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4 5 4 5 3 2 , cosx+sinx=- 4 2 . ∴cosx-sinx= 5 5 2 7 解得 sinx=- 10 2 , cosx=- 10 , tanx=7. sin2x+2sin2x = 2sinxcosx+2sin2x ∴ 1-tanx 1-tanx 7 2 7 2 2 2 2()(- 10 )+2() 28 10 10 = =- 75 . 1-7
4.在一张半径为 2 米的水平圆桌正中央上空挂一盏电灯, 已 知桌子边缘一点处的亮度为 E, 灯光射到桌子边缘的光线与桌 面的夹角 及这一点到光源的距离 r 三者之间的关系为: E=k sin(其中 k 是一个与电光强度有关的常数), 问要使桌子 r2 边缘处最亮即E 最大, 应怎样选择电灯悬挂的高度 h(指电灯离 开桌面的距离)? 2 sincos2 (0<< ). 解: 由已知 r= cos . ∴E=k 2 4 2 2 2= k sin2cos4 = k 2sin2cos2cos2 ∴E 16 32 k2 ( 2sin2+cos2+cos2 )3 = k2 . ≤ 3 32 108 2=cos2 时取等号, 此时 tan2= 1 , tan= 2 . 当且仅当 2sin 2 2 ∴当 h=2tan= 2 时, E2 最大, 即 E 最大. 故电灯悬挂的高度 h 为 2 米时, 桌子边缘处最亮.
典型例题
∴0<cos(x1+x2)+cos(x1-x2)<1+cos(x1+x2). 2sin(x1+x2) 1 (tanx +tanx )>tan x1+x2 . ∴tanx1+tanx2> 1+cos(x +x ) . ∴ 2 1 2 2 1 2 1 [f(x )+f(x )]>f( x1+x2 ). ∴ 1 2 2 2
又 cos2=sin(2+ ) =2sin(+ )cos(+ ) 2 4 4 4 )× 3 =- 24 , =2(- 5 5 25 7 sin2=-cos(2+ ) =1-2cos2(+ ) =1-2( 3 )2 = 25 , 2 4 5
)= 2 (cos2-sin2) ∴cos(2+ 4 2
2(=
7 2 7 2 2 2 )(- 10 )+2() 28 10 10 =- 75 . 1-7
解法2 先化简原式 sin2x+2sin2x 2sinxcosx(1+tanx) = =sin2xtan( +x). 4 1-tanx 1-tanx 7 而 sin2x=-cos(2x+ ) =1-2cos2( +x) =1-2( 3 )2 = 25 , 2 4 5
4 5 4 3 4 4 ∴sin( +x)=- 1-cos2( +x) =- 5 . 有以下解法: 4 4 解法1 凑角处理
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] =cos( +x)cos +sin( +x)sin =- 2 . ∵cosx=cos[( 4 +x)- 4 4 4 4 4 10
7 2 ∴sinx=, tanx=7. 10 sin2x+2sin2x = 2sinxcosx+2sin2x ∴ 1-tanx 1-tanx
31 2 24 7 = 2 (- 25 - 25 ) =- 50 2 .
2.已知 cos(+ )= 3 , ≤< 3 , 求 cos(2+ ) 的值. 2 4 5 2 4 ≤ < 3 , 3 7 另解 ∵ 2 ∴ 4 ≤+ < 4 . ∵cos(+ 4 )= 3 >0, 2 5 4 4 3 7 ∴ 2 ≤+ < 4 . ∴sin(+ 4 )=- 1-cos2(+ 4 ) =- 5 . 4 2 2 ∵cos(+ )= 2 (cos-sin), sin(+ )= 2 (cos+sin), 4 4 4 ∴cos-sin= 3 2 , cos+sin=- 5 2 . 5 7 2 , cos=- 2 . 解得 sin=- 10 10 ∴cos(2+ )=cos[+(+ )] 4 4
注 亦可由 =(+ )- 等方法求出 sin, cos 后求值. 4 4
=coscos(+ )-sinsin(+ ) 4 4 2 3 7 2 )(- 4 ) =- 31 2 . =- 10 × 5 -(- 10 5 50
3.已知 O 为坐标原点, OA=(2cos2x, 1), OB=(1, 3 sin2x+a), 其中, xR, aR, a 为常数, 若 y=OAOB. (1)求 y 关于 x 的函数 关系式 f(x); (2)若 x[0, ] 时, f(x) 的最大值为 2, 求 a 的值; 2 (3)指出 f(x) 的单调区间. 解: (1)由已知 y=OAOB=2cos2x+ 3 sin2x+a, ∴f(x)=cos2x+ 3 sin2x+a+1.
