题目内容

已知函数f(x)=
3
sinπx+cosπx
,x∈R.
(1)求函数f(x)的最大值和最小值;
(2)设函数f(x)在[-1,1]上的图象与x轴的交点从左到右分别为M、N,图象的最高点为P,求
PM
PN
的夹角的余弦.
分析:(1)利用两角和差的正弦公式 化简函数的解析式为f(x)=2sin(πx+
π
6
)
,根据-1≤sin(πx+
π
6
)≤1

 求得函数f(x)的最大值和最小值.
 (2)令f(x)=2sin(πx+
π
6
)=0
,求出M、N两点的坐标,由sin(πx+
π
6
)=1
,求出点P的坐标,
由 cos<
PM
PN
>=
PM
PN
|
PM
|•|
PN
|
 求得结果.
解答:精英家教网解:(1)∵f(x)=
3
sinπx+cosπx
=2(
3
2
sinπx+
1
2
cosπx)

=2sin(πx+
π
6
)

∵x∈R,∴-1≤sin(πx+
π
6
)≤1

∴函数f(x)的最大值和最小值分别为2,-2.
(2)令f(x)=2sin(πx+
π
6
)=0
,得πx+
π
6
=kπ,k∈Z

∵x∈[-1,1],∴x=-
1
6
,或x=
5
6
,∴M(-
1
6
,0),N(
5
6
,0)

sin(πx+
π
6
)=1
,且x∈[-1,1]得 x=
1
3
,∴P(
1
3
,2)

PM
=(-
1
2
,-2),
PN
=(
1
2
,-2)
,从而  cos<
PM
PN
>=
PM
PN
|
PM
|•|
PN
|
=
15
17
点评:本题考查两角和差的正弦公式,三角函数的最值,两个向量夹角公式的应用,求出M、N两点的坐标,是解题的难点.
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