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教材习题答案
第一章 集合与常用逻辑用语 数 A B. B x x是平行四边形或梯形 但x不是
ꎬ∴ ⫌ ∁S ={ | ꎬ
和 的公倍数是 的倍数 因而A 菱形 x x是邻边不相等的平行四边形或
1.1 集合的概念 (3)4 10 20 ꎬ = }={ |
x N x是 与 的公倍数 x N x 梯形
练习
{ ∈ +| 4 10 }={ ∈ +| }ꎬ
是 的倍数 x x m m N B. A x x是平行四边形或梯形 但x不是平
1.解析 是.满足集合中元素的确定性.
20 }={ | =20 ꎬ ∈ +}= ∁S ={ | ꎬ
(1) ◆习题1.2 行四边形 x x是梯形 .
}={ | }
不是. 游泳能手 无明确的标准 因此
(2) “ ” ꎬ 复习巩固 3.解析
高中学生中的游泳能手 不能组成集合.
“ ” 1.答案
2.答案 (1)∉ꎻ∉ꎻ⫋ꎻ⫋ (2)∈ꎻ⫋ꎻ⫋ꎻ= (1)
∈ꎻ∉ꎻ∉ꎻ∉ꎻ∈ꎻ∈
3.解析 方程x2 的根为 (3)⫋ꎻ⫌
(1) -9=0 3ꎬ-3ꎬ 2.解析 D C B A
该集合为 . ⫋ ⫋ ⫋ ꎬ
∴ {3ꎬ-3} 用 图表示如图.
集合中的元素是点 用坐标表示 Venn
(2) ꎬ ꎬ
该集合为 .
∴ {(1ꎬ4)} (2)
集合中的元素满足 x 即x
(3) 4 -5<3ꎬ <2ꎬ
该集合为 x x .
∴ { | <2}
◆习题1.1 综合运用
3.解析 答案不唯一 x x是立德中学
复习巩固 ( )(1){ |
高一一班的学生 . ◆习题1.3
1.答案 }
(1)∈ꎻ∉ꎻ∈ꎻ∉ x x是等边三角形 . 复习巩固
(2){ | }
2. ( 解 2 析 )∉ (3 大 )∉ 于 ( 且 4) 小 ∈ 于 ꎻ∉ 的整数有 个 (3)⌀ . 1.解析 B ={ x |3 x -7≥8-2 x }={ x | x ≥3}ꎬ
(1) 1 6 4 : . A B x x x x x x
集合为 . (4){4} ∴ ∪ ={ |2≤ <4}∪{ | ≥3}={ | ≥
2ꎬ3ꎬ4ꎬ5ꎬ∴ {2ꎬ3ꎬ4ꎬ5} 4.解析 集合D表示直线 x y 与直线x
x x 的解为x 或x 2 - =1 + 2}ꎬ
(2)( -1)( +2)=0 =1 =-2ꎬ y 的交点 组成的集合 而 在 A B x x x x
集合A . 4 =5 (1ꎬ1) ꎬ (1ꎬ1) ∩ ={ |2≤ <4}∩{ | ≥3}
∴ ={1ꎬ-2} 直线y x上 D C. x x .
由 x 得 x . = ꎬ∴ ⫋ ={ |3≤ <4}
(3) -3<2 -1<3ꎬ -1< <2 拓广探索 2.解析 A B
x Z x 或x . ={1ꎬ2ꎬ3ꎬ4ꎬ5ꎬ6ꎬ7ꎬ8}ꎬ ={1ꎬ2ꎬ
∵ ∈ ꎬ∴ =0 =1 5.解析 P Q C
集合B . (1)∵ = ꎬ 3}ꎬ ={3ꎬ4ꎬ5ꎬ6}ꎬ
∴ ={0ꎬ1} {a {a
A B A C
综合运用 =-1ꎬ即 =-1ꎬ a b . ∴ ∩ ={1ꎬ2ꎬ3}ꎬ ∩ ={3ꎬ4ꎬ5ꎬ6}ꎬ
∴ b b ∴ - =0 B C B C
3.解析 x x n n Z且 n . 1=- ꎬ =-1ꎬ ∪ ={1ꎬ2ꎬ3ꎬ4ꎬ5ꎬ6}ꎬ ∩ ={3}ꎬ
(1){ | =2 ꎬ ∈ 1≤ ≤5} B A A B C
(2)∵ ⊆ ꎬ ∴ ∩( ∪ )={1ꎬ2ꎬ3ꎬ4ꎬ5ꎬ6}ꎬ
(2){1ꎬ2ꎬ3ꎬ12ꎬ21ꎬ13ꎬ31ꎬ23ꎬ32ꎬ123ꎬ132ꎬ 利用数轴分析法 如图 可知a . A B C .
. ∴ ( )ꎬ ≥2 ∪( ∩ )={1ꎬ2ꎬ3ꎬ4ꎬ5ꎬ6ꎬ7ꎬ8}
213ꎬ231ꎬ312ꎬ321}
3.解析 每个参加比赛的同学最多只能参加
. “
(3){4ꎬ5ꎬ6}
两项比赛 表示为A B C .
造纸术 印刷术 指南针 火药 . ” ∩ ∩ =⌀
(4){ ꎬ ꎬ ꎬ }
A B表示参加 或参加 跑
4.解析 y y x2 x R (1) ∪ 100 m 200 m
(1){ | = -4ꎬ ∈ } 1.3 集合的基本运算 的同学组成的集合.
y y .
={ | ≥-4}
练习 A C表示既参加 又参加
(2) ∩ 100 m 400 m
(2) x ≠0 时 ꎬ 函数y = 2 x 有意义 ꎬ 1.解析 A B 跑的同学组成的集合.
∩ ={3ꎬ5ꎬ6ꎬ8}∩{4ꎬ5ꎬ7ꎬ8}={5ꎬ
集合为 x x . A B 综合运用
∴ { | ≠0} 8}ꎻ ∪ ={3ꎬ5ꎬ6ꎬ8}∪{4ꎬ5ꎬ7ꎬ8}={3ꎬ4ꎬ
. 4.解析 因为 A x x B
由 x x得x 4 5ꎬ6ꎬ7ꎬ8} = { | 3≤ <7}ꎬ =
(3) 3 ≥4-2 ≥
5
ꎬ 2.解析 A
={
x
|
x2
-4
x
-5=0}={
x
|(
x
-5)(
x
{
x
|2<
x
<10}ꎬ
所以A
∪
B
={
x
|2<
x
<10}ꎬ
A
∩
B
集合为 { x x 4 } . +1)=0}={5ꎬ-1}ꎬ B ={ x | x2 =1}={-1ꎬ1}ꎬ ={ x |3≤ x <7}ꎬ∁R A ={ x | x <3ꎬ 或x ≥7}ꎬ∁R B =
∴ ≥ 5 ∴ A ∪ B ={5ꎬ-1}∪{-1ꎬ1}={-1ꎬ1ꎬ5}ꎬ { x | x ≤2ꎬ 或x ≥10}ꎬ 所以 ∁R( A ∪ B )={ x | x ≤
拓广探索 A ∩ B ={5ꎬ-1}∩{-1ꎬ1}={-1} . 2ꎬ 或x ≥10}ꎻ∁R( A ∩ B )={ x | x <3ꎬ 或x ≥7}ꎻ
5.解析 略. 3.解析 A ∩ B ={ x | x是等腰三角形 ꎬ 且x是直 (∁R A )∩ B ={ x |2< x <3ꎬ 或 7≤ x <10}ꎻ A ∪
角三角形 }={ x | x是等腰直角三角形 } . (∁R B )={ x | x ≤2ꎬ 或 3≤ x <7ꎬ 或x ≥10} .
1.2 集合间的基本关系 A B x x是等腰三角形 或x是直角三角 5.解析 当a 时 A B A B
∪ ={ | ꎬ =3 ꎬ ={3}ꎬ ={1ꎬ4}ꎬ ∪
练习 形 x x是等腰三角形或直角三角形 . A B
}={ | } ={1ꎬ3ꎬ4}ꎬ ∩ =⌀ꎻ
1.解析 a b c a b a c b 4.解析 A B x x是幸福农场的汽车或货 当a 时 A B A B
⌀ꎬ{ }ꎬ{ }ꎬ{ }ꎬ{ ꎬ }ꎬ{ ꎬ }ꎬ{ ꎬ ∪ ={ | =1 ꎬ ={1ꎬ3}ꎬ ={1ꎬ4}ꎬ ∪ ={1ꎬ
c a b c . 车 . A B
}ꎬ{ ꎬ ꎬ } } 3ꎬ4}ꎬ ∩ ={1}ꎻ
2.答案 练习 当a 时 A B A B
(1)∈ (2)∈ (3)= (4)⫋ =4 ꎬ ={3ꎬ4}ꎬ ={1ꎬ4}ꎬ ∪ ={1ꎬ
1.解析 A B A B
(5)⫋ (6)= ∁U ={1ꎬ3ꎬ6ꎬ7}ꎬ∁U ={2ꎬ4ꎬ6}ꎬ 3ꎬ4}ꎬ ∩ ={4}ꎻ
3.解析 A B. A B 当a 且a 且a 时 A B
(1) ⫋ ∴ ∩(∁U )={2ꎬ4ꎬ5}∩{2ꎬ4ꎬ6}={2ꎬ4}ꎬ ≠1ꎬ ≠3ꎬ ≠4 ꎬ ∪ ={1ꎬ3ꎬ
A x x k k N 是由自然数中 的 A B a A B .
(2) ={ | =3 ꎬ ∈ } 3 (∁U )∩(∁U )={1ꎬ3ꎬ6ꎬ7}∩{2ꎬ4ꎬ6}= 4ꎬ }ꎬ ∩ =⌀
倍数构成的集合 B x x z z N 是由 . 拓广探索
ꎬ ={ | =6ꎬ ∈ } {6}
自然数中 的倍数构成的集合 的倍数一 2.解析 B C x x是菱形 且x是矩形 6.解析 U A
6 ꎬ6 ∩ ={ | ꎬ }= ={0ꎬ1ꎬ2ꎬ3ꎬ4ꎬ5ꎬ6ꎬ7ꎬ8ꎬ9ꎬ10}ꎬ∵
定是 3 的倍数 ꎬ 但 3 的倍数不一定是 6 的倍 { x | x是正方形 }ꎬ ∩(∁U B )={1ꎬ3ꎬ5ꎬ7}ꎬ∴{1ꎬ3ꎬ5ꎬ7}⊆ A ꎬ 而
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集合B中不包含 拓广探索 2.解析 所有三角形都不是直角三角形.
{1ꎬ3ꎬ5ꎬ7}ꎬ (1)
B . 6.解析 若 ABC是锐角三角形 则a2 b2 所有梯形都不是等腰梯形.
∴ ={0ꎬ2ꎬ4ꎬ6ꎬ8ꎬ9ꎬ10} (1) △ ꎬ + (2)
c2. 任意实数的绝对值都是正数.
> (3)
1.4 充分条件与必要条件 证明 必要性 当 ABC是锐角三角形时 如 ◆习题1.5
: : △ ꎬ
1.4.1 充分条件与必要条件 图 ①ꎬ 过点A作AD ⊥ BC ꎬ 垂足为D ꎬ 设CD = 复习巩固
练习 x ꎬ 则有BD = a - x ꎬ 根据勾股定理 ꎬ 得b2 - x2 = 1.解析 (1) 真. (2) 真. (3) 真. (4) 假.
1.解析 (1) 是充分条件. (2) 不是充分条件. c2 -( a - x ) 2 ꎬ 2.解析 (1) 真. (2) 真. (3) 真.
(3) 是充分条件. 整理得a2 + b2 = c2 +2 ax ꎬ (4) 若n =2 k ꎬ k ∈ Z ꎬ 则n2 +1=4 k2 +1 不是 4
2.解析 (1) 是必要条件. (2) 不是必要条件. ∵ a >0ꎬ x >0ꎬ∴2 ax >0ꎬ∴ a2 + b2 > c2. 的倍数 ꎻ
3.解析 充分条件 :(1)∠1=∠4ꎬ(2)∠1= 充分性 : 在 △ ABC中 ꎬ a2 + b2 > c2 ꎬ∴ ∠ C不是 若n =2 k -1ꎬ k ∈ Z ꎬ 则n2 +1=4 k2 -4 k +2 不是
°. 直角. 的倍数 故命题为假命题.
∠2ꎬ(3)∠1+∠3=180 4 ꎬ
必要条件 :(1)∠1=∠4ꎬ(2)∠1=∠2ꎬ(3) 假设 ∠ C为钝角 ꎬ 如图 ②ꎬ 过B作BD ⊥ AC ꎬ 3.解析 (1)∃ x ∈ Z ꎬ| x |∉ N.
°. 交AC的延长线于D. 存在一个可以被 整除的整数 末位数
∠1+∠3=180 (2) 5 ꎬ
1.4.2 充要条件 设CD = y ꎬ 则BD2 = a2 - y2 ꎬ 字不是 0 .
练习 根据勾股定理 ꎬ 得c2 =( b + y ) 2 +( a2 - y2 )= a2 (3)∀ x ∈ R ꎬ x +1<0 .
+ b2 +2 by > a2 + b2 ꎬ 所有四边形的对角线都不互相垂直.
1.解析 p是q的充要条件. p不是q (4)
(1) (2) 与a2 + b2 > c2矛盾 ꎬ 综合运用
的充要条件. p不是q的充要条件.
(3) ∴∠ C为锐角 ꎬ 即 △ ABC为锐角三角形. 4.解析 假.平面直角坐标系下 有些直线
2.解析 两个三角形全等 的充要条件 (1) ꎬ
“ ” : ∴ △ ABC为锐角三角形的一个充要条件是 不与x轴相交.
两个三角形三边对应相等.
(1) a2 + b2 > c2. 真.有些二次函数的图象不是轴对称
两个三角形的两边及夹角对应相等. (2)
(2) 图形.
两个三角形相似 的充要条件
“ ” : 假.任意一个三角形的内角和都不小
两个三角形三边对应成比例. (3)
(1) 于 °.
两个三角形三角对应相等. 180
(2) 真.任意一个四边形的四个顶点都在同
3.证明 作AE BC于E DF BC于F. (4)
⊥ ꎬ ⊥ 一个圆上.
AD BC AE DF.
∵ ∥ ꎬ∴ = 5.解析 所有的平行四边形的对角线互相
(1) 充分性.由AE = DF ꎬ AC = BD知 ꎬRt△ AEC 图 ① 图 ② 平分 . (1)
DFB ACE DBF ABC
≌Rt△ ꎬ∴ ∠ =∠ ꎬ∴ △ ≌
若 ABC是钝角三角形 C为钝角 则 否定 有的平行四边形的对角线不互相平分.
DCB AB DC 梯形ABCD是等腰梯形. (2) △ ꎬ∠ ꎬ :
△ ꎬ∴ = ꎬ∴
有a2 b2 c2. 任意三个连续整数的乘积是 的倍数.
+ < (2) 6
证明 必要性 当 ABC是钝角三角形时 如 否定 存在三个连续整数的乘积不是 的
: : △ ꎬ : 6
图 倍数.
②ꎬ
根据勾股定理 得 b y 2 a2 y2 c2 即 至少有一个三角形不是中心对称图形.
ꎬ ( + ) +( - )= ꎬ (3)
a2 b2 by c2 b y by a2 否定 所有的三角形都是中心对称图形.
+ +2 = ꎬ∵ >0ꎬ >0ꎬ∴2 >0ꎬ∴ + :
必要性.由梯形ABCD为等腰梯形知AB
(2) = b2 c2. 有些一元二次方程没有实数根.
< (4)
DC ABE DCF ABE DCF
ꎬRt△ ≌Rt△ ꎬ∴∠ =∠ ꎬ 充分性 在 ABC中 a2 b2 c2 C不是 否定 任意一个一元二次方程都有实数根.
ABC DCB AC DB. : △ ꎬ + < ꎬ∴ ∠ :
∴△ ≌△ ꎬ∴ = 直角. 拓广探索
综上 梯形ABCD为等腰梯形的充要条件为
ꎬ 假设 C为锐角 如图 显然c2 b2 x2 6.解析 不对.
AC BD. ∠ ꎬ ①ꎬ =( - )+ (1)
= a x 2 a2 b2 ax a2 b2 与 a2 b2 c2 的否定 x x . 真命题
◆习题1.4 ( - ) = + -2 < + ꎬ + < ① :∃ >1ꎬ2 +1≤5( )
矛盾 的否定 至少有一个等腰梯形的对角线不
ꎬ ② :
复习巩固
C为钝角 即 ABC为钝角三角形. 相等. 假命题
1.解析 p x q x . ∴∠ ꎬ △ ( )
(1) :0< <1ꎬ :0< <2 ABC为钝角三角形的一个充要条件是 略.
∴ △ (2)
p x q x .
(2) :0< <2ꎬ :0< <1 a2 b2 c2. 复习参考题1
+ <
p x q x .
(3) : >1ꎬ : -1>0 复习巩固
2.解析 (1) p是q的必要不充分条件. (2) p 1.5 全称量词与存在量词 1.解析 A . B .
是q的充要条件. p是q的充分不必要条 (1) ={-3ꎬ3} (2) ={1ꎬ2}
(3) 1.5.1 全称量词与存在量词 C .
件. p是q的必要不充分条件. p是q (3) ={1ꎬ2}
的既 (4 不 ) 充分又不必要条件. (5) 练习 2.解析 (1){ P | PA = PB } 表示到两定点距离
3 综 .解 合 析 运 用 (1) 真. (2) 假. (3) 假. (4) 真. 1 2 . . 解 解 析 析 ( ( 1 1 ) ) 真 真 . . ( ( 2 2 ) ) 假 假 . . ( ( 3 3 ) ) 假 真 . . 相 (2 等 ){ 的 P 点 | P 组 O = 成 3 的 cm 集 } 合 表 ꎬ 示 即 到 AB 定 的 点 垂 O 直 的 平 距 分 离 线 等 .
于 的点组成的集合 即以O点为圆心
4.解析 (1) 充分条件. (2) 必要条件. (3) 充要 1.5.2 全称量词命题和存在量词 3cm ꎬ ꎬ
为半径的圆.
条件. 3cm
命题的否定 3.解析 ABC的外心.
5.证明 a2 b2 c2 ab ac bc a2 b2 c2 ab △
+ + = + + ⇔ + + - -
练习 4.答案 充要条件
ac bc ( a - b ) 2 ( b - c ) 2 ( c - a ) 2 (1)
- =0⇔ + + =0⇔ 1.解析 n Z n Q. 充分不必要条件
2 2 2 (1)∃ ∈ ꎬ ∉ (2)
{a b 存在一个奇数 它的平方不是奇数. 必要不充分条件
- =0ꎬ (2) ꎬ (3)
b c a b c. 存在一个平行四边形不是中心对称 既不充分也不必要条件
- =0ꎬ⇔ = = (3) (4)
c a 图形. 5.答案 假 假 假 真
- =0 (1) (2) (3) (4)
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6.解析 x R x2 .是真命题. a b . 8.B 对于 c2 时不成立 对于 a b
(1)∀ ∈ ꎬ ≥0 (2) + ≥0 Aꎬ =0 ꎻ Bꎬ∵ > >
(2)∀
a
∈
R
ꎬ
二次函数y
=
x2
+
a的图象关于y {
(
L
+10)(
W
+10)<350ꎬ 0ꎬ∴
a2
-
b2
=(
a
+
b
)(
a
-
b
)>0ꎬ∴
a2
>
b2
ꎬ∴ B
轴对称.是真命题. (3) L W. 成立 对于 a b a2 ab b2 不成
>4 ꎻ Cꎬ < <0⇒ > > ꎬ∴C
x y Z x y .是假命题. 2.解析 x x x x
(3)∃ ꎬ ∈ ꎬ2 +4 =3 ∵( +3)( +7)-( +4)( +6) 立 对于 a b 1 1 不成立.
x 无理数 x3 Q.是真命题. x2 x x2 x ꎻ Dꎬ∵ < <0ꎬ∴ a > b ꎬ∴D
(4)∃ ∈{ }ꎬ ∈ = +10 +21- -10 -24
7.解析
(1)∃
a
∈
R
ꎬ
一元二次方程x2
-
ax
-1 =-3<0ꎬ 9.证明 设周长为l 则圆的半径为
l
正方
ꎬ ꎬ
=0 没有实数根.是假命题. ∴( x +3)( x +7)<( x +4)( x +6) . 2π
( 假 2 命 ) 至 题 少 . 有一个正方形不是平行四边形.是 3.证明 ∵ a > b ꎬ∴ a - a 2 + b = a 2 - b >0ꎬ 形的边长为 4 l ꎬ
8 综 . 3 ( ( 解 合 6 4 3 0 析 ) ) 运 ° 任 ∀ . 用 是 意 m A 真 ∈ 一 命 N B 个 ꎬ 题 四 { . 边 m x 2 形 + y 1 A ∉ BC N { D . 2 是 x 的 - 假 y 内 = 命 角 0 题 } 和 . 都等于 ∴ 又 ∴ a a a 2 > > + a b a - 2 2 + + b b b ꎬ > = b a . 2 - b >0ꎬ∴ a 2 + b > b ꎬ ∴ S ∵ 正 S 4 方 l 圆 π 2 形 = > = π 1 l ( 2 6 ( 4 ꎬ l 2 ∴ l π ) 圆 ) 2 = 2 的 = 1 l 4 2 6 面 l π 2 . 积 ꎬ 更大.
∩ = ( ꎬ ) 3 x + y =0 练习 原因 : 自来水管的横截面是圆形的 ꎬ 可以最
={(0ꎬ0)}ꎬ 1.证明 性质 1: a > b ⇔ a - b >0⇔ b - a <0⇔ b < a. 大面积地使水通过 ꎬ 减少阻力.
A C { x y { 2 x - y =0 } . 性质 3:( a + c )-( b + c )= a - b ꎬ∵ a > b ꎬ∴ a - b > 10.解析 a + m a .
∩ = ( ꎬ ) 2 x - y =3 =⌀ 0ꎬ∴ a + c > b + c. b + m> b
A ∩ B ={(0ꎬ0)} 的几何意义 : 直线 2 x - y =0 性质 4: ac - bc =( a - b ) c ꎬ∵ a > b ꎬ∴ a - b >0ꎬ 证明 : a b + m m - a b = ( b b - b a m ) m ꎬ
与直线 3 x + y =0 交于坐标原点. 当c >0 时 ꎬ( a - b ) c >0ꎬ b a + m ( b + a ) b m
A ∩ C =⌀ 的几何意义 : 直线 2 x - y =0 与直线 ∴ ac - bc >0ꎬ 即ac > bc. ∵ > b > a 0ꎬ m >0ꎬ∴ - >0ꎬ + >0ꎬ
2 x - y =3 平行. 当c <0 时 ꎬ( a - b ) c <0ꎬ∴ ac - bc <0ꎬ 即ac < bc. ∴ ( b - b m ) >0 .
9.解析 ∵ A ∪ B = A ꎬ∴ B ⊆ A ꎬ∴ a +2∈ A. 性质 a > b >0ꎬ c >0⇒ ac > bc} ac bd. a ( m + ) a
当 元素 a + 的 2 互 =3 异 ꎬ 即 性 a
ꎬ
不 =1 符 时 合 ꎬ 题 a2 意 =
ꎻ
1ꎬ 不满足集合中 2.答案 6:
(
c
1
>
)
d
>
> 0ꎬ
(
b >
2)
0⇒
<
bc
(
>
3
b
)
d
<
⇒
(4)
>
< 拓广
∴
探
b + +
索
m> b .
当a +2= a2时 ꎬ a =-1( 舍去 ) 或a =2 . ◆习题2.1 11.证明 证法一 假设 a b.
此时A B 符合题意. : ≤
={1ꎬ3ꎬ4}ꎬ ={1ꎬ4}ꎬ 复习巩固
∴ 存在实数a =2ꎬ 使得A ∪ B = A. 1.解析 略. 由性质 7 知 ( a ) 2 ≤( b ) 2 ꎬ
10.解析 (1) 任意一个直角三角形的两直角 2.解析 经n年后 方案 的投入不少于方案 即a ≤ b ꎬ 这与已知a > b矛盾 ꎬ
边的平方和等于斜边的平方. ꎬ B 故假设不正确 从而 a b.
的投入 ꎬ >
任意一个三角形的内角和都等于 °. A ꎬ a b
(2) 180 所以 n 即n . 证法二 因为a b 所以 a b -
拓广探索 100+10( -1)≥500ꎬ ≥41 : > >0ꎬ - = a b>
3.解析 因为 x2 x x2 x x2 +
11.解析 设只参加田径一项比赛的有x人.根 (1) 2 +5 +9-( +5 +6)= + 故 a b.
所以 x2 x x2 x . 0ꎬ >
据题意作出如图所示的 图. 3>0ꎬ 2 +5 +9> +5 +6 12.解析 设安排 型货厢 x 节 型货厢
Venn 因为 x 2 x x x2 x A ꎬB
(2) ( -3) -( -2)( -4)=( -6 +9)
y节.
x2 x
-( -6 +8)=1>0ꎬ
ì x y
所以 x 2 x x . ï35 +25 ≥1530ꎬ
( -3) >( -2)( -4) ï x y
(3)
因为x2
-(
x2
-
x
+1)=
x
-1ꎬ
x
>1ꎬ
由题意可得í15 +35 ≥1150ꎬ
所以 因 x 为 -1> x2 0ꎬ y 所 2 以x2 > x x2 - y x +1 . î ï ï x x ꎬ + y y ∈ =5 N 0 ∗ ꎬ ꎬ
(4) + +1-2( + -1)
解得 x
x2 y2 x y 28≤ ≤30ꎬ
= + +1-2 -2 +2 {x {x {x
=( x -1) 2 +( y -1) 2 +1>0ꎬ 所以 =28ꎬ或 =29ꎬ或 =30ꎬ
y y y .
所以x2 y2 x y . =22 =21 =20
+ +1>2( + -1)
由 图知只参加游泳一项比赛的有 人 所以共有三种方案 方案一 安排 型货厢
又由 Ve 题 nn 意知 x x x 9 解得 ꎬ 4.解析 由题意得b = a +2ꎬ50<10 a + b <60ꎬ a ∈ 节 型货厢 ꎬ 节 方案 : 二 安排 A 型货
9+3+3+ +5- +6+ =28ꎬ N∗ b N a b 即这个两位数是 . 28 ꎬB 22 ꎻ : A
x . ꎬ ∈ ꎬ∴ =5ꎬ =7ꎬ 57 厢 节 型货厢 节 方案三 安排 型
=2 5.解析 a a 29 ꎬB 21 ꎻ : A
故同时参加田径和球类比赛的有 人. ∵2< <3ꎬ∴4<2 <6ꎬ 货厢 节 型货厢 节.
3 又 b a b . 30 ꎬB 20
12.
=
解
n
析
2.
(1)∀ n ∈ N +ꎬ1+3+5++(2 n -1)
6.证
∵
明
-2 c
b
<
< <
b
a
<
⇒ ⇒
-1 c
b -
ꎬ
-
b ∴
a < <
2
0 0
< } 2
⇒
+
(
<
c -
5
b )+( b - a )<0ꎬ
当 {x
y
=
=
2
2
8
2
ꎬ时
ꎬ
总运费为
0
.
5×28+0
.
8×22=
(2) 任意一个三角形三边上的高交于一点. 即c - a <0ꎬ∴ c < a. 31 { . 6 x ( 万元 )ꎻ
综合运用 当 =29ꎬ时 总运费为 . .
第二章 一元二次函数、 y ꎬ 05×29+08×21=
7.证明 c d c d =21
∵ < <0ꎬ∴- >- >0ꎬ
. 万元
方程和不等式 又 a b a c b d 313( )ꎻ
∵ > >0ꎬ∴ - > - >0ꎬ {x
2.1 等式性质与不等式性质 ∴0<a 1 - c<b - 1 dꎬ 又e <0ꎬ 当 y = = 3 2 0 0 ꎬ时 ꎬ 总运费为 0 . 5×30+0 . 8×20=
练习 e e 万元 .
. 31( )
1.解析 h . ∴a c>b d 因为 . . 所以方案三运费最少.
(1)0< ≤4 - - 316>313>31ꎬ
265
2.2 基本不等式 ab
32+4×2 =32+32=64ꎬ 当 且 仅 当 x 4 即 x 2 3
练习 当且仅当a = b =4 时等号成立. 4 3ꎬ 3 = x ꎬ = 3
( )
1.证明 ∵ (a 2 + b) 2 - ab = a2 + b 4 2 -2 ab = ( a - 4 b ) 2 4.解 所 析 以 当 设 底 矩 面 形 的 的 边 长 长 和 为 宽 4 分 m 别 时 为 ꎬ x 用 cm 纸 和 最少 y c . mꎬ 圆 x =- 2 3 3舍去 时 ꎬ 等号成立 ꎬ
≥0ꎬ∴ ab ≤ (a + b) 2 . 柱的侧面积为z cm 2 ꎬ 因为 2( x + y )=36ꎬ 即x + ∴-3 x - 4 x ≤-4 3ꎬ∴2-3 x - 4 x ≤2-4 3ꎬ 即
2 y =18ꎬ
2.证明 (1)∵ x ꎬ y都是正数 ꎬ 且x ≠ y ꎬ∴ x y + 所以z x y ( x + y ) 2 2-3 x - 4 x 的最大值是 2-4 3 .
=2π ≤2π =162πꎬ
2 6.解析 仓库应建在距离车站x千米处.
y x >2 x y y x =2ꎬ 即 x y + y x >2 . 当且仅当x = y =9 时 ꎬ 等号成立 ꎬ 即长 、 宽均 k k
为 时 圆柱的侧面积最大. 由题意设y 1 当x 时 y 1
9cm ꎬ 1= x ꎬ =10 ꎬ 1= =2ꎬ
(2)∵ x ꎬ y都是正数 ꎬ 且x ≠ y ꎬ∴ x + y >2 xy > ◆习题2.2 10
xy xy xy k y 20.
1 1 2 2 xy 即2 复习巩固 ∴ 1=20ꎬ∴ 1= x
0ꎬ∴x y< xyꎬ∴ x y< xy= ꎬ x y
+ 2 + 2 + 1.解析 x x 设y k x 当x 时 y k
(1)∵ >1ꎬ∴ -1>0ꎬ 2= 2 ꎬ =10 ꎬ 2=10 2=8ꎬ
xy.
< x 1 x 1 k 4 y 4 x.
∴ + x = ( - 1) + x + 1 ≥ 2 ∴ 2= ꎬ∴ 2=
3.解析 x2 1 x2 1 当且仅当x -1 -1 5 5
+x2≥2 x2 =2ꎬ
两项费用之和 y y y 20 4 x
( x -1)x 1 +1=3ꎬ = 1 + 2 = x + 5 ≥
时 等号成立 故x 时 x2 1 取得 -1
=±1 ꎬ ꎬ =±1 ꎬ +x2
最小值 ꎬ 最小值是 2 . 当且仅当x -1=x - 1 1 ꎬ 即x =2( x =0 舍去 ) 时 ꎬ 2 2 x 0 4 5 x =8ꎬ
4.解 x2 = 析 ( 1+ ∵ x ) - ( 1 1 ≤ - x x ) ≤ ≤ 1ꎬ [ ∴ (1 1 + + x x ) ≥ + 2 0 ( ꎬ 1 1 - - x x ) ≥ ] 0 2 ꎬ = ∴ 1ꎬ 1- 等号成 x 立 ꎬ 此 x 时x + [ x x - 1 + 1 ( 取 10 最 - x 小 ) 值 ] 2 3 . 当 等 且 号 仅 成 当 立 ꎬ 2 x ∴ 0 = 仓库 5 4 应 x ꎬ 建 即 在 x 距 =5 离 ( x 车 = 站 -5 5 舍 km 去 处 ) 时 ꎬ 才 ꎬ
当且仅当 1- x =1+ x ꎬ 即x =0 时 ꎬ 等号成立 ꎬ (2)∵ (10- )≤ 2 =25ꎬ 能使两项费用之和最小 ꎬ 最小费用为 8 万元.
∴
当x
=0
时
ꎬ1-
x2取最大值
1
. 当且仅当x
=10-
x
ꎬ
即x
=5
时
ꎬ
等号成立
ꎬ
拓广探索
5.解析 设两条直角边的长分别为 a cm、 ∴ x (10- x ) 的最大值为 25ꎬ 7.解析 设天平的左臂长为a ꎬ 右臂长为b ꎬ 不
b a 且b . x x 的最大值为 . 妨设a > b ꎬ 第一次称得的黄金为x gꎬ 第二次
因 c 为 mꎬ 直 > 角 0 三角形 >0 的面积等于 2. ∴ 解析 (10- 设 ) 两个正数分别 5 为a b 且ab 为y gꎬ 则 5 a = bx ꎬ ya =5 b ꎬ
50ꎬ (1) 、 ꎬ =36ꎬ
a b a b
所以 1 ab 即ab . 则a b ab x y 5 5
=50ꎬ =100 + ≥2 =2 36=12ꎬ ∴ + = b + a >5×2 b a =10ꎬ
2 当且仅当a b 时等号成立.
= =6 顾客实际所得黄金大于 .
