已知向量 $\overrightarrow a = \left( {\cos x, - \dfrac{1}{2}} \right)$,$\overrightarrow b = \left( {\sqrt 3 \sin x,\cos 2x} \right),x \in {\mathbb{R}}$,设函数 $f\left(x\right) = \overrightarrow a \cdot \overrightarrow b $.
【难度】
【出处】
2013年高考陕西卷(文)
【标注】
-
求 $f\left( x \right)$ 的最小正周期.标注答案${\mathrm \pi} $.解析根据向量数量积的坐标表示及三角恒等变换公式将 $f(x)$ 转化为正弦型三角函数的形式.根据数量积计算公式可得\[\begin{split}f\left(x\right)=\overrightarrow a\cdot\overrightarrow b &=\left(\cos x,-\dfrac{1}{2}\right)\cdot\left(\sqrt 3\sin x,\cos {2x}\right)\\&=\sqrt 3\sin x\cos x-\dfrac{1}{2}\cos {2x}\\& \overset{\left[a\right]}=\dfrac{\sqrt 3}{2}\sin {2x}-\dfrac{1}{2}\cos {2x}\\& \overset{\left[b\right]}=\sin \left(2x-\dfrac{\mathrm{\mathrm \pi} }{6}\right).\end{split}\](推导中用到:[a],[b])
$f\left( x \right)$ 的最小正周期为\[T = \dfrac{{2{\mathrm \pi} }}{\omega } = \dfrac{{2{\mathrm \pi} }}{2} = {\mathrm \pi} ,\]即函数 $f\left( x \right)$ 的最小正周期为 ${\mathrm \pi} $. -
求 $f\left( x \right)$ 在 $\left[ {0,\dfrac{\mathrm \pi} {2}} \right]$ 上的最大值和最小值.标注答案$f\left( x \right)$ 在 $\left[ {0,\dfrac{\mathrm \pi} {2}} \right]$ 上的最大值是 $ 1 $,最小值是 $ - \dfrac{1}{2}$.解析根据正弦型函数的图象与性质求出最值即可.因为 $0 \leqslant x \leqslant \dfrac{\mathrm \pi} {2}$,所以\[ - \dfrac{\mathrm \pi} {6} \leqslant 2x - \dfrac{\mathrm \pi} {6} \leqslant \dfrac{{5{\mathrm \pi} }}{6}.\]根据正弦型函数的图象与性质可得,
当 $2x - \dfrac{\mathrm \pi} {6} = \dfrac{\mathrm \pi} {2}$,即 $x = \dfrac{\mathrm \pi} {3}$ 时,$f\left( x \right)$ 取得最大值 $ 1 $;
当 $2x - \dfrac{\mathrm \pi} {6} = - \dfrac{\mathrm \pi} {6}$,即 $x = 0$ 时,$f\left( x \right)$ 取得最小值 $ - \dfrac{1}{2}$.
因此,$f\left( x \right)$ 在 $\left[ {0,\dfrac{\mathrm \pi} {2}} \right]$ 上的最大值是 $ 1 $,最小值是 $ - \dfrac{1}{2}$.
题目
问题1
答案1
解析1
备注1
问题2
答案2
解析2
备注2