题目内容

已知向量
a
=(cos2ωx-sin2ωx,sinωx),
b
=(
3
,2cosωx),函数f(x)=
a
b
(x∈R)的图象关于直线x=
π
2
对称,其中ω为常数,且ω∈(0,1).
(Ⅰ)求函数f(x)的表达式;
(Ⅱ)若将y=f(x)图象上各点的横坐标变为原来的
1
6
,再将所得图象向右平移
π
3
个单位,纵坐标不变,得到y=h(x)的图象,求y=h(x)在[-
π
4
π
4
]
上的取值范围.
分析:(Ⅰ)通过向量的数量积以及二倍角公式和两角和的正弦函数,化简函数为 一个角的一个三角函数的形式,通过函数的对称轴方程求出ω,然后得到函数f(x)的表达式;
(Ⅱ)通过函数图象的变换,求出y=h(x),利用x∈[-
π
4
π
4
]
,通过正弦函数的值域,求解函数的取值范围.
解答:(本小题满分12分)
解:(Ⅰ)因为函数f(x)=
a
b
=(cos2ωx-sin2ωx,sinωx)•(
3
,2cosωx)
=
3
(cos2ωx-sin2ωx)+2sinωxcosωx
=
3
cos2ωx+sin2ωx
=2sin(2ωx+
π
3
),
函数f(x)的图象关于直线x=
π
2
对称,
所以2sin(2ωx+
π
3
)=±2,ωπ+
π
3
=kπ+
π
2
,k∈Z,ω=k+
1
6
,k∈Z,
其中ω为常数,且ω∈(0,1).所以ω=
1
6

函数f(x)=2sin(
1
3
x+
π
3
);
(Ⅱ)若将y=f(x)图象上各点的横坐标变为原来的
1
6

再将所得图象向右平移
π
3
个单位,纵坐标不变,
得到y=2sin(2x-
π
3
)的图象,所以h(x)=2sin(2x-
π
3
),
x∈[-
π
4
π
4
]
,∴2x-
π
3
∈[-
6
π
6
],∴2sin(2x-
π
3
)∈[-2,1]
h(x)在[-
π
4
π
4
]
上的取值范围[-2,1].
点评:本题考查向量的数量积,两角和与差的三角函数,正弦函数的图象与性质,函数图象的平移变换,考查向量与三角函数的综合应用.
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