所以a + b ≥2 ab =2 100=20ꎬ 所以当这两个正数均为 时 它们的和最小. ∴ 10g
6 ꎬ 8.解析 如图 AB x 则BC x
当且仅当a = b =10 时等号成立. 设两个正数分别为a b 且a b ꎬ = cmꎬ =(12- )cm(6
(2) 、 ꎬ + =18ꎬ x AP x DP
所以当两条直角边的长均为 时 两条 ( ) ( ) < <12)ꎬ = - ꎬ
10 cm ꎬ a b 2 2
直角边的和最小 ꎬ 最小值是 20cm . 则ab ≤ + = 18 =81ꎬ
2 2
练习
当且仅当a b 时等号成立.
1.解析 设矩形的长 宽分别为a b a
= =9
、 cm、 cmꎬ > 所以当这两个正数均为 时 它们的积最大.
9 ꎬ
b
0ꎬ >0ꎬ 3.解析 设房屋垂直于墙的边长为x 平行于
mꎬ
因为周长等于 所以a b .
20cmꎬ + =10 墙的边长为y 总造价为z元
所以S ab ( a + b ) 2 ( 10 ) 2 mꎬ ꎬ ∵ DP2 +(12- x ) 2 =( x - DP ) 2 ꎬ
= ≤ = =25ꎬ 则xy 即y 48
2 2 =48ꎬ = x ꎬ DP 72
当且仅当a b 时等号成立. ∴ =12- x ꎬ
= =5 z
=3
y
×1200+6
x
×800+5800
所以折成长与宽均为 的矩形 面积最大. S 1 AD DP 1 x
5cm ꎬ 48×3600 x ∴ △ ADP = = (12- )
2.解析 设矩形的长为x 宽为y 菜园的 = x +4800 +5800 2 2
mꎬ mꎬ ( ) ( )
面积为S 2 则x y x 72 x 432 x .
m ꎬ +2 =30(0< ≤18)ꎬ 12- x =108- 6 + x (6< <12)
≥2 3600×48×4800+5800
由基本不等式的性质 可得
ꎬ .
S = 2 1 x 2 y ≤ 1 2 ( x + 2 2 y ) 2 当 =6 且 3 仅 40 当 0 48×3 x 600 =4800 x ꎬ 即x =6 时 ꎬ 等号成 ∵ x >6ꎬ∴6 x + 43 x ( 2 ≥2 6 ) x 43 x 2 =72 2ꎬ
S x 432
= 1 × 900 = 225 ꎬ 立 ꎬ 此时y =8ꎬ 最小值为 63400ꎬ 则当房屋垂直 ∴ △ ADP=108- 6 + x ≤108-72 2ꎬ
2 4 2 于墙的边长为 平行于墙的边长为 时
6mꎬ 8m ꎬ 当且仅当 x 432 即x x 舍
当且仅当x y 即x y 15时 等号成立 房屋总造价最低 最低总造价为 元. 6 = x ꎬ =6 2( =-6 2
=2 ꎬ =15ꎬ = ꎬ ꎬ ꎬ 63400
2 综合运用 去 时 等号成立 即 ADP面积的最大值为
) ꎬ ꎬ △
此时菜园的面积最大 ꎬ 最大面积是22 2 5 m 2. 4.证明 ∵ x >0ꎬ y >0ꎬ z >0ꎬ∴ x + y ≥2 xy ꎬ (108-72 2)cm 2 ꎬ 此时x =6 2 .
3.解析 设底面的长 宽分别为a b a y z yz z x zx
、 m、 mꎬ > + ≥2 ꎬ + ≥2 ꎬ 2.3 二次函数与
b . x y y z z x xyz
0ꎬ >0 ∴( + )( + )( + )≥8 ꎬ
一元二次方程、不等式
因为体积等于 3 高为 所以底面积 当且仅当x y z时等号成立.
32m ꎬ 2 mꎬ = =
为 2 即ab . 练习
16m ꎬ =16 5.证明 x x 4 x 4
所以用纸面积为 ab b a a b ∵ >0ꎬ∴ 3 + x ≥2 3 x = 1.解析 x x 或x .
2 +4 +4 =32+4( + )≥ (1){ | <-2ꎬ >3}
266
教材习题答案
{ } . a b c
x x 10 . (4)⌀ ( - )
(2) -1≤ ≤ 3 2.解析 (1) 令x2 -4 x +9=0ꎬ = ( c - a )( c - b ) ꎬ
(3){ x | x ≠2} . 因为Δ =-20<0ꎬ 所以方程x2 -4 x +9=0 无实 ∵ c > a > b >0ꎬ∴ c - a >0ꎬ c - b >0ꎬ a - b >0ꎬ
(4)⌀ . 数根 ꎬ ( a - b ) c a b .
{ } 所以不等式x2 x 的解集是R. ∴ ( c - a )( c - b ) >0ꎬ∴c - a>c - b
(5) x x ≤-1ꎬ 或x ≥ 3 . -4 +9≥0 解法二 c a b
2 所以当x R时 x2 x 有意义. :∵ > > >0ꎬ
∈ ꎬ -4 +9 c b c a
2. ( 解 6 析 ) R . (1) 使y { =3 x2 -6 x +2 的 } 值等于 0 的x ( ≤ 2 0 ) ꎬ 由题意得 -2 x2 +12 x -18≥0ꎬ 即 ( x -3) 2 ∴ ∴ c - - 1 a > >c - - 1 b > > 0 0 ꎬ } ⇒c a a>c b b .
的取值集合是 3 3 所以当x 时 x2 x 有意义. a b - -
1- ꎬ1+ ꎻ =3 ꎬ -2 +12 -18 > >0
3 3 综合运用 a a c ab ac ab bc
使y
=3
x2
-6
x
+2
的值大于
0
的x的取值集合
3. 解 析 由 题 意 得 M (3) b -b
+
c=
+
b b
-
c
-
{ } ꎬ = + ( + )
是 使y = x 3 x x 2 < - 1 6 - x + 3 2 3 的 ꎬ 或 值 x 小 >1 于 + 0 3 3 的x ꎻ 的取值集合 { x x <- 2 3 或x > 2 5 } ꎬ N ={ x | x <-1 或x = ∵ ( b a ( a > b - b + b > c ) c ) c > ꎬ 0ꎬ∴ a - b >0ꎬ b + c >0ꎬ
{ } >6}ꎬ
{ } a b c a a c
是 x 3 x 3 . ( - ) + .
1- < <1+ M N x x 3 或x ∴ b b c >0ꎬ∴ b >b c
3 3 ∴ ∩ = <- >6 ꎬ ( + ) +
2
(2)
使y
=25-
x2的值等于
0
的x的取值集合
{ } 3.解析 设弧长为l 半径为R 则 1 lR
是 {-5ꎬ5}ꎻ M ∪ N = x x <-1 或x > 5 . (1) ꎬ ꎬ 2 =
2
使y
=25-
x2的值大于
0
的x的取值集合是 S
ꎬ
周长y
=2
R
+
l
≥2 2
Rl
=2 4
S
=4
S
ꎬ
当
{ x |-5< x <5}ꎻ
4.解析 h
=
v
0
t
- 2
1
×10
t2
=12
t
-5
t2
ꎬ
由h
>2
得
且仅当 2 R = l ꎬ 即R = S时 ꎬ 等号成立 ꎬ 此时周
使y =25- x2的值小于 0 的x的取值集合是 12 t -5 t2 >2ꎬ 长最小 ꎬ 为 4 S.
x x 或x .
{ (3 所 ) | 因 < 以 - 为 使 5 对 ꎬ y 于 x 方 > 2 5 程 } x x2 +6 的 x + 值 10 等 = 于 0ꎬ Δ = 的 36 x - 的 40 取 < 即 5 t2 -12 t +2<0ꎬ 解得6- 5 26 < t < 6+ 5 26 ꎬ 即 (2) 1 设 lR 弧长 æ çç R 为 + l ꎬ 1 半 l ö ÷÷ 径 2 为 P R 2 ꎬ 则 2 R + l = P ꎬ 面积S
0ꎬ = +6 +10 0 = ≤ 2 = ꎬ
值集合为 ⌀ꎻ 使y = x2 +6 x +10 的值小于 0 的 6+ 5 26 - 6- 5 26 ≈2 . 04(s)ꎬ 最多停留 2 è 2 ø 16
x的取值集合为 ⌀ꎻ 使y = x2 +6 x +10 的值大 2 . 04s . 当且仅当R = 1 l ꎬ 即R = P 时 ꎬ 等号成立 ꎬ 此
于 (4) 0 使 的 y x = 的 - 取 3 x 值 2 + 集 12 合 x - 为 12 R 的 . 值等于 0 的x的 5.解 B = 析 { x | x ∵ 2 - A 4 = x { + x 3 | > x 0 2 } -1 = 6 { < x 0 | } x < = 1 { 或 x |- x 4 > < 3 x } < ꎬ 4}ꎬ 时面积最大 ꎬ 为 2 P2 . 4
取值集合为 {2}ꎻ ∴ A ∪ B ={ x |-4< x <4}∪{ x | x <1 或x >3} { 16 }
使y =-3 x2 +12 x -12 的值小于 0 的x的取值 = R. 4.解析 (1) x -2≤ x ≤ 7 .
集合为 x x 拓广探索 4
{ | ≠2}ꎻ x x .
使y =-3 x2 +12 x -12 的值大于 0 的x的取值 6.解析 设风暴中心坐标为 ( a ꎬ b )ꎬ 则 a = (2){ R. |5≤ ≤9}
集合为 . (3)
⌀ { }
练习 300 2ꎬ x x 1 或x .
1.解析 令x2 x 解得x 或x 所以 (300 2) 2 + b2 <450ꎬ 即 -150< b <150 . (4) <- 2 >1
+ -12≥0ꎬ ≤-4 ≥3ꎬ 综合运用
即当x 或x 时 x2 x 有意义. 而300 2-150 15 .
≤-4 ≥3 ꎬ + -12 = (2 2-1)≈137ꎬ 5.解析 a b ab a b ab
2.解析 设花卉带的宽度为x 则草坪面积 20 2 ∵ ꎬ >0ꎬ∴ -3= + ≥2 ꎬ
mꎬ
ab ab
为 x x 300 . ∴ -2 -3≥0ꎬ
(8-2 )(6-2 )ꎬ =150ꎬ
由题意得 (8-2 x )(6-2 x )≤24ꎬ 即x2 -7 x +6 所 20 以大约经过 . 小时后码头将受到热带 ∴ ab ≤-1( 舍去 ) 或 ab ≥3ꎬ
≤0ꎬ 解得 1≤ x ≤6ꎬ 风暴的影响 影 1 响 3 时 7 间为 . 小时. ∴ ab ≥9ꎬ 当且仅当a = b =3 时等号成立 ꎬ
{x
>0ꎬ 复习参考题
ꎬ
2
150
∴
ab的取值范围是ab
≥9
.
又 ∵ 8-2 x >0ꎬ∴0< x <3ꎬ 故 1≤ x <3 . 复习巩固 6.解析 由题意可得k ≠0ꎬ
6-2 x >0ꎬ 1.解析 型号帐篷有x顶 则 型号帐篷有 ∵2 kx2 + kx - 3 <0 对一切实数x都成立 ꎬ
花卉带的宽度应在 到 之间 包括 A ꎬ B 8
∴ 1m 3m ( x 顶
3.
1
解
m
析
ꎬ
不
设
包
每
括
个
3
削
m)
笔
.
器的售价为x元
( +
ì
ï
x
5
>
)
0ꎬ
x
ꎬ
∈
N∗
ꎬ
∴
k
<0ꎬ
且对于方程
2
kx2
+
kx
-
8
3
=0ꎬ
ꎬ ïx ( )
{x +5>0ꎬ Δ k2 k 3
由题意得 ≥15ꎬ ï x = -42 - <0ꎬ
x x 则í4 <48ꎬ 8
解得 x [30-2( -15)]>400ꎬ ï 0<5 x -48<5ꎬ 解得 -3< k <0 .
15≤ <20ꎬ ï x 综上所述 k的取值范围是 k .
所以售价应大于或等于 元 且小于 元. ï3( +5)<48ꎬ ꎬ -3< <0
15 ꎬ 20 î x . 7.解析 设窗户面积为x 2 则地板面积
◆习题2.3 4( +5)>48 (1) m ꎬ
2.答案 为 x 2.
复习巩固 (1)< (2)> (3)> (220- )m
{ } 解析 1 1 b - a . ì ï x <220- x ꎬ
1.解析 x 13 x 13 . (1) a - b = ab>0 ïï x %
(1) - 2 < < 2 ∵ a > b ꎬ∴ b - a <0ꎬ∴ ab <0 . 由题意可得í ï 220- x≥10 ꎬ
x x . a b ac ab bc ab x
(2){ |3< <7} 解法一 - - + ï >0ꎬ
x x 或x . (2) :c a-c b= c a c b î x
(3){ | <-2 >5} - - ( - )( - ) 220- >0ꎬ
267
解得 x P P P P P P 2 P P 3.1.2 函数的表示法
20≤ <110ꎬ 解法一 1+ 2 2 1 2 ( 1+ 2) -4 1 2
故窗户面积至少为 20m 2. : 2 -P 1+ P 2 = 2( P 1+ P 2) 练习
(2)
公寓的采光效果变好了.
(
P
1-
P
2)
2 1.解析 如图
ꎬ
圆的直径AC
=50 cmꎬ
边AB
=
设公寓原来的窗户面积和地板面积分别为 = 2( P 1+ P 2) ≥0ꎬ x cmꎬ 在 Rt△ ABC中 ꎬ 由勾股定理 ꎬ 知BC =
x > ꎬ 0 y ) ( ꎬ x >0ꎬ y > x 0ꎬ m x < y ) x ꎬ 增 m 加 y 的 x 面积为m m 2 ( m ∴ 成 P 立 1 . + 2 P 2 ≥P 2 P 1+ 1 P P 2 2 ꎬ 当且仅当P 1= P 2 时等号 ∴ 2 矩 50 形 0- x A 2 BC cm D . 的面积 y = AB BC =
由题意可得 + ( - ) x x2.
y m- y = y m y>0ꎬ P P P P 2500-
+ ( + ) 解法 二 2 1 2 2 1 2 P P AB AC
即增加m
m
2之后
ꎬ
比值变大了
ꎬ
故采光效果 : P
1+
P
2
≤
2
P
1
P
2
= 1 2 ∵0<
x
< =50ꎬ
变好了. P P ∴0< <50ꎬ
1+ 2 y x x2 x .
8.解析 ≤ ꎬ ∴ = 2500- (0< <50)
2
相等关系 不等关系 当且仅当P P 时等号成立
1= 2 ꎬ
相等关系的命题 不等关系的命题 判断正误 所以用第二种购物策略比较经济.
一般地 如果n次购买同一种物品 用第二
(1) 若 x = y ꎬ 则 (1) 若x > y ꎬ 则x3 正确 ꎬ ꎬ
种策略购买比较经济.
x3= y3
>
y3
若x y 则 若 x y 则
(2) = ꎬ (2) > ꎬ 错误 第三章 函数的概念 {x x
| x |=| y | | x |>| y | 2.解析 y x -2ꎬ ≥2ꎬ的图象如图.
=| -2|= x x
(3)
若 x
=
y
ꎬ
则
(3)
若x
>
y
ꎬ
则x2
错误
与性质 2- ꎬ <2
x2= y2
>
y2
3.1 函数的概念及其表示
若x y 若x y
(4) = ≠0ꎬ (4) > >0ꎬ
错误 3.1.1 函数的概念
则 1 1 则 1 1
x = y x > y 练习
理由略. 1.解析 定义域为A t t
={ |0≤≤26}ꎬ
拓广探索 值域为B h h
={ |0≤ ≤845}ꎬ
9.解析 设AM y 从问题的实际意义可知 对于数集A中的任 3.解析
= mꎬ ꎬ (1)
则x2 xy 意一个时间t 按照对应关系 在数集B中都
+4 =200ꎬ ꎬ ꎬ
x2 有唯一确定的高度h和它对应.
从而y 200-
=
4
x ꎬ 2.解析
(1)
由题图可知函数的定义域为
于是S =4200 x2 +210×4 xy +80×2 y2 { t |8≤ t ≤08}ꎬ 值域为 { y |2≤ y ≤12} .
= 4 200 x2 + 210 × 4 x 200 x - x2 + 80 × (2) 当t =12 时 ꎬ y ≈9℃ . (2)
4 3.解析 是.定义域为
( 200- x2 ) 2 值域 为 .对 {1 应 ꎬ2 关 ꎬ3 系 ꎬ4 略 ꎬ5 . }ꎬ
2 x {2ꎬ3ꎬ4ꎬ5}
4 4.解析 略.
x2 400000 练习
=38000+4000 + x2
≥38000+2 4000 x2 400 x2 000 1.解
所
析
以 函
(1
数
) 由
f
4 x +
x
7≠0ꎬ 得
1
x ≠
的
- 4 7
定
ꎬ
义域为 m ( x )=
{
(
- x
x
+
-
1
1
ꎬ
)
x
2
≤
ꎬ0
0
<
ꎬ
x <1ꎬ
=118000ꎬ ( ) =
4
x
+7 -
x
+1ꎬ
x
≥1
.
当且仅当
4000
x2
=
400
x2
000
ꎬ
{
x x
≠-
7
}
.
1
练
.解
习
析 与 图 与 图 与 图
4 (1) D ꎬ(2) A ꎬ(3) B
即x = 10( x =- 10 舍去 ) 时等号成立 ꎬ 由 { 1- x ≥0ꎬ得 x . 吻合得最好.与 C 图相符的一件事可能为 :
由上可知 当AD为 时 休闲场所总 (2) x -3≤ ≤1 我以一定的速度出发 后来发现时间还很充
ꎬ 10 m ꎬ +3≥0 ꎬ
造价S取最小值
ꎬ
为
118000
元.
所以函数f ( x )= 1- x + x +3-1 的定义域
裕
ꎬ
于是
ꎬ
放慢了速度.
10.解析 按第一种策略购物
ꎬ
设第一次购物
为 { x |-3≤ x ≤1} .
2.解析 设票价为y元
ꎬ
里程为x元
ꎬ
由题意可
时 格 价 为 格 P 2 为 元 P ꎬ 1 仍 元 购 ꎬ 购 n k n g( k P g P ꎬ 1 第 > n 0 二 ꎬ P P 次 2 n > 购 0 P ꎬ 物 n > P 时 0) 价 ꎬ 2.解 f (- 析 2 )= ( 3 1 × ) ( f - ( 2 2 ) ) 3 = + 3 2 × × 2 ( 3 - + 2 2 ) × = 2 - = 2 2 8 8 ꎬ ꎬ 知 ꎬ 自变量x的取值范 ì ï ï 2 围 ꎬ0 是 < x x ( ≤ 0ꎬ 5 2 ꎬ 0]ꎬ
两次购物的平均价格为 1 + n 2 = 1+ 2 ꎻ f (2)+ f (-2)=28+(-28)=0 . ∴ 函数解析式为y = í ï 3ꎬ5< ≤ x 10ꎬ
2 2 f a a3 a a3 a ï4ꎬ10< ≤15ꎬ
若按第二种策略购物 第一次花m元 能购 (2) ( )=3× +2× =3 +2 ꎬ î x .
ꎬ ꎬ f a a 3 a a3 a 5ꎬ15< ≤20
m 物品 第二次仍花m元 能购 m f ( a - )= f 3× a (- ) a + 3 2× a (- )=- a ( 3 3 a +2 )ꎬ . 根据这个解析式 ꎬ 可画出函数图象 ꎬ 如图
P kg ꎬ ꎬ P kg ( )+ (- )=3 +2 +[-(3 +2 )]=0 所示.
1 2 3.解析 由实际意义知 前者定义域为
m (1) ꎬ
物品 两次购物的平均价格为 2 t t 而后者定义域为R 两函数定
ꎬ m m { |0≤≤26}ꎬ ꎬ
P +P 义域不同 两函数不是同一个函数.
1 2 ꎬ∴
P P f x 的定义域为R g x x0 的定
2 1 2 (2) ( )=1 ꎬ ( )=
=P P ꎬ 义域为 x x 定义域不同 两函数不
1+ 2 { | ≠0}ꎬ ꎬ∴
比较两次购物的平均价格. 是同一个函数.
268
教材习题答案
◆习题3.1 值域是 .
5.解析 f 3+2 5 {2ꎬ3ꎬ4ꎬ5}
复习巩固 (1)∵ (3)= 3-6 =- 3 ≠14ꎬ 11.解析 定义域是自变量的取值范围 ꎬ 值域
x ∴ 点 (3ꎬ14) 不在f ( x ) 的图象上. 是函数值的集合.
1.解析 要使分式3 有意义 应满足x
(1) x -4 ꎬ -4 (2) f (4)= 4+2 =-3 . (1) 由题图可知 ꎬ 定义域为 [-5ꎬ0]∪[2ꎬ
即x 4-6 .
≠0ꎬ ≠4ꎬ 6)
x
x 由f x +2 解得x . 值域为 .
函数f x 3 的定义域为 x x . (3) ( )=x =2ꎬ =14 [0ꎬ+∞)
∴ ( )=x
-4
{ | ≠4}
6.解析 解法一
-6
(2)
当r
∈[0ꎬ2)∪(5ꎬ+∞)
时
ꎬ
只有唯一的
(2)
因为对于 x
∈
R 的任何一个值f
(
x
)= {f 2 b
:
c b c
p值与之对应.
x2都有意义 所以 f x x2 的定义域 由 (1)=1+1+ = ++1=0ꎬ 12.解析 满足条件的一个函数的图象如图.
ꎬ ( )= f 2 b c b c
为R (3)=3+3+ =3++9=0ꎬ
. {b
解得 =-4ꎬ
要使分式 6 有意义 应满足x2 x c .
(3) x2 x ꎬ -3 =3
-3 +2
即x 且x ∴
f
(
x
)=
x2
-4
x
+3ꎬ
+2≠0ꎬ ≠1ꎬ ≠2ꎬ
f 2 .
∴ (-1)=(-1) -4×(-1)+3=8
∴ 函数f ( x )=x2 -3 6 x +2 的定义域为 { x | x ≠1ꎬ 解法二 : 由f (1)= f (3)=0 知 ꎬ
且x . 1ꎬ3 是x2 + bx + c =0 的两个根 ꎬ (1) 略.
≠2}
b c . 定义域为 x x 且x 图象
x ∴ =-(1+3)=-4ꎬ =1×3=3 (2) { |-3≤ ≤8ꎬ ≠5}ꎬ
(4) 要使 x 4 - - 1 有意义 ꎬ ∴ f ( x )= x2 -4 x +3ꎬ 在 -3≤ x ≤8 范围内 ꎬ
应有 { 4- x ≥0ꎬ ∴ f (-1)=(-1) 2 -4×(-1)+3=8 . 且横坐标为 5 的点不在图象上 ꎻ
解法三 由f f 知 值域为 y y y 图象在 y
x -1≠0ꎬ : (1)= (3)=0 ꎬ { |-1≤ ≤2ꎬ ≠0}ꎬ -1≤
x 且x 1ꎬ3 是x2 + bx + c =0 的两个根 ꎬ ≤2 范围内 ꎬ
∴ ≤4ꎬ ≠1ꎬ
f x x2 bx c x x 且所有纵坐标为 的点不在图象上.
x ∴ ( )= + + =( -1)( -3)ꎬ 0
∴ 函数f ( x )= x 4 - - 1 的定义域为 { x | x ≤4ꎬ 且 ∴ f (-1)=(-1-1)×(-1-3)=8 . ì ï-3ꎬ x ∈(-2 . 5ꎬ-2)ꎬ
2 . x 解 ≠ 析 1} . (1) f ( x ) 的定义域为R ꎬ g ( x ) 的定义 7.解 ( f ( 析 x ) = ( 0 1 ꎬ ) x ≤ 是 0 分 含 段 端 函 点 数 ꎬ f ( ꎬ x 图 )= 象 1 由 ꎬ x > 两 0 条 不 射 含 线 端 ï ï ï - - 2 1 ꎬ ꎬ x x ∈ ∈ [ [ - - 2 1 ꎬ ꎬ0 - ) 1 ꎬ )ꎬ
域为 { x | x ≠0}ꎬ 它们的定义域不同 ꎬ 点 ) 组成 ( 如图 1) . 13.解析 f ( x )= í ï0ꎬ x ∈[0ꎬ1)ꎬ
∴ f ( x ) 与g ( x ) 不是同一个函数. (2) 图象由 (1ꎬ4)、(2ꎬ7)、(3ꎬ10) 三个点组 ï1ꎬ x ∈[1ꎬ2)ꎬ
( [ 2 0 ) ꎬ+ f ∞ ( x ) ) ꎬ 的 它 定 们 义 的定 域 义 为 域 R 不 ꎬ g 同 ( x ꎬ ) 的定义域为 成 ( 如图 2) . î ï ï2 3 ꎬ ꎬ x x ∈ ∈ [ { 2 3 ꎬ } 3 ꎬ )ꎬ
f x 与g x 不是同一个函数. 则f ( x ) 的图象如图.
∴ ( ) ( )
f x 与g x 的定义域都是R
(3) ( ) ( ) ꎬ
3x6 x2
∵ = ꎬ
它们的对应关系也相同
∴ ꎬ
f x 与g x 是同一个函数.
∴ ( ) ( )
3解析 如图 定义域为R 值域为R 图 图
. (1) ①ꎬ ꎬ . 1 2
如图 定义域为 x x 值域为 y 综合运用
(2) ②ꎬ { | ≠0}ꎬ { |
y ≠0} . ì ï xy =10ꎬ
ï
d2 x2 y2
8.解析 由题意得í = + ꎬ由此可得x y d l
ï
ï
l
=2
x
+2
y
ꎬ
、 、 、 14.解析 略.
îx d . 拓广探索
>0ꎬ >0
任意两个量的函数关系式. 15.解析
(1)
如图
ꎬ∵∠
APB
=90
°
ꎬ
AB x2
例如 y 10 x l x 20 x ∴ = +4 kmꎬ
图 图 : = x ( >0)ꎬ =2 + x ( >0)ꎬ
① ② x2
如图 定义域为R 值域为R 由A到B所用的时间为 +4 .
(3) ③ꎬ ꎬ . l d2 d . ∴ h
(4) 如图 ④ꎬ 定义域为R ꎬ 值域为 { y | y ≥-2} . =2 +20( >0) ( d ) 2 3
9.解析 依题意得 x vt
π = ꎬ
2
v
x 4 t.
∴ = d2
π
由题意可知函数的值域为 h 函数的
[0ꎬ ]ꎬ∴
图
③
图
④ 定义域为
[ h
π
d2 ]
.
4.解析 f (- 2)=3×(- 2) 2 -5×(- 2)+2= 0ꎬ 4 v 又BC =(12- x )kmꎬ
10.解析
8+5 2ꎻ 由B到C所用的时间为12-
x
.
f (- a )=3×(- a ) 2 -5×(- a )+2=3 a2 +5 a +2ꎻ x 1 2 3 4 5 6 ∴ 5 h
从小岛到城镇共用的时间为 t
f a a 2 a a2 a y ∴ =
( +3)=3×( +3) -5×( +3)+2=3 +13 5 3 4 2 4 5 ( )
+14ꎻ y是x的函数.
x2
+4
+
12-
x
h
.
f ( a )+ f (3)=3 a2 -5 a +2+3×3 2 -5×3+2=3 a2 定义域是 3 5
-5 a +16 . {1ꎬ2ꎬ3ꎬ4ꎬ5ꎬ6}ꎬ 由题意知 0≤ x ≤12 .
269
函数关系式为t x x2 +4 12- x 调递增. 必要性 : 由偶函数的定义知 ꎬ∀ x ∈ A ꎬ 都有 - x
∴ ( )= + ꎬ0≤ 证明 x x 且x x A且f x f x
3 5 :∀ 1ꎬ 2∈(-∞ꎬ0)ꎬ 1< 2ꎬ ∈ (- )= ( )ꎬ
x . k k k x x P x f x 与P′ x f x 关于y轴
≤12 则f x f x ( 1- 2). ∴ ( ꎬ ( )) (- ꎬ (- ))
由 及题意 可得t . ( 2)-( 1)= x -x = x x 对称.
(2) (1) ꎬ (4)≈3h 2 1 1 2
x x x x x x 由任意性可得f x 的图象关于y轴对称.
16.解析 v 1 u2 是函数. ∵ 1< 2<0ꎬ∴ 1- 2<0ꎬ 1 2>0ꎬ ( )
(1) =- ꎬ 当k 时 f x f x 函数y f x 是偶函数的充要条件是它的
2 ∴ >0 ꎬ ( 1)>( 2)ꎻ ∴ = ( )
u v v 不是函数. 当k 时 f x f x . 图象关于y轴对称.
(2) =± -2 ꎬ ∈(-∞ꎬ0]ꎬ <0 ꎬ ( 1)<( 2)
17.解析 存在满足条件的函数.如 f x k 充分性 如果f x 的图象关于原点对
(1) : ( ) 当k 时 y 在 上单调递减 (2) : ( )
x g x x . ∴ >0 ꎬ = x (-∞ꎬ0) ꎻ 称 则f x f x
= ꎬ ( )= +1 ꎬ (- )=-( )ꎬ
(2) 存在满足条件的函数.如 : f ( x )= x2 ꎬ x ∈ 当k <0 时 ꎬ y = k x 在 (-∞ꎬ0) 上单调递增. ∴ f ( x ) 是奇函数.
(-∞ꎬ0]ꎬ
g
(
x
)=
x2
ꎬ
x
∈
R.
k
必要性
:
由奇函数的定义知
ꎬ∀
x
∈
A
ꎬ
都有
-
x
18.解析 y是n的函数. 同理可证 y 在 上的单调性. A且f x f x
ꎬ = x (0ꎬ+∞) ∈ (- )=-( )ꎬ
定义域为
{
n
|1≤
n
≤200ꎬ
n
∈
N∗
}ꎬ
值域为
练习 ∴
P
(
x
ꎬ
f
(
x
))
与P′
(-
x
ꎬ
f
(-
x
))
关于原点
. 对称
{0ꎬ1ꎬ2ꎬ3ꎬ4ꎬ5ꎬ6ꎬ7ꎬ8ꎬ9} 1.解析 函数图象可能如图所示. ꎬ
对应关系略. 由任意性可得f x 的图象关于原点对称.
( )
函数y f x 是奇函数的充要条件是它的
∴ = ( )
3.2 函数的基本性质 图象关于原点对称.
3.2.1 单调性与最大(小)值 ◆习题3.2
复习巩固
练习
1.解析 由题中图象先上升后下降可知 ꎬ 工人 由图可知 ꎬ 增区间为 [8ꎬ12]ꎬ[13ꎬ18]ꎻ 减区 1.解析 单调区间为 [-1ꎬ0]ꎬ[0ꎬ2]ꎬ[2ꎬ4]ꎬ
数在一定范围内时 ꎬ 生产效率随着工人数的 间为 [12ꎬ13]ꎬ[18ꎬ20] . [4ꎬ5] .
增加而提高
ꎬ
而当工人数超过某一数量后
ꎬ
2.答案 最小值 函数在 [-1ꎬ0] 上是减函数 ꎬ 在 [0ꎬ2] 上是增
随着工人数的增加 ꎬ 生产效率反而降低. 解析 f ( x ) 在 [-6ꎬ11] 上的大致图象如图. 函数 ꎬ 在 [2ꎬ4] 上是减函数 ꎬ 在 [4ꎬ5] 上是增
2.证明 x x R 且x x 则f x f x
函数.
=3 x 2 +2
∀
-3
1
x
ꎬ
1-
2
2
∈
=3(
ꎬ
x 2- x
1
1
<
)ꎬ
2ꎬ ( 2)-( 1) 2.解
所
析
示. (1)
函数 y
=
x2
-5
x
-6
的图象如图
x x x x f x f x
∵ 1< 2ꎬ∴ 2- 1>0ꎬ∴ ( 2)-( 1)>0ꎬ
f x f x
∴ ( 1)<( 2)ꎬ
函数f x x 是增函数.
∴ ( )=3 +2
3.证明 x x 且x x
∀ 1ꎬ 2∈(-∞ꎬ0)ꎬ 1< 2ꎬ
x x
则f ( x 2)- f ( x 1)=-x 2 +x 2 = 2( x 2- x 1) ꎬ 由图可知f (-2) 是函数f ( x ) 的一个最小值.
∵ x 1< x 2<0ꎬ 2 1 1 2 3.解析 ∵ 函数f ( x )= 1 x 在区间 [2ꎬ6] 上单
∴ x 1 x 2>0ꎬ x 2- x 1>0ꎬ 调递减 ꎬ
f x f x
∴ ∴ f ( ( x 2 1 ) ) - < f ( ( x 1 2 ) )ꎬ >0ꎬ ∴ f ( x )max= f (2)= 2 1 ꎬ f ( x )min= f (6)= 6 1 . 由图象可知 ꎬ ( ]
∴ 函数 f ( x )=- 2 x 在区间 (-∞ꎬ0) 上单调 3.2.2 奇偶性 单调减区间是 -∞ꎬ 5
2
ꎬ
递增. 练习
单调增区间是
[
5
)
.
