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    2024年高中数学(必修第一册)5.5三角函数和差角公式精品讲义(学生版+解析)

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    2024年高中数学(必修第一册)5.5三角函数和差角公式精品讲义(学生版+解析)

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    这是一份2024年高中数学(必修第一册)5.5三角函数和差角公式精品讲义(学生版+解析),共21页。


    1 两角和差的正弦,余弦与正切公式
    (理解公式的推导,体会其方法,而不死背公式)
    ① 余弦两角和差公式
    cs α±β=cs α cs β∓ sin α sin β
    推导如下
    如图,设单位圆与x轴的正半轴相交于点A(1 ,0),以x轴为非负半轴为始边作角α,β,α−β,它们的终边分别与单位圆相较于点P1csα ,sinα,A1csβ ,sinβ,Pcsα−β ,sinα−β,连接A1P1,AP,若把扇形OAP绕点O旋转β角,则点A,P分别与A1 ,P1重合.根据圆的旋转对称性可知,AP与A1P1重合,从而AP=A1P1,所以AP=A1P1.
    根据两点间的距离公式,得
    csα−β−12+sin2α−β=csα−csβ2+sinα−sinβ2
    化简得
    csα−β=cs α cs β+ sin α sin β

    cs α+β=cs α−−β=cs α cs β− sin α sin β
    ②正弦两角和差公式
    sin α±β=sin αcs β± cs αsin β
    推导如下
    sinα+β=csπ2−α−β
    =csπ2−αcsβ+sinπ2−αsinβ
    =sinαcsβ+ cs αsin β
    sinα−β=csπ2−α+β
    =csπ2−αcsβ−sinπ2−αsinβ
    =sinαcsβ− cs αsin β
    ③正切两角和差公式
    tan α±β=tan α± tan β1 ∓ tan α tan β
    (由S(α±β)、C(α±β)可推导正切的和差角公式)
    对公式中α、β的理解,他们可表示为一个数字、一个字母,甚至一个式子
    Eg:① sin75°=sin45°+30°=sin45°cs30°+cs45°sin30°=6+24
    对应公式sin α±β=sin α cs β± cs α sin β,把α看成数字45° , β看成数字30°;
    ② csx+π3=csx∙csπ3−sinx∙sinπ3
    对应公式cs α+β=cs α cs β−sin α sin β,把α看成字母x, β看成数字π3;
    ③tanπ4=tanx+π8+π8−x=tanx+π8+tanπ8−x1−tanx+π8tanπ8−x,
    对应公式tan α+β=tan α+ tan β1− tan α tan β,把α、β分别看成式子x+π8、x−π8.
    对应公式的运用,注意整体变换的思想.
    2 辅助角公式
    asinx+bcsx=a2+b2 sinx+φ
    其中tan φ=ba.
    熟记两个特殊角的化简过程
    a:b=1:1型,配π4
    sinx±csx=2sin⁡(x±π4)
    a:b=3:1型,配π6或π3
    sinx±3csx=2sinx±π3
    3sinx±csx=2sinx±π6

    【题型一】和差角公式的基本运用
    【典题1】 计算sin25°sin70°−cs155°sin20°= .

    【典题2】 tan27°+tan33°+3tan27°tan33°= .

    【典题3】 若α ,β∈(−π2 ,π2),且tanα ,tanβ是方程x2+43x+5=0的两个根,则α+β= .
    【典题4】已知sinα−sinβ=−13 ,csα+csβ=12,则cs(α+β)= .

