(21)(本小题满分 13 分) 设函数 f(x)= x…——2012 高考数学第 20 题答案解析

2012_退役省自主命题 (2012·文)

2012 ?? 第 20 题 解答题 区分题
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 $\sin S_{n}$ .

完整解析 · 逐步详解

[解析](I)$f^{\prime}(x)=\frac{1}{2}+\cos x$ ,令 $f^{\prime}(x)=\frac{1}{2}+\cos x=0$ ,可得 $x= \pm \frac{2 \pi}{3}+2 k \pi, k \in Z$ ,
又由极小值点定义 $f^{\prime}(x)>0 \Leftrightarrow 2 k \pi-\frac{2 \pi}{3}

$$ f^{\prime}(x)<0 \Leftrightarrow 2 k \pi+\frac{2 \pi}{3}

所以可判定 $x_{n}=-\frac{2 \pi}{3}+2 n \pi, n \in N_{+}$。
(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。

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