(本小题满分 12 分) 已知向量 a = (cos x,…——2013 高考数学第 16 题答案解析

2013_退役省自主命题 (2013·文)

2013 全国 第 16 题 解答题 区分题
2013_退役省自主命题 (2013·文)

16.(本小题满分 12 分)

已知向量 $\boldsymbol{a}=\left(\cos x,-\frac{1}{2}\right), \boldsymbol{b}=(\sqrt{3} \sin x, \cos 2 x), x \in \boldsymbol{R}$,设函数 $f(x)=\boldsymbol{a} \cdot \boldsymbol{b}$.
(I)求 $\mathrm{f}(\mathrm{x})$ 的最小正周期.
(II)求 $f(x)$ 在 $\left[0, \frac{\pi}{2}\right]$ 上的最大值和最小值.

参考答案

:$f(x)=\bar{a} \cdot \bar{b}=\left(\cos x,-\frac{1}{2}\right) \cdot(\sqrt{3} \cos x, \cos 2 x)=\sqrt{3} \cos x \sin x-\frac{1}{2} \cos 2 x$ $=\sin x-\frac{1}{2} \cos 2 x=\frac{\sqrt{3}}{2} \sin 2 x-\frac{1}{2} \cos 2 x=\sin \left(2 x-\frac{\pi}{6}\right)$ (I)$f(x)$ 的最小正周期 $T=\frac{2 \pi}{2}=\pi$

完整解析 · 逐步详解

【解析】:本题主要考察的是向量的数量积运尊和三角函数的周期,最值问题。正确运用公式若 $\overrightarrow{\boldsymbol{a}}=\left(x_{1}, y_{1}\right), \overrightarrow{\boldsymbol{b}}=\left(x_{1}, y_{1}\right), x \in \boldsymbol{R}$,则 $\overrightarrow{\boldsymbol{a}} \cdot \vec{b}=x_{1} x_{1}+y_{1} y_{1} T=\left|\frac{2 \pi}{\omega}\right|$ 以及函数 $y=A \sin (\omega x+\phi)$ 图像性质的熟练运用是解答关键。本题属于高考的常考类型,需要多加练习,关注三角函数和定积分的结合也是热点之一。
【答案】:$f(x)=\bar{a} \cdot \bar{b}=\left(\cos x,-\frac{1}{2}\right) \cdot(\sqrt{3} \cos x, \cos 2 x)=\sqrt{3} \cos x \sin x-\frac{1}{2} \cos 2 x$

$=\sin x-\frac{1}{2} \cos 2 x=\frac{\sqrt{3}}{2} \sin 2 x-\frac{1}{2} \cos 2 x=\sin \left(2 x-\frac{\pi}{6}\right)$
(I)$f(x)$ 的最小正周期 $T=\frac{2 \pi}{2}=\pi$。

所以 $f(x)=\sin \left(2 x-\frac{\pi}{6}\right)$,最小正周期为 $\pi$。
(II)$\because x \in\left[0, \frac{\pi}{2}\right], \therefore\left(2 x-\frac{\pi}{6}\right) \in\left[-\frac{\pi}{6}, \frac{5 \pi}{6}\right\}$,由正弦函数性质知,。

当 $2 x-\frac{\pi}{6}=\frac{\pi}{2}$,即 $x=\frac{\pi}{3} \Rightarrow f\left(\frac{\pi}{3}\right)=1$;

当 $2 x-\frac{\pi}{6}=\frac{\pi}{6}$,即 $x=0 \Rightarrow f(0)=-\frac{1}{2}$;
当 $2 x-\frac{\pi}{6}=\frac{5 \pi}{6}$,即 $x=\frac{\pi}{2} \Rightarrow f\left(\frac{\pi}{2}\right)=\frac{1}{2}$;
所以, $\mathrm{f}(\mathrm{x})$ 在 $\left[0, \frac{\pi}{2}\right]$ 上的最大值,最小值分别为 $-\frac{1}{2}$。
【考点定位】本题主要考察的是向量的数量积运算和三角函数的周期,最值问题.属于容易题。

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