    【典题5】 设0<β<α<π2 ,tan(a−β)+tanβ=1csβ,则( )
    A.2α+β=π2B.2α−β=π2C.a+2β=π2D.α−2β=π2
    【典题6】 在△ABC中,tanA+tanB+3=3tanAtanB,sinAcsB=34,则△ABC的形状为 .
    巩固练习
    1(★) sin80°cs50°+cs140°sin10°= .
    2(★) 若sinα=35,且α∈(π2 ,π),则tan(α+π4)= .
    3(★) 已知:α ,β均为锐角,tanα=12,tanβ=13,则α+β= .
    4 (★★) 在△ABC中,csA+sinA=15,则tan(A−π4)= .
    5(★★★) 设α=70°,若β∈(0,π2),且tanα=1+sinβcsβ,则β= .
    6 (★★★) 设α ,β∈(0 ,π2),sinαcsβ=3sinβcsα,则α−β的最大值为 .
    7(★★★) 已知锐角α,β满足α−β=π3,则1csα∙csβ+1sinα∙sinβ的最小值为 .
    【题型二】角的变换
    【典题1】 若sin(α+π5)=−13,α∈(0 ,π),则cs(π20−α)= .
    【典题2】若sin2α=55,sin(β−α)=1010,且α∈[π4 ,π],β∈[π ,3π2],则α+β的值是 .

    【典题3】已知α,β∈(0,π2),sin(2α+β)=2sinβ,则tanβ的最大值为 .
    巩固练习
    1 (★★) 已知0<α<β<π2,且cs(α−β)=6365 ,sinβ=1213,则sinα= .
    2 (★★) 若α ,β∈(0 ,π),cs(α−β2)=−1213,sin(α2−β)=45,则sinα+β2= .
    3 (★★) 若0<α<π2,−π2<β<0, cs(π4+α)=13,cs(π4−β2)=33,则cs(α+β2)= .
    4 (★★) 已知csα=255,tan(α−β)=−13,α ,β均为锐角,则β= .
    5 (★★) 已知csα=255,cs(β−α)=31010,且0<α<β<π2,则β的值 .
    6 (★★) 若sin2α=55,sin(β−α)=1010,且α∈π4 ,π,β∈[π ,3π2],则α+β的值是 .
    【题型三】辅助角公式的运用
    【典题1】 若π4<α<β<π2,sinα+csα=a,sinβ+csβ=b ,则a,b的大小关系是 .
    【典题2】 设当x=θ时,函数f(x)=2sinx+csx取得最小值,则cs(θ+π4)= .
    【典题3】 已知函数f(x)=2sinx-acsx图象的一条对称轴为x=−π6,f(x1)+f(x2)=0,且函数f(x)在(x1 ,x2)上单调,则|3x1+2x2|的最小值为 .

    巩固练习
    1(★★) 已知函数f(x)=|3sinωx−csωx| (ω>0)的最小正周期为π,则ω= .
    2(★★) A ,B ,C是△ABC的内角,其中B=2π3,则sinA+sinC的取值范围是 .
    3(★★) 若函数f(x)=sin2x−3cs2x在[0 ,t]上的值域为[−3 ,2],则t的取值范围为 .
    4(★★★) 已知函数f(x)=sinωx+csωx(ω>0)在(π6,5π12)上仅有1个最值,且是最大值,则实数ω的取值范围为 .
    5(★★★)已知函数f(x)=2sin(ωx+π6)+acsωx(a>0 ,ω>0)对任意的x1 ,x2∈R,都有f(x1)+f(x2)≤43,若f(x)在[0 ,π]上的值域为[3 ,23],则实数ω的取值范围为 .

    三角函数和差角公式
    1 两角和差的正弦,余弦与正切公式
    (理解公式的推导,体会其方法,而不死背公式)
    ① 余弦两角和差公式
    cs α±β=cs α cs β∓ sin α sin β
    推导如下
    如图,设单位圆与x轴的正半轴相交于点A(1 ,0),以x轴为非负半轴为始边作角α,β,α−β,它们的终边分别与单位圆相较于点P1csα ,sinα,A1csβ ,sinβ,Pcsα−β ,sinα−β,连接A1P1,AP,若把扇形OAP绕点O旋转β角,则点A,P分别与A1 ,P1重合.根据圆的旋转对称性可知,AP与A1P1重合,从而AP=A1P1,所以AP=A1P1.
    根据两点间的距离公式,得
    csα−β−12+sin2α−β=csα−csβ2+sinα−sinβ2
    化简得
    csα−β=cs α cs β+ sin α sin β