4.解析 1.解
∴
析
f ( x ) 的
∵
图
f ( x
象
) 是
关
偶
于
函
y
数
轴
ꎬ
对称 ꎬ 补充后的图象 (2) 函数y =9- x2
2
的
ꎬ
图
+∞
象如图所示.
如图 .
1
g x 是奇函数
∵ ( ) ꎬ
g x 的图象关于原点对称 补充后的图象
∴ ( ) ꎬ
如图 .
2
由图象可知
ꎬ
单调增区间是 单调减区间是
(-∞ꎬ0]ꎬ
.
[0ꎬ+∞)
2.解析 函数f x 的定义域为R 关于原 3.证明 x x R 且x x
(1) ( ) ꎬ (1)∀ 1ꎬ 2∈ ꎬ 1< 2ꎬ
点对称. 则f x f x x x x
( 1)-( 2)=-2 1+1-(-2 2+1)=2( 2
∵ f (- x )= 2(- x ) 4 +3(- x ) 2 =2 x4 +3 x2 = - x 1)ꎬ
f x f x x4 x2为偶函数. x x
定义域I x x . ( )ꎬ∴ ( )=2 +3 ∵ 1< 2ꎬ
(1) ={ | ≠0} 函数f x 的定义域为R 关于原点对称. x x
k
(2) ( ) ꎬ ∴ 2- 1>0ꎬ
(2) 当k >0 时 ꎬ y = x 在 (-∞ꎬ0) 和 (0ꎬ+∞) ∵ f (- x )=(- x ) 3 -2(- x )=- x3 +2 x =-( x3 -2 x )= ∴ f ( x 1)- f ( x 2)>0ꎬ
f x f x x3 x为奇函数. f x f x
上单调递减 - ( )ꎬ∴ ( )= -2 ∴ ( 1)>( 2)ꎬ
ꎻ 3.证明 充分性 如果f x 的图象关于y 函数f x x 是减函数.
k (1) : ( ) ∴ ( )=-2 +1
当k 时 y 在 和 上单 轴对称 则f x f x f x 是偶函数. x x 且x x
<0 ꎬ = x (-∞ꎬ0) (0ꎬ+∞) ꎬ ( )= (- )ꎬ∴ ( ) (2)∀ 1ꎬ 2∈(0ꎬ+∞)ꎬ 1< 2ꎬ
270
教材习题答案
则f x f x x2 x2 则f x f x y
( 1)- ( 2)=( 1+1)-( 2+1) ( 2)-( 1) Δ .
x x x x ∴ x>0
=( 1+ 2)( 1- 2)ꎬ x 9 x 9 Δ
x x = 2+x - 1-x 当 x x x 时 y f x f x
∵ 2> 1>0ꎬ 2 1 ∴ Δ = 1- 2<0 ꎬΔ = ( 1)- ( 2)<0ꎬ
x x x x . x x y
∴ ∴ f ( 1+ x 1) 2> - 0 f ꎬ ( x 1 2 - )< 2 0 < ꎬ 0 即f ( x 1)< f ( x 2) . = x 2- x 1+ 9( ( x 1 1 - x 2 2) ) ∴ 综上 Δ Δ x> 函 0 . 数y f x 在区间D上单调递增的
∴ ( f = ( 3 x 函 x ) 1 1 ∀ ) 数 - - x x 1 1 f f ( ꎬ ( x x = x 2 ) 2 x ∈ ) x = 1 = - ( x x x 2 1 - 2 + - ∞ ꎬ 1 x 1 ꎬ 在 1 0 - ) ( ( ꎬ 0 1 且 ꎬ - +∞ x x 1 1 2 < ) ) x 上 2ꎬ 单 则 调递增. 因 x = = ( ( x 为 x x 2 2 x - - 1 x x ≥ 1 1 所 ) ) 3 以 ꎬ 1 x x - 2 f 1 x ≥ x x 1 x 1 2 9 x x 3 - 2 2 ꎬ 9 且 . f x x 2> x 1ꎬ 所以x 2- x 1>0ꎬ 10 充 ( > .解 2 0 要 ) . 析 同 ꎬ 条 理 件 设 可 是 每 证 : = 间 . ∀ ( 熊 x 1 ) 猫 ꎬ x 居 2∈ 室 D 的 ꎬ 面 x 1 积 ≠ 为 x 2ꎬ y 都 2 有Δ Δ y x
2 1 1 2 2 1>9ꎬ ( 2)-( 1)>0ꎬ m ꎬ
x x 由宽为 x 得每间熊猫居室的长为
∵
x
1<
x
2<0ꎬ
x x
所以f
(
x
1)<
f
(
x
2)ꎬ
所以y
=
x
+
9
x
在区间
[3ꎬ x
mꎬ
x x2 x
∴
∴ f (
1-
x 1)
2<
-
0
f
ꎬ
( x
1
2)
2
<
>
0
0
ꎬ
ꎬ
+∞)
上单调递增. 30-
2
3 mꎬ 那么y = x 30-
2
3 =- 3( -
2
10 )
即 ∴ 函 f ( 数 x 1) f ( < x ) f ( = x 2 1 ) - . 1 x 在 (-∞ꎬ0) 上单调递增. ( 由 2 ( ) 1 ∀ ) x 知 1ꎬ f x ( 2 x ∈ 2) ( - 0 f ꎬ ( + x ∞ 1) ) = ꎬ ( 且 x 2 x - 1 x < 1 x ) 2 ꎬ x 1 x x 2 x -9 ꎬ 所 = - 以 3( 当 x - x 2 5 = ) 5 2 + 时 75 ꎬ y ( 有 0< 最 x < 大 10 值 ) . 37 . 5 .
1 2
4.解析 y
x2
x
因为
0<
x
1<
x
2ꎬ
所以x
2-
x
1>0ꎬ
x
1
x
2>0ꎬ
故宽为
5 m
时才能使所建造的每间熊猫居
=- +162 -21000 当x x 时 x x 室面积最大 最大面积是 . 2.
50 1ꎬ 2∈(0ꎬ3] ꎬ 1 2-9<0ꎬ ꎬ 375m
所以f x f x 即f x f x 11.解析 因为f x 是R上的奇函数
=- 5 1 0 ( x2 -8100 x )-21000 此时函 ( 数 2) f ( - x ( ) 为 1) 减 <0 函 ꎬ 数 ꎻ ( 1)>( 2)ꎬ 所以 f (- x )= ( - f ( ) x ) . ꎬ
=- 1 ( x -4050) 2 +307050 . 当x 1ꎬ x 2∈(3ꎬ+∞) 时 ꎬ x 1 x 2-9>0ꎬ 因为当x ≥0 时 ꎬ f ( x )= x (1+ x )ꎬ
所以 50 当 x 时 y 取得最大值 y 所以f ( x 2)- f ( x 1)>0ꎬ 即f ( x 1)< f ( x 2)ꎬ 所以当x <0 时 ꎬ- x >0ꎬ
. =4 050 ꎬ ꎬ max = 此时函数f ( x ) 为增函数. 所以f (- x )=(- x )(1- x )=- x (1- x )ꎬ
307050 所以f x f x x x .
故每辆车的月租金为 元时 租赁公司 综上 函数f x x 9 在区间 上为减 ( )=-(- )= (1- )
4 050 ꎬ ꎬ ( )= + x (0ꎬ3] {x x x
的月收益最大 为 元. 所以f x (1+ )ꎬ ≥0ꎬ
ꎬ 307050 函数 在区间 上为增函数. ( )= x x x .
5.解析 函数f x x2 的定义域为R ꎬ [3ꎬ+∞) (1- )ꎬ <0
(1) ( )= +1 ꎬ k 它的图象如图所示.
关于原点对称. 设y f x x k x x
(3) = ( )= + x ( >0)ꎬ∀ 1ꎬ 2∈(0ꎬ
∵ f (- x )=(- x ) 2 +1= x2 +1= f ( x )ꎬ 且x x 则
∴
函数f
(
x
)=
x2
+1
为偶函数. +∞)ꎬ 1< 2ꎬ
( k ) ( k )
函数f x x 的定义域为R 关于原 f ( x 2)- f ( x 1)= x 2+x - x 1+x =( x 2-
(2) ( )=x2
+1
ꎬ
( k k )
2
x
1
x
点对称. x x x k 1- 2 x
1)+ x -x =( 2- 1)+ x x =( 2- 拓广探索
x x 2 1 1 2
∵ f (- x )= (- x - ) 2 +1 =-x2 +1 =- f ( x )ꎬ x 1) x 1 x x 2 x - k ꎬ 12.解 数 析 那 么 偶 f 函 x 数 在 f ( x ) 在 ( 上 0ꎬ 是 +∞ 增 ) 函 上 数 是 . 减函
x 1 2 ꎬ ( ) (-∞ꎬ0)
∴ 函数f ( x )=x2 +1 为奇函数. 因为 0< x 1< x 2ꎬ 所以x 2- x 1>0ꎬ x 1 x 2>0ꎬ 证明如下 :
综合运用 当x 1ꎬ x 2∈(0ꎬ k ] 时 ꎬ x 1 x 2- k <0ꎬ ∀ x 1ꎬ x 2∈(-∞ꎬ0)ꎬ 且x 1< x 2ꎬ
6.解析 心率关于时间的一个可能的图象 所以f ( x 2)- f ( x 1)<0ꎬ 即f ( x 1)> f ( x 2)ꎬ 则 - x 1>- x 2>0 .
如图. 此时函数f ( x ) 为减函数 ꎻ 因为函数f ( x ) 在 (0ꎬ+∞) 上是减函数 ꎬ
当x x k 时 x x k 所以f x f x .
1ꎬ 2∈[ ꎬ+∞) ꎬ 1 2- >0ꎬ (- 1)<(- 2)
所以f x f x 即f x f x 又因为f x 是偶函数
( 2)-( 1)>0ꎬ ( 1)<( 2)ꎬ ( ) ꎬ
此时函数f x 为增函数. 所以f x f x
( ) (- 1)= ( 1)ꎬ
k f x f x .
综上 函数 f x x k 在区间 (- 2)= ( 2)
ꎬ ( )= + x ( >0) 于是f x f x
( 1)<( 2)ꎬ
k 上为减函数 在 k 上为增 所以偶函数f x 在 上是增函数.
心率减慢 则图象下降 心率升高 则图象 (0ꎬ ] ꎬ [ ꎬ+∞) ( ) (-∞ꎬ0)
上升. ꎬ ꎻ ꎬ 函数. 13.解析 (1)∵ f ( x + a )=( x + a ) 3 -3( x + a ) 2
7.解 故 单 析 调 f ( 递 x ) ( 减 的 1 区 ) 单 间 f 调 ( x 为 递 )= 增 x2 区 -2 间 x 为 = . ( [ x 1 - ꎬ 1 + ) ∞ 2 - ) 1 ꎬ ꎬ 9.证 都 明 有 Δ Δ y x ( > 1 0 ) ꎬ 充 ∴ 分 { Δ Δ 性 x y > > : 0 0 ∵ ꎬ或 ∀ { x Δ Δ 1ꎬ x y x < < 2 0 0 ∈ ꎬ ꎬ D ꎬ x 1≠ x 2ꎬ ∴ = = x x y 3 3 = + +( f 2 ( a 3 x x a + 2 - + a 3 ) a ) 2 - x x b 2 + + = a ( x x 3 3 2 + + a ( 2 2 - 3 a 6 a 2x a - + ) 3 a x ) 3 + x - a 2 3 + 3 x - ( 2 3 3 - a a 6 2 2 a ꎬ - x 6 - a 3 ) a x 2
(-∞ꎬ1]
g ( x )= x2 -2 x =( x -1) 2 -1ꎬ x ∈[2ꎬ4]ꎬ
即x
1>
x
2
时
ꎬ
f
(
x
1)>
f
(
x
2)
或x
1<
x
2
时
ꎬ
f
(
x
1) +
a3
-3
a2
-
b是奇函数
ꎬ
故g ( x ) 的单调递增区间为 [2ꎬ4] . < f ( x 2) . { 3 a -3=0ꎬ {a =1ꎬ
(2) 由 (1) 知 ꎬ 当x =1 时 ꎬ f ( x ) 取最小值 -1 . 由增函数的定义可知 ꎬ y = f ( x ) 在区间D上 ∴ a3 -3 a2 - b =0ꎬ ∴ b =-2 .
当x 时 g x 取最小值 . 单调递增. f x x3 x2 的图象的对称中心为
=2 ꎬ ( ) 0 ∴ ( )= -3
必要性 x x D x x y f x 在D .
8.解析 证明 设y f x x 9 . x x :∵∀ 1ꎬ 2∈ ꎬ 1≠ 2ꎬ = ( ) (1ꎬ-2)
(1) : = ( )= + x ∀ 1ꎬ 2 上单调递增 函数f x 的图象关于直线x a对称的
ꎬ (2) ( ) =
且x x 当 x x x 时 y f x f x 充要条件是y f x a 为偶函数.
∈[3ꎬ+∞)ꎬ 1< 2ꎬ ∴ Δ = 1- 2>0 ꎬΔ = ( 1)- ( 2)>0ꎬ = ( + )
271
3.3 幂函数 根据表中的数据作出函数图象如图所示 由图象可知 当 x 时 该公司亏损
: ꎬ 0≤ <1500 ꎬ ꎻ
当x 时 该公司不赔不赚
练习 =1500 ꎬ ꎻ
当x 时 该公司赢利.
1.解析 设所求幂函数的解析式为y f x >1500 ꎬ
= ( )=
◆习题3.4
xα.因为幂函数的图象过点 所以有
(2ꎬ 2)ꎬ
综合运用
α 解得α 1 所以所求函数的解析
2=2 ꎬ = ꎬ 1.解析 根据题意得
2
式为y = f ( x )= x1 2 ( x ≥0) . 通过观察图象得函数的定义域为 x x { 60 t (0≤ t ≤2 . 5)ꎬ
2.解析
(1)
令f
(
x
)=
x3.
值域为
{ | ≠0}ꎬ x
= 150(2
.
5<
t
≤3
.
5)ꎬ
f x 在R上单调递增 且 . . (0ꎬ+∞)ꎬ t . t . .
∵ ( ) ꎬ -15<-14ꎬ 函数的定义域关于原点对称 且f x 325-50(35<≤65)
∴ f (-1 . 5)< f (-1 . 4)ꎬ 即 (-1 . 5) 3 <(-1 . 4) 3. ∵ f x f x x-2为偶函数. ꎬ ( )= 函数图象如图 1 .
(- )ꎬ∴ ( )=
令g x 1 . 函数f x x-2在 上单调递增 在
(2) ( )= x ( )= (-∞ꎬ0) ꎬ
上单调递减.
g x 在 上单调递减 且 . (0ꎬ+∞)
∵ ( ) (-∞ꎬ0) ꎬ -1 5< 证明 x x 且x x .
:∀ 1ꎬ 2∈(-∞ꎬ0)ꎬ 1< 2
3.解 ∴ -1 析 f . ( 4 x ꎬ 2 ∴ ) ∀ - g f ( x ( 1 - x ꎬ 1 1 x ) . 2 5 ∈ = ) x > R 3 2 g ꎬ - ( 且 x - 3 1 1 x . 1 4 < ) x ꎬ 2 ∴ ꎬ -1 1 . 5 > -1 1 . 4 . ∴ = ( f ( x 1 x + 2) x 2 - x ) 2 f ( ( x2 x x 1 1 ) - = x 2) x 1 2 2 ꎬ -x 1 2 1 = x x 2 1 2 1 - x x 2 2 2 2 { 图 t 1 .
x x x2 x x x2 1 2 60(0≤≤25)ꎬ
=( 2- 1)( 2+ 1 2+ 1) x x x x x x 由题意得v . t .
[( ) ] ∵ 1< 2<0ꎬ∴ 1+ 2<0ꎬ 1- 2<0ꎬ = 0(25<≤35)ꎬ
x x x2 x x 1 x2 3 x2 f x f x . t . .
=( 2- 1) 2+ 1 2+
4
1 +
4
1 ∴ ( 2)-( 1)>0ꎬ -50(35<≤65)
[( ) ] f x f x f x x-2在 上单 函数图象如图 .
=(
x
2-
x
1)
x
2+ 2
1 x
1
2
+ 4
3 x2
1 ꎬ
∴
调递
(
增
1)
ꎬ
<
同
(
理
2
可
)ꎬ
证
∴
:
(
f (
)
x
=
)= x-2在
(-
(
∞
0ꎬ
ꎬ
+
0
∞
)
) 上
2
x x x x f x f x 单调递减.
∵ 2> 1ꎬ∴ 2- 1>0ꎬ∴ ( 1)<( 2)ꎬ
f x x3在R上单调递增.
∴ ( )=
3.4 函数的应用(一)
f x x3的定义域R关于原点对称
∵ ( )= ꎬ
且f x x 3 x3 f x 练习
(- )=(- ) =- =-( )ꎬ
f x 是R上的奇函数.
∴ ( ) 1.解析 由20 2a得a 1
◆习题3.3 3=(60) = 3ꎬ 图
10 36×5×10 2
复习巩固 由50 1 x2得x . 2.解析 设水池底的长 宽分别为x y 总
3= 3 =30 10 、 m、 mꎬ
1.解析 函数y x 的图象 如图. 10 36×5×10 造价为w元
= | | ꎬ ꎬ
∵30 10<100ꎬ
∴ 这辆车没有超速行驶. ( 根据题意知x y = 12 6 00 =200ꎬ
2.解析 设矩形广告牌的长为 x x y 200.
m 0< < ∴ = x
)
l 则其宽为 l -2 x ∵ 底面积为 200m 2 ꎬ
ꎬ mꎬ
函数y f x x 的定义域为R 关于 2 2 侧面积为 x y x y 2
∵ = ( )= | | ꎬ 2 6+2 6=12( + )m ꎬ
原点对称 ꎬ ∴ S = x l -2 x =- x2 + l x ∴ 总造价w =12( x + y )×95+200×135
又f x x x f x 2 2 ( )
y (- ) x = 为 | 偶 - 函 | 数 = . | | = ( )ꎬ =- ( x2 - l x + l2 ) + l2 =1140 x + 20 x 0 +27000( x >0) .
∴ = | | 2 16 16 要使总造价w
函数y = f ( x ) 在 (-∞ꎬ0] 上单调递减 ꎬ ( x l ) 2 l2 ( x l ) . ( <7 ) 0000ꎬ
在 上单调递增. =- - + 0< < 则 x 200 .
[0ꎬ+∞) 4 16 2 1140 + x +27000<70000
综合运用 l
2.解析
(1)
由题意得v
=
k
r4
(
k
>0)
. ∴
当x
=
4
时
ꎬ
广告牌的面积S最大
ꎬ
且S
max ∵
x
>
.
0ꎬ
x
∴57
.
x2
.
-2150
x
+11400<0ꎬ
(2)
将r
=3ꎬ
v
=400
代入v
=
k
r4得
=
l2
.
∴6
水
4
池
<
的
<3
长
1
在
3
. . 范围内变化时 总
16 ∴ (64ꎬ313) ꎬ
k = 4 8 0 1 0 ꎬ 3.解析 (1) 由题意可得 3. 造 解 价 析 可控 设 制 每 在 户每 7 万 月 元 用 以 水 内 量 . 为x 3 需交纳的
故流量速率v的表达式为v = 400r4 ( r >0) . y 1=150+0 . 25 x ( x ≥0)ꎬ y 2= 15 x 0 +0 . 25( x >0)ꎬ 水费 为f x 元 则 m ꎬ
81 ( ) ꎬ
(3)
当r
=5
时
ꎬ
y
3=0
.
35
x
(
x
≥0)ꎬ
{
3
x
ꎬ0≤
x
≤12ꎬ
y . x . x . x x . f x x x
v 400r4 400 4 3/ . 4=035 -(150+025 )=01 -150( ≥0) ( )= 36+6( -12)ꎬ12< ≤18ꎬ
= = ×5 ≈3086(cm s) 画出y . x x 的图象如图. x x .
81 81 (2) 4=01 -150( ≥0) 72+9( -18)ꎬ >18
3.解析 利用函数解析式列出表格. 若该居民交纳的水费为 元 那么用水量x
48 ꎬ
∈(12ꎬ18]ꎬ
x 1 1
-2 -1 - 1 2 令 x 得x
2 2 36+6( -12)=48 =14ꎬ
该居民本月用水量为 3.
∴ 14m
y 1 1
1 4 4 1 拓广探索
4 4
4.解析 根据题图 可得 点A的实际
(1) (1) ꎬ
272
教材习题答案
意义为当乘客量为 时 亏损 单位 点B 根据函数解析式作出函数的图象 如图所示. 于是 f x f x 即f x f x .
0 ꎬ 1( )ꎻ ꎬ - ( 2)>- ( 1)ꎬ ( 1)>( 2)
的实际意义为当乘客量为 . 单位 时 收 所以f x 在 b a 上单调递减.
15( ) ꎬ ( ) [- ꎬ- ]
支持平 射线AB上的点的实际意义为当乘 偶函数g x 在 b a 上单调递增.
ꎻ (2) ( ) [- ꎬ- ]
客量小于 . 时公司将亏损 当乘客量大于 证明如下 x x b a 且x x
15 ꎬ :∀ 1ꎬ 2∈[- ꎬ- ]ꎬ 1< 2ꎬ
. 时公司将赢利. 则a x x b.
15 ≤- 2<- 1≤
题图 的建议是降低成本且保持票价 因为g x 在 a b 上是减函数
(2) (2) ( ) [ ꎬ ] ꎬ
不变 ꎻ 题图 (3) 的建议是提高票价且保持成 ∵ f ( x ) 的定义域为 (0ꎬ+∞)ꎬ 不关于原点对 所以g (- x 2)> g (- x 1) .
本不变. 称 ꎬ∴ 该函数为非奇非偶函数 ꎬ 又因为g ( x ) 是偶函数 ꎬ 所以g (- x )= g ( x ) .
5.解 由 析 图 可考 由 虑 题 以 中表 F = 格 kx 画 + b 出 ( k 散 ≠ 点 0) 图 作 ꎬ 为 如 刻 图 画 所 长 示 度 . 6. 由 解 图 析 象 { 得 (1) y ∵ = f P ( x = ) R 在 -1 ( 0 0 0 ꎬ x + - ∞ 20 ) 上 00 单 0ꎬ 调递减. 于 所 是 以 g g ( ( x x ) 2) 在 > g [ ( - x b 1 ꎬ ) - . a ] 上单调递增.
与
取 有 {
拉
两 1
力
组 4 . 2
的
数 k +
函
据 b
数
( = 1 1
模
4 ꎬ . 2
型
ꎬ { 1
.
) k ≈ ꎬ( 0 5 . 7 0 . 6 5 9 ꎬ ꎬ 4)ꎬ ∴ P = 6 - 0 2 1 00 x 0 2 + - 3 1 0 0 0 0 x x ꎬ - x 2 > 0 4 0 0 0 0 0 . ꎬ0≤ x ≤400ꎬ
10.解
( x -
析
k 0 . 4 + a ( ) 1 kW )
依
hꎬ
题
则
意
电力
知
部
用
门
电
的收
量
益
增
为
至
y
57 . 5 k + b =4 ⇒ b ≈0 . 016 . (2) 当 0≤ x ≤400 时 ꎬ ( k a ) x . . x . .
∴ F =0 . 069 x +0 . 016 . P =- 2 1 [( x2 -600 x +90 000)-90000]- ( = 2) x 依 -0 题 . 4 意 + 有 ( -03)(055≤ ≤075)
20000=- 2 1 ( x -300) 2 +25000ꎬ {( x 0 - . 2 0 a . 4 + a ) ( x -0 . 3)≥ a (0 . 8-0 . 3)(1+20 % )ꎬ
∴ 当x =300 时 ꎬ P max=25000ꎻ 0 . 55≤ x ≤0 . 75ꎬ
当x >400 时 ꎬ P =60000-100 x <60000-100× 整理得 {x2 -1 . 1 x +0 . 3≥0ꎬ
400=20000ꎬ
0
.
55≤
x
≤0
.
75ꎬ
将已知数据代入解析式 或作出图象 可以 ∵25000>20 000ꎬ∴ 月产量为 300 台时 ꎬ 公 解得 0 . 60≤ x ≤0 . 75ꎬ
发现 这个模型与已知数 ꎬ 据拟合程度 ꎬ 较好 司所获利润最大 ꎬ 最大利润为 25000 元. ∴ 当电价最低定为 0 . 6 元/ (kWh) 时 ꎬ 仍
ꎬ ꎬ 综合运用 可保证电力部门的收益比上年至少增
说明它能较好地反映弹簧伸长长度与拉力
的关系. 7.解析 f (1)=5ꎻ f (-3)=21ꎻ 长 20 %.
复习参考题3 f a { ( a +1)( a +5)ꎬ a ≥-1ꎬ 拓广探索
复习巩固 ( +1)= ( a +1)( a -3)ꎬ a <-1 . 11.解析 厂商希望产品价格低的时候 ꎬ 卖出
{x 8.证明 f (x 1+ x 2 ) a (x 1+ x 2 ) b 的产品少 ꎬ 价格高的时候 ꎬ 卖出的多 ꎻ 而客
1.解析 (1) 由 x -2≥0ꎬ得x ≥2ꎬ (1) 2 = 2 + 户希望价格低时多买入 ꎬ 价格高时少买入.
故所求定义域为 +5 x ≥ x 0 . ax 1+ b ax 2+ b 故厂商希望的供应曲线是题图 (1) 曲线 ꎬ 客
{x { | ≥2} = 2 + 2 户希望的需求曲线是题图 (2) 曲线.
(2)
由
|
-
x |
4
-
≥
5
0
≠
ꎬ
0
得x
≥4ꎬ
且x
≠5ꎬ =
f
(
x
2 1) +
f
(
x
2 2) =
f
(
x
1)+ 2
f
(
x
2). 12.解析 y = x - 1 x 的定义域为 { x | x ≠0}ꎬ 值域
2. 故 解 所 析 求 定 (1 义 ) 域 f ( a 为 ) { + x 1 | = x ≥ 1- 4 a a ꎬ + 且 1= x ≠ 2 5 a } ( . a ≠-1) . (2) g (x 1+ 2 x 2 ) = 4 1 ( x2 1+ x2 2+2 x 1 x 2)+ a x 1+ 2 x 2 为 ∵ 函 R. 数y = f ( x ) 的定义域关于原点对称 ꎬ 且
1+ 1+ b ( )
a a + ꎬ f x x 1 x 1 f x
f a 1-( +1) - a . g x g x (- )=- + x =- - x =-( )ꎬ
(2) ( +1)=
1+(
a
+1)
=a
+2
( ≠-2) ( 1)+ ( 2)
x 2 x2 2 y x 1 为奇函数.函数 y x 1 在
3.证明 f x 1+(- ) 1+ f x . ∴ = - x = - x
(1) (- )
(
=
1- ) ( 2 -
x
)
2=
1-
x2= ( )
= 2
1
[(
x2
1+
ax
1+
b
)+(
x2
2+
ax
2+
b
)] (-∞ꎬ0) 和 (0ꎬ+∞) 上单调递增.
(2) f ( 1 x ) = 1+ ( 1 1 x ) 2= x x 2 2 + - 1 1 = 2 1 ( x2 1+ x2 2)+ a x 1+ 2 x 2 + b. ∀ f x x 1ꎬ x 2 f ∈ x (0ꎬ+ ( ∞ x )ꎬ 且 1 ) x 1< ( x x 2ꎬ 1 )
1- x ( 2)-( 1)= 2-x - 1-x
因为 1 x2 x2 x x 1 x2 x2 2 1
1+ x2 f x x . 4 ( 1+ 2+2 1 2)- 2 ( 1+ 2) x x 1 1
=-
1-
x2=- ( )( ≠0)
1 x x 2
= 2- 1+x
1
-x
2
4.解析 函数 f ( x ) 的图象的对称轴是直线x =- 4 ( 1- 2) ≤0ꎬ x x x 1 x 2+1
当 = 8 k k . ≤5ꎬ 或 k ≥20ꎬ 即 所以 1 4 g ( ( x2 1 x + 1+ x2 2 x + 2 ) 2 x ≤ 1 x g 2 ( ) x ≤ 1) 1 2 + g ( ( x x 2 1 2 + ) x . 2 2)ꎬ ∵ ∴ =( x x 1 1 2 ꎬ x - 2 x > 2∈ 1 0 ) . ( 0ꎬ+ x 1 ∞ x 2 )ꎬ ꎬ
8 8 2 2 又x x x x
即k 或k 时 f x 在 上是 9.解析 奇函数f x 在 b a 上单调递
1< 2ꎬ∴ 2- 1>0ꎬ
≤40ꎬ ≥160 ꎬ ( ) [5ꎬ20] (1) ( ) [- ꎬ- ] f x f x
单调函数. 减.证明如下
∴ ( 2)-( 1)>0ꎬ
: f x f x
所以实数k的取值范围为 k k 或k x x b a 且x x
∴ ( 1)<( 2)ꎬ
{ | ≤40 ≥ ∀ 1ꎬ 2∈[- ꎬ- ]ꎬ 1< 2ꎬ
函数y f x x 1 在 上单调
160} . 则a ≤- x 2<- x 1≤ b. ∴ = ( )= - x (0ꎬ+∞)
5.解析 令 f ( x )= xα ꎬ∵ f ( x ) 的图象过点 因为f ( x ) 在 [ a ꎬ b ] 上是减函数 ꎬ 递增 ꎬ
( ) 所以f x f x .
2 2 α 解得α 1 (- 2)> (- 1) 同理函数y f x x 1 在 上单
2ꎬ ꎬ∴ =2 ꎬ =- ꎬ 又因为f x 是奇函数 = ( )= - x (-∞ꎬ0)
2 2 2 ( ) ꎬ
∴
f
(
x
)=
x-2 1. 所以f
(-
x
)=-
f
(
x
)ꎬ
调递增
ꎬ
函数图象如图.
273
3.解析
(
36
) 3
2
[(
6
)
2
] 3
2
(
6
)
3 原式
m1
2
m1
3
m1
4
(1)
49
=
7
=
7
(3) = m5
6
m1
4
= 3 2 4 1 3 6. = m1 2 + 3 1+ 4 1- 6 5- 4 1 = m0 =1 .
(2)2 3×3 3 1 . 5× 6 12 5.解析 (1) 原式 = a1 3 + 4 3+ 1 7 2= a5 3 .
13.解析 y f t =2×3 1 2×3× 3 3 ×(2 2 ×3) 1 6 (2) 原式 = a2 3 + 4 3- 6 5 = a 1 7 2 .
= ( )= 2 原式 x1×12 y-3×12 x4y-9.
(3) = 3 4 =
ì ï
ï
3t2
ꎬ0<
t
≤1ꎬ
=2×3 1 2×3×3 1 3×2 - 3 1 ×2 1 3×3 1 6
(4)
原式
=(-6)
a2
3
+
3
1b-
3
1+3 1
=-6
ab0
=-6
a.
í
ï2
=2
1-
3
1+
3
1
×3
1+
2
1+
3
1+
6
1 综合运用
ï - 3 ( t -2) 2 + 3ꎬ1< t ≤2ꎬ =2×3 2 =18 . 6.答案 64
î ïï 2 t . (3) a1 2 a1 4 a- 8 1 = a1 2 + 4 1- 8 1 = a5 8 . 解析 ∵ 细菌每 10 min 分裂 1 次 ꎬ1 h 共分
函数 3ꎬ 图 > 象 2 如图. (4)2 x- 3 1 ( 1 x1 3-2 x- 3 2 ) = x- 3 1+ 3 1 -4 x- 3 1- 3 2 7. 裂 解析 6 次 ꎬ∴1 个细 m 菌分裂 n 成 2 6 =64 个.
2 (1)∵10 =2ꎬ10 =3ꎬ
=1-4 x 4 -1 . . 1.2 无理数指数幂 ∴10 3 m 2 -2 n =(10 3 m-2 n ) 1 2 = ( 1 1 0 0 3 2 m n ) 1 2
[ m ] 1 ( ) 1
及其运算性质 (10 ) 3 2 2 3 2 2 2.
= n 2 = 2 =
练习 (10 ) 3 3
14.解析 (1) 由题表中所给数据 ꎬ 在平面直角 1.解析 (1)(2 3 m3 ) 23 (2)∵ a2 x =3ꎬ∴ a a 3 x x + + a a - - 3 x x = ( ax ) a 3 x + + ( a- a x -x ) 3
坐标系中作出
的对 ( 应 30 点 ꎬ60 它 )ꎬ 们 ( 近 40 似 ꎬ3 地 0) 分 ꎬ( 布 45 在 ꎬ =2 3×23 m2 3×23 = a2 x - ax a-x + a-2 x =3-1+ 1 = 7 .
15)ꎬ(50ꎬ0) ꎬ 3 3
一条直线上 ꎬ 如图所示. 2. ( 解 = 2 2 析 ) 6 a π 3 m a 3 2 3 π = a 6 当 -π 4 m = x 3 a . 趋 π 3 + 向 2 3 π 负 -π 无 = a 穷 0 = 大 1 . 时 x 的值不 8.解 (1 析 ) a + a 已 -1 知 =( a a 1 2 1 2 + + a a - - 2 1 2 1 = ) 2 3 - ꎬ 2 a1 2 a- 2 1
(1) ꎬ2
断变小 并且趋近于 . =3 2 -2 a0 =7 .
