15.(本小题满分 13 分)
已知函数 $f ( x ) = \tan ( 2 x + \frac { \pi } { 4 } )$
(Ⅰ)求f x( )的定义域与最小正周期;
(II)设 $\alpha \in \left( 0 , { \frac { \pi } { 4 } } \right)$ ,若 $f ( \frac { \alpha } { 2 } ) = 2 \cos 2 \alpha$ ,求a的大小
见解析
2011_天津卷
15.(本小题满分 13 分)
已知函数 $f ( x ) = \tan ( 2 x + \frac { \pi } { 4 } )$
(Ⅰ)求f x( )的定义域与最小正周期;
(II)设 $\alpha \in \left( 0 , { \frac { \pi } { 4 } } \right)$ ,若 $f ( \frac { \alpha } { 2 } ) = 2 \cos 2 \alpha$ ,求a的大小
见解析
用 3 道相关题确认基础和中等变式会到哪一步。
【解答】
本小题主要考查两角和的正弦、余弦、正切公式,同角三角函数的基本关系,二倍角的正弦、余弦公式,正切函数的性质等基础知识,考查基本运算能力.满分13分.
(I)解:由 $2 x + { \frac { \pi } { 4 } } \neq { \frac { \pi } { 2 } } + k \pi , k \in Z$
得 $x \neq \frac { \pi } { 8 } + \frac { k \pi } { 2 } , k \in Z$
所以 f x( )的定义域为 $\{ x \in R \mid x \neq { \frac { \pi } { 8 } } + { \frac { k \pi } { 2 } } , k \in Z \}$
f x( )的最小正周期为 $\frac { \pi } { 2 }$ .
(II)解:由 $f ( \frac { a } { 2 } ) = 2 \cos 2 a$
得 $\tan ( a + { \frac { \pi } { 4 } } ) = 2 \cos 2 a .$
$$ { \frac { \sin ( a + { \frac { \pi } { 4 } } ) } { \cos ( a + { \frac { \pi } { 4 } } ) } } = 2 ( \cos ^ { 2 } a - \sin ^ { 2 } a ) , $$
整理得 ${ \frac { \sin a + \cos a } { \cos a - \sin a } } = 2 ( \cos a + \sin a ) ( \cos a - \sin a ) .$
因为 $a \in ( 0 , \frac { \pi } { 4 } )$ ,所以 $\sin a + \cos a \neq 0$
因此 $( \cos a - \sin a ) ^ { 2 } = { \frac { 1 } { 2 } }$ ,即 $\sin 2 a = \frac { 1 } { 2 }$
由 $a \in ( 0 , \frac { \pi } { 4 } )$ ,得 $2 a \in ( 0 , \frac { \pi } { 2 } )$
所以 $2 a = \frac { \pi } { 6 }$ ,即 $a = \frac { \pi } { 1 2 }$