)-1

∵A>0,且f(x)=
m
n
-1
的最大值为3,
∴A-1=3,
解得A=4,函数f(x)的最小正周期T=
2
=π.
综上所述,A=4且最小正周期T=π.
(Ⅱ)由(I)可得函数f(x)的解析式为f(x)=4sin(2x+
π
6
)-1

∴将函数y=f(x)的图象向左平移
π
12
个单位,得到y=4sin[2(x+
π
12
)+
π
6
]-1=4sin(2x+
π
3
)-1
的图象.
再将所得图象上各点的横坐标缩短为原来的
1
2
倍,纵坐标不变,得到y=4sin(4x+
π
3
)-1
的图象.
因此,函数g(x)=4sin(4x+
π
3
)-1

∵当x∈[-
π
12
π
6
]
4x+
π
3
∈[0,π],
可得sin(4x+
π
3
)
∈[0,1],
∴当4x+
π
3
=0或π时,
x=-
π
12
x=
π
6
时,g(x)min=-1.
即g(x)在[-
π
12
π
6
]
上的最小值为-1,
此时对应的x的值等于-
π
12
π
6
点评:本题给出以向量的数量积为解析式的函数,在已知函数的最小值情况下求函数的表达式,并讨论函数图象的变换问题.着重考查了向量的数量积公式、三角恒等变换公式和三角函数的图象与性质等知识,属于中档题.
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