    cs α+β=cs α−−β=cs α cs β− sin α sin β
    ②正弦两角和差公式
    sin α±β=sin αcs β± cs αsin β
    推导如下
    sinα+β=csπ2−α−β
    =csπ2−αcsβ+sinπ2−αsinβ
    =sinαcsβ+ cs αsin β
    sinα−β=csπ2−α+β
    =csπ2−αcsβ−sinπ2−αsinβ
    =sinαcsβ− cs αsin β
    ③正切两角和差公式
    tan α±β=tan α± tan β1 ∓ tan α tan β
    (由S(α±β)、C(α±β)可推导正切的和差角公式)
    对公式中α、β的理解,他们可表示为一个数字、一个字母,甚至一个式子
    Eg:① sin75°=sin45°+30°=sin45°cs30°+cs45°sin30°=6+24
    对应公式sin α±β=sin α cs β± cs α sin β,把α看成数字45° , β看成数字30°;
    ② csx+π3=csx∙csπ3−sinx∙sinπ3
    对应公式cs α+β=cs α cs β−sin α sin β,把α看成字母x, β看成数字π3;
    ③tanπ4=tanx+π8+π8−x=tanx+π8+tanπ8−x1−tanx+π8tanπ8−x,
    对应公式tan α+β=tan α+ tan β1− tan α tan β,把α、β分别看成式子x+π8、x−π8.
    对应公式的运用,注意整体变换的思想.
    2 辅助角公式
    asinx+bcsx=a2+b2 sinx+φ
    其中tan φ=ba.
    熟记两个特殊角的化简过程
    a:b=1:1型,配π4
    sinx±csx=2sin⁡(x±π4)
    a:b=3:1型,配π6或π3
    sinx±3csx=2sinx±π3
    3sinx±csx=2sinx±π6

    【题型一】和差角公式的基本运用
    【典题1】 计算sin25°sin70°−cs155°sin20°= .
    【解析】 sin25°sin70°−cs155°sin20°
    =sin25°cs20°+cs25°sin20° (大角化小角)
    =sin(25°+20°)
    =sin45°
    =22
    【典题2】 tan27°+tan33°+3tan27°tan33°= .
    【解析】 ∵tan(27+33)°=tan60°=3
    ∴tan27°+tan33°1−tan27°tan33°=3
    ∴tan27°+tan33°=3−3tan27°tan33°
    ∴tan27°+tan33°+3tan27°tan33°=3
    【点拨】由tan α+β=tan α+ tan β1− tan α tan β可得
    tan α+ tan β=tan α+β(1− tan α tan β)
    tan α+ tan β+tan αtan βtan α+β=tan α+β

    【典题3】 若α ,β∈(−π2 ,π2),且tanα ,tanβ是方程x2+43x+5=0的两个根,则α+β= .
    【解析】由已知可得tanα+tanβ=−43,tanα⋅tanβ=5,
    ∴tan(α+β)=tanα+tanβ1−tanα⋅tanβ=−431−5=3.
    ∵α ,β∈(−π2 ,π2),且tanα<0, tanβ<0,
    ∴α ,β∈(−π2 ,0),则α+β∈(−π ,0),
    ∴α+β=−2π3.
    【点拨】注意考虑角度的范围.
    【典题4】已知sinα−sinβ=−13 ,csα+csβ=12,则cs(α+β)= .
    【解析】已知两等式分别平方得sinα-sinβ2=sin2α−2sinαsinβ+sin2β=19①,
    csα+csβ2=cs2α+2csαcsβ+cs2β=14 ②,
    ①+②得:2+2(csαcsβ−sinαsinβ)=1336,
    即csαcsβ−sinαsinβ=−5972,
    则csα+β=csαcsβ−sinαsinβ=−5972.