ꎬ 0
( )x (2) a2 + a-2 =( a + a-1 ) 2 -2 a a-1
当x趋向正无穷大时 1 的值不断
(2) ꎬ 2 =49-2=47 .
变小 并且趋近于 . 拓广探索
ꎬ 0
◆习题4.1 9.解析 当进行 次之后 容器中酒精含
(1) 1 ꎬ
{ k b
设y kx b k 则 50 + =0ꎬ 复习巩固 量为 2 第 次之后为 2 2 4
= + ( ≠0)ꎬ k b Lꎻ 2 × = Lꎻ
45 + =15ꎬ 1.解析 原式 . 3 3 3 9
{k (1) =100 ( ) 5
解得 b =-3ꎬ (2) 原式 =-0 . 1 . ꎻ 第 5 次之后为 2 3 L .
y
=
x
150ꎬ
x 且x N∗ . (3)
原式
=4-π
.
由 得出第n次之后为
(
2
)n
.
∴ =-3 +150(0≤ ≤50ꎬ ∈ ) 原式 x y . (2) (1) L
依题意 得P y x (4) =| - | 3
(2) ꎬ = ( -30) 2.答案 D A 10.解析 略.
x x (1) (2) (1)
=
=
(
-
-
3(
3
x
+
-
1
4
5
0
0
)
)
2 +
(
30
-
0
3
(
0
0
)
≤ x ≤50ꎬ 且x ∈ N∗ )ꎬ 解析 (1) 对于 Aꎬ a4 3a3 4 = a4 3+4 3 = a2 1 5 2ꎻ 对于 (2) 当n越来越大时 ꎬ
(
1+ n 1
)n
也会越来
∴ 当x =40 时 ꎬ P有最大值 300 . Bꎬ a ÷ a2 3 = a1-3 2 = a1 3ꎻ 对于 Cꎬ a2 3a-3 2 = a0 =1ꎻ 越大.没有最大值.
故销售单价为 元时 才能获得最大日销
售利润. 40 ꎬ 对于 Dꎬ( a1 4) 4 = a.故选 D . 4.2 指数函数
a m n n am a0 a- m n 1 故选 .
第四章 指数函数与 (2) = ꎬ =1ꎬ = n amꎬ A 4.2.1 指数函数的概念
对数函数 3.答案
(
1
) -1 练习
(1) 1.C 为一次函数图象 为二次函数图象
2 A ꎬB ꎬ
4.1 指数
(2)2
3
<3
2
<2
π
<π
5
D
可以为y
=
x3的图象.
练 4 习 .1.1 n次方根与分数指数幂 4.解析 (1) 原式 = æ è ç b a 3 a b6 2 ö ø ÷ 1 2 2.解 f (0 析 . 5 )= f ( 2 0 f ) ( = 0) 3 = 3 2 0 ꎻ 2 1 ꎻ
1.解析 (1) a1 2 = a. (2) a3 4 = 4a3. (b3 ) 1 2 (a2 ) 1 4 f f (1) . =2 f ( f 0 . 5)=4 f f (0)=32 2 3 ꎻ
a-3 1 . a-2 1 .
= a b6 (15)=2(1)=8(0)=32 ꎻ
2. ( 解 3 析 ) 5 ( = 1) 5a 3 3 x2 ( = 4) x2 3( 3 x > = 0 3 ) a . 2 = b a 3 2 1 2 a b 1 2 3 2 =1 . f 所 (0 以 . 5 函 n ) 数 =2 y f ( = 0 f . ( 5 x ( ) n 的 -1 一 )) 个 = 解 3 析 2 式 n. 为f ( x )=3
(2) 5 ( m - n ) 4 =( m - n ) 4 5( m > n ) . 原式 a1 a1 a 1 2 2 x =34 x.
(3)
p6 p5
=
p3
p5
2 =
p1
2
1
(
p
>0)
. (2
a
)
1 a
=
1
( 2
4
a 1
2 )2 3.解析 令f
(
x
)=(1+6
.
25
%
)
x
ꎬ
(4)
a
a
3
=
a3-
2
1
=
a5
2(
a
>0)
. =
a
4
1
(
a1
4
a1
)2
1 a1.
则
所以
f (
该
30
湖
)=
泊
(
的
1+
蓝
6 .
藻
25
变
% )
为
30
原
≈
来
6 . 1
的
6ꎬ
. 倍.
= 4 8( 4)2 = 2 616
274
教材习题答案
4.2.2 指数函数的图象和性质 p% a p% 2 10.解析 当a 时 f x 单调递增 g x
= (1+ ) ꎻ (1) >1 ꎬ( ) ꎬ ( )
经过 年后 年产量为 a p% 2 单调递减
练习 3 ꎬ (1+ ) + ꎻ
1.解析 在同一平面直角坐标系中 函数y a (1+ p% ) 2 p% = a (1+ p% ) 3 ꎻ 当 0< a <1 时 ꎬ f ( x ) 单调递减 ꎬ g ( x ) 单调递增.
ꎬ =
( )x (2)
3 x ꎬ y = 3 1 的图象如图所示.它们的图象 经过x年后 ꎬ 年产量为a (1+ p% ) x.
关于y轴对称. ∴ y = a (1+ p% ) x ( x ∈ N∗ ꎬ x ≤ m ) .
3.解析 m n. m n. m n. m n.
(1) < (2) > (3) > (4) >
4.解析 . Q r 10
(1)2023= 0(1+ ) ꎬ①
. Q r 11
2326= 0(1+ ) ꎬ②
. .
②得2326 r r 2326 . .
. =1+ ꎬ∴ = . -1≈015 图
① 2023 2023 ①
由 知 Q f . 12
(2) (1) ꎬ 0≈5ꎬ (12)=5×(1+015)
. 12 . .
=5×115 ≈2675
2.解析 由函数y x y x 的图象可知 综合运用
(1) =6 、 =7
5.解析 设f x . ax a 且a
2 2. (1) ( )=35 ( >0 ≠1)ꎬ
6 <7
由f . 得a .
(1)=420ꎬ =12ꎬ
f x . . x.
∴ ( )=35×12
设g x c ax c a 且a
(2) ( )= ( ≠0ꎬ >0 ≠1)ꎬ
由g g 得
(-1)=8ꎬ (1)=2ꎬ 图
{ ②
{c a-1 a 1
=8ꎬ解得 = ꎬ 当a 时 若f x g x 由图 得x
c a 2 >1 ꎬ ( )< ( )ꎬ ①ꎬ <0ꎻ
由函数 y . x 的图象可知 . -3 . 5 =2ꎬ c =4ꎬ 当 0< a <1 时 ꎬ 若f ( x )< g ( x )ꎬ 由图 ②ꎬ 得
(2) =0 3 0 3 > ( )x x .
. -2 . 3. g x 1 . >0
03 ∴ ( )=4
2
6.解析 y x是增函数 且 . . 4.3 对数
(1)∵ =3 ꎬ 08>07ꎬ
∴3 0 . 8 >3 0 . 7. 4.3.1 对数的概念
y . x是减函数 且 . .
(2)∵ =075 ꎬ -01<01ꎬ
练习
. -0 . 1 . 0 . 1.
∴075 >075
(3)∵
y
=1
.
01
x是增函数
ꎬ
且
2
.
7<3
.
5ꎬ
1.解析 (1)log28=3 .
∴1 . 01 2 . 7 <1 . 01 3 . 5. (2)ln m = 3 .
(4)
.
∵ y
3 . 3
=0 . 9
.
9 x
4 .
是
5.
减函数 ꎬ 且 3 . 3<4 . 5ꎬ (3)log27 1
3
=-
3
1 .
由函数y . x y . x的图象可知 . 0 . 5 7.解 ∴0 析 99 能 > . 0 设 9 原 9 来碳 的含量为 则经过 (4)3 2 =9 .
( > 3 1 ) >0 . 5 1 . 2 ꎬ 即 = 1 . 1 2 0 2 . 5 > 、 0 . = 5 0 1 . 2 5 . 12 个 半 衰期 后 碳 14 的含量为 ( 1 1 ꎬ ) 9 1 9 (5)10 2 . 3 = n.
“ ” ꎬ 14 2 = 512 (6)3 -4 = 1 .
81
>
10
1
00
ꎬ 所以能探测到. 2.解析 (1)∵5 2 =25ꎬ∴log525=2 .
8.解析 (1) 本利和y关于存期数x的函数解 (2)∵0 . 4 0 =1ꎬ∴log0 . 41=0 .
析式为y = a (1+ r ) x. (3)∵e -1 = 1 ꎬ∴ln 1 =-1 .
当a r . % x 时 e e
3.解析 略. ( y 2
=
)
1 000
=
×
1
(
0
1
0
+
0ꎬ
2
. =
25
2 % 25
)
5
=
ꎬ
1
=5
000×
ꎬ
1
.
0225
5 (4)∵10 -3 =0 . 001ꎬ∴lg0 . 0
(
01=-
)
3 .
◆习题4.2 元 . 3.解析 x x 1 -3 .
≈1118( ) (1)log1 3 =-3ꎬ∴ = =27
复习巩固 期后的本利和约为 元. 3
1.解析 对任意的x R 函数y 3-x都有 拓
∴
广
5
探索
1118
(2)∵logx49=4ꎬ∴
x4
=49ꎬ
(1) ∈ ꎬ =2 又x 且x x .
意
(2
义
) 对 ꎬ
所
任
以
意的
y
= x 2 ∈
3-x
R
的
ꎬ
定
函
义
数
域
y
为
=3 ( 2 x - +1 ∞ 都 ꎬ 有 +∞ 意 ) 义
.
ꎬ 9.解析 (1) 由题意 ꎬ 得
{f
b ( = 0 2 ) ꎬ =0ꎬ ∴
{a
b = = 2 - ꎬ 2ꎬ (3)∵
>0
lg0 . 0
≠
00
1ꎬ
0
∴
1= x
=
ꎬ∴
7
x =lg10 -5 =-5 .
所以y =3 2 x+1的定义域为 (-∞ꎬ+∞) . y ( 1 ) | x | . (4)∵ln e=- x ꎬ∴ x =-lne 1 2 =- 1 .
( ) x ∴ =-2 +2 2
对任意的x R 函数y 1 5 都有意 2
(3) ∈ ꎬ = 图象如图所示 4.3.2 对数的运算
2 :
( ) x
5
义 所以y 1 的定义域为 . 练习
ꎬ = (-∞ꎬ+∞)
2 1.解析 2 3 4
由题意知x 所以y . 1x 的定义域 (1)log3(27×9 )=log33 +log33 =3+4
(4) ≠0ꎬ =07 .
=7
为 .
(-∞ꎬ0)∪(0ꎬ+∞) .
2.解析 由题意可得
(2)lg5+lg2=lg(5×
(
2)=lg
)
10=1
ꎬ
1 1 .
经过 年后 年产量为 a a p% a (3)ln3+ln =ln 3× =ln1=0
1 ꎬ + = (1 3 3
p% 该函数是偶函数.在 上单调递
+ )ꎻ (2) (-∞ꎬ0] 5 1 .
经过 年后 年产量为a p% a p% 减 在 上单调递增. (4)log35-log315=log3 =log3 =-1
2 ꎬ (1+ )+ (1+ ) ꎬ [0ꎬ+∞) 15 3
275
2.解析 xyz x y z. 4.解析 x a b ab {x {x
(1)lg( )=lg +lg +lg (1)ln =ln +ln =ln ꎬ 由 >0ꎬ 得 >0ꎬ
xy2 x ab. (2) x x
xy2 z ∴ = lg ≠0ꎬ ≠1ꎬ
(2)lg z =lg( )-lg n3
x n m n3 m y 1 的定义域为 x x 且x .
x y2 z (2)lg =3lg -lg =lg -lg =lg mꎬ ∴ = x { | >0ꎬ ≠1}
=lg +lg -lg lg
x y z. n3
=lg +2lg -lg x . 由 1 得 x
xy3 xy3 z ∴ = m (3) 1-3 x>0ꎬ 1-3 >0ꎬ
(3)lg z =lg( )-lg
x 1 b c b c x 1 .
(3)loga = loga -loga =loga -loga ∴ <
2 3
x y3 1 z { }
=lg +lg - 2 lg =loga c b ꎬ∴ x = c b . ∴ y =log7 1- 1 3 x 的定义域为 x x < 3 1 .
x y 1 z.
=lg +3lg - 2 lg (4)∵log2[log3(log4 x )]=0ꎬ (4) y =loga| x |( a >0ꎬ 且a ≠1) 的定义域为
(4)lgy x 2z=lg x -lg( y2z ) 综 ∴ ∴ 合 l l 运 o o g g 3 4 用 ( x l = og 3 4 ꎬ x ∴ )= x = 1ꎬ 4 3 =64 . 2. { 解 所 x 析 示 | x ≠ . 0 ( } 1 . ) 函数 y =lg 10 x = x 的图象如图
1 x y2 z
= 2 lg -lg -lg 5.解析 (1)lg6=lg2+lg3= a + b.
= 2 1 lg x -2lg y -lg z. (2)log34= l l g g 4 3 = 2 lg lg 3 2 = 2 b a .
3.解析 (1) 原式 = l
l
g
g
3
2
× l
l
g
g
4
3
× l
l
g
g
5
4
× l
l
g
g
2
5
=1 . (3)log212= lg12 = lg3+lg4 = lg3+2lg2
(2) 原式 =2 ( 1 log23+ 1 log23 ) ( log32+ = 2 a a + b . lg2 lg2 lg2 (2) y =10 lg x = x ( x >0) 的图象如图所示.
2 3
)
1 3 b a.
log32 (4)lg =lg3-lg2= -
2 2
6.解析 x x
5 3 5 . (1) log34=1ꎬ∴ =log43ꎬ
=2× log23× log32=
◆习题 6 4.3 2 2 ∴4 x +4 -x =4 log43 +4 -log43 =3+ 1 = 10. 3.答案
3 3 ①
复习巩固 (2) f (log32)=3 log32 =2 . 4.4.2 对数函数的图象和性质
1.解析 (1)log31= x. 7.证明 (1) 左边 = lg a b lg b c lg a c=1ꎬ 练习
lg lg lg
(2)log4 1 6 = x. ∴loga b logb c logc a =1 . 1.解析 函数y =log3 x和y =log1 3 x的图象如图
( ( 3 4 ) ) l l g n 6 25 = = x. x. (2)logam bn = l l g g a b m n = m n l l g g a b 所示.
(5)5 x =27 . = m n loga b.
(6)7 x = 3 1 . 8.解析 设x年后该地 GDP 会翻两番.
(7)10 x =0 . 3 . 由题意知 ꎬ(1+6 . 5 % ) x =4ꎬ
x . .
(8)e x = 3 . ∴ = 年 log 后 1 . 06 该 54 地 ≈2201 会翻两番.
2.答案 D C ∴23 GDP
(1) (2) { x 拓广探索
2- >0ꎬ
解析 根据题意 知 x 1 x 9.解析 1 . 01 365 . . y x的图象与y x的图象关于x轴
(1) ꎬ 2 x -1>0ꎬ⇒ 2 < < (1) 0 . 99 365≈148066 对 = 称 log . 3 =log1 3
且x 故选 . 2 -1≠1 (2)1 . 01 x 1=10×0 . 99 x 1ꎬ 2.解析 y x在 上是增函
2ꎬ ≠1ꎬ D x . . (1)∵ =lg (0ꎬ+∞)
a b 且a b ab ∴ 1≈11513 数 且 . .
(2)∵lg +lg =0ꎬ >0ꎬ >0ꎬ∴ lg( )= 大约经过 天后 进步 的是 落后 的 ꎬ 06<08ꎬ
即ab 故选 ∴ 116 “ ” “ ” . . .
0ꎬ =1ꎬ C. 倍.同理可得 大约经过 天 天后 ∴lg06<lg08
10 ꎬ 231 、346 y x在 上是减函数 且
3.解析 (1)loga2+loga 1
“
进步
”
的分别是
“
落后
”
的
100
倍
、1000
倍. (2)∵ =log0 . 5 (0ꎬ+∞) ꎬ 6
( ) 2 10.解析 设经过 x 个小时才能驾驶 由题 >4ꎬ
ꎬ .
=loga 2× 1 =loga1=0 . 意 得 ∴log0 . 56<log0 . 54
2 ꎬ 当m 时 y x在 上是增
% x (3) >1 ꎬ =logm (0ꎬ+∞)
18 . 100×(1-30 ) ≤20ꎬ 函数
(2)log318-log32=log3 =log39=2 . ꎬ
2 x lg02 . .
∴ ≥ . ≈45 ∵5<7ꎬ∴logm5<logm7ꎻ
1 1 1 . lg07 当 m 时 y x在 上是减函数
(3)lg -lg25=lg =lg =-2 至少经过 个小时才能驾驶. 0< <1 ꎬ =logm (0ꎬ+∞) ꎬ
4 4×25 100 ∴ 5 .
. ∵5<7ꎬ∴logm5>logm7
(4)2log525-3log264=2×2-3 . ×6=4-18=-14 4.4 对数函数 3.解析 (1) 由题意得 ꎬ y =3 000(1+6 . 8 % ) x ꎬ
(5)log2(log216)=log24=2
x 且x N∗.
(6)log225×log34×log59 4.4.1 对数函数的概念 1≤ ≤5 ∈ . % x
(2)3000(1+68 ) =3900ꎬ
lg25 lg4 lg9
= × × 练习 解得x .
lg2 lg3 lg5 ≈399ꎬ
1.解析 由 x 得x 经过 年该地区 能达到 亿元
2lg5 2lg2 2lg3 . (1) 1- >0ꎬ <1ꎬ ∴ 4 GDP 3 900
= × × =8 故y x 的定义域为 x x . 人民币.
lg2 lg3 lg5 =ln(1- ) { | <1}
276
教材习题答案
4.4.3 不同函数增长的差异 的单调性相反. 补全表格如下
(3) :
5.解析 令O
练习 (1) =2700ꎬ t
0 5 10 15 20
1.答案 y 则v 1 2700 . .
2 = log3 =15(m/s) P /万元
解析 由题表中的数据可知 关于x呈指数 2 100 1 20 30 40 50 60
ꎬ 当一条鱼的耗氧量是 个单位时 它
增长的变量是y . ∴ 2 700 ꎬ P /万元
2 的游速为 . 2 20 20 2 40 40 2 80
2.解析 由题图 知 x . 时 x x 15m/s.
(1) 0≤ <027 3 >5 ꎬ O 图象如图所示
由题图
(2)(3)
知
ꎬ
x
>2
.
17
时
3
x
>5
x
ꎬ
(2) 令v =0ꎬ 则 1
2
log3
100
=0ꎬ 解得O =100 . :
使 x x的x的取值范围是 . 一条鱼静止时的耗氧量为 个单位.
∴ 3 >5 [0ꎬ027)∪ ∴ 100
. . 6.B
(217ꎬ+∞)
3.解析 由题图可知A B . 综合运用
(1ꎬ0)ꎬ (2ꎬlg2)
设一次函数的解析式为f x kx b k 7.解析 互为反函数.
( )= + ( ≠0)ꎬ (1)
{ k b {b y x的定义域为 值域为R
由题意得 0= + ꎬ =-lg2ꎬ =ln (0ꎬ+∞)ꎬ ꎻ
k b ∴ k y x的定义域为R 值域为 .
lg2=2 + ꎬ =lg2ꎬ =e ꎬ (0ꎬ+∞)
f x x . 互为反函数.
∴ ( )= lg2-lg2 (2)
4.C 根据f f 可知y x满足. 由y x 得 x y 当t 或t 时 P P
(2)<1ꎬ(3)>1 =ln =-loga ꎬ loga =- ꎬ =0 =10 ꎬ 1= 2ꎻ
◆习题4.4 ( )y 当 t 时 P P
复习巩固 ∴
x
=
a-y
= a
1
ꎬ∴
y
=-loga
x的反函数是y
当
0
t
<<1
时
0
P
ꎬ
P
1>
.
2ꎻ
1.解析
(1)
由题意知x
>0ꎬ =
(
a 1
)x
.
拓广探 > 索 10 ꎬ 1< 2
所以函数的定义域为 .
由 { log0 . 5(4 x -3)≥ ( 0 0 ꎬ ꎬ+∞) y =- ( loga ) x x 的定义域为 (0ꎬ+∞)ꎬ 值域为R ꎻ 12.解析 loga 1 2 <1=loga a ꎬ
(2) x y 1 的定义域为R 值域为 . 当a 时 a 1 a
4 -3>0ꎬ = a ꎬ (0ꎬ+∞) >1 ꎬ > ꎬ∴ >1ꎻ
2
得 x 解得 3 x . 8.解析 y g x 表示该学校男生体重为
0<4 -3≤1ꎬ < ≤1 (1) = ( ) 当 a 时 a 1 a 1 .
4 x 时平均身高为y . 0< <1 ꎬ < ꎬ∴0< <
( ] kg cm 2 2
故函数的定义域是 3 . f g .
ꎬ1 (2)∵ (170)=55ꎬ∴ (55)=170 a 或 a 1 .
4 其实际意义是男生体重为 时的平均身 ∴ >1 0< <
2.解析 m n. m n. 55kg 2
(1) < (2) >
高为 .
( )a ( )
0
m n. m n. 170cm 1 1
(3) > (4) > ∵ <1= ꎬ
3.解析 若火箭的最大速度v 9.解析 设疾病的患病率与经过的年数的函 2 2
则 则 2 ln 0 ( 0 1 0 + ln M m ( 1 ) + = M m 3 ) ꎬ =12ꎬ =12km/sꎬ 数 依 即 关 题 0 . 系 意 85 式 得 x = 为 ( . 0 1 . 5 - f ( ꎬ 1 x 5 ) % = ) ( x 1 = - 5 1 0 5 % % ꎬ ) x ꎬ ∴ ∵ ∴0 a a ≤ > 1 2 0 < a . 1 < ꎬ 1 即 . a <1ꎬ∴ {a a ≥ <1 0 ꎬ ꎬ
500 x lg05 . .
即 M 5 3 00 ∴ = lg0 . 85 ≈4265 综上 ꎬ 实数a的取值范围是 0< a < 1 .
1+m =e ꎬ 要将当前的患病率降低一半 大约需要 2
∴ ꎬ
M 年.
13.解析
(1)
解法一
:
如图
ꎬ
所以 . . 5
m≈0006 ( I )
10.解析 L 为增函数
故当燃料质量是火箭质量的 . %时 火箭 (1)∵ I=10lg -12 ꎬ
0 6 ꎬ 10
的最大速度可达到 . ( )
12km/s L 1
4.解析 对应函数y x 对应函数y ∴( I)max=10lg -12 =120ꎬ
(1)① =lg ꎬ② 10
x 对应函数y x.当底数大于 ( -12 )
时 =l ꎬ og 图 5 象 ꎬ③ 在x =1 的右侧 = ꎬ lo 底 g2 数越大的图象越 1 ( L I)min=10lg 1 1 0 0 -12 =0ꎬ
靠近x轴. ∴ 人听觉的声强级范围为 [0ꎬ120]( 单位 :
(2) 如图 ꎬ dB) .
( )
-6 由图象可知 .
(2) L I=10lg 1 1 0 0 -12 =60dB . 解法二 ꎬlog . 0 . 26>log0 . . 36>log0 . 4 . 6
11.解析 设P f t kt b k
:∵log602<log603<log604<0ꎬ
(1) 1= ( )= + ( ≠0)ꎬ
1 1 1 即
由
得 {
f
( b 0 = ) k 2 = 0 b ꎬ 20ꎬ
f
(1 ∴ 0) { = k b = 40 2 ꎬ ꎬ .
∴
>lo lo g 如 g 0 . 6 4 0 6 图
.
. 2
>
log60
.
3
>
log60
.
4
ꎬ log0 . 26>log0 . 36
10 + =40ꎬ =20 (2) ꎬ
P f t t t .
从 的图中发现 y x y x y ∴ 1= ( )=2+20( ≥0)
(3) (2) ꎬ =log2 ꎬ =log5 ꎬ = 设P g t c at c a 且a
x 的图象分别与y x y x (2) 2= ( )= ( >0ꎬ >0ꎬ ≠
lg = log1 2 ꎬ = log1 5 ꎬ
y x的图象关于x轴对称. 1)ꎬ
可 = 推 log 广 1 1 0 到一般情况. 由g (0)=20ꎬ g (10)=40ꎬ 得
x x a 且a {c a0 =20ꎬ {c =20ꎬ
∵l y og1a = x -lo a ga ( 且 >0 a ꎬ 的 ≠ 图 1) 象 ꎬ 与y x c a10 =40ꎬ ∴ a =21 1 0ꎬ
∴ =log1a ( >0ꎬ ≠1) =loga t
( a >0ꎬ 且a ≠1) 的图象关于x轴对称 ꎬ 它们 ∴ P 2= g ( t )=20(21 1 0) t =20210( t ≥0) . 由图象可知 ꎬlog23>log34>log45 .
277
4.5 函数的应用(二) x . . . 根据问题的实际意义 可选择如下模型 y
0∈(0625ꎬ06875) ꎬ : =
由于 . . . . k p x k R 且k p x .由碳
4.5.1 函数的零点与方程的解 |06875-0625|=00625<01ꎬ (1- ) ( ∈ ꎬ ≠0ꎻ0< <1ꎻ ≥0)
所以函数在区间 内零点的近似值约为 的半衰期为 年 得
(0ꎬ1) 14 5730 ꎬ
练习
1.解析 不能.不能仅根据其中一个图象得出 2. 0 解 . 6 析 875 原 . 方程可化为x x 令f x k (1- p ) 5730 = 1 k ꎬ 于是 1- p = 5730 1 ꎬ
+lg -3=0ꎬ ( )= 2 2
函 断 数 ꎬ 应 y 结 = f 合 ( x 函 ) 在 数 某 零 个 点 区 存 间 在 只 定 有 理 一 和 个 函 零 数 点 单 的 调 判 性 x f +lg x - . 3ꎬ . 用 于 计 是f 算器可 f 算得f ( 所 2) 以 ≈ 这 -0 个 . 70 方 ꎬ 所以y = k ( 5730 1 )x .
(3)≈048 (2)(3)<0ꎬ 2
判断.
程在区间 内存在实数解x . 由样本中碳 的残余量约为初始量的
2.解析 作出函数图象 如图 因为 (2ꎬ3) 0 14
(1) ( 1)ꎬ 下面用二分法求方程x x在区间 . % 可知
=3-lg (2ꎬ 6276 ꎬ
f - ( x 1 3 ) - = 3 x 1 + > 5 0ꎬ 在 f 区 (1 间 . 5) ( = 1ꎬ - 1 2 . . 5 8 ) 75 上 < 至 0ꎬ 少 所 有 以 一 f ( 个 x ) 零 = 3 取 ) 区 内 间 的近似解 的 . 中点x . 用计算器可算 k ( 5730 1 )x = 62 . 76 %k ꎬ 即 ( 5730 1 )x =
点.又因为f x 是 上的减函数
(2ꎬ3) 1=25ꎬ 2 2
( ) (-∞ꎬ+∞) ꎬ 得f . . . . .
所
只
以
有
f
一 (
x
个 )= 零 - 点
x3
. -3
x
+5
在区间
(1ꎬ1
.
5)
上有且
因为
(2
f (
5
2
)
. 5
≈
)
-0
f (
1
3
0
)<0ꎬ 解
06
得
27
x
6
=log5730 1 2 0 . 6276 .
所以x . . 由计算工具得x .
作出函数图象 如图 因为f 0∈(25ꎬ3) ≈3851
(2) ( 2)ꎬ (3)<0ꎬ 再取区间 . 的中点x . 用计算器 因为 年之前的 年是公元前 年所
f 所以f x x x 在区间 (25ꎬ3) 2=275ꎬ 1959 3851 1892 ꎬ
(4)>0ꎬ ( )= 2 ln( -2)-3 可算得f . . . 以推理二里头遗址大概是公元前 年建成的.
上至少有一个零点. (275)≈019 1892
(3ꎬ4) 因为f . f . 练习
(25)(275)<0ꎬ
又因为f x x x 在 上是
( )=2 ln( -2)-3 (2ꎬ+∞) 所以x . . . 1.解析 乙选择的模型更符合实际.
增函数 所以f x 在 上有且仅有一个 0∈(25ꎬ275)
零点.
ꎬ ( ) (3ꎬ4) 同理可得x
0∈(2
.
5ꎬ2
.
625)ꎬ
对于甲选择的模型y
=
ax2
+
bx
+
c
ꎬ
代入数据
x . . .
作出函数图象 如图 因为f 0∈(25625ꎬ2625) (1ꎬ52)ꎬ(2ꎬ61)ꎬ(3ꎬ68)ꎬ
(3) ( 3)ꎬ (0)<0ꎬ 由于 . . . . { a b c {a
f
(1)>0ꎬ
所以f
(
x
)=e
x-1
+4
x
-4
在区间
(0ꎬ1) 此时区
|2
间
625-
.
25625|
.
=006
中
25
任
<
意
01
一
ꎬ
个值都 得
52= +
a
+
b
ꎬ
c 解得 b
=-1ꎬ
上至少有一个零点. (2562 5ꎬ2625) 61=4 +2 + ꎬ =12ꎬ
是零点x 满足精确度的近似值 所以原方 a b c c .
又
增
因
函
为
数
f
所
(
x
以
)=
f
e
x
x
-1
+
在
4
x
-4
在
上
(-
有
∞
且
ꎬ+
仅
∞
有
)
一
上是
个
程的近似
0
解可取为
2
.
6
.
ꎬ
∴
y
=
68
-
=
x2
9
+1
+
2
3
x
+
+
41
ꎬ
ꎬ
=41
ꎬ ( ) (0ꎬ1) 检验
零点. 4.5.3 函数模型的应用 :
当x 时 y
(4)
作出函数图象
(
如图
4)ꎬ
因为f
(-4)<0ꎬ 练习 当x
=4
时
ꎬ
y
=73ꎬ
f (-3)>0ꎬ f (-2)<0ꎬ f (2)<0ꎬ f (3)>0ꎬ 所以 1.解析 (1) 根据马尔萨斯人口增长模型y = 当x =5 时 ꎬ y =76ꎬ .
f
(
(
-
x
3
)
ꎬ
=
-
3
2
(
)
x
ꎬ
+
(2
2
ꎬ
)
3
(
)
x
上
-
各
3)
有
( x
一
+
个
4)
零
+ x
点
在
.
(-4ꎬ-3)ꎬ y
∴
0e
y
rt
=
ꎬ
5
对
e 0
于
. 003
1
t.
650 年 ꎬ y 0=5 亿 ꎬ r =0 . 003ꎬ 当
对于
x =
= 乙
6
6 选
时 ꎬ
ꎬ 择
偏 =
的
差 77
模
较大
型
.
y = pqx + r ꎬ 代入数据
要使世界人口是 1650 年的 2 倍 ꎬ { pq r
52= + ꎬ
则y =10 亿 ꎬ∴10=5e 0 . 003 t ꎬ 有 pq2 r
61= + ꎬ
解得t 年
≈231 ꎬ pq3 r
年的世界人口是 年的 倍. 68= + ꎬ
∴1881 1650 2 ì
图 1 图 2 同理 y ꎬ 对于 0 . 02 1 1 t 9 .令 70 y 年 ꎬ y 0= 亿 36 则 亿 ꎬ r =0 . 02 0 1 . 0 ꎬ 21 t 解 ï ï ï p =- 7 1 2 4 9 ꎬ
∴ =36e =72 ꎬ 72=36e ꎬ íq 7
得t 年 ∴ ï = ꎬ
≈33 ꎬ 9
约 年的世界人口是 年的 倍. ï
∴ 2003 1970 2 ïr 185.
根据实际情况 对于 年得到的结 î =
(2) ꎬ 1650 2
( )x
论 公式中的增长速度要小于实际的增长速
图 图 ꎬ y 729 7 185.
3 4 度 而对于 年得到的结论 公式中的增 ∴ =- 14 9 + 2
ꎬ 1970 ꎬ
4.5.2 用二分法求方程的近似解 长速度要大于实际的增长速度.可见近几十 检验 : 当x =4 时 ꎬ y ≈73 . 44ꎬ
当x 时 y . 当x 时 y .
练习 年 ꎬ 各国为控制人口增长而采取了一定的措 =5 ꎬ ≈7768ꎬ =6 ꎬ ≈8097ꎬ
与实际数据相差都不算太大
1.解析 由题设可知f (0)=-1 . 4<0ꎬ f (1)= 施 ꎬ 已经有了一定成效 ꎬ 或者此模型不太适 所以乙选择的模型更符合实 ꎬ 际.
宜估计时间跨度非常大的人口增长情况.
. 于是f f 所以函数f x 在
16>0ꎬ (0)(1)<0ꎬ ( ) 2.解析 记 年为第一年.设第x年的
区间 内存在零点x .下面用二分法求 2.解析 设野兔基数为m ꎬ 增长率为a ꎬ 则m (1) 2008
函数 ( f
(
0 x ꎬ
)
1
=
) x3
+1
.
1
x2
+0
.
9
0 x
-1
.
