题目内容

已知向量
m
=(cosωx,1),
n
=(
3
,sinωx)(ω>0),函数f(x)=
m
n
,且f(x)图象上一个最高点为P(
π
12
,2),与P最近的一个最低点的坐标为(
12
,-2).
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)设a为常数,判断方程f(x)=a在区间[0,
π
2
]上的解的个数;
(3)在锐角△ABC中,若cos(
π
3
-B)=1,求f(A)的取值范围.
考点:由y=Asin(ωx+φ)的部分图象确定其解析式
专题:三角函数的图像与性质
分析:(1)利用两个向量的数量积公式、两角和的正弦公式求得函数f(x)=2sin(ωx+
π
3
),根据周期求出ω,可得
f(x)的值域.
(2)求出f(x)=2sin(2x+
π
3
)的值域,分类讨论a的范围,可得方程f(x)=a在区间[0,
π
2
]上的解的个数.
(3)由条件求得
π
6
<A<
π
2
,利用正弦函数的定义域和值域求得f(A)的范围.
解答: 解:(1)函数f(x)=
m
n
=
3
cosωx+sinωx
=2sin(ωx+
π
3
),
再根据
T
2
=
1
2
12
-
π
12
),∴T=π=
ω
,∴ω=2,
∴f(x)=2sin(2x+
π
3
).
(2)∵f(x)=2sin(2x+
π
3
),x∈[0,
π
2
],
∴f(x)∈[-
3
,2],如图所示:
故由图象知,①当a=2或-
3
≤a<
3
时,
函数y=f(x)的图象和直线y=a有一个交点,
方程f(x)=a 有唯一解,
②当
3
≤a<2时,函数y=f(x)的图象和直线y=a有两个交点,方程f(x)=a 有两解;
当a>2 或a<-
3
时,函数y=f(x)的图象和直线y=a没有交点,方程f(x)=a 没有解.
(3)∵B=
π
3
,A+B>
π
2
,0<A<
π
2
,∴
π
6
<A<
π
2

∴2A+
π
3
∈(
3
3
),∴f(A)=2sin(2A+
π
3
)∈(-
3
3
),
即f(A)的范围为 (-
3
3
).
点评:本题主要考查两个向量的数量积公式,方程的解得个数判断,正弦函数的定义域和值域,属于中档题.
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