题目内容

0<x<
π
2
,则函数f(x)=
1+cos2x+6sin2x
sin2x
的最小值为
2
3
2
3
分析:法一:先利用二倍角公式将函数f(x)化简,有两个方向,一是通过升次缩角,将函数中的角统一为单角x,通过对二次齐次式分子分母同除以cos2x的办法,转化为关于x的正切函数的值域问题,利用均值定理求最值,
法二:是通过降次扩角,将函数中的角统一为倍角2x,利用数形结合求函数的最值
解答:解:解法一:∵f(x)=
1+cos2x+6sin2x
sin2x
=
2cos2x+6 sin2x
sin2x
=
2cos2x+6sin2x
2sinx•cosx

0<x<
π
2
,∴cosx>0,tanx>0,
∴将f(x)的分子分母同除以cos2x
∴f(x)=
2+6tan2x
2tanx
=
1
tanx
+3tanx
≥2
1
tanx
×3tanx
=2
3

(当且仅当tanx=
3
3
,即x=
π
6
时取等号)
∴函数f(x)=
1+cos2x+6sin2x
sin2x
的最小值为 2
3

故答案为2
3

解法二:∵f(x)=
1+cos2x+6sin2x
sin2x
=
1+cos2x+6× 
1-cos2x
2
sin2x
=
-2(cos2x -2)
sin2x

∴设x=sin2x,y=cos2x,
0<x<
π
2
,∴0<x≤1,-1<y<1,
且x2+y2=1
∴点P(x,y)在以原点为圆心,1为半径的圆的右半圆上,如图
此时
y-2
x
表示点P与点(0,2)连线的斜率
数形结合可得:OP=r=1,OM=2,∠MAO=60°
y-2
x
≤-
3

-2(cos2x -2)
sin2x
=
-2(y-2)
x
≥2
3

∴函数f(x)=
1+cos2x+6sin2x
sin2x
的最小值为 2
3

故答案为2
3
点评:本题考察了三角函数求最值的方法,二倍角公式的应用,均值定理求最值和数形结合求最值的运用,转化化归的思想方法
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