    【典题5】 设0<β<α<π2 ,tan(a−β)+tanβ=1csβ,则( )
    A.2α+β=π2B.2α−β=π2C.a+2β=π2D.α−2β=π2
    【解析】由题意知,tan(α-β)+tanβ=1csβ,
    即sin(α−β)cs(α−β)+sinβcsβ=1csβ, (正切化弦)
    等式两边同乘以cs(α-β)csβ,得sin(α-β)csβ+cs(α-β)sinβ=cs(α-β),
    所以sinα=cs(α-β),
    即cs(π2−α)=cs(α-β);(化为同一函数名)
    又0<β<α<π2,
    所以π2−α∈(0 ,π2),0<α−β<π2,(注意角度的范围限制)
    所以π2−α=α-β,所以2α-β=π2.
    故选:B.
    【点拨】遇到含正切与正弦余弦的等式,可采取“切化弦”的方法.
    【典题6】 在△ABC中,tanA+tanB+3=3tanAtanB,sinAcsB=34,则△ABC的形状为 .
    【解析】∵tanA+tanB+3=3tanAtanB,
    ∴tan(A+B)=tanA+tanB1−tanAtanB=3⋅(tanAtanB−1)1−tanAtanB=−3=−tanC,
    ∴tanC=3,∴C=π3,A+B=2π3.
    又sinAcsB=34,
    ∴sinC=sin(A+B)=sinAcsB+csAsinB=32,
    ∴csAsinB=34,∴sinA﹣B=sinAcsB−csAsinB=0,
    ∴A=B,
    ∴△ABC为等边三角形.
    【点拨】在三角形△ABC中,sinC=sin⁡(A+B),csC=−cs⁡(A+B).
    巩固练习
    1(★) sin80°cs50°+cs140°sin10°= .
    【答案】 12
    【解析】sin80°cs50°+cs140°sin10°=cs10°cs50°-sin50°sin10°
    =cs(50°+10°)=cs60°=12.
    2(★) 若sinα=35,且α∈(π2 ,π),则tan(α+π4)= .
    【答案】 17
    【解析】若sinα=35,且α∈(π2,π),则csα=−1−sin2α=−1−(35)2=−45,
    所以tanα=sinαcsα=35−45=−34,
    所以tan(α+π4)=tanα+tanπ41−tanαtanπ4=−34+11−(−34)×1=17.
    3(★) 已知:α ,β均为锐角,tanα=12,tanβ=13,则α+β= .
    【答案】 π4
    【解析】由于α,β均为锐角,tanα=12,tanβ=13,
    所以0<α+β<π2+π2=π.
    所以tan(α+β)=tanα+tanβ1−tanαtanβ=12+131−16=1.
    所以α+β=π4.
    4 (★★) 在△ABC中,csA+sinA=15,则tan(A−π4)= .
    【答案】 7
    【解析】因为△ABC中,csA+sinA=15,
    ∴cs2A+sin2A+2sinAcsA=125⇒sinAcsA=−1225;
    ∴csA<0;
    csA=−1−sin2A=−1−(15−csA)2;
    ∴csA=−35,(45舍);
    故sinA=45; tanA=−43;
    ∴tan(A−π4)=tanA−tanπ41+tanAtanπ4=−43−11+(−43)×1=7.
    5(★★★) 设α=70°,若β∈(0,π2),且tanα=1+sinβcsβ,则β= .
    【答案】 500
    【解析】由tanα=1+sinβcsβ得,
    sinαcsβ=csα+csαsinβ,sin(α−β)=csα=sin(π2−α),
    因为β∈(0,π2),α=70°,所以α−β∈(−π2,π2),π2−α∈(0,π2),
    由sin(α−β)=csα=sin(π2−α),得α−β=π2−α,2α−β=π2,
    所以β=50°.
    6 (★★★) 设α ,β∈(0 ,π2),sinαcsβ=3sinβcsα,则α−β的最大值为 .
    【答案】π6
    【解析】由sinαcsβ=3sinβcsα可得tanα=3tanβ,
    ∵α,β∈(0,π2),
    所以tan(α−β)=tanα−tanβ1+tanαtanβ=2tanβ1+3tan2β=23tanβ+1tanβ≤223tanβ⋅1tanβ=33,
    当且仅当3tanβ=1tanβ即tanβ=33,tanα=3时取等号,此时α-β取得最大值π6.
    7(★★★) 已知锐角α,β满足α−β=π3,则1csα∙csβ+1sinα∙sinβ的最小值为 .
    【答案】 8
    【解析】因为锐角α,β满足α−β=π3,
