(21)(本小题满分 13 分)
设函数 $f(x)=\frac{x}{2}+\sin x$ 的所有正的极小值点从小到大排成的数列为 $\left\{x_{n}\right\}$ .
(I)求数列 $\left\{x_{n}\right\}$ 的通项公式.
(II)设 $\left\{x_{n}\right\}$ 的前 $n$ 项和为 $S_{n}$ ,求 $\sin S_{n}$ .
2012_退役省自主命题 (2012·文)
(21)(本小题满分 13 分)
设函数 $f(x)=\frac{x}{2}+\sin x$ 的所有正的极小值点从小到大排成的数列为 $\left\{x_{n}\right\}$ .
(I)求数列 $\left\{x_{n}\right\}$ 的通项公式.
(II)设 $\left\{x_{n}\right\}$ 的前 $n$ 项和为 $S_{n}$ ,求 $\sin S_{n}$ .
[解析](I)$f^{\prime}(x)=\frac{1}{2}+\cos x$ ,令 $f^{\prime}(x)=\frac{1}{2}+\cos x=0$ ,可得 $x= \pm \frac{2 \pi}{3}+2 k \pi, k \in Z$ , $$
f^{\prime}(x)<0 \Leftrightarrow 2 k \pi+\frac{2 \pi}{3} 所以可判定 $x_{n}=-\frac{2 \pi}{3}+2 n \pi, n \in N_{+}$。
又由极小值点定义 $f^{\prime}(x)>0 \Leftrightarrow 2 k \pi-\frac{2 \pi}{3}
(II)由(I )知 $S_{n}=-\frac{2 \pi}{3} n+2 \pi \times \frac{(n+1) n}{2}=(n+1) n \pi-\frac{2 n}{3} \pi$ ,
所以 $\sin S_{n}=\sin \left((n+1) n \pi-\frac{2 n}{3} \pi\right)=\sin \left(-\frac{2 n}{3} \pi\right)$ ,
即 $\sin S_{n}=\sin \left(-\frac{2 n}{3} \pi\right)=\left\{\begin{array}{l}-\frac{\sqrt{3}}{2}, n=3 k+1 \\ \frac{\sqrt{3}}{2}, n=3 k+2, k \in N \\ 0, n=3 k\end{array}\right.$ .
[考点定位]考查三角函数诱导公式,导数与极值,数列通项与求和。