(本小题满分 11 分) 某实验室一天的温度(单位: ^…——2014 高考数学第 17 题答案解析

2014_退役省自主命题 (2014·理)

2014 ?? 第 17 题 解答题 区分题
2014_退役省自主命题 (2014·理)

17.(本小题满分 11 分)
某实验室一天的温度(单位:${ }^{\circ} C$ )随时间 $t$(单位:$h$ )的变化近似满足函数关系;
$f(t)=10-\sqrt{3} \cos \frac{\pi}{12} t-\sin \frac{\pi}{12} t, t \in[0,24)$ .
(1)求实验室这一天的最大温差;
(2)若要求实验室温度不高于 $11^{\circ} \mathrm{C}$ ,则在哪段时间实验室需要降温?

参考答案(1) $4^{\circ} \mathrm{C}$; (2) 在10时至18时实验室需要降温.

完整解析 · 逐步详解

【答案】(1) $4^{\circ} \mathrm{C}$ ;(2)在10时至18时实验室需要降温.

## 【解析】

试题分析:(1)利用两个角的和的正弦公式把 $f(t)$ 变成 $f(t)=10-2 \sin \left(\frac{\pi}{12} t+\frac{\pi}{3}\right)$ ,根据 $0 \leq t<24$ 求出 $\frac{\pi}{12} t+\frac{\pi}{3}$ 的取值范围,确定 $\sin \left(\frac{\pi}{12} t+\frac{\pi}{3}\right)$ 的取值范围,从而求得 $f(t)$ 在 $[0,24)$ 上的最大值与最小值;②由题意知,解三角不等式 $10-2 \sin \left(\frac{\pi}{12} t+\frac{\pi}{3}\right)>11$ ,得出 $t$ 的取值范围,从而得到结论.

试题解析:(1)因为 $f(t)=10-2\left(\frac{\sqrt{3}}{2} \cos \frac{\pi}{12} t+\frac{1}{2} \sin \frac{\pi}{12} t\right)=10-2 \sin \left(\frac{\pi}{12} t+\frac{\pi}{3}\right)$ ,
又 $0 \leq t<24$ ,所以 $\frac{\pi}{3} \leq \frac{\pi}{12} t+\frac{\pi}{3}<\frac{7 \pi}{3},-1 \leq \sin \left(\frac{\pi}{12} t+\frac{\pi}{3}\right) \leq 1$ ,

当 $t=2$ 时, $\sin \left(\frac{\pi}{12} t+\frac{\pi}{3}\right)=1$ ;当 $t=14$ 时, $\sin \left(\frac{\pi}{12} t+\frac{\pi}{3}\right)=-1$ ;
于是 $f(t)$ 在 $[0,24)$ 上取得最大值 12 ,取得最小值 8 .
(2)依题意,当 $f(t)>11$ 时实验室需要降温.
由(1)得 $f(t)=10-2 \sin \left(\frac{\pi}{12} t+\frac{\pi}{3}\right)$ ,
所以 $10-2 \sin \left(\frac{\pi}{12} t+\frac{\pi}{3}\right)>11$ ,即 $\sin \left(\frac{\pi}{12} t+\frac{\pi}{3}\right)<\frac{1}{2}$ ,
又 $0 \leq t<24$ ,因此 $\frac{7 \pi}{6}<\frac{\pi}{12} t+\frac{\pi}{3}<\frac{11 \pi}{6}$ ,即 $10故在10时至18时实验室需要沙温。
考点:三角函数的实际运用,两个角的和的正弦公式,三角不等式的解法.

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