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利用函数的性质求解三角函数最值

作 者:庄 云 (山东省淄博第四中学 255100)

摘   要:三角函数最值问题是三角函数性质的重要内容之一,也是高考、会考必考内容。利用函数的有界性,单调性,奇偶性,周期性求三角函数的最值是常用的方法。
关键词:性质;最值 

现举例如下:
一、利用函数的有界性(值域)求最值
例1  求函数y=3-2cos2x, x∈R的最大值和最小值
解:    ∵-1≤cos2x≤1 ∴-2≤-2cos2x≤2
         ∴1≤3-2cos2x≤5
即1≤y≤5  ∴函数y=3-2cos2x, x∈R 的最大值是5,最小值是1。
例2:求函数 y=■ ,x∈R的最值。
解:由 y=■得   cosx=■∵cosx≤1
∴■≤1
即 2y-2≤y+1  ,两边平方,得(2y-2)2≤(y+1)2,
即  3y2-10y+3≤0,∴■≤y≤3
所以函数y=■ ,x∈R的最大值为3,最小值为 ■
二、利用函数的单调性求最值
例3:求函数y= 2sinx+■当x∈(0,π) 时的最小值。
解: y= 2(sinx+■),令sinx=t 则因为x∈(0,π) 所以 t∈(0,1]
则y=2(t+■) 在t∈(0,1] 时是减函数,则当 t=1 即x=■时,
有 ymin=2(1+■)=8。
例4:求函数f(x)=sinx-cosx ,x∈[0,■]的最值。
解:由函数的单调性知y=sinx 在[0,■] 上是单调递增的的,而函数y=cosx 在[0,■] 上是单调递减的,所以函数 f(x)=sinx-cosx在[0,■] 上是单调递增的。
所以当x=0 时,函数 f(x)=sinx-cosx 有最小值为-1,当x=■ 时
函数f(x)=sinx-cosx  有最大值为1。
评注:在限定范围上求最值一般是应用函数的单调性求解
三、利用函数的奇偶性求最值
例5 :已知 f(x)=asinx+btanx +2在 (0,+∞)上有最大值8,
则在 (-∞,0)上f(x) 有(  )
A   最小值-8      B最大值-8     C 最小值-6    D 最小值-4
解:当 x∈(-∞,0)时,则-x∈(0,+∞) 由题意知:
  f(-x)=asin(-x)+btan(-x )+2=-(asinx+btanx) +2≤8
∴asinx+btanx≥2-8=-6
故当 x∈(-∞,0) 时 f(x)=asinx+btanx +2≥-6+2=-4
故 f(x) 在(-∞,0)  上有最小值-4 ,故应选D
四、利用函数的周期性求最值
例6:求函数f(x)=sinx+cosx 的最大值和最小值
解: ∵f(x+■)=sin(x+■)+cos(x+■)
                 =cosx+sinx=f(x)
 ∴■是函数f(x)=sinx+cosx 的周期,故只需讨论0≤x≤■ 的情形,
当x∈[0,■] 时 。f(x)=sinx+cosx在角 x的终边上取一点 p(a,b)其中a2+b2=r2  且 a+b ≥r  ∴sinx=■,cosx=■,∴f(x)=■+■=■
又∵a >0,b>0,(a+b)2≥0 ∴2(a2+b2)≥(a+b)2
  ∴r≤a+b≤■)=■ ∴1≤■≤■
所以函数f(x)=sinx+cosx  的最大值是■ ,最小值是1
小结
总之,三角函数最值问题类型繁多,所涉及的知识面广,解法灵活。所以在解题过程中,注意函数表达式的内在特点,题型结构特征,选用恰当的求解策略和方法技巧,使解题过程简捷巧妙,收到事半功倍的效果。
参考文献
[1]三角函数最值问题6类型[J].赵春祥.第二课堂(高中版) 2007年07期
[2]构造图形求解三角函数最值[J].聂海峰.数理化学习(高中版) 2008年04期
[3]三角函数最值问题分类解析[J].杨新兰.数学爱好者(高一人教大纲) 2008年02期