4
在区间
(0ꎬ
(1+ a ) 21 =2 m ꎬ 肉
可
鸡
知
数
每
量
一
为
年
y
的
吨
肉
ꎬ 由
鸡
题
数
中
量
第
比
一
上
个
一
表
年
中
平
的
均
数
增
据
长
1) 内的零点. ∴(1+ a ) 21 =2ꎬ∴1+ a =22 1 1. 吨 ꎬ 则
155 ꎬ
取区间 的中点x . 用计算器可算 设 万只野兔增长到 亿只野兔需要t个
(0ꎬ1) 1=05ꎬ 1 1 y
=7690+155(
x
-1)=7535+155
x.
得 因 再 为 取 f ( f 区 0 ( . 0 5 间 . ) 5 = ( ) 0 - . 5 0 f ꎬ . ( 5 1 1 5 ) ) . 的 <0 中 ꎬ 所 点 以 x 2 x = 0 0 ∈ . 7 ( 5 0 ꎬ . 5ꎬ1) . 月 t ≈ ꎬ 2 依 79 题 ꎬ∴ 意 2 1 7 ꎬ 2 9 有 ≈2 1 3 0 . 2 8 5 = ( 年 10 ) 4 . (22 1 1) t ꎬ 解得 设 口 25 第 数 00 表 x 0 年 中 的 的 . 人 数 x 口 据 . 数 可 为 知 z z = 万 1 人 00 ꎬ ( 由 1+ 同 1 . 期 2 % 该 ) 地 x-1 人 =
用计算器可算得f . . 万只野兔增长到 亿只野兔大约需要 ×1012
(075)≈032ꎬ ∴1 1 253
因为f . f . 年. 设人均消费t 肉鸡 由题意 得 t
(05)(075)<0ꎬ 24 (2) kg ꎬ ꎬ 1113
所以x . . . 3.解析 能.设样本中碳 的初始量为k 衰 t . .
0∈(05ꎬ075) 14 ꎬ =9080ꎬ∴ ≈816
同理可得x . . 减率为p p 经过x年后 残余量为y. 年的肉鸡需求量为 .
0∈(0625ꎬ075)ꎬ (0< <1)ꎬ ꎬ 2018 1 127×8 16 =
278
教材习题答案
. 吨 小于 年的产量 . 内的近似解.取区间 . 的中点 所以函数在区间 内的零点约为
919632( )ꎬ 2018 9 230 (05ꎬ1) (05ꎬ1) (-3ꎬ-2)
吨 故 年能满足市场要求. x . 用计算器可算得f . . . . .同样可求得函数在区间 内的零
ꎬ 2018 1=075ꎬ (075)≈013 -28 (-1ꎬ0)
由题中两表的变化趋势 可知 年后 因为f . f 点约为 . .
(3) ꎬ 2018 (075)(1)<0ꎬ -02
可先减少增加量 而后再增大增加量. 所以x . . 所以函数g x 的零点约为 . . .
ꎬ 0∈(075ꎬ1) ( ) -28ꎬ-02
◆习题4.5 再取区间 . 的中点x . 9.C 设y f t at.由f 得a
(075ꎬ1) 2=0875ꎬ = ( )= (1)=2ꎬ =2ꎬ
复习巩固 用计算器可算得f . . . y t 正确
(0875)≈-004 ∴ =2ꎬ① ꎻ
1.答案 因为f . f . f 5 故 正确
①③ (0875)(075)<0ꎬ (5)=2 =32>30ꎬ ② ꎻ
解析 题图 中不存在区间 a b 使 所以x . . . f f 2 1
①③ [ ꎬ ]ꎬ 0∈(075ꎬ0875) (2)-(1)=2 -2 =2ꎬ
f ( a ) f ( b )<0 . 同理可得x 0∈(0 . 8125ꎬ0 . 875) . f (3)- f (2)=2 3 -2 2 =4ꎬ
2.解析 函数f ( x ) 在区间 (2ꎬ3)ꎬ(3ꎬ4)ꎬ(4ꎬ 由于 |0 . 8125-0 . 875|=0 . 0625<0 . 1ꎬ ∴ 浮萍每月增加的面积不断增长 ꎬ③ 错误 ꎻ
5) 内有零点. 所以原方程的近似解可取为 0 . 875 . 2 t 1=2ꎬ2 t 2=3ꎬ2 t 3=6ꎬ
理由如下 由x f x 的对应值表可得f 6.解析 设复制次数为n t t t
: 、 ( ) (2) ꎬ ∴ 1+2=log22+log23=log26= 3ꎬ
f (3)<0ꎬ f (3) f (4)<0ꎬ f (4) f (5)<0ꎬ 结合 则 2×2 n =64×1024ꎬ ∴ t 1+ t 2= t 3 成立 ꎬ④ 正确.故选 C .
函数零点存在定理可知函数f ( x ) 分别在区 ∴ n =15ꎬ15×3=45( 分 )ꎬ 10.解析 设应在病人注射这种药t h 后再向
间 内有零点. 开机后 分 该病毒会占据 内存. 病人的血液补充这种药.
(2ꎬ3)ꎬ(3ꎬ4)ꎬ(4ꎬ5) ∴ 45 ꎬ 64MB
3.证明 f x x f x x . 综合运用 依题意 可得 % t
( )= ⇐⇒( )- =0 ꎬ 500≤2 500(1-20 ) ≤
令 g g ( x )= f ( x )- x = x3 -3 x +1 . 7.证明 ∵ f (1)= a + b + c =- 2 a ꎬ 1500ꎬ ( )t
∵ g ( ( 1 - ) 1)= ( 3 1 >0 ) ꎬ 3 3 3 ∴3 a +2 b +2 c =0ꎬ 即 2 b =-3 a -2 c. 整理得 1 5 ≤ 4 5 ≤ 3 5 ꎬ
= - +1=- <0ꎬ ac
g (2 2 )=8-6+ 2 1=3>0 2 ꎬ 8 ∵ f (0) f (1)=- 2 ꎬ ∴log4 5 3 5 ≤ t ≤log4 5 1 5 ꎬ
g g ( 1 ) g ( 1 ) g . f (1) f (2)=- a (4 a +2 b + c )=- a ( a - c ) . ∴2 . 3≤ t ≤7 . 2 .
∴ (-1) <0ꎬ (2)<0 2 2 应在用药后 . 至 . 再向病人的血
2 2 当c 时 f f ∴ 23h 72h
由函数零点存在定理知 >0 ꎬ(0)(1)<0ꎬ 液补充这种药.
ꎬ f x 在 内至少存在一个零点.
( ) ∴ ( ) (0ꎬ1) 11.解析
g ( x ) 在 -1ꎬ 1 2 内至少存在一个零点 ꎬ 当c ≤0 时 ꎬ 年份
( ) a 2008 2009 2010 2011 2020
在 1 2 ꎬ2 内至少存在一个零点 ꎬ f (1) f (2)=- 2 ( a - c )<0ꎬ y/ ZB 0 . 49 0 . 8 1 . 2 1 . 82 1 . 82×44
综上 ꎬ f ( x )= x在 (-1ꎬ2) 内至少有两个实 ∴ f ( x ) 在 (1ꎬ2) 内至少存在一个零点. 根据表格中数据可选g ( x )= abx模型.
4. 数 解 解 析 . 由题设有f . 综 零 上 点 所 . 述 ꎬ 函数f ( x ) 在 (0ꎬ2) 内至少有一个 {ab2 . ì ï ïa = 16 ꎬ
(2)≈-031<0ꎬ 则 =08ꎬ解得í 45
f 于 (3 是 )≈ f 0 . 43> f 0ꎬ 8.解 (- 析 x2 -3 ( x 1 - ) 2 由 ) 2 题 =- 设 x4 有 -6 g x ( 3 x - ) 1 = 3 x 2 2 - - 1 [ 2 f ( x - x ) 2 ] . 2 =2- ab3 =1 . 2ꎬ î ïïb = 2 3 ꎬ
(2)(3)<0ꎬ
所以函数f ( x ) 在区间 (2ꎬ3) 内存在零点x 0 . (2)
函数图象如图所示.
∴ g ( x )= 16
(
3
)x
.
45 2
下面用二分法求函数f ( x )=ln x - 2 x 在区间 12.解析 (1) 以身高为横坐标 ꎬ 平均体重为纵
内的近似解.
坐标
ꎬ
画出散点图如图所示.根据点的分布
(2ꎬ3)
取区间 (2ꎬ3) 的中点x 1=2 . 5ꎬ 特
区
征
未
ꎬ
成
可
年
考
男
虑以
性平
y =
均
a
体
b
重
x 作
与
为
身
刻
高
画
的
这
函
个地
数
用计算器可算得f . .
(25)≈012ꎬ
因为f f .
模型.
(2)(25)<0ꎬ
所以x . .
0∈(2ꎬ25)
再取区间 . 的中点x .
(2ꎬ25) 2=225ꎬ
用计算器可算得f . . .
(225)≈-008
因为f . f .
(225)(25)<0ꎬ
所以x . . . 由图象可知 函数 g x 分别在区间 如果取其中的两组数据 .
0∈(225ꎬ25) (3) ꎬ ( ) (70ꎬ7 90)ꎬ(160ꎬ
同理可得x . . 和区间 内各有一个零点. .
0∈(225ꎬ2375)ꎬ (-3ꎬ-2) (-1ꎬ0) 4725)ꎬ
x . . 取区间 的中点x . 用计算器 { . a b70
0∈(23125ꎬ2375)ꎬ (-3ꎬ-2) 1=-25ꎬ 代入y a bx得 790= ꎬ
由于
|2
.
375-2
.
3125|=0
.
0625<0
.
1ꎬ
可算得g
(-2
.
5)=1
.
4375
. =
47
.
25=
a
b160
ꎬ
所以函数在区间 内的零点可取为 因为g g . 用计算器算得a b . .
(2ꎬ3) (-3) (-25)<0ꎬ ≈2ꎬ ≈102
. . 所以x . . 这样 就得到了一个函数模型y . x.
2375 0∈(-3ꎬ-25) ꎬ =2×102
5.解析 原方程可化为 . x x 再取区间 . 的中点x . 用计 将x 代入y . x 得y
08 -1-ln =0ꎬ (-3ꎬ-25) 2=-275ꎬ (2) =175 =2×1 02 ꎬ =2×
令f ( x )=0 . 8 x -1-ln x ꎬ f (0) 没有意义 ꎬ 算器可算得g (-2 . 75)≈0 . 28ꎬ 1 . 02 175 ꎬ
用计算器算得f . . f . 因为g g . 由计算器算得y . .
(05)≈059ꎬ (1)=-02ꎬ (-3) (-275)<0ꎬ ≈6398
于是f . f 所以x . . 由于 . . . 所以这个男生
(05)(1)<0ꎬ 0∈(-3ꎬ-275) 78÷6398≈122>12ꎬ
所以这个方程在区间 . 内存在实数 同理可得x . . 偏胖.
(05ꎬ1) 0∈(-2875ꎬ-275)ꎬ
解x . x . . . 拓广探索
0 0∈(-28125ꎬ-275)
下面用二分法求方程 . x x在区间 由于 . . . . 13.解析 不正确.
0 8 -1=ln |-275-(-28125)|=00625<01ꎬ
279
理由如下 ( )
: c f 1 f 1
f f 仅说明变号零点的性质 还 = (2)= |lg2|= lg = ꎬ
(-1) (1)<0 ꎬ 2 2
( ) ( )
应讨论不变号零点的情况.
1 1 1 f 1 f 1
∵ < < ꎬ∴ > >
{a 4 3 2 4 3
由 ≠0ꎬ 得a 1 ( )
Δ a =- ꎬ f 1 即a b c 故选 .
=16+4×24 =0 6 ꎬ > > ꎬ D
2
此时f
(
x
)=-4
x2
+4
x
-1ꎬ
零点为 1
ꎬ
符合
(3)
在同一直角坐标系中分别作出函数y
=
2 x y x y x3 及 y x 的图象 如图
题意. 2 ꎬ =log2 ꎬ = =- ꎬ
所示.
( ) 函数分别在区间 和区间
所以实数 a 的取值范围是 1 5 (-1ꎬ0)、(0ꎬ1) (2ꎬ
- ꎬ ∪ 内各有一个零点
8 24 3) ꎬ
{ } 所以方程 x3 x2 x 的最大的根应
1 . 2 -4 -3 +1=0
- 在区间 内.
6 (2ꎬ3)
14.解析 由题意可知 符合题意的函数模 取区间 的中点x . 用计算器可算
(1) ꎬ (2ꎬ3) 1=25ꎬ
型必须满足 2 个条件 : 定义域为 [0ꎬ120]ꎻ 得f (2 . 5)=-0 . 25 .
在 [0ꎬ120] 上为增函数.而 y =0 . 5 v + a 在 因为f (2 . 5) f (3)<0ꎬ
[ 又 0ꎬ y 1 = 2 k 0 l ] og 为 a v 减 + b 函 的 数 定 ꎬ 义 故 域 不 为 符 ( 合 0 题 ꎬ+ 意 ∞ . ) .也不满 所 再 用 以 取 计 ( 算 x 2 0 器 . ∈ 5ꎬ 可 ( 3 2 ) 算 . 5 的 ꎬ 得 3 中 ) f 点 . . x 2=2 . 75 . ꎬ . 6. 由 证 图 明 象 可 ( 知 1) b > 因 c > 为 a ꎬ 故 g 选 ( x B ) . = e x +e -x ꎬ f ( x )
足题意 故选Q av3 bv2 cv. (275)≈409 2
代入已
ꎬ
知数据
= + + 因为f
(2
.
5)
f
(2
.
75)<0ꎬ e
x
-e
-x
ꎬ 所以x . . . = ꎬ
{ 8 . 125= a 60 3 + b 60 2 + c 60ꎬ 同理 可 0∈ 得 (25 x ꎬ275) . . x 所以 2 g x 2 f x 2
得 10= a 80 3 + b 80 2 + c 80ꎬ (2 . 5ꎬ2 . 5625)ꎬ 0 x ∈ 0∈ ( (2 2 . 5ꎬ 5 2 ꎬ . 5 2 31 6 2 2 5 5 ) ) ꎬ ꎬ 0 ∈ ( e x [ +e ( -x ) ) ] 2 - ( [ e x ( -e ) -x ] ) 2
a 3 b 2 c x . . = -
20= 120 + 120 + 120ꎬ 0∈(2515625ꎬ253125)ꎬ 2 2
ì ïa 1 x 0∈(2 . 515625ꎬ2 . 5234375)ꎬ e 2 x +2+e -2 x e 2 x -2+e -2 x .
ï = 38400 ꎬ 由于 |2 . 5234375-2 . 515625| = 4 - 4 =1
ï . . 2 x -2 x
解得íb 1 =00078125<001ꎬ 因为f x e -e
ï =- 240 ꎬ 所以方程 2 x3 -4 x2 -3 x +1=0 的最大根约为 (2) (2 )= 2 ꎬ
î ï ïc = 7 . 2 . 52 . 而 2 f ( x ) g ( x )=2 e x -e -x e x +e -x
24 (2) 令 lg x = 1 x ꎬ 即 lg x - 1 x =0ꎬ 2 x -2 x 2 2
∴
Q
=
1 v3
-
1 v2
+
7 v
ꎬ
v
∈[0ꎬ120]
.
=
e -e
ꎬ
38400 240 24 令t x x 1 用二分法求得交点的横 2
(2) 设该汽车从甲地到乙地总耗油量为y ꎬ ( )=lg - x ꎬ 所以f (2 x )=2 f ( x ) g ( x ) .
行驶时间为t ꎬ ( 则 ) 4.解 坐 析 标 约 画 为 出 2 . 5 f ( . x ) 的图象与直线y = k ꎬ 如图. (3) 因为g (2 x )= e 2 x + 2 e -2 x ꎬ
y = Q t = 24 v 0 1 v3 - 1 v2 + 7 v 又 [ g ( x )] 2 +[ f ( x )] 2
v2 38400 240 24 e 2 x +e -2 x +2 e 2 x +e -2 x -2
v 1 v 2 = +
= - + 70 = ( - 80) + 4 4
160 160 2 x -2 x
v . e +e
30ꎬ ∈[0ꎬ120] = ꎬ
v 2
∵0≤ ≤120ꎬ 所以g x g x 2 f x 2.
当v 时 y . (2 )=[ ( )] +[ ( )]
∴ ∴ 该汽 = 车 80 以 8 ꎬ 0 k mi m n= /h 30 的速度行驶才能使总 7.解析 由指数函数y = ( a b )x 图象可知 ꎬ0<
耗油量最少. 由图象可知 b
ꎬ
复习参考题4 a <1ꎬ
当k 时 f x k有 个解
<-4 ꎬ( )= 1 ꎻ
复习巩固 当k 或k 时 f x k有 个解 1 b
=-4 >-3 ꎬ( )= 2 ꎻ ∴- <- a<0ꎬ
1.答案 C B C 当 k 时 f x k有 个解. 2 2
解析
(1)
y
(
x
2
中
)
用
(
x
3
代
)
替x 用 y代替 综合
-
运
4
用
< ≤-3 ꎬ ( )= 3
∴
二次函数y
=
ax2
+
bx图象顶点的横坐标的
(1) =2 - ꎬ - ( )
y
ꎬ
则得到y
=-2
-x
ꎬ
所以函数y
=-2
-x与y
=2
x 5.答案
(1)
A
(2)
D
(3)
B 取值范围是
-
1
ꎬ0
.
的图象关于原点对称. 解析
(1)
A
={
y
|
y
=log2
x
ꎬ
x
>1}={
y
|
y
>0}ꎬ 8.解析 .
2
% 800 % . 800
( )x { } { } (1-2 47 ) ×100 =09753 ×
( 数 过 2 ꎬ 点 ) 它 ∵ 们 y = 的 2 图 . x 故 ꎬ 象 y 选 = 过 6 定 x . ꎬ 点 y = (0ꎬ 2 1 1 )ꎬ 而 都 ② 是 的 指 图 数 象 函 不 B 所 = 以 y A ∩ y B = = 2 1 { xꎬ y x > 0 1 < y < = 2 1 y } 0 . < 故 y 选 < 2 1 A. ꎬ 9. ∴ 解 10 8 析 0 0 % 0 ≈ 年 当 0 后 . 0 t 原 0 = 0 0 有 0 时 0 的 0 ꎬ 锶 P 20 = 9 4 P 0 % 0 还 . 剩 e - 0 k . 0 0 0 = 0 P 0 0 0 . 0204 %.
(0ꎬ1) B f x x 的图象如图所示 P -5 k P -5 k
分别为函数 y x y (2) ( )= |lg | ꎬ 当t 时 由题意得 0e 0e
(3)①②③④ =log1 2 ꎬ = 由图象知f x 在 上单调递减 =5 ꎬ P = P =
log1 3 x ꎬ y =log3 x ꎬ y =log2 x ꎬ 故选 C . ( ) (0ꎬ1) ꎬ 90 % ꎬ 即 e -5 k =0 . 9ꎬ 0
2.答案
(1)> (2)< (3)> (4)> (5)> 则k 1 . .
=- ln09
(6)< 5
3.解析 令f x x3 x2 x 函数图 P -10 k
(1) ( )=2 -4 -3 +1ꎬ 当t 时 0e -10 k -5 k 2
象如图所示 (1) =10 ꎬ P =e =(e ) =
: 0
280
教材习题答案
. 2 . . 天也是星期三 天后的那一天是星期五.
09 =081 12.解析 易知函数f x a 2 的定义 ꎬ100
所以 后还剩 %的污染物. (1) ( )= - x 可以先把 k k Z 天换为 天 天来判
10h 81 2 +1 7 ( ∈ ) 7 ꎬ14
(2)
设污染物减少
50
%需经过t
hꎬ
则有
e
-kt
域为R 而y x为增函数 所以y 2 为
断
ꎬ
由
100=7×14+2
可知
ꎬ100
天后的那一天
=0 . 5ꎬ ꎬ =2 ꎬ = 2 x +1 相当于是 7×14 天后的两天后 ꎬ 故为星期五.
两边取以 e 为底的对数 ꎬ 得 - kt =ln0 . 5 . 减函数 ꎬ 故f ( x )= a - x 2 是增函数. 3.解析 (1) 第一象限角. (2) 第四象限角.
. . 2 +1 第二象限角. 第三象限角.
所以t ln05 ln05 . (3) (4)
=- k =- 1 . ≈33 证明如下 : 如图中的 ①~④ .
- ln09 x x R 且x x
5 ∀ 1ꎬ 2∈ ꎬ 1< 2ꎬ
所以经过 污染物减少 %. ( ) ( )
33h 50 则f x f x a 2 a 2
函数图象如图所示. ( 2)-( 1)= - x - - x
(3) 2 2+1 2 1+1
x x
2 2 2(2 2-2 1) 4.解析 (1)-54 ° 18 ′ =305 ° 42 ′ +(-1)×360 ° ꎬ
= x - x = x x
2 1+1 2 2+1 (2 1+1)(2 2+1) ∴ 在 0 ° ~360 °范围内 ꎬ 与 -54 ° 18 ′角终边相
因为x 2> x 1ꎬ 所以 2 x 2-2 x 1>0ꎬ 同的角是 305 ° 42 ′ ꎬ 是第四象限角.
又 2 x 1+1>1ꎬ2 x 2+1>1ꎬ (2)395 ° 8 ′ =35 ° 8 ′ +360 ° ꎬ
所以 2(2 x 2-2 x 1) ∴ 在 0 ° ~360 °范围内 ꎬ 与 395 ° 8 ′角终边相同
(2 x 1+1)(2 x 2+1) >0ꎬ 的角是 35 ° 8 ′ ꎬ 是第一象限角.
10.解析 (1) 将θ 1=62ꎬ θ 0=15ꎬ t =1ꎬ θ =52 代 所以f ( x 2)> f ( x 1)ꎬ 故f ( x ) 在R上是增 (3)-1190 ° 30 ′ =249 ° 30 ′ +(-4)×360 ° ꎬ
入θ θ θ θ -kt中 得 函数. 在 ° °范围内 与 ° ′角终边
= 0+( 1- 0)e ꎬ 52=15+(62- ∴ 0 ~360 ꎬ -1 190 30
存在.假设存在实数a 使f x f x 相同的角是 ° ′ 是第三象限角.
-k 所以 -k 37 (2) ꎬ (- )=-( )ꎬ 249 30ꎬ
15)e ꎬ e = 47 ꎬ 则a 2 a 2 5.解析 (1){ β | β =1 303 ° 18 ′ + k 360 ° ꎬ k ∈
两边取以 e 为底的对数 ꎬ - 2 -x +1 =- + 2 x +1 ꎬ Z }( 或 { β | β =223 ° 18 ′ + k 360 ° ꎬ k ∈ Z }) .
得 - k =ln 3
4
7
7
ꎬ 即 2 a =
2
x 2
+1
+
2
-x 2
+1
=2ꎬ 由 -
°
720 ° ≤
°
β <360 °得 -720 ° ≤1303 ° 18 ′ + k
360 <360 ꎬ
所以k
=-ln
37
≈0
.
2392≈0
.
24
. 所以a =1 . 解得
-2023
°
18
′
≤
k
360
°
<-943
°
18
′
ꎬ
( 两 得 2 边 ) 把 同 θ θ 时 - θ θ 取 0= 以 4 ( 7 1 θ 0 1- θ 为 θ 0 底 ) θ e 的 -kt 对 ꎬ kt 数 ꎬ 13. 故 解 令 存 析 f ( 在 x ) 实 ( = 1 a 数 ) x 当 + a b = 0 ( ≤ a 1 > ꎬ x 使 0 ≤ ) 函 . 2 数 时 f ꎬ ( x ) 为奇函数. 又 当 +(- k k ∈ = 5) - Z × 5 ꎬ 3 所 时 60 以 ꎬ ° 1 = k 3 - = 0 4 3 - 9 ° 6 5 1 ° ꎬ 8 4 - ′ 2 + 4 ′ ꎬ k ꎻ - 3 3 . 60 ° =1303 ° 18 ′
所以 lg( t = - lg( 0) θ = 1- l θ g k ( 0)- 1- lg( 0 θ ) - - θ 0) lgeꎬ 由 得 { f ( 1 0 + ) b = =0 0 ꎬ ꎬ f (2 { ) b = = 3 - ꎬ 1ꎬ 当 +(- k = 4) - × 4 3 时 60 ꎬ ° 1 = 3 - 0 1 3 3 ° 6 1 ° 8 4 ′ 2 + ′ k ꎻ 360 ° =1303 ° 18 ′
θ θ
θ
lg
θ
e a2
+
b
=3ꎬ
∴ a
=2ꎬ
当k
=-3
时
ꎬ1303
°
18
′
+
k
360
°
=1303
°
18
′
≈ lg( 1- 0 . )-lg( - 0). ∴ f ( x )=2 x -1 . +(-3)×360 ° =223 ° 18 ′.
01039 当 x 时 令f x kx m k . 所以适合不等式 ° β °的元素β是
把θ θ 代入上式 得 2≤ ≤5 ꎬ ( )= + ( ≠0) -720 ≤ <360
1=62ꎬ 0=15 ꎬ 由f f ° ′ ° ′ ° ′.
θ (2)=3ꎬ (5)=0ꎬ -496 42ꎬ-136 42ꎬ223 18
t lg47-lg( -15) { k m {k β β ° k ° k Z .
≈ . 得 2 + =3ꎬ =-1ꎬ f x x (2){ | =-225 + 360 ꎬ ∈ }
01039 k m ∴ m ∴ ( )=- +5ꎬ 由 ° β °得 ° ° k
. θ 5 + =0ꎬ =5ꎬ -720 ≤ <360 -720 ≤-225 +
≈ 1672 0 1 . 1 - 0 lg 3 ( 9 -15). ∴ f ( x )= { 2 x x -1ꎬ0≤ x x <2ꎬ . 3 解 60 得 ° <360 ° ° ꎬ k ° °
当θ 时 t 1 . 6721-lg27 . - +5ꎬ2≤ ≤5 -495 ≤ 360 <585 ꎬ
=42 ꎬ= . ≈2317(min)ꎬ 略. 又k Z
01039 (2) ∈ ꎬ
. . 所以k .
2317min≈2min19s =-1ꎬ0ꎬ1
. 第五章 三角函数 当k 时 ° k ° °
当θ 时 t 16721-lg17 . =-1 ꎬ-225 + 360 =-225 +(-1)
=32 ꎬ= . ≈4251(min)ꎬ ° °
01039 5.1 任意角和弧度制 ×360 =-585 ꎻ
. . 当k 时 ° k ° ° °
4251min≈4min15s 5.1.1 任意角 =0 ꎬ-225 + 360 =-225 +0×360
所以冷却 后 物体温度为 °
2min19s ꎬ 42℃ꎻ =-225 ꎻ
冷却 后 物体温度为 . 练习 当k 时 ° k ° ° °
4min15s ꎬ 32℃ =1 ꎬ-225 + 360 =-225 +1×360
拓广探索 1.解析 锐角是第一象限角 第一象限角不一 °.
ꎬ =135
11.解析 f x g x x 定是锐角 例如 °角的终边与 °角的终 所以适合不等式 ° β °的元素β是
(1) ( )+ ( )=loga( +1)+loga(1- ꎬ 400 40 -720 ≤ <360
x a 且a . 边相同 都是第一象限角 但 °角不是锐 ° ° °.
)( >0ꎬ ≠1) ꎬ ꎬ 400 -585 ꎬ-225 ꎬ135
{x 角.直角不属于任何一个象限 直角的终边
要使该函数有意义 应满足 +1>0ꎬ ꎬ 5.1.2 弧度制
ꎬ x 在第一象限与第二象限的分界线上 y轴的
1- >0ꎬ (
所以 x 故所求函数的定义域为 非负半轴上 但是在第一象限与第二象限 练习
-1< <1ꎬ )ꎬ
{ x |-1< x <1} . 的分界线上的角不一定是直角 ꎬ 例如 -270 ° ꎬ 1.解析 (1)22 ° 30 ′ = π × 45 = π.
由 易得函数f x g x 的定义域 °等角的终边都在第一象限与第二象限的分 180 2 8
(2) (1) ( )+ ( ) 450
关于原点对称.令M x f x g x 界线上 但它们都不是直角.钝角是第二象限 ° π 7π.
( )= ( )+ ( )ꎬ ꎬ (2)-210 = ×(-210)=-
则M x x x 角 但第二象限角不一定是钝角 例如 ° 180 6
( )=loga( +1)+loga(1- )ꎬ ꎬ ꎬ -200 ꎬ
则M (- x )=loga(- x +1)+loga(1+ x ) 460 °角是第二象限角 ꎬ 但它们都不是钝角. (3)1200 ° = 1 π 80 ×1200= 20 3 π.
=loga(
x
+1)+loga(1-
x
)=
M
(
x
)ꎬ
2.解析 今天是星期三
ꎬ
那么
7
k
(
k
∈
Z
)
天后
2.解析 π
(
180
)°
π °.
故M x 为偶函数 即f x g x 为偶函数. 的那一天是星期三 k k Z 天前的那一 (1) = × =15
( ) ꎬ ( )+ ( ) ꎬ7 ( ∈ ) 12 π 12
281
9.解析 ° π 10π
200 =200× = (rad)ꎬ
180 9
在 ° β °范围内 β为 ° °.
-360 ≤ <360 ꎬ 0 ꎬ-360 所求半径r 50 .
( )° ( ) 3.解析 第一象限角 β k ° β k ° ∴ = ≈14(cm)
(2)- 4π = 180 × - 4π =-240 °. { :{ | 360 < < 360 10π
3 π 3 ° k Z 或 β k β k π k 9
( )° +90 ꎬ ∈ } 2 π< <2 π+ ꎬ ∈ 拓广探索
3π 180 3π °. 2
(3) = × =54 } 10.解析 设半径为R 扇子的圆心角为θ 则
10 π 10 Z ꎬ ꎬ
3.解析 α α k k Z α α k ꎻ 剩余部分的圆心角为 θ.
(1){ | =2 πꎬ ∈ }∪{ | =2 π 2π-
k Z α α k k Z . 第二象限角 β k ° ° β k °
+πꎬ
{
∈ }={ | = πꎬ ∈
}
}
{
:{
{
| 360 +90 < < 360 +
S
1 θR2
θ
(2) α α =2 k π+ } π 2 ꎬ k { ∈ Z ∪ α α = 180 ° } ꎬ k ∈ Z } 或 β 2 k π+ π 2 < β <2 k π+πꎬ k (1)S 1 2 = 1 ( 2 2π- θ ) R2 = 2π- θ .
2
2 k π+ 3 2 π ꎬ k ∈ Z = α α = k π+ π 2 ꎬ ∈ Z ꎻ 由 S 1 θ .
} (2) S = θ=0618ꎬ
k ∈ Z . 第三象限角 :{ β | { k 360 ° +180 ° < β < k 360 ° 可得θ = 2 0 . 6 2 1 π 8( - 2π- θ )ꎬ
° k Z 或 β k β k 3π k .
4.解析 . ° . +270 ꎬ ∈ } 2 π+π< <2 π+ ꎬ 则θ 1236 °.
(1)∵cos075 ≈1000ꎬ 2 = . π≈138
. . } 1618
cos075≈0732ꎬ Z
. ° . . ∈ ꎻ 11.解析 时针转了 ° 等于 2π 弧
∴cos075 >cos075 (1) -120 ꎬ -
. ° . . . 第四象限角 β k ° ° β k ° 3
(2)∵tan12 ≈0021ꎬtan12≈2572ꎬ :{ | 360 +270 < < 360 度 分针转了 ° 等于 弧度.
. ° . . { ꎻ -1440 ꎬ -8π
∴tan12 <tan12 ° k Z 或 β k 3π β k 不正确.理由 设从午夜零时算起 经过
5.解析 角度制下 r θ ° +360 ꎬ ∈ } 2 π+ < <2 π+2πꎬ (2) : ꎬ
: =1mꎬ =60 ꎬ 2 t 分针就与时针重合 n为两针一天内
θr } min ꎬ
弧长l π π×60×1 π . k Z . 重合的次数.
∴ = = = (m) ∈
180 180 3 因为分针旋转的角速度为
4.解析 不等于 弧度.这是因为长度等于半
弧度制下 r θ π 1
: =1mꎬ = 3 ꎬ 径长的弧所对的圆心角为 1 弧度的角 ꎬ 而等 2π = π (rad/min)ꎬ
60 30
∴ 弧长l = θr = π (m) . 于半径长的弦所对的弧比半径长 ꎬ 所以等于 时针旋转的角速度为
3 半径长的弦所对的圆心角大于 弧度.
6.解析 α = R l = 144 =1 . 2ꎬ 5.解析 ° π π. 1 12 2 × π 60 = 3 π 60 (rad/min)ꎬ
120 (1)36 = ×36= ( )
即该弧所对的圆心角 正角 的弧度数为 180 5 所以 π π t n 所以t 720n.
( ) - =2π ꎬ =
. . ° π 5π. 30 360 11
习 1 题 2 5.1 (2)-150 = 180 ×(-150)=- 6 时针旋转一天所需的时间为 24×60=
° π 73π.
复习巩固 (3)1095 = ×1095= 1440(min)ꎬ
180 12
1.解析 ° ° ° 故在 ° 令720n 解得n .
