题目内容

某地一天的温度(单位:°C)随时间t(单位:小时)的变化近似满足函数关系:f(t)=24-4sinωt-4
3
cosωt,t∈[0,24]
,且早上8时的温度为24°C,ω∈(0,
π
8
)
.
(1)求函数的解析式,并判断这一天的最高温度是多少?出现在何时?
(2)当地有一通宵营业的超市,我节省开支,跪在在环境温度超过28°C时,开启中央空调降温,否则关闭中央空调,问中央空调应在何时开启?何时关闭?
考点:函数模型的选择与应用
专题:三角函数的图像与性质
分析:(1)利用两角和与差的三角函数化简函数的表达式,利用已知条件求出参数值,即可得到解析式.
(2)利用函数的解析式直接求出时间t,即可得到所求结果.
解答: (本小题满分12分)
解:(1)依题意f(t)=24-4sinωt-4
3
cosωt=24-8sin(ωt+
π
3
)
…(2分)
因为早上8时的温度为24°C,即f(8)=24,
sin(8ω+
π
3
)=0⇒8ω+
π
3
=kπ⇒ω=
1
8
(k-
1
3
)π (k∈Z)
…(3分)
∵ω∈(0,
π
8
)
,故取k=1,ω=
π
12
,
所求函数解析式为f(t)=24-8sin(
π
12
t+
π
3
), t∈(0,24]
.…(5分)
由sin(
π
12
t+
π
3
)=-1
,
π
12
t+
π
3
∈(
π
3
,
7π
3
)
,可知
π
12
t+
π
3
=
3π
2
⇒t=14
,
即这一天在14时也就是下午2时出现最高温度,最高温度是32°C.…(7分)
(2)依题意:令24-8sin(
π
12
t+
π
3
)=28
,可得sin(
π
12
t+
π
3
)=-
1
2
…(9分)
∵
π
12
t+
π
3
∈(
π
3
,
7π
3
)
,∴
π
12
t+
π
3
=
7π
6
或
π
12
t+
π
3
=
11π
6
,
即t=10或t=18,…(11分)
故中央空调应在上午10时开启,下午18时(即下午6时)关闭…(12分)
点评:本题考查三角函数的化简求值,解析式的求法,考查计算能力.
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