    所以cs(α﹣β)=csαcsβ+sinαsinβ=12,
    令x=csαcsβ,y=sinαsinβ,则x+y=12,
    由题意得x>0,y>0,
    则1csαcsβ+1sinαsinβ=1x+1y=2x+y1x+1y
    =2(2+yx+xy)≥2(2+2xy⋅yx)=8,
    当且仅当x=y时取等号,此时1csαcsβ+1sinαsinβ的最小值8.
    【题型二】角的变换
    【典题1】 若sin(α+π5)=−13,α∈(0 ,π),则cs(π20−α)= .
    【解析】 ∵α+π5+π20−α=π4, ∴π20−α=π4−(α+π5),
    ∵α∈(0 ,π),∴α+π5∈(π5 ,6π5),
    又sin(α+π5)=−13<0,即α+π5在第三象限,(注意角度的范围)
    ∴cs(α+π5)=−223,
    则cs(π20−α)=cs[π4−(α+π5)]=22×(−223)+22×(−13)=−4−26.
    【点拨】
    ① 因为已知角α+π5和所求角π20−α中α的系数是相反数,故想到两角和α+π5+π20−α=π4是特殊角为关键,则有π20−α=π4−(α+π5).
    ② 在角的变换中,要注意已知角与所求角之间的和差是否为定值.
    【典题2】若sin2α=55,sin(β−α)=1010,且α∈[π4 ,π],β∈[π ,3π2],则α+β的值是 .
    【解析】(找到已知角2α、β−α与所求角α+β之间的关系α+β=2α+(β−α))
    则cs(α+β)=cs[2α+(β−α)]=cs2α∙cs(β−α)-sin2α∙sin(β−α)
    (求sin(α+β)也k,还要求cs2α,cs(β−α))
    ∵α∈[π4 ,π],∴2α∈[π2 ,2π],
    又0∴cs2α=−1−sin22α=−255;
    ∵2α∈(5π6 ,π)⇒α∈(5π12 ,π2),β∈[π ,3π2],
    ∴β−α∈(π2 ,13π12),
    ∴cs(β−α)=−1−sin2(β−α)=−31010,
    (确定2α与β−α的范围,以确定cs2α和cs(β−α)的正负号)
    ∴cs(α+β)=−255×(−31010)−55×1010=22,
    又α∈(5π12 ,π2),β∈[π ,3π2],
    ∴(α+β)∈(17π12 ,2π),
    ∴α+β=7π4.
    【典题3】已知α,β∈(0,π2),sin(2α+β)=2sinβ,则tanβ的最大值为 .
    【解析】∵α,β∈(0,π2),sin(2α+β)=2sinβ,
    ∴sin[(α+β)+α]=2sin[α+β−α],
    ∴sin(α+β)csα+cs(α+β)sinα=2[sinα+βcsα−cs(α+β)sinα],
    即3cs(α+β)sinα=sin(α+β)csα,
    ∴tan(α+β)=3tanα,即tan(α+β)=tanα+tanβ1−tanα⋅tanβ=3tanα,
    化简整理得tanβ=2tanα1+3tan2α=21tanα+3tanα≤221tanα⋅3tanα=33,
    当且1tanα=3tanα,即tanα=33,等号成立,tanβ取得最大值33.
    巩固练习
    1 (★★) 已知0<α<β<π2,且cs(α−β)=6365 ,sinβ=1213,则sinα= .
    【答案】 45
    【解析】∵已知0<α<β<π2,且cs(α−β)=6365,sinβ=1213,
    ∴α-β∈(−π2,0),sin(α-β)=−1−cs2(α−β)=−1665,csβ=1−sin2β=513.
    ∴sinα=sin[(α-β)+β]=sin(α-β)csβ+cs(α-β)sinβ
    =−1665•513+6365•1213=676845=45,
    2 (★★) 若α ,β∈(0 ,π),cs(α−β2)=−1213,sin(α2−β)=45,则sinα+β2= .
    【答案】 6365
    【解析】由于α,β∈(0,π),
    所以0<α2<π2,-π<-β<0,0<β2<π2,
    故−π<α2−β<π2,−π2<α−β2<π,
    且sin(α2−β)=45,cs(α−β2)=−1213,
    故cs(α2−β)=35.sin(α−β2)=513,
    所以sinα+β2=sinα−β2−α2−β
    =sin(α−β2)cs(α2−β)−cs(α−β2)sin(α2−β)=6365,
    3 (★★) 若0<α<π2,−π2<β<0, cs(π4+α)=13,cs(π4−β2)=33,则cs(α+β2)= .
    【答案】 539
    【解析】∵0<α<π2,−π2<β<0,
    ∴π4<π4+α<3π4,π4<π4−β2<π2