(1)-265 =-1×360 +95 ꎬ 0 ~ ° π . ≤1440ꎬ ≤22
3
为
60
第
°范
二
围
象
内
限
与
角
-
.
265 °角终边相同的角为 95 ° ꎬ
6.
(
解
4
析
)1440 = 1
7
8
π
0 ×1 ( 44
7
0
π
= ) 8π (
180
)°
°. 12.
故
解
时
析
11 针与分针
相
一
互
天
啮
内
合
只
的
会
两
重
个
合
齿
2
轮
2 次
大
.
轮有
(1)- = - × =-210 (1)∵ ꎬ
(2)-1000 ° =-3×360 ° +80 ° ꎬ 故在 0 ° ~360 ° ( 6 ) 6 ( )° π
48
齿
ꎬ
小轮有
20
齿
ꎬ
范围内与 °角终边相同的角为 ° 为 10π 10π 180 °.
第一象限角 -1 . 000 80 ꎬ (2)- 3 = - ( 3 )° × π =-600 ∴ 当大轮转动一周时 ꎬ 小轮转动4
2
8
0
= 1
5
2
3
(
6
3
0
) ° - 范 84 围 3 ° 内 10 与 ′ =
-
-
8
3
4
×
3
3 ° 6
1
0
0
° ′ + 角 2 终 36 ° 边 50 相 ′ ꎬ 同 故 的 在 角 0 ° 为 ~ (3)1
2
. 4=1
2
. 4× ( 1
1
π 8
8
0
0
)° ≈80 .
.
21 °
°
.
.
周 ꎬ 即1
5
2 ×2π= 24
5
π (rad)ꎬ
236 ° 50 ′ ꎬ 为第三象限角. (4) 3 = 3 × π ≈3820 小轮转动的角度为24π .
∴ rad
° ° ° 故在 ° ° 综合运用 5
(4)3 900 =10×360 +300 ꎬ 0 ~360 大轮的转速为
范围内与 °角终边相同的角为 ° 为 7.答案 C D (2)∵ 180r/minꎬ
3900 300 ꎬ (1) (2)
第四象限角. 解析 因为 ° α ° 所以 ° α 小轮的转速为12 .
(1) 0 < <90 ꎬ 0 <2 < ∴ ×180=432(r/min)
2.解析 β β k ° ° k Z ° 故选 . 5
(1){ | = 360 +60 ꎬ ∈ }ꎬ 180 ꎬ C 小轮周上一点每 转过的弧度为
在 ° β °范围内 β为 ° °. 因为k ° α ° k ° k Z 所 ∴ 1s 432×
-360 ≤ <360 ꎬ 60 ꎬ -300 (2) 360 < <90 + 360 ꎬ ∈ ꎬ
β β k ° ° k Z α 72 .
(2){ | = 360 -75 ꎬ ∈ }ꎬ 以k ° ° k ° k Z. 2π÷60= π
在 ° β °范围内 β为 ° °. 180 < <45 + 180 ꎬ ∈ 5
-360 ≤ <360 ꎬ 285 ꎬ-75 2 小轮的半径为 .
(3){ β | β = k 360 ° -824 ° 30 ′ ꎬ k ∈ Z }ꎬ 当k为奇数时 ꎬ α 是第三象限角 ꎻ 当k为偶 ∵ 小轮周上一点每 105c 转 mꎬ 过的弧长为72π
在 ° β °范围内 β 为 ° ′ 2 ∴ 1s ×
-360 ≤ <360 ꎬ 255 30ꎬ α 5
° ′. 数时 是第一象限角.故选 . . . .
-104 30 ꎬ D 105=1512π(cm)
β β k ° ° k Z 2 5.2 三角函数的概念
(4){ | = 360 +475 ꎬ ∈ }ꎬ 8.解析 设 AOB α.
在 ° β °范围内 β为 ° °. ∠ =
-360 ≤ <360 ꎬ 115 ꎬ-245 解法一 由l αR 得 α 5.2.1 三角函数的概念
β β k ° ° k Z : = ꎬ 112=100 ꎬ
(5){ | = 360 +90 ꎬ ∈ }ꎬ
在 -360 ° ≤ β <360 °范围内 ꎬ β为 90 ° ꎬ-270 °. ∴ α = 112 =1 . 12(rad)≈64 °. 练习
(6){ β | β = k 360 ° +270 ° ꎬ k ∈ Z }ꎬ 解法二
100
由l π αR 得 π α ×100
1.解析
在 ° β °范围内 β为 ° °. : = ꎬ 112= ꎬ
-360 ≤ <360 ꎬ -90 ꎬ270 180 180 α π 3π
β β k ° ° k Z α °. 0 π
(7){ | = 360 +180 ꎬ ∈ }ꎬ ∴ ≈64 2 2
在 ° β °范围内 β为 ° °.
-360 ≤ <360 ꎬ 180 ꎬ-180
β β k ° k Z
(8){ | = 360 ꎬ ∈ }ꎬ
282
教材习题答案
续表 或 或 复习巩固
(2)①④( ①⑥ ④⑥)
或 或
α 0 π π 3π (3)②④( 或 ②⑤ 或 ④⑤) 1.解析 (1)∵- 17π =-6π+ π ꎬ
2 2 (4)②③( ②⑥ ③⑥) 3 3
5.解析 ° ° ° ( )
sin α α 0 1 0 -1 cos2 9 ° ( ≈ 1 0 ) . c 8 o 7 s 4 1 6 . 109 =cos(29 +3×360 )= ∴sin - 17 3 π =sin π 3 = 2 3 ꎬ
cos 1 0 -1 0 ( ) ( )
tan α 0 — 0 — (2)tan 19 3 π =tan π 3 +6π =tan π 3 = 3 . cos - 17 3 π =cos π 3 = 2 1 ꎬ
( )
2.解析 设7π角的终边与单位圆的交点是 (3)sin(-1050 ° )=sin(30 ° -3×360 ° ) tan - 17π =tan π = 3 .
3 3
6 ° 1 .
P x y 则y 1
=sin30 =
2 (2)∵ 21π =4π+ 5π ꎬ
( ꎬ )ꎬ =- ꎬ ( ) ( ) 4 4
2 31π π π .
( ) 2 (4)tan - 4 =tan 4 -8π =tan 4 =1 21π 5π 2
x 1 3 ∴sin =sin =- ꎬ
∴ =- 1- - =- ꎬ 4 4 2
2 2 5.2.2 同角三角函数的基本关系
( )
21π 5π 2
即P - 3 ꎬ- 1 ꎬ 练习 cos 4 =cos 4 =- 2 ꎬ
2 2
7π 1 7π 3 1.解析 ∵cos α =- 4 ꎬ 且α为第三象限角 ꎬ tan 21π =tan 5π =1 .
∴sin =- ꎬcos =- ꎬ 5 4 4
6 2 6 2
tan 7π = 3. ∴sin α =- 1-cos 2α =- 5 3 . (3)∵ ( - 23 6 π = ) -4π+ π 6 ꎬ
3.解析 6 3 点 P 到 原 点 的 距 离 是 r = ∴tan α = c si o n s α α= 4 3 . ∴sin - 23 6 π =sin π 6 = 2 1 ꎬ
( )
(-12) 2 +5 2 =13ꎬ 2.解析 ∵tan φ =- 3<0ꎬ cos - 23π =cos π = 3 ꎬ
θ 5 θ 12 θ 5 . φ为第二或第四象限角. 6 6 2
∴sin = ꎬcos =- ꎬtan =- ∴ ( )
13 13 12 φ 23π π 3.
4.解析 设r为圆的半径 ꎬ α为一个任意角 ꎬ 由题 ∵tan φ = sin φ=- 3ꎬ tan - 6 =tan 6 = 3
cos
知 r α ° ° °
ꎬ =2ꎬ =-2radꎬ φ φ (4)∵1500 =4×360 +60 ꎬ
x r α y r α ∴sin =- 3cos ꎬ
∴ = cos =2cos(-2)ꎬ = sin =2sin(-2)ꎬ ° ° 3
∴ 点P的坐标为 (2cos(-2)ꎬ2sin(-2)) . 代入 sin 2φ +cos 2φ =1 得 cos 2φ = 4 1 . ∴sin1500 =sin60 = 2 ꎬ
练习
° ° 1
1.答案 当φ为第二象限角时 ꎬcos φ =-
2
1 ꎬ cos1500 =cos60 = 2 ꎬ
° ° .
tan1500 =tan60 = 3
α 2π 13π -π - 4π 15π sin φ = 3 ꎻ 2.解析 P a a r a .
6 3 4 2 ∵ (3 ꎬ4 )ꎬ∴ =5| |
a a
sin α 0 1 2 0 2 3 - 2 2 当φ为第四象限角时 ꎬcos φ = 2 1 ꎬ ∴sin α = 5 4 | a | ꎬcos α = 5 3 | a | .
当a 即α为第一象限角时
>0ꎬ ꎬ
α 3 1 2 φ 3.
cos 1 2 -1 - 2 2 sin =- 2 sin α = 4 ꎬcos α = 3 ꎬtan α = 4 ꎻ
3.解析 由题可知θ为第一或第二象限角. 5 5 3
α 3 当a 即α为第三象限角时
tan 0
3
0 - 3 -1 当θ为第一象限角时
ꎬcos
θ
= 1-sin
2θ
=
<0ꎬ ꎬ
2.解析 ∵0< α <πꎬ∴sin α >0ꎬ0< α < π ꎬ 1-0 . 35 2 ≈0 . 94ꎬ sin α =- 5 4 ꎬcos α =- 5 3 ꎬtan α = 3 4 .
2 2 θ 3.解析 原式
又 θ . θ sin . (1) =6×(-1)+3×0-8×(-1)+
α sin =035ꎬ∴tan = θ≈037ꎻ
∴tan >0 .当 α 为钝角时 ꎬcos α <0ꎬ cos 12×(-1)=-10 .
2 当θ为第二象限角时 θ 2θ 原式 .
α 即 α与 α有可能取负值. ꎬcos =- 1-sin = (2) =10×0+4×0+9×0+15×1=15
3. t 解 an 析 <0ꎬ cos °角的终 tan 边在第二象限 - 1-0 . 35 2 ≈-0 . 94ꎬ 原式 3 ( 3 ) 2 1 ( 3 ) 2
(1)156 ꎬ (3) =2×0-1+ × - +
° . 又 θ . θsin θ . . 4 3 2 2
∴sin156 >0 sin =035ꎬ∴tan θ≈-037
( ) cos 3 .
(2)cos 16 5 π =cos 6 5 π +2π =cos 6 5 π <0 . 4.解析 (1)cos θ tan θ =cos θ sin θ θ=sin θ. +(-1)=- ( 2 ) 2
° ° ° cos 原式 3 4 2 9 .
(3)cos(-
°
450
.
)=cos(270 -720 )
2cos
2α
-1 2cos
2α
-(sin
2α
+cos
2α
)
(4) =
2
+0 -( 3) =-
4
=cos270 =0 (2) 2α= 2α 2α 2α 4.解析 原式 a b c .
( ) ( ) 1-2sin (sin +cos )-2sin (1) = 0+ 0+ 0=0
17π 15π 2α 2α 原式 p2 q2 pq
(4)tan - =tan -4π cos -sin . (2) =- ×(-1)+ ×1-2 ×1=
8 8 =
cos
2α
-sin
2α=1
(
p
-
q
)
2.
=tan 15
8
π <0 .
(3)(1+tan
2α
)cos
2α
=
(
1+ c
si
o
n
s
2
2
α
α
)
cos
2α
=
(
=
3
(
)
a
原
- b
式
) 2
=
.
a2 ×1- b2 ×(-1)+ ab ×(-1)- ab ×1
(5)- ( 4 3 π 4 角 π 的 ) 终边 . 在第二象限 ꎬ 5. c 证 os 明 2α +s 左 in 2 边 α = = 1 s . in 2α (sin 2α +cos 2α )+cos 2α = 5. ( 解 4 析 ) 原 式 ( = 1) m ∵ ×0 1 + 8 n 6 × ° 0 角 - p 的 ×0 终 - q 边 ×0 在 - r 第 ×0 三 =0 象 . 限 ꎬ
∴sin - 3 >0 sin 2α +cos 2α =1= 右边. ∴sin186 ° <0 .
° ° ° ° . 所以原等式成立. ° ° ° ° .
(6)tan556 =tan(196 +360 )=tan196 >0 (2)tan505 =tan(145 +360 )=tan145 <0
4.答案 或 或 ◆习题5.2 . . .
(1)①③( ①⑤ ③⑤) (3)sin76π=sin(16π+6π)=sin16πꎬ
283
( ) 所以原等式成立.
. 3π . . 5π . .
∵16π∈ ꎬ2π ꎬ∴sin76π<0 =sin ≈09659 15.解析 α
2 12 ∵tan =2ꎬ
( ) ( ) ( ) ( )
α
(4)tan - 23π =tan π -6π =tan π >0 . (2)tan - 15π =tan -4π+ π ∴ 原式 = tan α +1 = 3 =3 .
4 4 4 4 4 tan -1 1
° ° ° ° . 拓广探索
(5)cos940 =cos(220 +720 )=cos220 <0 π .
( ) ( ) =tan 4 =1 16.解析 α为第二象限角
59π 9π 9π . ∵ ꎬ
(6)cos - =cos -4π =cos <0 ° ′ ° ° ′
17 17 17 (3)cos398 13 =cos(360 +38 13) α 2
6.解析
(1)∵
α为第四象限角
ꎬ =cos38
°
13
′
≈0
.
7857
.
∴
原式
= (1-s
(
in
1+
α
s
)
in
(1+
)
sin α )
∴co α s α si = n α 1- ( sin 2 3 α ) = 1- ( - . 2 3 ) 2 = 2 1 ꎬ 10 = ( .证 4 ta ) n 明 ta 4 n 6 7 ° ( 6 1 1 6 5 ) ° ′ ≈ 1 si 5 n 1 ′ . = θ 0 t 4 a 4 n ta ( 6 n 7 . 2 θ 0 = ° s + in 46 2θ θ ° . 15 ′ ) - ( ( 1 1 + + s s ( i i n n 1- α α s ) ) in ( 2 1 α - ) s 2 in ( α 1 ) -sin α ) 2
tan = cos α= - 2 ×2=- 3 若θ为第二或第三象限角 cos 则 θ 2θ = cos 2α - cos 2α
α为第二象限角 ꎬ cos <0ꎬsin α α
(2)∵ ꎬ θ θ . 1+sin 1-sin
( ) >0ꎬ∴sin tan <0 =- α + α
∴sin
α
= 1-cos
2α
= 1- -
5 2
=
12
ꎬ
反过来
ꎬ
若
sin
θ
tan
θ
<0ꎬ
则
cos
θ
<0ꎬ
cos
α.
cos
13 13 θ为第二或第三象限角. =-2tan
α sin α 12 ( 13 ) 12. ∴ 可仿证 略 . 17.解析 如 sin 4x +cos 4x =1-2sin 2x cos 2x也
tan = α= × - =- (2)(3)(4) ( )
cos 13 5 5 是 2x 2x 的一个变形 1
11.解析 x 1 sin +cos =1 ꎻ 2x=1+
α 3 ∵sin =- <0ꎬ cos
(3)∵tan =- <0ꎬ 3 x
4 x是第三或第四象限角. 2x是 2x 2x 和sin x的变
α为第二或第四象限角. ∴ tan sin +cos =1 x=tan
∴ 当x为第三象限角时 cos
当α为第二象限角时 ꎬ 形等.
ꎬ
c 当 os α α 为 =- 第 5 4 四 ꎬ 象 sin 限 α 角 = 时 5 3 ꎬ ꎻ c 当 os x x 为 =- 第 2 四 3 2 象 ꎬta 限 n 角 x = 时 4 ꎬ 2 ꎻ 18.解 = ( 析 3 ) (1 4 - ) ( ∵ 1 sin ) 4 4 π 3 = - 1 co ꎬ s 4 π 3
x 2 2 x 2. 2 2 2
cos α = 5 4 ꎬsin α =- 5 3 . cos = 3 ꎬtan =- 4 2 π 2 π ( 3 ) 2 ( 1 ) 2 1
sin -cos = - = ꎬ
(4)∵cos α =0 . 68>0ꎬ 12.解析 ∵tan α = 3ꎬπ< α < 3π ꎬ 3 3 2 2 2
α为第一或第四象限角. 2
∴ ∴sin 4 π -cos 4 π =sin 2 π -cos 2 π.
当 α 为第一象限角时 α . α 4π α 1 α 3. 3 3 3 3
ꎬ sin ≈ 073ꎬ ∴ = ꎬ∴cos =- ꎬsin =-
α . 3 2 2 当α π时
tan ≈107ꎻ ( ) (2) = ꎬ
当α为第四象限角时 ꎬsin α ≈-0 . 73ꎬ ∴cos α -sin α =- 1 - - 3 = 3-1. 4 ( ) 4 ( ) 4
α . . 2 2 2 4 π 4 π 2 2
综 t 合 an 运 ≈ 用 -107 13.解析 (1)∵sin 2α +cos 2α =1ꎬ sin 4 -cos 4 = 2 - 2 =0ꎬ
( ) ( )
7.解析 当x π 时 f ( π ) π ∴sin α =± 1-cos 2α ꎬ sin 2 π -cos 2 π = 2 2 - 2 2 =0ꎬ
(1) =
4
ꎬ
4
=sin
2
+
α sin
α
1-cos
2α
.
4 4 2 2
∴tan = α=± α 4 π 4 π 2 π 2 π.
π cos cos ∴sin -cos =sin -cos
2sin0-4cos +3cos π=1+0-0+3×(-1)= 2α 2α 4 4 4 4
2 (2)∵sin +cos =1ꎬ 证明 x R 4x 4x
-2 . ( ) ∴cos α =± 1-sin 2α ꎬ ( = 3 ( ) sin 2x + : c ∀ os 2 ∈ x )(s ꎬ i ∵ n 2x si - n cos - 2 c x o ) s
(2) 当x = 3 4 π时 ꎬ f 3 4 π =sin π+2sin π 2 - ∴tan α = c si o n s α α=± 1 s - in si α n 2α . = ∴ s s i i n n 2 2 x x - - c c o o s s 2 2 x x ꎬ =sin 4x -cos 4x.
3π 3π . 14.证明 左边
4cos +3cos =0+2-0+0=2 (1) =
2 2 2x 2x x x 5.3 诱导公式
8.解析 ° ° (sin +cos )-2sin cos
(1)tan125 <0ꎬsin273 <0ꎬ 2x 2x
° ° . cos -sin 练习
∴tan125 sin273 >0 x x 2
(2)tan108 ° <0ꎬcos305 ° >0ꎬ = (cos x + ( s c i o n s x ) - ( si c n os ) x -sin x ) 1.答案 (1)-cos 4π (2)-sin1
° x x x 9
tan108 . cos -sin 1-tan 右边.
∴ cos305 °<0 = cos x +sin x= 1+tan x= (3)-sin π (4)-tan70 ° 6 ′
所以原等式成立. 5
5π 4π 11π
(3)sin
5π
4 <0
4
ꎬ
π
cos 5
11
<
π
0ꎬta
.
n 6 <0ꎬ
(2)
左边
= c
si
o
n
s
2
2
α
α-sin
2α
=
sin 2α (
co
1
s
-
2
c
α
os 2α )
= 2.
(
解
5
析
)-cos π
7
(6)-ta
°
n79 ° 39 ′
°
∴sin
4
cos
5
tan
6
<0
2α 2α 右边.
(1)cos(-420 )=cos420
tan sin =
5π 11π 2π 所以原等式成立. =cos(1×360 ° +60 ° )=cos60 ° = 1 .
(4)cos <0ꎬtan <0ꎬsin >0ꎬ 2
6 6 3 左边 2β β 2β β ( )
(3) =cos -2cos +1+sin =2-2cos 7 7
5π 11π 右边. (2)sin - π =-sin π
cos tan = 6 6
6 6 . 所以原等式成立. ( )
∴ >0 π π 1 .
sin 2 3 π (4) 左边 = sin 4x + cos 4x + 2sin 2x cos 2x - =-sin π+ 6 =sin 6 = 2
9.解析 ( 67π ) ( 5π ) 2sin 2x cos 2x =(sin 2x +cos 2x ) 2 -2sin 2x cos 2x = (3)tan(-1140 ° )=tan(-60 ° -3×360 ° )
(1)sin - =sin -6π+ 2x 2x 右边. ° ° .
12 12 1-2sin cos = =tan(-60 )=-tan60 =- 3
284
教材习题答案
( ) α 3α
77 77 原式 2α tan cos +1. α 3 .故选 .
(4)cos - π =cos π (2) =cos - α= α ∴cos =- B
6 6 -sin cos 5
( ) ( ) α α α
5 π 原式 -cos (-sin ) sin α. 6.解析 α α 1
=cos 12π+ π =cos π- (3) = 2α = α=tan ∵sin(π+ )=-sin =- ꎬ
6 6 cos cos 2
◆习题5.3
=-cos π 6 =- 2 3. 复习巩固 ∴sin α = 2 1 .
(5)tan315 ° =tan(360 ° -45 ° ) 1.解析 原式 17 ( π ) (1) 原式 =sin α = 1 .
° . (1) =cos π=cos 4π+ = 2
=-tan45 =-1 4 4
ì
( ) ( ) ï
11 3π π 2. ï 3 ꎬ α为第一象限角 ꎬ
(6)sin 3π - 4 π ( =-si π n ) 2π+ 4 2. c ( o 2 s ) 原 4 式 = = 2 -sin1574 ° =-sin(4×360 ° +134 ° ) (2) 原式 =cos α = î í ï ï - 2 3 ꎬ α为第二象限角.
=-sin =-sin π- =- ° ° . . 2
4 4 2 =-sin134 =-sin46 ≈-07193
3.解析 原式 α ° 原式 ° ′ ° 原式 α 1 .
(1) =sin[-( +180 )] (3) =-sin 2 160 52 =-sin(6×360 + (3) =-sin =-
α ° α α ° ′ ′ . . 2
cos(- )sin(180 - )= -sin( +180 ) 52)=-sin52≈-00151 α { α为第一象限角
α ° α α α α 原式 ° ′ ° ° ′ 原式 cos 3ꎬ ꎬ
c = o s s i ( n - 2α c ) o s s in α ( . 180 - )=sin cos sin = (4 c ) os(360 = ° - co 4 s 8 ° 1 24 7 ′ 5 ) 1 = 3 c 6 os = 4 c 8 o ° s 2 ( 4 4 ′ ≈ ×3 0 6 . 0 66 + 3 3 9 1 . 136) (4) = sin α= - 3ꎬ α为第二象限角.
(2) 原式 =-cos 3α sin α tan 3 ( α +π) (5) 原式 =cos(4×360 ° +175 ° 8 ′ ) 7.解析 (1) 不成立.
=-cos 3α sin α tan 3α =-sin 4α. =cos175 ° 8 ′ =cos(180 ° -4 ° 52 ′ ) ∵cos( A + B )=cos(π- C )=-cos C ꎬ
4.答案 =-cos4 ° 52 ′ ≈-0 . 9964 . ∴ 不成立.
( ) 成立.
α 4π 5π 5π 7π 8π 11π 原式 4π 4π (2)
- - - - - - (6) =-sin 10π- =sin A B C C
3 4 3 4 3 4 3 3 ∵sin( + )=sin(π- )=sin ꎬ
α 3 2 3 2 3 2 ( ) 成立.
sin 2 2 2 2 - 2 - 2 =sin π+ π =-sin π =- 3. ∴ 不成立.
cos α - 2 1 - 2 2 1 2 2 2 - 2 1 - 2 2 2.证明 3 左边 3 2 ° α (3) A B ( C ) C
(1) = sin[360 +(- )] = + π
tan α - 3 -1 3 1 3 1 sin(- α )=-sin α = 右边. ∵sin 2 =sin 2 - 2 =cos 2 ꎬ
练习 (2) 左边 =cos[360 ° +(- α )]=cos(- α )= ∴ 不成立.
α 右边. 不成立.
cos = (4)
1.解析 (1)- 2 3. (2) 2 2. (3)-0 . 2116 . (3) 左边 =tan[360 ° +(- α )] =tan(- α )= ∵cos A + B =cos ( π - C ) =sin C ꎬ
. . . . . -tan α = 右边. 2 2 2 2
2. ( 证 4 明 )- 0 ( 7 1 58 )c 7 os ( ( 5) 5 2 3 π- ( α 6 ) )08496 3.解 + α 析 ) -2 ( c 1 o ) s 2 原 α 式 = = 1 1 - + s [ in -s α in (2 s π in - α α ) - ] 2 co s s i 2 n α (π = 8. ∴ 解 不 析 成 立 ∵ . sin ( π - x ) = 1 ꎬ 且 0< x < π ꎬ
[ ( )] 2α. 3 3 2
-cos ( ) [ ( )]
π α
=cos 2π+ - 原式 ° ° π x π π x
2 (2) = (-sin 1 071 ) sin99 + ∴sin + =sin - -
( ) ° ° ° 6 2 3
=cos π - α =sin α. (-s ° in171 )( ° -sin ° 261 )=-sin( ° 2× ° 360 + ( π x ) ( 1 ) 2 2 2.
2 351 )sin(90 +9 )+[-sin(180 -9 )] =cos - = 1- =
( ) ° ° ° ° 3 3 3
7 α [-sin(270 -9 )] = -sin 351 cos9 - ( ) [ ( )]
(2)cos 2 π+ sin9 ° cos9 ° =sin9 ° cos9 ° -sin9 ° cos9 ° =0 . cos 2π + x =cos π- π - x
[ ( )] 4.解析 角 α 的终边与单位圆的交点为 3 3
π α ∵ ( )
=cos 3π+ + ( ) π x 2 2.
( 2 ) P - 3 ꎬ 4 ꎬ 由三角函数的定义可知 ꎬ =-cos 3 - =- 3
π α α. 5 5 拓广探索
=-cos + =sin
2 α 4 α 3 9.解析 当n k k Z时
( ) sin = ꎬcos =- ꎬ (1) =4 ꎬ ∈ ꎬ
(3)sin
9
2 π-
α 5
α α
5
4 sin
(n
π + α
)
=sin(2 k π+ α )=sin α ꎻ
[ ( )] ∴sin(π+ )=-sin =- ꎬ 2
=sin 4π+ π - α 5 当n =4 k +1ꎬ k ∈ Z时 ꎬ
( )
2
cos(π+
α
)=-cos
α
=
3
ꎬ
(n
π α
) (
k π α
)
π α α. 5 sin + =sin 2 π+ +
=sin - =cos 2 2
2 α α 4 ( )
( 11π α ) sin(- )=-sin =- 5 ꎬ =sin π + α =cos α ꎻ
(4)sin - 2
= = s - i s n in [ ( 5π π 2 + 2 - ( α π 2 ) - = α - ) co ] s α. c si o n s( ( ( - π 2 π α ) + = α α ) c ) o = s c α o = s - α α = 5 3 - ꎬ 5 3 4 ꎬ . = 当 sin si n ( n n = ( 2 π π 4 k + + + α α 2 ) ) ꎬ = k = ∈ - si s n Z in ( 时 2 α k ꎻ π+π+ α )
( ) cos 2 + =-sin =- 5 当n =4 k +3ꎬ k ∈ Z时 ꎬ
cos π - α 综合运用 (n ) ( )
3.解析 原式 2 α π α k 3π α
(1) = ( )sin( -2π) ( ) [ ( )] sin + =sin 2 π+ +
π α 5.B 7π α π α 2 2
sin + ∵sin + =sin 3π+ + ( )
2 2 2 3π α α.
α ( ) =sin + =-cos
α sin α α 2α. π α α 3 2
cos(2π- )= αsin cos =sin =-sin + =-cos = ꎬ 当n k k Z时
cos 2 5 (2) =4 ꎬ ∈ ꎬ
285
(n ) 3.解析 把y x在x轴下方的部分翻折到 奇函数.
π α k α α =sin (4)
cos - =cos(2 π- )=cos ꎻ x轴上方 就得到 y x 的图象.如图 4.解析 T
2 ꎬ = |sin | ∵ =2ꎬ
当n =4 k +1ꎬ k ∈ Z时 ꎬ 所示. ∴ f (3)= f (1)=0ꎬ
(n ) ( ) ( ) ( )
cos π - α =cos 2 k π+ π - α f 7 = f 7 -2
2 2 2 2
( ) ( ) ( )
=cos π
2
- α =sin α ꎻ = f 3
2
=
2
3 -1 2 =
4
1 .
当n =4 k +2ꎬ k ∈ Z时 ꎬ 练习
cos
(n
π - α
)
=cos(2 k π+π- α ) ( ) 1.解析 (1)(2 k πꎬ2 k π+π)( k ∈ Z ) .
2 4.ABC 函数y x x π 的图 k k k Z .
α α =1+cos ꎬ ∈ ꎬ2π (2)(2 π-πꎬ2 π)( ∈ )
=cos(π- )=-cos ꎻ 3 ( )
当n =4 k +3ꎬ k ∈ Z时 ꎬ 象如图所示 ꎬ 当t <0 或t ≥2 时 ꎬ 无交点 ꎻ 当t (3) 2 k π- π ꎬ2 k π+ π ( k ∈ Z ) .
(n
π α
) (
k 3π α
)
或 3 t 时 只有 个交点 当 t (
2 2
)
cos - =cos 2 π+ - =0 ≤ <2 ꎬ 1 ꎻ 0< < k π k 3 k Z .
2 2 2 (4) 2 π+ ꎬ2 π+ π ( ∈ )
( ) 2 2
3π α α. 3 时 有 个交点 故选 . { }
=cos - =-sin ꎬ 2 ꎬ ABC 2.解析 当x x x π k k Z
2 2 (1) ∈ = +2 πꎬ ∈
10.解析 略. 2
时 函 数 取 得 最 大 值 为 当 x
ꎬ ꎬ 2ꎻ ∈
{ }
5.4 三角函数的 x x π k k Z 时 函数取得最小
=- +2 πꎬ ∈ ꎬ
2
图象与性质
值 为 .
ꎬ -2
5.4.1 正弦函数、余弦 当x x x k k Z 时 函数取
(2) ∈{ | =6 π+3πꎬ ∈ } ꎬ
5.4.2 正弦函数、余弦函数的性质
函数的图象 得最大值 ꎬ 为 3ꎻ 当x ∈{ x | x =6 k πꎬ k ∈ Z } 时 ꎬ
练习 函数取得最小值 为 .
练习 ꎬ 1
( ) 3.C 由函数在 上的图象可知选 .
1.解析 可以用单位圆中的三角函数线作出 1.解析 等式 π 2 π成立.但 [0ꎬ2π] C
sin + π =sin ( )
它们的图象 也可以用 五点法 作出它们的 6 3 6 4.解析 3π 3π
ꎬ “ ” (1)cos - =cos ꎬ
不能说 2 是y x x R的一个周期 5 5
图象.两条曲线形状相同 位置不同.例如函 π =sin ꎬ ∈ ꎬ
数y =sin x ꎬ x ∈[0ꎬ2π] 的 、 图象 ꎬ 可以通过将 因为不满 3 足函数周期的定义 ꎬ 对定义域内任 ∵0< 2 7 π < 3 5 π <πꎬ
函数y =cos x ꎬ x ∈ [ - π 2 ꎬ 3 2 π ] 的图象向右平 意 x ꎬsin ( x + 3 2 π ) 不一定等于 sin x ꎬ 如 函数y =cos x在 [0ꎬπ] ( 上单调 ) 递减 ꎬ
( ) 2π 3π 3π .
移π个单位长度而得到 ( 如图所示 ) . sin π + 2 π ≠sin π ꎬ 故 2 π 不是正弦 ∴cos 7 >cos 5 =cos - 5
2 3 3 3 3 ° ° ° °
函数y x x R的一个周期. (2)∵90 <250 <260 <270 ꎬ
=sin ꎬ ∈ 函数y x在 ° x °上单调递减
=sin 90 ≤ ≤270 ꎬ
2.解析 画图略. 因为 3 x ° °.
(1) sin = ∴sin250 >sin260
4
( ) [ ( )] 5.解析 令z x π 易知函数y z的单
3 x 3 x 8π 所以由 =2 + ꎬ =3sin
sin +2π =sin + ꎬ 4
4 4 3 [ ]
调递减区间为 k π k 3 k Z
周期函数的定义可知 原函数的周期为8π. 2 π+ ꎬ2 π+ π ꎬ ∈ ꎬ
ꎬ 2 2
3
2.解析
(1) (2) 因为 cos 4 x = cos (4 x + 2π) = ∴2 k π+ π ≤2 x + π ≤2 k π+ 3 πꎬ
[ ( )] 2 4 2
x π π x π 所以由周期函数的定义
-π - 2 0 2 π cos 4 + 2 ꎬ 解得k π+ π ≤ x ≤ k π+ 5 π .
y 可知 原函数的周期为π. 8 8
0 1 0 -1 0 ꎬ 设A
2 =[0ꎬπ]ꎬ
( ) { }
因 为 1 x π 1 B x k π x k 5 k Z
(3) cos 2 - = = π+ ≤ ≤ π+ πꎬ ∈ ꎬ
2 3 2 8 8
( ) [ ] [ ]
x π 1 x π 所 易知A B π 5 .
cos 2 - +2π = 2( +π)- ꎬ ∩ = ꎬ π
3 2 3 8 8
以由周期函数的定义可知 原函数的周期 ( )
ꎬ 故函数y x π x 的单调
(2) 为 . =3sin 2 + ꎬ ∈[0ꎬπ]
π 4
( ) [ ]
x π π 因为 1 x π 递减区间为 π 5 .
