函数公式网 正弦函数 高考难突破的选择题,正弦函数的极值点和零点

高考难突破的选择题,正弦函数的极值点和零点

本题是2022年高考理科数学国卷中关于正弦函数的极值点和零点的题。 按理说,这样的题应该不难。 但是老黄觉得这道题想要正面攻破是非常困难的,就算是作为解题来做,也算是一道特别难的题。 作为一道选择题,我们有更多的选择,但是即使方法对了,也不会很容易。

如果函数sin(ωx π/3)恰好在区间(0,π)内有三个极值点和两个零点,则ω的取值范围为

A. [5/3, 13/6]; B. [5/3,19/6]; C. (13/6,8/3]; D. (13/6,19 /6]

分析:为了描述方便,将正弦函数记为f( x)=sin(ωx/3π/3) 这道题比较合适的方法是通过测试区间端点来排除所有错误的选项,比如选项A和B的区间左端点都是5/3 ,包括5/3。但是选项C和D的区间不包含5/3。所以我们可以检验当ω=5/3时,函数是否满足条件。如果满足,排除C,D,如果不满足 , 排除 A, B。

若ω=5/3,f(x)=sin(5x/3 π/3),则最小正周期t=6π/5>π,也就是说正弦函数在(0 ,π) 小于一个周期。 但是,正弦函数的一个循环只有两个极值点,不能满足题目“恰好三个极值点”的要求。 所以排除A、B。

接下来观察C、D两个选项的区间差异,如果发现ω=19/6一致就选D,如果不一致就选D 满足,选C。别傻考ω=8/3。 这样做肯定是符合条件的,不排除C选项和D选项。 因为选项C和D的区间包括ω=8/3。

若ω=19/6,f(x)=sin(19x/6 π/3),最小正周期t=12π/19<π,最小正周期满足条件。 但这并不意味着满足所有条件。 接下来检查零点的情况,即当f(x)=0时,19x/6 π/3=kπ (k∈Z)。

x=(6k-2)π/19,求解0<(6k-2)π/19<π,得到1/3<k<7/2。 可以看出,当k=1、2、3时,每个函数都有一个零点,一共有三个零点,这与标题“恰好有两个零点”矛盾。 这样就排除了D,答案是C。

但是我们平时学习,不能就这么算了,还要分析一下极值点的情况。 但是这次老黄没有选择ω=19/6来测试。 因为已经排除了。 老黄选择ω=8/3进行测试,同样检查零点。

若ω=8/3,f(x)=sin(8x/3 π/3),k∈Z,当f(x)=0时,8x/3 π/3= kπ, π=(3k-1)π/8。

求解0<(3k-1)π/8<π,得到1/3<k<3。 k=1,2,可见f(x)正好有两个零点。

当f(x)=±1, 8x/3 π/3=π/2 kπ, x =(1 6k)π/16,这是f(x)取极值的情况。 不管是最大值1还是最小值-1,都可以统一成这种形式。

求解0<(1 6k)π/16<π,得到-1/6<k<5/2。 k=0,1,2。即f(x)在(0,π)正好有三个极值点。

有兴趣的可以继续测试其他取值 ω 作为练习。 但是,更大的挑战是用通用的方法去正面突破,把它作为一个解题来完成。 老黄觉得自己的智商太低了,做不到。 但这有关系吗? 重要的不应该是你自己解决吗? 如果讨论的朋友太多了,还是找不到积极突破的办法,傻老黄自然会继续努力寻找。

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