    ∴sin(π4+α)=1−19=223,sin(π4−β2)=1−13=63
    ∴cs(α+β2)=cs[(π4+α)-(π4−β2)]
    =cs(π4+α)cs(π4−β2)+sin(π4+α)sin(π4−β2)=539.
    4 (★★) 已知csα=255,tan(α−β)=−13,α ,β均为锐角,则β= .
    【答案】 π4
    【解析】因为α为锐角,且csα=255,
    所以sinα=1−cs2α=55,tanα=sinαcsα=12,
    又因为tan(α-β)=−13,
    于是tanβ=tan[α−(α−β)]=tanα−tan(α−β)1+tanαtan(α−β)=12−(−13)1+12(−13)=1,
    又β为锐角,所以β=π4.
    5 (★★) 已知csα=255,cs(β−α)=31010,且0<α<β<π2,则β的值 .
    【答案】 π4
    【解析】∵0<α<β<π2,∴0<β−α<π2
    ∵cs(β−α)=31010,∴sinβ−α=1010
    ∴tan(β−α)=sin(β−α)cs(β−α)=101031010=13,由(1)得tanα=12
    则tanβ=tanα+β−α=tanα+tan⁡(β−α)1−tanαtan⁡(β−α)=12+131−12×13=1
    由0<β<π2得,β=π4
    6 (★★) 若sin2α=55,sin(β−α)=1010,且α∈π4 ,π,β∈[π ,3π2],则α+β的值是 .
    【答案】 7π4
    【解析】∵α∈[π4,π],β∈[π,3π2],∴2α∈[π2,2π],
    又0∴2α∈(5π6,π),即α∈(5π12,π2),∴β−α∈(π2,13π12),
    ∴cs2α=−1−sin22α=−255;
    又sin(β﹣α)=1010,∴β−α∈(π2,π),
    ∴cs(β﹣α)=−1−sin2(β−α)=−31010,
    ∴csα+β=cs2α+β﹣α=cs2αcsβ−α−sin2αsin⁡(β−α)
    =−255×(−31010)−55×1010=22.
    又α∈(5π12,π2),β∈[π,3π2],
    ∴(α+β)∈(17π12,2π),∴α+β=7π4,
    【题型三】辅助角公式的运用
    【典题1】 若π4<α<β<π2,sinα+csα=a,sinβ+csβ=b ,则a,b的大小关系是 .
    【解析】化简可得a=sinα+csα=2sin(α+π4),b=sinβ+csβ=2sin(β+π4),
    ∵π4<α<β<π2 ,∴π2<α+π4<β+π4<3π4,
    由正弦函数的单调性可知a>b.
    【点拨】熟记sinx±csx=2sin⁡(x±π4).
    【典题2】 设当x=θ时,函数f(x)=2sinx+csx取得最小值,则cs(θ+π4)= .
    【解析】对于函数f(x)=2sinx+csx=5sin(x+φ),
    其中csφ=25 ,sinφ=15,φ为锐角.
    当x=θ时,函数取得最小值,∴5sin(θ+φ)=−5,
    即sinθ+φ=−1,
    故可令θ+φ=−π2+2kπ (k∈Z),即θ=−π2−φ+2kπ,
    故 csθ+π4=cs−π4−φ+2kπ=csφ+π4
    =22csφ−22sinφ=22(25−15)=1010,
    故答案为:1010.
    【点拨】
    ① 辅助角公式asinx+bcsx=a2+b2 sinx+φ ,要理解其中φ的含义tan φ=ba.
    ② 涉及到三角函数fx=asinx+bcsx的性质问题(比如单调性、对称性、最值等),往往要通过辅助角公式把函数y=fx转化为fx=Asin(ωx+φ)的形式.
    【典题3】 已知函数f(x)=2sinx-acsx图象的一条对称轴为x=−π6,f(x1)+f(x2)=0,且函数f(x)在(x1 ,x2)上单调,则|3x1+2x2|的最小值为 .
    【解析】由题意,f(x)=2sinx−acsx=4+a2sin(x+θ),θ为辅助角,
    因为对称轴x=−π6,所以f(−π6)=−1−32a,
    即4+a2=|−1−32a|,(三角函数对称轴对应的y值是最值)
    解得a=23,
    所以f(x)=4sin(x−π3),对称轴方程为x=−π6+kπ(k∈Z),
    又因为f(x)在(x1 ,x2)上具有单调性,且f(x1)+f(x2)=0,
    设A(x1 ,f(x1)),B(x2 ,f(x2)),则线段AB的中点为函数f(x)的对称中心,
    所以x1+x2=2kπ+2π3(k∈Z),
    3x1+2x2=2x1+x2+x1=4kπ+4π3+x1
    显然当k=0,x1=−π6时,即x1=−π6,x2=5π6时取最小值7π6.
    (结合函数图像分析)