-π - 0 π (4) sin + ꎬ π
2 2 3 4 8 8
[( ) ]
y
3 2 1 2 3 1 x π 5.4.3 正切函数的性质与图象
=sin + +2π
3 4
[ ] 1.解析 由y x的图象可知
1 x π =tan ꎬ
=sin ( +6π)+ ꎬ [ ) ( )
3 4 不等式 x x π π
所以由周期函数的定义可知 原函数的周期 tan ≥-1ꎬ ∈ 0ꎬ ∪ ꎬπ
ꎬ 2 2
为 . [ ) [ )
6π 的解集为 π 3π .
3.解析 奇函数. 偶函数. 奇函数. 0ꎬ ∪ ꎬπ
(1) (2) (3) 2 4
286
教材习题答案
( 6. 解 析 单 调 递 增 区 间 为
可直接由函数 y A ωx φ 或 y ( 1 )
= sin( + ) = [ ] [ ]
π 和 3π
) 0ꎬ ꎬ2π ꎻ
A ωx φ 的周期T 2π来求解 2 2
cos( + ) = ω [ ]
| | 单调递减区间为 π 3π .
ꎬ
3.解析 偶函数. 2 2
(1)
单调递增区间为
偶函数. (2) [0ꎬπ]ꎻ
(2)
单调递减区间为 .
( ) (3) 奇函数. [πꎬ2π]
2.解析 (1) k πꎬ k π+ π ( k ∈ Z ) . 既不是奇函数 也不是偶函数. 7.解析 由x π π k k Z 得x π
2 (4) ꎬ + ≠ + π( ∈ ) ≠ +
(2){ x | x = k πꎬ k ∈ Z } . 4.解析 (1) x ∈{ x | x =6 k +3ꎬ k ∈ Z } 时 ꎬ 函数 k k Z 6 2 原 函 数 的 定 义 3 域
( ) π( ∈ )ꎬ ∴
k π k k Z . 取最大值 y 3 { }
(3) π- ꎬ π ( ∈ ) ꎬ max= ꎻ 为 x x π k k Z .
2 2 ≠ + πꎬ ∈
k x x x k k Z 时 函数取最小值 y 3
3.解析 由 x k π k Z 得x ∈{ | =6 ꎬ ∈ } ꎬ ꎬ min
3 ≠ π+ ( ∈ )ꎬ ≠ π+ 8.解析 所求函数的周期T π π.
2 3 1 . = ω =
= | | 2
π k Z 所以函数 y x的定义域 2 ( )
( ∈ )ꎬ =tan3 { } 9.解析 1 π
6 x x x k π k Z 时 函数取最 (1)tan - π =-tan ꎬ
{ k } (2) ∈ = π+ ꎬ ∈ ꎬ 5 5
为 x x π k Z . 8 ( )
4.解析
≠ 3
因
π+
为
6 ꎬ ∈
x x
大值
{
ꎬ y max=3ꎻ
}
tan -
7
3 π =-tan 3
7
π .
(1) tan 2 =tan(2 +π)= x x x k 3π k Z 时 函数取最小
[ ( )] ∈ = π- ꎬ ∈ ꎬ π 3 π
x π 所以函 数 y x 8 ∵0< < π< ꎬ
t x an π 2 k + π 2 k Z ꎬ 的周期为π. = tan2 ꎬ 值 ꎬ y min= { -3 . } 且y = 5 tan x 7 在x ∈ 2 ( 0ꎬ π ) 内为增函数 ꎬ
≠ 4 + 2 ( ∈ ) 2 (3) x ∈ x x =4 k π+ 7 πꎬ k ∈ Z 时 ꎬ 函数取 2
x ( x ) 3 π 3
因 为 ∴tan <tan πꎬ
(2) 5tan = 5tan +π = 最大值 y 3 5 7
2 2 ꎬ max= ꎻ ( ) ( )
x +2π 所以函数y x x k { 2 } 故 tan - 1 π >tan - 3 π .
5tan ꎬ =5tan ꎬ ≠(2 + x x x k π k Z 时 函数取最小 5 7
2 2 ∈ =4 π+ ꎬ ∈ ꎬ ° ° ° °
k Z 的周期为 . 3 (2)tan1519 =tan(4×360 +79 )=tan79 ꎬ
1)π( ∈ ) 2π ° ° ° °.
5.解析 (1)∵-90 ° <-52 ° <-47 ° <0 ° ꎬ 值 ꎬ y min=- 2 3 . tan ° 1493 ° =ta ° n(4× ° 360 +53 )=tan53
函数y x在 ° x °上单调递增 { } ∵0 <53 <79 <90 ꎬ
=tan ° -90 < ° ≤ . 0 ꎬ (4) x ∈ x x =4 k π+ π ꎬ k ∈ Z 时 ꎬ 函数取 且y =tan x在 0 ° < x <90 °内为增函数 ꎬ
∴tan(-52 )<tan(-47 ) 3 ° ° 即 ° °.
( ) ∴tan53 <tan79 ꎬ tan1519 >tan1493
13π π π 最大值 y 1 ( )
(2)tan
4
=tan 3π+
4
=tan
4
ꎬ ꎬ max=
2
ꎻ
(3)tan 6
9
π=tan
9
πꎬtan -5
3
π =
( ) { } 11 11 11
tan 17π =tan 3π+ 2π =tan 2π. x ∈ x x =4 k π- 5 πꎬ k ∈ Z 时 ꎬ 函数取最 8 . π 8 9 3
5 5 5 3 tan π∵ < π< π< πꎬ
11 2 11 11 2
∵ 0< π 4 < 2 5 π < π 2 ꎬ 函数 y = tan x 在 小值 ꎬ y min=- 2 1 . 且y =tan x在x ∈ ( π ꎬ 3 π ) 内为增函数 ꎬ
( π ) 上单调递增 π 2π 5.解析 ° ° ′ ° ′ ° 2 2
0ꎬ ꎬ∴tan <tan ꎬ (1)∵ 90 <103 15 <164 30 <180 ꎬ 8 9
2 4 5 且y =sin x在 90 ° < x <180 °内为减函数 ꎬ ∴tan 11 π<tan 11 πꎬ
13π 17π. ° ′ ° ′. ( )
∴tan <tan ∴sin103 15 >sin164 30 即 9 3 .
4 5 tan6 π>tan -5 π
习题5.4 4π 3π 11 11
(2)∵-π<- <- <0ꎬ ( ) ( )
复习巩固 9 10 7π π π
函数y x在 上单调递增 (4)tan =tan π- =tan - ꎬ
=cos [-πꎬ0] ꎬ 8 8 8
1.解析 如图所示. ( ) ( )
(1)
3π 4π . π π π π
∴cos - >cos - ∵- <- < < ꎬ
10 9 2 8 6 2
° ° ° ° ( )
(3)sin508 =sin(360 +148 )=sin148 ꎬ 且y x在x π π 内为增函数
° ° ° ° =tan ∈ - ꎬ ꎬ
∵90 <144 <148 <180 ꎬ 2 2
( )
且y =sin x在 90 ° < x <180 °内为减函数 ꎬ ∴tan - π <tan π ꎬ 即 tan 7 π<tan π.
° ° 即 ° °. 8 6 8 6
如图所示. ∴sin144 >sin148 ꎬ sin508 <sin144 综合运用
(2) ( ) ( )
47 3π 3π
(4)cos π =cos 5π- =-cos ꎬ [ ]
10 10 10 10.解析 x π 5π 2 x
( ) ( ) (1)∵ ∈ ꎬ ꎬ∴- ≤sin
4 4 2
44 π π
cos π =cos 5π- =-cos ꎬ [ ]
9 9 9 y x x π 5π 的值域
[ ] ≤1ꎬ∴ =sin ꎬ ∈ ꎬ
4 4
∵0< π < 3π < π ꎬ 且y =cos x在 0ꎬ π 上 [ ]
9 10 2 2 为 2 .
单调递减 - ꎬ1
ꎬ 2
π 3π π 3π x π π x π 5π
∴cos >cos ꎬ∴-cos <-cos ꎬ (2)∵0≤ ≤ ꎬ∴ ≤ + ≤ ꎬ
9 10 9 10 2 3 3 6
( ) ( ) ( )
2.解析 T . T π. 47 44 . 3 x π 1
(1) =3π(2) = ∴cos π >cos π ∴- ≤cos + ≤ ꎬ
2 10 9 2 3 2
287
( ) [ ] 由余弦函数和正切函数的周期性可知 余 ° ° ° °
y x π x π 的值域 ꎬ (3)sin 75 =sin(45 +30 )= sin 45
∴ =cos + ꎬ ∈ 0ꎬ ( )
[ ] 3 2 弦曲线的对称中心为 π + k πꎬ0 ( k ∈ cos30 ° +cos 45 ° sin 30 ° = 2 × 3 + 2 × 1
为 3 1 . 2 2 2 2 2
- ꎬ Z 对称轴方程为x k k Z 正切曲线
2 2 )ꎬ = πꎬ ∈ ꎻ
{ (k ) = 6+ 2.
11.解析 x π k x 2π k k 的对称中心为 π k Z 正切曲线 4
(1) 3 +2 π≤ ≤ 3 +2 πꎬ 2 ꎬ0 ( ∈ )ꎬ (4)tan15 ° =tan(60 ° -45 ° )
} 不是轴对称图形.
∈ Z . = tan60 ° - ° tan45 ° °= 3-1
{ } 5.5 三角恒等变换 1+tan60 tan45 1+ 3
x 3π k x 3π k k Z . 2
(2) - 4 +2 π≤ ≤ 4 +2 πꎬ ∈ 5.5.1 两角和与差的 = ( 3-1) = 4-2 3 =2- 3 .
12.A y x 的最小正周期为 且在 ( 3+1)( 3-1) 2
= |sin | πꎬ 正弦、余弦和正切公式 ( )
( ) 2.解析 θ 3 θ π
π 上单调递减 (1)∵cos =- ꎬ ∈ ꎬπ ꎬ
ꎬπ ꎻ 练习 5 2
2
( )
y =cos x的最小正周期为 2πꎻ 1.证明 3π α 3π α ∴sin θ = 1-cos 2θ = 4 ꎬ
y x在 ( π ) 上单调递增 (1)cos 2 - =cos 2 cos + ( ) 5
=tan ꎬπ ꎻ θ π θ π θ π
x 2 sin 3 2 π sin α =-sin α. ∴sin + 3 =sin cos 3 +cos sin 3
y 的最小正周期为 .故选 . ( )
=cos 2 4π A (2)cos(- α )=cos(0- α ) = 4 × 1 + - 3 × 3
13.解析 ( k π k 3 ] k Z . =cos0cos α +sin0sin α =cos α. 5 2 5 2
(1) π+ ꎬ π- π ( ∈ ) 2.解析 ° ° °
2 4 cos15 =cos(45 -30 ) 4-3 3.
[ ) ° ° ° ° =
k π k π k Z . =cos45 cos30 +sin45 sin30 10
(2) π+ ꎬ π+ ( ∈ )
3 2 θ 12 θ是第三象限角
14.解析 函数y ( x 3π ) 的单调递减 = 2 2 × 2 3 + 2 2 × 2 1 = 6+ 4 2. (2)∵sin =- 13 ꎬ ꎬ
=-tan 2 - ( )
(
4
) 3.解析 α 3 α π ∴cos
θ
=- 1-sin
2θ
=-
5
ꎬ
k k ∵cos =- ꎬ ∈ ꎬπ ꎬ 13
区间为 π π π 5π k Z. 5 2 ( )
+ ꎬ + ꎬ ∈
2 8 2 8 π θ π θ π θ
α 4 ∴cos + =cos cos -sin sin
15.解析 f x 是周期为 的奇函数 ∴sin = ꎬ 6 6 6
f ∵ f ( ) f 2 f ꎬ ( 5 ) ( ) ( )
∴ ∴2 ( f ( 1 1 ) ) = = ( 0 1 ꎬ - ∴ 2) f ( = 1) ( = - 0 1 ꎬ )=-(1)ꎬ ∴ cos π 4 - α =cos π 4 cos α +sin π 4 = 2 3 × - 1 5 3 - 2 1 × - 1 1 3 2 = 12- 26 5 3.
( )
f . f . f . f . ( )
∴ (35)= (35-4)= (-05)=- (05)= α 2 3 2 4 2. (3) ∵ tan α = 3ꎬ ∴ tan α + π =
. sin = × - + × = 4
-1 2 5 2 5 10
16.解析 (1) T = 2 2 π =π . 4.解析 ∵sin θ = 1 1 7 5 ꎬ θ是第二象限角 ꎬ tan α +tan π 4 = 3+1 =-2 .
α π 1-3×1
π x π 5π x π π θ 8 1-tan tan
(2)- ≤ ≤ ꎬ∴- ≤2 - ≤ ꎬ ∴cos =- ꎬ 4
4 4 6 3 6 17 3.解析 原式 ° °
( ) ( ) (1) =sin(72 +18 )
∴-1≤sin 2 x - π ≤ 1 ꎬ ∴cos θ - π =cos θ cos π +sin θ sin π =sin90 ° =1 .
3 2 3 3 3
( )
∴- 2 1 ≤ 1 2 sin 2 x - π 3 ≤ 1 4 ꎬ = ( - 8 ) × 1 + 15 × 3 = 15 3-8. (2) 原式 =cos(72 ° -12 ° )=cos60 ° = 2 1 .
17 2 17 2 34 原式 ° ° ° .
( ) (3) =tan(12 +33 )=tan45 =1
f x 1 此时x π
∴ ( )max=
4
ꎬ =
4
ꎻ 5.解析
∵sin
α
=-
2
ꎬ
α
∈ πꎬ
3π
ꎬ 原式 ° ° ° 3.
3 2 (4) =sin(14 -74 )=sin(-60 )=-
f x 1 此时x π. 2
( )min=- ꎬ =- α 5. 原式 ° ° °
2 12 ∴cos =- (5) =-(cos 34 cos 26 -sin 34
拓广探索 3 °
( ) sin26 )
17.解析 设 O的半径为r 由三角函数的定 β 3 β 3π β 7.
☉ ꎬ ∵cos = ꎬ ∈ ꎬ2π ꎬ∴sin =- ° ° ° 1 .
y 4 2 4 =-cos(34 +26 )=-cos60 =-
义 ꎬ 知 sin x = r ꎬ 又r =2ꎬ∴ y =2sin x.画图略. ∴cos( β - α )=cos β cos α +sin β sin α (6) 原式 =-sin20 ° cos70 ° -cos20 ° 2 sin70 °
( ) ( ) ( )
18.解析 T . ° ° ° °
(1) =2 3 5 7 2 =-(sin20 cos70 +cos20 sin70 )
= × - + - × -
(2) y = f ( x +1) 的图象如下图所示. 4 3 4 3 =-sin(20 ° +70 ° )=-sin90 ° =-1 .
2 7-3 5. 4.解析 原式 π x π x
= (1) =cos cos -sin sin
12 3 3
练习 ( )
π x .
1.解析 ° ° ° =cos +
(1)sin15 =sin(45 -30 ) 3
y x k x k k k Z. ° ° ° ° ( )
(3) =| -2 |ꎬ ∈[2 -1ꎬ2 +1]ꎬ ∈ =sin45 cos30 -cos45 sin30 原式 3 x 1 x
19.解析 正弦曲线是中心对称图形 它有无 (2) =2 sin + cos
ꎬ 2 3 2 1 6- 2. 2 2
数个对称中心 对称中心坐标为 k k = × - × = ( )
ꎬ ( πꎬ0)ꎬ 2 2 2 2 4 x π x π
Z 正弦曲线也是轴对称图形 有无数条 ° ° ° ° ° =2 sin cos +cos sin
∈ ꎻ ꎬ (2)cos75 =cos(45 +30 )=cos45 cos30 - 6 6
( )
对称轴 对称轴方程为x π k k Z. ° ° 2 3 2 1 6- 2. x π .
ꎬ = + πꎬ ∈ sin45 sin30 = × - × = =2sin +
2 2 2 2 2 4 6
288
教材习题答案
( ) θ φ θ φ
(3)
原式
=2
2
sin
x
-
2
cos
x
(2)cos
2π
-sin
2π
=cos
π
=
2. 则α
=
+
ꎬ
β
=
- .
2 2 8 8 4 2 2 2
( ) . ° θ φ θ φ
=2 sin x cos π 4 -cos x sin π 4 (3) 1- ta t n an 2 2 2 22 5 . 5 °= 2 1 tan45 ° = 2 1 . 从而有 cos + 2 sin - 2 = 2 1 (sin θ -sin φ )ꎬ
( ) θ φ θ φ
即 θ φ + - .
x π . 2 . ° ° 2. sin -sin =2cos sin
=2sin - (4)2cos 225 -1=cos45 = 2 2
4 2
令 题中α β θ α β φ
( ) (2) 4(2) + = ꎬ - = ꎬ
原式 1 x 3 x 5.5.2 简单的三角恒等变换 θ φ θ φ
(4) =2 2 cos - sin 则α + β - .
2 2 = ꎬ =
( ) 练习 2 2
π x π x θ φ θ φ
=2 2 cos cos -sin sin α α α 从而有 + - 1 θ φ
3 3 cos cos = (cos +cos )ꎬ
( ) α sin 2sin cos 2 2 2
1.证明 2 2 2
π x . tan = α = α = θ φ θ φ
=2 2cos 3 + 2 cos 2cos 2 即 cos θ +cos φ =2cos + cos - .
5.解析 由已知得 α β α α β 2 2 2 2
sin( - )cos -cos( - ) α α 令 题中α β θ α β φ
(3) 4(3) + = ꎬ - = ꎬ
2
α 3 α α sin 2sin θ φ θ φ
sin = ꎬ sin 2 2 则α + β - .
5 αꎬtan = α = α α = ꎬ =
1+cos 2 2 2
cos 2sin cos
即 α β α 3 即 β 3 2 2 2 θ φ θ φ
sin[( - )- ]= ꎬ sin(- )= ꎬ 从而有 + - 1 θ φ
5 5 α α α α sin sin =- (cos -cos )ꎬ
1-cos sin 1-cos . 2 2 2
= α ꎬ∴tan = α= α
所以 β 3 . sin 2 1+cos sin θ φ θ φ
sin =- 即 θ φ + - .
5 cos -cos =-2sin sin
2.解析 ° θ ° θ 1 2 2
又β是第三象限角
ꎬ
所以
cos
β
=- 1-sin
2β ∵270 < <360 ꎬcos =
3
ꎬ
练习
( ) θ
2 ° ° 1.解析 y x x x φ
=- 1- - 3 =- 4 ꎬ ∴135 < 2 <180 ꎬ ( (1) =5cos -12sin = ) 13cos( + )
5 5
因 此 ꎬ sin ( β + 5π ) = sin β cos 5π + ∴sin θ = 1-cos θ ꎬ 其中 cos φ = 1 5 3 ꎬsin φ = 1 1 3 2 ꎬ∴ T =2πꎬ
4 4 2 2 y y .
( ) ( ) ( )
max=13ꎬ min=-13
(
cos β sin 5 4 π = - 5 3 × - 2 2 + - 5 4 = 1- 3 1 = 3. (2) y =cos x +2sin x = 5sin( x + φ ) 其中 sin φ
( ) 2 3 )
× - 2 2 = 7 10 2. cos θ =- 1+cos θ = 5 5 ꎬcos φ = 2 5 5 ꎬ
练习 2 2
T
∴ =2πꎬ
α 1
1.解析 α 1+ y y .
∵8π< <12πꎬ∴2π< <3πꎬ 3 6. max= 5ꎬ min=- 5
4 =- =- 2.解析 如图 BD R
α 2 3 ꎬ =2 ꎬ
3π. 3.解析 设等腰三角形的顶角为θ
π< < ꎬ
8 2
θ
又 cos α =- 4 ꎬ∴sin α =- 3 ꎬ 则 cos θ = 2 7 5 ꎬ 底角为π 2 - 2 ꎬ
8 5 8 5
α α α α ( θ ) θ θ
∴sin 4 =2sin 8 cos 8 = 2 2 5 4 ꎬcos 4 = ∴ sin π 2 - 2 = cos 2 = 1+c 2 os = 设 ∠ DBC = θ ꎬ
2 α 7 α 24. 7 则BC =2 R cos θ ꎬ CD =2 R sin θ ꎬ
2cos 8 -1= 25 ꎬtan 4 = 7 1+ 25 4 ( π θ ) 3 ∴ S 花坛=2 R cos θ 2 R sin θ =2 R2 sin2 θ.
= ꎬcos - = ꎬ
2.解析 α 3 α 3 . 2 5 2 2 5 当θ π时 θ .
∵sin( -π)= ꎬ∴sin =- ( θ ) = ꎬsin2 =1
5 5 π 4 . 4
3. ∴ 解 c 析 os 2 ∵ α = si 1 n - 2 2 α si = n 2 - α si = n 2 α 7 5 ꎬ . 4. ∴ 证 sin t 明 a β n ꎬ ( 2 1) - ∵ 2 sin( = α + 3 β )=sin α cos β +cos α 3. ∴ 此 证 S 时 明 花坛 B m C 如 ax = = 图 C 2 D R A = 2 B . 2 为 R 正 . n边形的一条边 OA
∴2sin α cos α =-sin α. sin( α - β )=sin α cos β -cos α sin β ꎬ ꎬ ꎬ =
( ) R OM r AOM π
又α π α ∴sin( α + β )-sin( α - β )=2cos α sin β ꎬ ꎬ = ꎬ∠ = n ꎬ
∈ ꎬπ ꎬ∴sin ≠0ꎬ
2 a a
即 α β 1 α β α β .
cos sin = [sin( + )-sin( - )]
从而有 cos α =- 2 1 ꎬ (2)∵ cos( α + β 2 )= cos α cos β -sin α sin β ꎬ ∴ R + r = 2 π + 2 π
α β α β α β sin n tan n
α 3 α . cos( - )=cos cos +sin sin ꎬ
∴sin = ꎬtan =- 3 ( )
2 ∴cos( α + β )+cos( α - β )=2cos α cos β ꎬ a π
α 1+cos n
4.解析 α 2tan 1
∵tan2 =
1-tan
2α=
3
ꎬ 即
cos
α
cos
β
=
1
[cos(
α
+
β
)+cos(
α
-
β
)]
. =
π
2 2sin n
∴tan
2α
+6tan
α
-1=0ꎬ (3) 由 (2) 得 cos( α + β )-cos( α - β ) a a
α α β .
∴tan =-3± 10ꎬ =-2sin sin ꎬ = =
π π
∴tan α =-3+ 10 或 tan α =-3- 10 . 即 sin α sin β =- 1 [cos( α + β )-cos( α - β )] . 2 sin n 2tan 2 n
5.解析 ° ° 1 ° 1 . 2 π
(1)sin 15 cos 15 = sin30 = 5.证明 令 题中α β θ α β φ 1+cos n
2 4 (1) 4(1) + = ꎬ - = ꎬ
289
α α α
综上可知 C 16. cos -sin 1-tan 右边.
ꎬcos =- = α α= α=
65 cos +sin 1+tan
5.解析 由于 α β α β 2θ
tan( + )=3ꎬtan( - )=5ꎬ 左边 1-(1-2sin ) 2θ 右边.
于是 α α β α β (5) = 2θ =tan =
tan2 =tan[( + )+( - )] 1+2cos -1
◆习题5.5 = 1 ta - n ta ( n α ( + α β + ) β + ) t t a a n n ( ( α α - - β β ) ) =- 7 4 ꎬ (6) 左边 = 1 1 + - c c o o s s 2 2 θ θ + + s s i i n n 2 2 θ θ
复习巩固 2θ θ θ
2sin +2sin cos
1.解析 α 2 α ( π ) 同理 tan2 β =tan[( α + β )-( α - β )]=- 8 1 . = 2cos 2θ +2sin θ cos θ
∵sin = 3 ꎬ ∈ 2 ꎬπ ꎬ 6.解析 (1)sin347 ° cos148 ° +sin77 ° cos58 ° = sin θ θ (sin θ θ +cos θ θ ) =tan θ = 右边.
( ) ° ° ° ° cos (sin +cos )
β 3 β 3π =(-cos77 )(-sin58 )+sin77 cos58 9.证明 α β α β
cos =- ꎬ ∈ πꎬ ꎬ ° ° ° ° (1)∵ sin( + )= sin cos +
4 2 =cos77 sin58 +sin77 cos58
α β 1 α β α β
∴cos α =- 5 ꎬsin β =- 7 ꎬ =sin(77 ° +58 ° )=sin135 ° = 2. cos sin = 2 ꎬsin( - )= sin cos -
3 4 2
∴cos( α - β )=cos α cos β +sin α sin β (2)sin164 ° sin224 ° +sin254 ° sin314 ° cos α sin β = 3 1 ꎬ
( ) ( ) ( ) ° ° °
5 3 2 7 =cos 74 (-sin 44 ) + (- sin 74 ) α β 5 α β 1 .
= - × - + × - ∴sin cos = ꎬcos sin =
3 4 3 4 ° ° ° ° 1 . 12 12
(-cos44 )=sin(74 -44 )=sin30 = α β α β.
2 ∴sin cos =5cos sin
= 3 5 1 - 2 2 7. (3)sin( α + β )cos( γ - β )-cos( β + α )sin( β - γ ) (2)sin α cos β =5cos α sin β两边同时除以
2.解析 ∵ α 、 β都是锐角 ꎬ∴0< α + β <π . =sin( α + β )cos( γ - β )+cos( α + β )sin( γ - β ) cos α cos β ꎬ 得 tan α =5tan β.
α β γ β α γ . θ
又 cos α = 7 1 ꎬcos( α + β )=- 1 1 4 1 ꎬ = (4 s ) in s ( in( + α - + β ) - sin ) ( = β - s γ in ) ( -co + s( ) α - β )cos( γ - β ) 10.证明 ∵ 1 2 - + t t a a n n θ=1ꎬ∴tan θ =- 2 1 ꎬ
α β β γ α β β γ θ
=sin( - )sin( - )-cos( - )cos( - ) θ 2tan -1 4
∴sin
α
=
4
7
3
ꎬsin(
α
+
β
)=
5
14
3
ꎬ
=-[cos(
α
-
β
)cos(
β
-
γ
)-sin(
α
-
β
)
∴tan2 =
1-tan
2θ=
1-
1
=-
3
ꎬ
β α β α α β α β γ 4
∴cos =cos[( + )- ]=cos( + )cos + sin( - )] ( ) θ
( ) α β β γ α γ . θ π tan +1
=-cos( - + - )=-cos( - ) -4tan + =-4× θ
sin( α + β )sin α = - 11 × 1 + 5 3 × 4 3 4 1-tan
14 7 14 7 5π 5π π 5π
tan +tan tan +tan 1
= 2 1 . (5) 1- 4 tan 5π 12 = 1- 4 tan 5π 12 =-4× - ( 2 + 1 1 )=- 3 4 ꎬ
3.解析 ° α ° 12 12 1- -
∵60 < <150 ꎬ 2
° α ° ° π 5π ( )
∴90 < +30 <180 ꎬ tan +tan θ θ π .
又 α ° 3 = 4 12 ∴tan2 =-4tan + 4
sin( +30 )= 5 ꎬ 1-tan π tan 5π 11.解析 设这段弧所对的圆心角为α
4 12 ꎬ
( ) α
∴cos( α +30 ° )=- 4 . π 5π 2π . 则其所对的圆周角为 .
5 =tan 4 + 12 =tan 3 =- 3 2
于是 α α ° °
cos =cos[( +30 )-30 ] α β α β α 3 α .
α ° ° α ° ° sin( + )-2sin cos ∴sin = ꎬ0< <π
=cos( +30 )cos30 +sin( +30 )sin30 (6) α β α β 5
2sin sin +cos( + )
= 3- 1 4 0 3. = s 2 i s n in α α co s s in β β + + co c s os α α si c n os β - β - 2s s i i n n α α c si o n s β β 当 0< α < π 2 时 ꎬcos α = 5 4 ꎬ
α β α β
4.解析 ∵ 在 △ ABC中 ꎬcos B = 5 3 ꎬ = c c o o s s α s c i o n s β - + s s i i n n α c s o in s β sin α = 1-cos α = 1- 5 4 = 10.
B为锐角 β α 2 2 2 10
∴ ꎬ sin( - ) β α .
= β α =tan( - )
∴sin B = 5 4 . 7.解 c 析 os( - ) α . α ( π ) cos α = 1+cos α = 1+ 5 4 = 3 10 ꎬ
∵sin =080ꎬ ∈ 0ꎬ ꎬ 2 2 2 10
∵sin A = 5 ꎬ 2 α
13 ∴cos α =0 . 60ꎬ∴ sin2 α =2sin α cos α =0 . 96ꎬ α sin
2 1 .
∴cos A =± 1-sin 2A =± 12. cos2 α =2cos 2α -1=-0 . 28 . tan 2 = α = 3
13 8.证明 左边 2 α 2 α cos
(1) = sin 2 + cos 2 - 2
当 A 12时 A为锐角 α α α 右边.
cos = ꎬ ꎬ 2sin2 cos2 =1-sin4 = 当π α 时 α 4
13 x x x 2 < <π ꎬcos =- 5 ꎬ
C A B
∴cos =-cos( + ) tan +1 tan -1 4tan
( ) 左边 2 2 2 4
=- 1 1 3 2 × 5 3 - 1 5 3 × 5 4 =- 6 1 5 6. (2) = 1-tan 2 x + 1+tan 2 x = 1-tan 2 2 x 同理 ꎬ 得 sin α 2 = 1+ 2 5 = 3 10 10 ꎬ
x 右边.
当 cos A =- 1 1 3 2时 ꎬ A为钝角 ꎬ =2tan = 2φ φ φ 2φ α 1- 4
( ) (3) 左边 = sin +2sin φ cos φ +cos cos = 5 = 10 ꎬ
此时 A B 5 3 12 4 cos +sin 2 2 10
sin( + )= × + - × <0ꎬ φ φ 右边. α
13 5 13 5 =sin +cos = .
这与 sin( A + B )>0(0< A + B <π) 矛盾 ꎬ 此情形 左边 sin 2α +cos 2α -2sin α cos α tan 2 =3
不存在. (4) = 2α 2α 12.解析 x x
cos -sin (1)3 15sin +3 5cos
290
教材习题答案
( ) 2α 4α 2α k k
3 x 1 x =2-8sin +8sin -4+8sin +2 7π π x 5π π k Z
=6 5
2
sin +
2
cos
=8sin
4α
=
右边. ∴-
48
+
2
≤ ≤
48
+
2
ꎬ ∈ ꎬ
α α f x 的 单 调 递 增 区 间 是
=6 5(sin x cos30 ° +cos x sin30 ° ) sin α sin2 α ∴ [ ( k ) k ]
x ° . 左边 cos cos2 α 7π π 5π π k Z .
=6 5sin( +30 ) (2) = α α- 3cos2 - + ꎬ + ( ∈ )
sin2 sin 48 2 48 2
α- α
(2) 3 2 cos x - 2 3 sin x sin c α o s s in 2 2 α cos α (2) f ( x )= a ( sin x a + b cos x b )
(
3 x 1 x
) =
sin2
α
cos
α
-cos2
α
sin
α- 3cos2
=
a2
+
b2
a2 b2 sin
x
+ a2 b2 cos
x
= 3 cos - sin α α + +
2
° x
2
° x
=sin
(
2 - 3cos2
) =
a2
+
b2
sin(
x
+
φ
)ꎬ
= = 3 3 ( co c s o ( s x 3 + 0 30 c ° o ) s . -sin30 sin ) =2 1 2 ( sin2 α - ) 2 3 cos2 α 其中 sin φ = a2 b b2 ꎬcos φ = a2 a b2 ꎬ
+ +
x x α π 右边.
(3) 3sin 2 +cos 2 =2sin 2 - 3 = ∴ f ( x )max= a2 + b2 ꎬ f ( x )min=- a2 + b2.
( x x ) 16.解析 假设存在锐角α β 使α β 2π 拓广探索
=2 2 3 sin 2 + 2 1 cos 2 α ꎬ ꎬ +2 α = 3 ꎬ 18.解析 sin 2α +cos 2 ( α +30 ° )+sin α cos( α +
( ) β 同时成立 则 β
x x tan tan =2- 3 ꎬ + = ° 3 .
° ° 2 2 30 )=
=2 sin 2 cos30 +cos 2 sin30 α 4
( x ) ( α ) tan +tan β 证明 :sin 2α +(cos α cos30 ° -sin α sin30 ° ) 2 +
° . π 从而有 β 2
=2sin 2 +30 3 ꎬ tan 2 + = α β sin α (cos α cos30 ° -sin α sin30 ° )=sin 2α
(4) 4 2 sin
(
π 4 - x
)
+ 4 6 cos
(
π 4 - x
)
tan α +tan β
1-tan
2
tan
+ 3co 4 s
2α
+ sin 4
2α
- 2 3 sin α cos α + 2 3 sin α cos α
[ ( ) ( 2
= 1 2α 3 .
