(本小题满分 12 分) 某实验室一天的温度(单位: ^…——2014 高考数学第 18 题答案解析

2014_退役省自主命题 (2014·文)

2014 全国 第 18 题 解答题 区分题
2014_退役省自主命题 (2014·文)

18.(本小题满分 12 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)求实验室这一天上午 8 时的温度;
(2)求实验室这一天的最大温差.

参考答案(1) $10^{\circ} \mathrm{C}$; (2) $4^{\circ} \mathrm{C}$ .

完整解析 · 逐步详解

【答案】(1) $10^{\circ} \mathrm{C}$ ;(2) $4^{\circ} \mathrm{C}$ .

## 【解析】

试题分析:(1)把 $f(t)=10-\sqrt{3} \cos \frac{\pi}{12} t-\sin \frac{\pi}{12} t$ 中的自变墨 $t$ 用 8 代替计算即可;(2)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 $f\left(\frac{y}{2}\right)$ 在 $[0,24)$ 上的最大值与最小值,最大值减去最小值即得最大温差.
试题解析:(1)$f(8)=10-\sqrt{3} \cos \left(\frac{\pi}{12} \times 8\right)-\sin \left(\frac{\pi}{12} \times 8\right)=10-\sqrt{3} \cos \frac{2 \pi}{3}-\sin \frac{2 \pi}{3}$

$$ =10-\sqrt{3} \times\left(-\frac{1}{2}\right)-\frac{\sqrt{2}}{2}=10 \text {. 学科 } $$

故实验室上午8时的温度为 $10^{\circ} \mathrm{C}$ .
(2)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 .
故实验室这一天最高温度为 $12^{\circ} \mathrm{C}$ ,最低温度为 $8^{\circ} \mathrm{C}$ ,最大温差为 $4^{\circ} \mathrm{C}$ 。

考点:三角函数的实际运用,两个角的和的正弦公式,三角函数的最值.

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