    巩固练习
    1(★★) 已知函数f(x)=|3sinωx−csωx| (ω>0)的最小正周期为π,则ω= .
    【答案】 1
    【解析】因为函数f(x)=|3sinωx−csωx|=|2sin(ωx−π6)|;
    故其最小正周期为:12×2πω=π⇒ω=1.
    2(★★) A ,B ,C是△ABC的内角,其中B=2π3,则sinA+sinC的取值范围是 .
    【答案】 (32 ,1]
    【解析】sinA+sinC=sinA+sin(π3−A)=sinA+32csA−12sinA
    =12sinA+32csA=sin(A+π3).
    ∵A∈(0,π3),∴A+π3∈(π3,2π3),
    ∴sin(A+π3)∈(32,1].
    3(★★) 若函数f(x)=sin2x−3cs2x在[0 ,t]上的值域为[−3 ,2],则t的取值范围为 .
    【答案】 [5π12 ,5π6]
    【解析】f(x)=sin2x−3cs2x=2sin(2x−π3)
    当x=0时,函数值是−3;
    当x=5π12时,函数值是2;
    当x=5π6时,函数值是−3;
    又函数在[0,5π12]上增,在[5π12,5π6]上减,可得t的取值范围[5π12,5π6].
    4(★★★) 已知函数f(x)=sinωx+csωx(ω>0)在(π6,5π12)上仅有1个最值,且是最大值,则实数ω的取值范围为 .
    【答案】 (35,32)
    【解析】因为f(x)=sinωx+csωx=2sin(ωx+π4),
    又函数f(x)在(π6,5π12)上仅有1个最值,且是最大值,
    所以πω6+π4<π2+2kπ<5πω12+π4,k∈z,且5π12−π6≤12T=πω,
    解可得,35+24k5<ω<32+12k,且ω≤4,
    从而有35<ω<32.
    5(★★★)已知函数f(x)=2sin(ωx+π6)+acsωx(a>0 ,ω>0)对任意的x1 ,x2∈R,都有f(x1)+f(x2)≤43,若f(x)在[0 ,π]上的值域为[3 ,23],则实数ω的取值范围为 .
    【答案】 [16 ,13]
    【解析】f(x)=3sinωx+(1+a)csωx=3+(1+a)2sin(ωx+ϕ),其中tanϕ=1+a3,
    又题意f(x)的最大值为23,1+a2=9,a>0,∴a=2,
    f(x)=23sin(ωx+π3)
    若f(x)在[0,π]上的值域为[3,23],π2≤ωπ+π3≤2π3,∴16≤ω≤13.

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