题目内容

设向量
a
=(sinx,cosx)
b
=(cosx,cosx),x∈R
,函数f(x)=
a
•(
a
+
b
)

(Ⅰ)求函数f(x)的最小正周期; 
(Ⅱ)求函数f(x)的单调增区间;
(Ⅲ)求函数f(x)在x∈[-
π
4
π
4
]
上的最大值和最小值.
分析:(Ⅰ)利用三角函数的恒等变换化简函数f(x)的解析式为
3
2
+
2
2
cos(2x+
π
4
),由此求得它的周期.
(Ⅱ)令 2kπ-
π
2
≤2x+
π
4
≤2kπ+
π
2
,k∈z,求得x的范围,即可求得函数的单调增区间.
(Ⅲ)由于x∈[-
π
4
π
4
]
,故2x+
π
4
[-
π
4
4
]
,结合函数图象可得函数的最小值和函数的最大值.
解答:解:(Ⅰ)由题意可得 函数f(x)=
a
•(
a
+
b
)
=(sinx,cosx)•(sinx+cosx,2cosx)=sinx(sinx+cosx )+2cos2x=1+
1
2
sin2x+
1+cos2x
2

=
3
2
+
2
2
cos(2x+
π
4
),
故函数的周期等于
2
=π.
(Ⅱ)令 2kπ-
π
2
≤2x+
π
4
≤2kπ+
π
2
,k∈z,kπ-
8
≤x≤kπ+
π
8
,k∈z,故函数的单调增区间为[kπ-
8
,kπ+
π
8
],k∈z.
(Ⅲ)由于x∈[-
π
4
π
4
]
,故2x+
π
4
[-
π
4
4
]
,故当2x+
π
4
=-
π
4
时,函数取得最小值为1,当 2x+
π
4
=
π
2
时,函数取得最大值为
3+
2
2
点评:本题主要考查两个向量的数量积公式,三角函数的恒等变换及化简求值,三角函数的周期性和求法,求复合三角函数的增区间,属于中档题.
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