题目内容

已知:z1=2cosx+isinx,z2=a+bi,a、b∈R,i为虚数单位,f(x)=cosx•Re(
.
z1
•z2)

且f(0)=2,f(
π
3
)=
1
2
+
3
2
,
(1)求z2;
(2)求函数f(x)在(-π,π)上的单调递增区间;
(3)若α-β≠Kπ,K∈z,且f(α)=f(β),求tan(α+β)的值.
分析:(1)计算(
.
z1
•z2)
的值,可得 Re(
.
z
1
•z2)
=2acosx+bsinx,从而得到f(x)=a(1+cos2x)+
1
2
bsin2x
,再由f(0)=2,f(
π
3
)=
1
2
+
3
2
,求出a和b的值,即得z2的值.
(2)根据f(x)=1+cos2x+sin2x=
2
sin(2x+
π
4
)+1
及x∈(-π,π),可得-
7π
4
<2x+
π
4
<
9π
4
,故当 -
7π
4
<2x+
π
4
<-
3π
2
,或-
π
2
≤2x+
π
4
≤
π
2
,或
3π
2
≤2x+
π
4
<
9π
4
时,函数单调递增,由此求得x的范围,即可得到函数f(x)在(-π,π)上的单调递增区间.
(3)由f(α)=f(β)得 sin(2α+
π
4
)=sin(2β+
π
4
)
,故2α+
π
4
=2kπ+2β+
π
4
或2α+
π
4
=2kπ+π-(2β+
π
4
)
,k∈Z,求得α+β=kπ+
π
4
,k∈Z,得tan(α+β)的值.
解答:解:(1)∵z1=2cosx+isinx,z2=a+bi,a、b∈R,∴(
.
z1
•z2)
=(2cosx-isinx)(a+bi)=(2acosx+bsinx)+(2bcosx-asinx)i,
故 Re(
.
z
1
•z2)
=2acosx+bsinx,
∴f(x)=cosx•(2acosx+bsinx)=2acos2x+bsinxcosx=a(1+cos2x)+
1
2
bsin2x
,
∵
f(0)=2a=2
f(
π
3
)=
1
2
a+
3
4
b=
1
2
+
3
2
,∴
a=1
b=2
,∴z2=1+2i.
(2)由以上可得 f(x)=1+cos2x+sin2x=
2
sin(2x+
π
4
)+1
,
由2kπ-
π
2
≤2x+
π
4
≤2kπ+
π
2
,k∈z,可得 
kπ-
3π
8
≤x≤kπ+
π
8
,k∈z.
再由x∈(-π,π)可得  -π<x≤-
7π
8
、或-
3π
8
≤x≤
π
8
、或
5π
8
≤x<π
,
∴函数f(x)在(-π,π)上的单调递增区间为:(-π,-
7π
8
]、[-
3π
8
,
π
8
]、[
5π
8
,π).
(3)由f(α)=f(β)可得  sin(2α+
π
4
)=sin(2β+
π
4
)
,
故2α+
π
4
=2kπ+2β+
π
4
或2α+
π
4
=2kπ+π-(2β+
π
4
)
,k∈Z,
可得 α-β=kπ或α+β=kπ+
π
4
,k∈Z,
∵已知 α-β≠Kπ,得到 α+β=kπ+
π
4
,k∈Z,
故有  tan(α+β)=tan(kπ+
π
4
)=1
.
点评:本题主要考查正弦函数的定义域和值域,二倍角公式,正弦函数的单调增区间,求出f(x)=a(1+cos2x)-
1
2
bsin2x
,是解题的突破口.
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