题目内容

7.如图,正方形ABCD的边长为2,O为AD的中点,射线OP从OA出发,绕着点O顺时针方向旋转至OD,在旋转的过程中,记∠AOP为x(x∈[0,π]),OP所经过的在正方形ABCD内的区域(阴影部分)的面积S=f(x),那么对于函数f(x)有以下三个结论:
①f($\frac{π}{3}$)=$\frac{\sqrt{3}}{2}$;
②函数f(x)在区间$(\frac{π}{2},π)$上为减函数;
③任意$x∈[0,\frac{π}{2}]$,都有f(x)+f(π-x)=4.
其中所有正确结论的序号是①③.

分析 由图形可得:当0≤x≤arctan2时,f(x)=$\frac{1}{2}$tanx;当arctan2<x<$\frac{π}{2}$,f(x)=S矩形OABM-S△OME=2-$\frac{2}{tanx}$;当x=$\frac{π}{2}$时,f(x)=2;当 $\frac{π}{2}$<x≤π-arctan2时,f(x)=2-$\frac{2}{tanx}$.当π-arctan2<x≤π时,f(x)=4+$\frac{1}{2}$tanx.即可判断出.

解答 解:当0≤x≤arctan2时,f(x)=$\frac{1}{2}$tanx;
当arctan2<x<$\frac{π}{2}$,在△OBE中,f(x)=S矩形OABM-S△OME=2-$\frac{1}{2}$EM•OM=2-$\frac{2}{tanx}$;
当x=$\frac{π}{2}$时,f(x)=2;
当 $\frac{π}{2}$<x≤π-arctan2时,同理可得f(x)=2-$\frac{2}{tanx}$.
当π-arctan2<x≤π时,f(x)=4-$\frac{1}{2}$×1×tan(π-x)=4+$\frac{1}{2}$tanx.于是可得:
①f($\frac{π}{3}$)=$\frac{1}{2}•tan\frac{π}{3}$=$\frac{\sqrt{3}}{2}$,正确;
②当 $\frac{π}{2}$<x≤π-arctan2时,由f(x)=2-$\frac{2}{tanx}$,为增函数.当π-arctan2<x≤π时,f(x)=4+$\frac{1}{2}$tanx,为增函数,因此不正确.
③?x∈$[0,\frac{π}{2}]$,由图形及其上面,利用对称性可得:f(x)+f(π-x)=4,因此正确;
故答案为:①③.

点评 本题考查了图形面积的计算、正切函数的单调性、简易逻辑的判定,考查了分类讨论思想方法、推理能力与计算能力,属于中档题.

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