2 1 π x 3 π - sin =
= sin - + cos - 1-(2- 3) 2 4
2 2 4 2 4 α 19.解析 能.A B是单位圆上的点 角α β的
) ] [ ( ) β 、 ꎬ 、
tan +tan
x 2 π π x π 2 π 终边分别为射线OA OB M是AB的中点
= sin sin - +cos = =tan = 3ꎬ 、 ꎬ ꎬ
(
2
) ]
6 4 6 3-1 3 OC平分
∠
AOB
ꎬ
如下图.
α
π x β .
cos - ∴tan +tan =3- 3
4 2
[ ( ) ] ì α
= 2 cos π - π - x ï ïtan +tan β =3- 3ꎬ
2 6 4 由í 2
( ) ïï α
β
2 x π . îtan tan =2- 3ꎬ
= cos - 2
2 12 { α { α
综合运用
得 tan =1ꎬ 或 tan =2- 3ꎬ
13.解析 由根与系数的关系可得 A B 2 2 ( α β α β )
tan +tan β β . 则M cos +cos sin +sin .
p A B p tan =2- 3 tan =1 ꎬ
=- ꎬtan tan =1+ ꎬ α α 2 2
A B 若 则 π α π 与已知 β α β α
A B tan +tan tan =1ꎬ = ꎬ∴ = ꎬ 又OM OA - -
∴tan( + )= A B=1ꎬ 2 2 4 2 = cos =cos ꎬ
1-tan tan 条件矛盾. 2 2
又 ° A B ° α β β α α β
0 < + <180 ꎬ ON OM + - + x
A B °. 若 β 则β π ∴ = cos =cos cos = M
∴ + =45 tan =1ꎬ = ꎬ 2 2 2
又A B C ° C °. 4 α β
+ + =180 ꎬ∴ =135 α cos +cos
14.C ∵ B D C C 如 = 图 3 h h 所 ꎬ 示 A ꎬ C 设AD = h h ꎬ 则BD = AD = h. 此时 tan α = 1 2 - ta ta n n 2 2 α 2 = 3 3 ꎬ∴ α = π 6 ꎬ 即 = 1 2 (c 2 os α + ꎬ cos β )=cos α 2 + β cos β - 2 α
∴ =2 ꎬ∴ = 5 ꎬ α β α β
存在α π β π满足题意. + - .
∴cos C = 2 5 ꎬsin C = 5. ∴ = 6 ꎬ = 4 =cos 2 cos 2
5 5 17.解析 f x α β
∴cos A =-cos( B + C ) ( (1) ( ) )= ( ) 同理可证 1 (sin α +sin β )= sin +
2 2
π x x π
π C π C +4 + 4 - α β
=-cos cos +sin sin 3 6 - .
4 4 2sin cos
2 2
2 2 5 2 5
(
π x
) (
x π
) 20.解析 当x
=2
时
ꎬ
f
(
α
)=sin
2α
+cos
2α
=1
.
=- 2 × 5 + 2 × 5 cos 3 +4 - 4 - 6 当x =4 时 ꎬ f ( α )= sin 4α +cos 4α =(sin 2α +
=- 1 1 0 0.故选 C . ( x π 2 ) π cos 2α ) 2 -2sin 2α cos 2α =1- 1 sin 2 2 α.
=2sin 4 + cos 2
12 4 当x 时 f α 6α 6α
( ) =6 ꎬ ( )=sin +cos
= 2sin 4
x
+
π
ꎬ =(sin
2α
+cos
2α
)(sin
4α
-sin
2α
cos
2α
+cos
4α
)
12
2α 2α 2 2α 2α
=(sin +cos ) -3sin cos
15.证明 (1) 左边 =3+2cos 2 2 α -1-4cos2 α ∴ T = 2 4 π = π 2 ꎬ 3 2 α.
2 α α =1- sin 2
=2cos 2 -4cos2 +2 π k x π π k k Z 4
2α 2 2α ∵- +2 π≤4 + ≤ +2 πꎬ ∈ ꎬ 可知 当x 时 f α
=2(1-2sin ) -4(1-2sin )+2 2 12 2 ꎬ =2 ꎬ ( )=1ꎻ
291
持不变的情况下将各点的纵坐标缩短到原 ( )
当x 时 1 f α 解析 由题图易知 A T 5π π
=4 ꎬ ≤ ( )≤1ꎻ ( ) =2ꎬ = 2 +
2 来的 2 得到y 2 1 x π 的图象. 12 12
ꎬ = sin -
当x 时 1 f α 3 3 2 4 =πꎬ
=6 ꎬ ≤ ( )≤1ꎬ [ ) ω y x φ
4 4.解析 将正弦曲线在区间 π 内的 ∴ =2ꎬ∴ =2sin(2 + )ꎬ
ꎬ+∞ ( )
猜想 : 当x ∈{ n | n =2 k ꎬ k ∈ N +} 时 ꎬ 1 k-1≤ 12 ∴2sin - π ×2+ φ =2ꎬ
2 所有点向左平移 π 个单位长度 就得到y 12
f α . ꎬ =
( )≤1 12 π φ π k k Z
( ) ∴- ×2+ = +2 πꎬ ∈ ꎬ
x π x 的图象. 12 2
5.6 函数 y A ωx φ sin + ꎬ ∈[0ꎬ+∞)
= sin( + ) ◆习题 1 5 2 .6 ∴ φ = 2π +2 k πꎬ k ∈ Z ꎬ
5.6.1 匀速圆周运动的数学模型 3
复习巩固
5.6.2 函数y=A (ωx+φ)的图象 又 ∵0< φ <πꎬ∴ φ = 2π ꎬ
sin 1.答案 C A D 3
(1) (2) (3) ( )
练习 2.解析 各个函数在长度为一个周期的闭区 y x 2π .
∴ =2sin 2 +
1.解析 各函数在长度为一个周期的闭区间 间上的简图分别如下图 . 3
(1)~(4) [ ( ) ]
上的简图分别如下图 . 5.解析 g x x π π
(1)~(4) ( )=3sin 2 + +
3 4
( )
x 11π .
=3sin 2 +
12
t
6.答案 π
10sin
60
t t
解析 AOB π
∵∠ = ×2π= ꎬ
60 30
d 1 AOB
∴ =2×5×sin ∠
2
t
π .
=10sin
60
7.解析 A K . .
(1) =3ꎬ =22
3.解析 先将正弦曲线上所有的点向右平
2.答案 (1) C (2) B (3) C (1) ( ) ∵ T = 6 . 0 =40ꎬ∴ ω = π.
( ) 移π个单位长度 得到y x π x 15 20
解析 y x π 的图象向右平移 ꎬ =sin - ꎬ ∈ ( )
(1) =3sin + 5 R的 8 图象 然后将所得图象上各点的 8 横坐标 ∴ d =3sin πt + φ +2 . 2ꎬ
( ) ꎻ 20
2 5 π个 ( 单位长 ) 度 ꎬ 得到y =3sin x - 2 5 π + π 5 = 伸长 ( 到 x 原来的 ) 4 倍 ( 纵坐标不变 )ꎬ 得到y = 当t =0 φ 时 ꎬ3s . in φ +2 . 2=0ꎬ
3sin x - π 5 的图象. sin 4 - π 8 ꎬ x ∈ R的图象 ꎻ 再将所得图象 ∴ ∴ s φ i ≈ n - ≈ 47 - . 1 0 63 73 8 3 . 3ꎬ
( ) 上各点的纵坐标伸长到原来的 倍 横坐标 ( )
(2) y =3sin x + π 的图象上所有点的横坐 ( x ) 8 ( (2) 令d =3sin πt + φ +2 . 2=5 . 2ꎬ
5 不变 得到y π x R的图 20
)ꎬ =8sin - ꎬ ∈ ( )
标缩短到原来的 1 纵坐标不变 得到y 4 8 πt φ πt φ π
( )ꎬ = 象 最后将所得函数的图象把y轴左侧的部 ∴sin + =1ꎬ∴ + = ꎬ
2 ꎻ 20 20 2
( ) ( x ) ( )
x π 的图象. 分抹去 就得到y π x t π . 20 . .
3sin 2 + ꎬ =8sin - ꎬ ∈[0ꎬ ∴ = +471638 × ≈31041
5 4 8 2 π
( ) 的图象.
y x π 的图象上所有点的纵坐 +∞)
(3) =3sin + 5.7 三角函数的应用
5 先将正弦曲线上所有的点向左平移 π
(2)
标伸长到原来的 4 倍 横坐标不变 得到y 7 练习
( )ꎬ ( )
3 个单位长度 得到y x π x R的图
( ) ꎬ =sin + ꎬ ∈ 1.解析 A T f 1 .
x π 的图象. 7 (1) =3ꎬ =4ꎬ =
=4sin + 象 然后将所得图象上各点的横坐标缩短到 4
5 ꎻ ( )
要分清ω φ A到底是哪个发生了变化 才 y πx φ
( 能得出正确 、 的 、 结论 ) ꎬ 原来的 1 3 ( 纵坐标不变 )ꎬ 得到 y = (2) ( =3sin 2 ) + ꎬ .
( ) π . φ 22π φ 3π
3.解析 ∵ A = 2 ꎬ ω = 1 ꎬ∴ 振幅为 2 ꎬ 周期 sin 3 x + π ꎬ x ∈ R的图象 ꎻ 再将所得图象 3sin 2 ×22+ =-3ꎬ∴ 2 + = 2 +
3 2 3 7
k k Z φ可取2π
2 πꎬ ∈ ꎬ∴ ꎬ
T 2π 频率f 1 1 . 上各点的纵坐标缩短到原来的 1 横坐标 5
= ω =4πꎬ∴ = T = 4π 3 ( ( )
( ) ( ) y πx 2π .
∴ =3sin +
y = 2 sin 1 x - π 的图象与y =sin x的图 不变 )ꎬ 得到y = 1 sin 3 x + π ꎬ x ∈ R的图 2 5
3 2 4 3 7 θ .
2.解析 设最大偏角为θ 则 15
象的关系 先将y x图象上所有的点向 象 最后将所得函数的图象把y轴左侧的部 (1) ꎬ sin = =
: =sin ꎻ 2 25
( ) ( )
θ
右平移π个单位长度 得到y x π 分抹去 就得到y 1 x π x . . ° θ . ° θ .
ꎬ =sin - ꎬ = sin 3 + ꎬ ∈[0ꎬ 006ꎬ∴ ≈344 ꎬ∴ ≈688 ꎬ∴ =688×
4 4 3 7 2
的图象 然后在纵坐标保持不变的情况下将 的图象.
ꎻ +∞) π . .
各点的横坐标伸长到原来的 倍 得到函数 综合运用 ≈01201rad
2 ꎬ 180
( ) ( ) l
y 1 x π 的图象 最后在横坐标保 4.答案 y x 2π T
=sin - ꎻ =2sin 2 + (2) =2π g =1ꎬ
2 4 3
292
教材习题答案
g . 其中适合不等式 β 的元素β为 2α α
l 98 . -2π≤ <4π tan +2tan +1
∴ = 2= 2≈0248(m)ꎬ = 2α
4π 4π 7π π 9π. tan +1
线的长度应是 . . - ꎬ ꎬ ( ) 2 ( )
∴ 248cm 4 4 4 1 1
3.解析 由题意可设函数解析式为 U { } - +2× - +1
= (2) S = β β =- 2 π+2 k πꎬ k ∈ Z ꎬ 其中适 = 3 ( ) 2 3
A ωt.T . f 1 A U 3 - 1 +1
sin =0 02ꎬ = 0 . 02 =50ꎬ = max=311 合不等式 β 的元素β为 2 3
-2π≤ <4π - πꎬ
(V)ꎬ 3 = 2 .
5
ω = 2 T π = 0 2 . 0 π 2 =100πꎬ 4 3 πꎬ 1 3 0 { π. } 5.解析 (1) 原式 =sin ( 4π+ π ) +
∴ U =311sin100π t. (3) S = β β = 12 π+2 k πꎬ k ∈ Z ꎬ 其中适合 ( ) ( ) 6
练习 5 π π
cos 8π+ -tan 6π+
1.解析 乙点的位置将移至它关于x轴的对 不等式 β 的元素 β 为 8 3 4
-2π≤ <4π - πꎬ
称点处 因为绳波从乙点传到戊点正好经过 5 =sin π +cos π -tan π
ꎬ 6 3 4
2 12 .
一个周期 ꎬ 所以经过 1 周期后 ꎬ 绳波正好从 5 πꎬ 5 π = 1 + 1 -1=0 .
2 S β β k k Z 其中适合不等式 2 2
乙点传到丁点.又因为在绳波的传播过程 (4) ={ =2 πꎬ ∈ }ꎬ 原式 . .
β 的元素β为 . (2) ≈10771
中 ꎬ 绳上各点只是上下振动 ꎬ 纵坐标在变 ꎬ 横 -2π≤ <4π {l αr -2πꎬ0ꎬ2π (3)cos(sin2)≈0 . 6143 .
= =5ꎬ 6.答案
坐标不变 所以经过 1 周期后 乙点将移至 2.解析 由题意得
ꎬ
2
ꎬ S
=
1 αr2
=5ꎬ
它关于x轴的对称点处 即横坐标不变 纵 2 x 7π 5π 4π 3π 7π 11π
ꎬ ꎬ ( )°
6 4 3 2 4 6
坐标与图中的丁点的纵坐标相同. 解得α 5 α 5 180 °.
= ꎬ∴ = × ≈143
2.解析 同学们可以上网下载有关人体节律 2 2 π x 1 2 3 2 1
的软 件 ꎬ 利用软件就能方便地作出自己某一 3.解析 (1)∵cos φ = 4 1 >0ꎬ
sin -
2
-
2
-
2
-1 -
2
-
2
时间段的三条人体节律曲线 ꎬ 它们都是正弦 ∴ φ是第一或第四象限角. cos x - 2 3 - 2 2 - 2 1 0 2 2 2 3
型函数图象 根据曲线不难回答题中的问
ꎬ
题 ꎬ 并可以指导自己的生活. 当φ为第一象限角时 ꎬsin φ = 4 15 ꎬ tan x 3 3 1 3 — -1 - 3 3
习题5.7
φ
tan = 15ꎻ 7.解析 最大值为 1 此时x的集合
综合运用 (1) 2+ ꎬ
1.解析 约为 . 天 约为 . 等星 约为 . 当φ为第四象限角时 ꎬsin φ =- 15 ꎬtan φ = { } π
55 ꎻ 37 ꎻ 44 4 为 x x π k k Z
等星. = +2 πꎬ ∈ ꎻ
. 2
( ) - 15
2.解析 函数h t π 在 上的 x x x 则x为第 最小 值 为 1 此 时 x 的 集 合
=2sin + [0ꎬ2π] (2)∵sin =2cos ꎬ∴ tan =2>0ꎬ 2 - ꎬ
4 一或第三象限角. π
图象如图. { }
当x为第一象限角时 ꎬtan x =2ꎬ 为 x x =- π +2 k πꎬ k ∈ Z .
2
ì ï 最大值为 此时x的集合为 x x k
{ x x ïsin x = 2 5 ꎬ (2) 5ꎬ { | =(2 +
由 sin =2cos ꎬ 解得í 5 1)πꎬ k ∈ Z }ꎻ
sin 2x +cos 2x =1ꎬ î ï ï cos x = 5 5. 8. 最 解 小 析 值为 各 1 函 ꎬ 此 数 时 在 x 长 的 度 集 为 合 一 为 个 { x 周 | x = 期 2 k 的 πꎬ 闭 k ∈ 区 Z 间 } .
上的图象分别为图 .图象变换略.
当x为第三象限角时 x x 2 5 (1)~(4)
t 时 h π 即小球在开始 ꎬtan =2ꎬsin =- ꎬ
(1) =0 ꎬ =2sin = 2ꎬ 5
4
振动时的位置在平衡位置的上方 处. x 5.
2 cm cos =-
小球的最高点和最低点与平衡位置的距 5
(2)
离都是 . 1
2cm α - +2
(3) T =2π(s)ꎬ∴ 经过 2πs 小球往复运动一次. 4.解析 (1) 原式 = t 5 a - n tan + α 2 = 3 1 = 1 5 6 .
5+
每秒钟小球能往复振动 1 次. 3
(4)
2π 原式 sin
2α
+cos
2α
拓广探索 (2) = α α 2α
2sin cos +cos
3.解析 可到网上搜索有关数据
ꎬ
然后根据数 (
1
)
2
据画散点图 再根据散点图的变化规律确定 2α - +1
ꎬ tan +1 3 10.
模拟函数 并作出有关预测. = 2tan α +1 = 2 = 3
4.解析 根
ꎬ
据供电部门统计的每天用电数据
-
3
+1
[ ]
α α α 9.解析 函数y x x π 的图
作出用电量随时间变化的图象 根据图象确 原式 sin cos tan (1) =sin ꎬ ∈ 0ꎬ
ꎬ (3) = 2α 2α= 2α 2
定 波峰 时间段和 波谷 时间段 然后制 sin +cos tan +1 象如图所示.
“ ” “ ” ꎬ
订方案. 1
-
复习参考题5 =( 3 ) 2 =- 3 .
1 10
复习巩固 - +1
3
{ } 2α α α 2α
1.解析 S β β π k k Z 原式 sin +2sin cos +cos
(1) = = +2 πꎬ ∈ ꎬ (4) = 2α 2α
4 sin +cos
293
由 x x 可知y x x ( ) ° °
(2) sin(π- )=sin ꎬ =sin ꎬ ∈ π α 原式 ° cos10 + 3sin10
sin - (4) =sin50 °
的图象关于直线x π 对称 据此可 4 cos10
[0ꎬπ] = ꎬ ( ) ( ) ( ) ° °
2 12 3 5 4 56 ° sin40 sin80 .
得出函数y x x 的图象 又由 = - × - - × - =- ꎬ =2sin50 °= °=1
=sin ꎬ ∈[0ꎬπ] ꎻ 13 5 13 5 65 cos10 cos10
x x 可知函数y x x
sin(2π- )=-sin ꎬ =sin ꎬ ∈ α β α β 56. 14.解析 由题意得 θ 4
的图象关于点 对称 据此可得 ∴sin( + )=-sin(π+ + )= (1) sin =- ꎬ
[0ꎬ2π] (πꎬ0) ꎬ 65 5
( )
出函数y x x 的图象. θ θ 2 θ
=sin ꎬ ∈[0ꎬ2π] α β 都是锐角 α 1 β
(3) 先把y轴向右 ( 当φ >0 时 ) 或向左 ( 当φ (3)∵ ꎬ ꎬtan = 7 ꎬsin = ∴ sin 2 -cos 2 =1-2sin 2
时 平行移动 φ 个单位长度 再把所得 θ
<0 ) | | ꎬ 10 β 1 θ 4 9 .
图象向下 ( 当k >0 时 ) 或向上 ( 当k <0 时 ) 平 10 ꎬ∴tan = 3 ꎬ cos 2 ( =1-sin =1+ 5 ) = 5
移 | k | 个单位长度 ꎬ 最后根据周期性 ꎬ 把图象 α β 1 + 1 (2) sin α -cos α 2 =1-sin α = 1 ꎬ
向右或向左扩展 抹去 之外的部分 α β tan +tan 7 3 2 2 25
ꎬ [0ꎬ2π] ꎬ ∴ tan( + )= α β =
就可得到函数y =sin( x + φ )+ k ꎬ x ∈[0ꎬ2π] 1-tan tan 1- 1 × 1 ∴sin α = 24.
φ k都是常数 的图象. 7 3 25
( 、 ) 1 (3) (sin 2θ + cos 2θ ) 2 = sin 4θ + cos 4θ +
10.解析 (1) 振幅是 1ꎬ 周期是2π ꎬ 初相是 = 2 ꎬ 2(sin θ cos θ ) 2
5 α β β
α β tan( + )+tan ( θ ) 2
π.把正弦曲线向左平行移动 π 个单位长 ∴tan( +2 )= α β β 5 sin2 θ 2 2.
1-tan( + )tan = +2 =1ꎬ∴sin2 =±
6 6 9 2 3
( ) 1 1
度 可以得到函数y x π x R的 + θ 3 θ 4
ꎬ =sin + ꎬ ∈ 2 3 . (4)∵cos2 = ꎬ∴sin2 =± ꎬ
6 = =1 5 5
图象 再把所得图象上所有点的横坐标缩短 1- 1 × 1 ( θ ) 2
ꎬ 2 3 4θ 4θ sin2 17.
到原来的 1 纵坐标不变 就可得到函数y 12.解析 (1) 证明 : 左边 =tan( α + β )(1- ∴sin +cos =1-2 2 = 25
( 5 ( ) )ꎬ tan α tan β )=tan( α + β )-tan α tan β tan( α + 15.解析 (1) 由题意得
=sin 5 x + π ꎬ x ∈ R的图象. β )= 右边. ì ï ïcos α cos β -sin α sin β = 1 ꎬ
6 ° ° í 5
( 把 2 正 ) 振 弦 幅 曲 是 线 2 上 ꎬ 周 所 期 有 是 点的 12 横 πꎬ 坐 初 标 相 伸 是 长 0 . 到原来 (2)∵tan60 ° = 1 ta - n ta 2 n 0 20 + ° t t a a n n 4 4 0 0 °= 3ꎬ î ïï cos α cos β +sin α sin β = 3 ꎬ
° ° ° 5
的 倍 纵坐标不变 可以得到函数y ∴ tan 20 +tan 40 = 3 - 3 tan 20
6 ( )ꎬ = ° α β 2 α β 1
tan40 ꎬ ∴cos cos = ꎬsin sin = ꎬ
5 5
1 x x R的图象 再把所得图象上所 ° ° ° ° .
sin 6 ꎬ ∈ ꎬ ∴tan20 +tan40 + 3tan20 tan40 = 3 α β 1 .
α β ∴tan tan =
有点的纵坐标伸长到原来的 倍 横坐标 α β tan +tan 3π 2
2 ( (3)∵ tan( + )= α β=tan =
不变 )ꎬ 就可得到函数y =2sin 1 6 x ꎬ x ∈ R的 -1ꎬ∴tan α +tan β -t 1 an -t α an tan t β an +1=0ꎬ 4 已知 ì í ï ïcos α +cos β = 2 1 ꎬ
图象. ∴(1-tan α )(1-tan β )=1-(tan α +tan β )+ (2) ïï α β 1
α β . îsin +sin = ꎬ
11.解析 (1)∵ α ꎬ β都是锐角 ꎬ 且 sin α = 4 ꎬ tan 原 ta 式 n =2 两式分别平方得 3
5 (4) =
ì
cos( α + β )= 1 5 3 ꎬ tan60 ° ( t 1 a - n ta 2 n 0 ° 2 t 0 a ° n ta 4 n 0 ° 40 ° )- 3 =- 3 . í ï ïcos 2α +cos 2β +2cos α cos β = 4 1 ꎬ ①
∴cos α = 5 3 ꎬsin( α + β )= 1 1 3 2 ꎬ 13.解析 ° (1) 原式 = ° ° î ïï sin 2α +sin 2β +2sin α sin β = 9 1 ꎬ ②
∴sin β =sin[( α + β )- α ]=sin( α + β )cos α - cos si 1 n 0 10 - ° c 3 os si 1 n 0 1 ° 0 = 4 s s in in 2 2 0 0 ° =4 . ①+② 得 2+2(cos α cos β +sin α sin β )= 13 ꎬ
36
α β α 12 3 5 4 16. ° °
cos( + )sin = × - × = 原式 ° sin10 - 3cos10
( 13 5 ) 13 5 ( 65 ) (2) =sin40 cos10 ° ∴cos( α - β )=- 59.
72
(2)∵ α ∈ π ꎬ 3π ꎬ β ∈ 0ꎬ π ꎬ 2sin40 ° sin(10 ° -60 ° ) 综合运用
4 4 4 = °
( ) ( cos10 16.证明 左边 2 α α
π α π 5π β 5π ° ° ° (1) =2cos 2 +2+4cos2 =
∴ 4 - ∈ - 2 ꎬ0 ꎬ 4 + ∈ 4 ꎬ =- 2sin40 co ° s40 =- sin80 ° 2(cos2 α +1) 2 =2(2cos 2α ) 2 =8cos 4α = 右边.
) ( ) cos10 cos10 α α 2
. 左边 (sin +cos )
3π . 又 π α 3 =-1 (2) = α α α
2 cos 4 - = 5 ꎬ ° ( ° ) 2cos (sin +cos )
( ) ( ) (3) 原式 = sin70 °cos10 ° 3 sin20 °-1 sin α +cos α 1 α 1 右边.
5π β 12 π α cos70 cos20 = α = tan + =
sin 4 + ( =- 1 ) 3 ꎬ∴ sin 4 - = = cos20 ° ° cos10 ° ( 3sin20 ° ° -1 ) (3) 左 2c 边 os = 2 2
4 5π β 5 . sin20 cos20 α α β α β α α α β
- ꎬcos + =- sin cos( + )+sin( + )cos -2sin cos( + )
5 4 13 ° ° α
[ ( ) ( = 3cos10 ° - cos20 cos ° 10 α β α sin β
α β 5π β π sin20 sin( + - ) sin 右边.
∵sin(π+ + )=sin + - - ° = α = α=
4 4 ° cos20 sin sin
α ) ] = 3cos10 - 2sin10 ° 左边 2cos 2 2 A -4cos2 A +2
° ° ° ° (4) = 2 A A
3sin20 -cos20 sin(20 -30 ) 2cos 2 +4cos2 +2
(
5π β
) (
π α
) (
5π β
) =
2sin10
° =
sin10
° (
cos2
A
-1
) 2 (
-2sin
2A ) 2
=sin
4
+ cos
4
- -cos
4
+
=-1
. =
cos2
A
+1
=
2cos
2A
294
教材习题答案
4A 右边. [ ] ( )
=tan = x π π 3π . 由 知f x x π
17.解析 由已知及平方关系式得 ∴2 - ∈ - ꎬ (2) (1) ( )=2sin 2 + +4ꎬ
4 4 4 6
{ ( )
α α 1 2 x π x R 当 x π k π k Z
sin -cos = ꎬ ∴- ≤sin 2 - ≤1ꎬ ∵ ∈ ꎬ∴ 2 + =2 π- ꎬ ∈ ꎬ
5 2 4 6 2
sin 2 ì ï ï α s + in co α s 2 = α = 4 1 ꎬ ꎬ ì ï ïsin α =- 3 ꎬ ∴- 2≤- 2sin ( 2 x - π 4 ) ≤1 . 即 故 x f = x k π 取 - 最 π 3 小 ( 值 k ∈ Z 时 ) 时 相 ꎬ 应 f ( 的 x ) x min 的 = 集 2 . 合为
解得í 5 或í 5 f x . ( ) 2 ꎬ
ïï α 3 ïï α 4 .
∴ ( )min
(
=- 2
)
{
x x k π k Z
}
.
îcos = îcos =- 此时 x π 即 x π π = π- ꎬ ∈
5 5 sin 2 - =1ꎬ 2 - = + 3
α α 4 4 2 23.解析 设AP x AQ y BCP α DCQ
∵0≤ ≤πꎬ∴0≤sin ≤1ꎬ = ꎬ = ꎬ∠ = ꎬ∠
ì k k Z x 3π k k Z . β 则 α x β y 于是 α
í ï ïsin α = 5 4 ꎬ 2 π( ∈ [ )ꎬ∴ ] = 8 + π( ∈ ) β = ꎬ 2- t ( an x + y = ) 1 . - ꎬtan =1- ꎬ tan( +
∴
î
ïï
cos α = 3 ꎬ ∵
x
∈ 0ꎬ
π
2 ꎬ∴
f
(
x
)
取最小值时x的 )=
(
x
+
y
)-
xy
5 { } 又 APQ的周长为 即x y x2 y2
ì ï ïsin2 α = 24 ꎬ 集合为 3 8 π . 化 △ 简变形可得xy =2 2 ( ꎬ x + y ) + -2 + . + =2ꎬ
í 25 ( ) ( ) x y
∴ ïï α 7 21.解析 f x x π x π 于是 tan( α + β )= x y 2-( + x ) y =1ꎬ
îcos2 =- ꎬ ( )=sin + +sin - + ( + )-[2( + )-2]
25 6 6
( ) 又 α β π 所以α β π 所以 PCQ
α π α π α x a x π x a x 0< + < ꎬ + = ꎬ ∠
∴sin 2 - =sin 2 cos -cos2 cos + =2sin cos +cos + = 3sin + 2 4
4 4 6
( ) π α β π.
x a x π a. = -( + )=
π 24 2 7 2 31 2. cos + =2sin + + 2 4
sin 4 = 25 × 2 + 25 × 2 = 50 6 拓广探索
( ) y a a .
18.解析 ∵2cos 2 π 4 + x -1=-sin2 x (
(
1
2
)
)
∵ 由
(
m
1
a
)
x= 知 2
ꎬ
+ f
(
= x
)
1ꎬ
=
∴
2sin
= ( - x 1
+
π )
-1ꎬ
由正 24.解析
(1)
由 { sin β +cos β =
5
1 ꎬ可得
25sin
2β
=- 2 7 5 ꎬ ( ∴sin2 x = ) 2 7 5 . ( ) 弦曲线可知 ꎬ π +2 k π≤ x + π ≤ 6 3π +2 k πꎬ k -5sin β -12=0ꎬ sin 2β +cos 2β =1
2 6 2
∵ x ∈ 1 1 7 2 π ꎬ 7 4 π ꎬcos x + π 4 = 5 3 ꎬ ∈ Z ꎬ 解得 sin β = 4 或 sin β =- 3 ( 舍去 ) .
5 5
( ) 即π k x 4 k k Z
x x 3 2 x π 4 +2 π≤ ≤ π+2 πꎬ ∈ ꎬ 所以 β 1 β 3 .
∴cos -sin = ꎬsin + =- ꎬ 3 3 cos = -sin =-
5 4 5 f x 的 单 调 递 减 区 间 为 5 5
∴ ( )
x x 4 2 [ ] 于是 β 4 .
∴sin +cos =- ꎬ π k 4π k k Z . tan =-
5 +2 πꎬ +2 π ( ∈ ) 3
sin2
x
+2sin
2x
2sin
x
(sin
x
+cos
x
)
3
f x
3
(2)
根据所给条件可求出仅由
sin
β
、cos
β
、
∴ x = x x (3)∵ ( )≥0ꎬ β 表示的三角函数的值. 例如
1-tan cos -sin ( ) tan ꎬ
cos x ∴2sin x + π -1≥0ꎬ ( β π ) β sin β +cos β
x x x 6 sin + ꎬ cos 2 + 2ꎬ β ꎬ
sin2 (sin +cos ) ( ) 3 2tan
= co ( s x -sin ) x 即 sin x + π 6 ≥ 1 2 ꎬ sin β β -cos β β 等.
7 4 2 3sin +2cos
25 × - 5 ∴ π +2 k π≤ x + π ≤ 5π +2 k πꎬ k ∈ Z ꎬ 25.解析 (1) 如图 ꎬ 易知 ∠ EAC = α ꎬ
= 6 6 6 在 AEC和 ADB中 ABD EAC
3 2 Rt△ Rt△ ꎬ∠ =∠
k x 2π k k Z α
5 ∴2 π≤ ≤ +2 πꎬ ∈ ꎬ = ꎬ
3
28. 符合题意的x的取值集合为
=- ∴
75 { }
19.证明 由题得 sin 2θ +cos 2θ +2sin θ cos θ x 2 k π≤ x ≤ 2π +2 k πꎬ k ∈ Z .
2α 3
=4sin ꎬ
∵sin θ cos θ α =sin 2β ꎬ∴ β 1+2sin 2β =4sin 2α ꎬ 22.解析 ( (1) f ( x )= ) 3sin2 x +cos2 x + m +1 ∴ AC = h 1 αꎬ AB = h 2 αꎬ
∴2-2cos2 =2-cos2 ꎬ x π m . cos sin
20. 即 解析 4c os 2 f ( 2 α x ) = = co c s o 2 s 2 4 β x - . 2sin x cos x -sin 4x =2 x sin [ 2 + π 6 ] + +1 ∴ S ( α )= 2 1 AC AB = 2sin h 1 α h c 2 os α= s h in 1 h 2 2 α
∵ ∈ 0ꎬ ꎬ ( )
=(cos 2x +sin 2x )(cos 2x -sin 2x )-sin2 x 2 α π .
0< <
=cos2 x -s ( in x 2 x π ) . ∴ π 6 ≤ ( 2 x + π 6 ≤ ) 7 6 π ( ꎬ ) (2) 图略 2 .
=- 2sin 2 - 4 ∴sin 2 x + π 6 0≤ x ≤ π 2 的最大值 (3) 当α = π 4 时 ꎬ S ( α )min= h 1 h 2 .
(1) T = 2 ω π = 2 2 π =π . 为 1ꎬ 26.解析 略.
[ ] f x m m . 27.解析 略.
x π
∴ ( )max=3+ =6ꎬ∴ =3
(2)∵ ∈ 0ꎬ ꎬ
2
295