题目内容

已知函数f(x)=
3
sinωx+cosωx+c(ω>0,x∈R,c是实数常数)的图象上的一个最高点(
π
6
,1),与该最高点最近的一个最低点是(
3
,-3).
(1)求函数f(x)的解析式及其单调增区间;
(2)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且
AB
BC
=-
1
2
ac,角A的取值范围是区间M,当x∈M时,试求函数f(x)的值域.
考点:三角函数中的恒等变换应用,正弦函数的图象
专题:三角函数的图像与性质
分析:(1)利用三角恒等变换可求得f(x)=2sin(ωx+
π
6
)+c,依题意,解方程组
T
2
=
3
-
π
6
ω=
T
2sin(
π
6
•ω+
π
6
)+c=1
即可求ω与c的值,从而可得函数f(x)的解析式及其单调增区间;
(2)利用向量的数量积易求B=
π
3
,M=(0,
3
),利用正弦函数的单调性与最值即可求得函数f(x)的值域.
解答: 解:(1)∵f(x)=
3
sinωx+cosωx+c,
∴f(x)=2sin(ωx+
π
6
)+c.
∵(
π
6
,1)和(
3
,-3)分别是函数图象上相邻的最高点和最低点,
T
2
=
3
-
π
6
ω=
T
2sin(
π
6
•ω+
π
6
)+c=1
,解得
T=π
c=-1
ω=2

∴f(x)=2sin(2x+
π
6
)-1.
由2kπ-
π
2
≤2x+
π
6
≤2kπ+
π
2
,k∈Z,解得kπ-
π
3
≤x≤kπ+
π
6
,k∈Z,
∴函数f(x)的单调递增区间是[kπ-
π
3
,kπ+
π
6
],k∈Z.
(2)∵在△ABC中,
AB
BC
=-
1
2
ac,
∴accos(π-B)=-
1
2
ac,又0<B<π,
∴B=
π
3

∴A+C=
3
,C>0,于是0<A<
3
,即M=(0,
3
),
当x∈M时,
π
6
<2x+
π
6
2

∴-1<sin(2x+
π
6
)≤1,
∴-3<f(x)≤1,即函数f(x)的值域为(-3,1].
点评:本题考查三角恒等变换及其应用,着重考查正弦函数的图象与性质,考查方程思想与运算求解能力,属于中档题.
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