2012年8月8日星期W
1.已知函数 f(x)=tanx, x(0, ), 若 x1, x2(0, ), 且 x1x2. 证明: 2 2 1 [f(x )+f(x )]>f( x1+x2 ). 1 2 2 2 sinx1 sinx2 sinx1cosx2+cosx1sinx2 证: tanx1+tanx2= cosx + cosx2 = cosx1cosx2 1 sin(x1+x2) 2sin(x1+x2) = cosx cosx = cos(x +x )+cos(x -x ) 1 2 1 2 1 2 ∵x1, x2(0, ), 且 x1x2, 2 ∴2sin(x1+x2)>0, cosx1cosx2>0 且 0<cos(x1-x2)&边长为 100m 的正方形地皮, 其中 R C AST 是一半径为 90m 的扇形小山, 其余 D 部分都是平地. 一开发商想在平地上建 S 一个矩形停车场, 使矩形的一个顶点在 ⌒ ST 上, 相邻两边 CQ, CR 落在正方形的 P Q 边 BC, CD 上, 求矩形停车场 PQCR 面 积的最大值和最小值. A MT B 解: 连结 AP, 设 PAB=(0º ≤90º ≤ ), 延长 RP, 交 AB 于 M, 则 AM=90cos, MP=90sin. ∴PQ=MB=100-90cos, PR=MR-MP=100-90sin. ∴S矩形PQCR=PQPR=(100-90cos)(100-90sin) =10000-9000(sin+cos)+8100sincos
5.如图: 某地要修建一横截面为梯形的水渠, 为降低成本, 必 须尽量减少水与水渠壁的接触面, 若水渠断面面积为定值 a, 渠 深 8 分米, 则水渠的倾角 为多少时, 才能使修建成本最低? E D A 解: 作 CE⊥AD 于 E. 设水渠横断面 边长之和为 l , 则 l=BC+2CD. h 8 , ∵ED=8cot, CD= sin C B 8(2BC+2DE) a ∴由 =a 得: BC= 8 -8cot. 2 a 16 ∴ l= 8 -8cot+ sin = a +8× 2-cos (0<< ). sin 2 8 令 k= 2-cos , 则 k>0, 且 ksin+cos=2. sin ∴ k2+1sin(+)=2. ∵sin(+)≤1, ∴ k2+1≥2. ∴k≥ 3 . 故当 k= 3 , 即 = 时, l 最小, 此时成本最低. 3
应用题举例
1.已知扇形的周长为 30cm, 当它的半径和圆心角各取什么 值时, 才能使扇形的面积最大? 最大面积是多少? 解: 设扇形的半径为 r, 圆心角为 , 面积为 S, 弧长为 l , 依题意得 l +2r=30. 则 l =30-2r(0<r<15). (15-r)+r ]2 1 ≤[ =56.25. ∴S= 2 l r=(15-r)r 2
3 2 6 2 6 , k+ 2 ](kZ). ∴f(x) 的单调递减区间为 [k+ 6 3
+x)= 3 , 17 <x< 7 , 求 sin2x+2sin2x 的值. 4.若 cos( 4 5 12 4 1-tanx 17 7 , 5 ∵cos( +x)= 3 , 解: ∵ <x< ∴ < +x<2.
当且仅当 15-r=r 即 r=7.5 时取等号.
l 故当 r=7.5 时, S 取最大值 56.25. 此时, l =15. ∴ = r =2. 答: 扇形的半径为 7.5cm, 圆心角为 2rad 时, 扇形的面积最 大, 最大面积是 56.25cm2.
2.已知一扇形的中心角为 , 所在圆的半径为 R. (1)若 =60º , R=10cm, 求扇形的弧长及该弧所在的弓形面积; (2)若扇形的周 长是一定值 C(C>0), 当 为多少弧度时, 该扇形有最大面积? 解: (1)设扇形的弧长为 l , 该弧所在的弓形面积为 S弓. ∵=60º , R=10cm, ∴ l = 10 (cm). =3 3 ∴S弓=S扇形-S三角形= 1 10 10- 1 102sin60º 2 2 3 - 3)(cm2). =50( 3 2 C (2)∵扇形的周长 C=2R+l =2R+R, ∴R= 2+ . C2 1 R2= 1 ( C )2 = 1 C2 1 ∴S扇形= 2 =2 2 2+ 2 2 4 4+4+2 4++ C2 1 =C . ≤ 2 4+2 4 16 4 ∴当且仅当 = 即 =2(=-2舍去)时, 该扇形有最大面 C2 2 积 16 cm .