已知函数 $f\left(x\right) = \cos x\left(\sin x + \cos x\right) - \dfrac{1}{2}$.
【难度】
【出处】
2014年高考福建卷(理)
【标注】
  • 知识点
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    三角
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    三角恒等变换
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    同角三角函数关系式
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    三角
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    函数
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    常见初等函数
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    三角函数
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    函数
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    函数的图象与性质
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    函数的单调性
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    三角
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    三角恒等变换
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    二倍角公式
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    三角
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    三角恒等变换
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    半角公式
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    函数
  • 题型
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    三角
  1. 若 $0 < \alpha < \dfrac{{\mathrm \pi} }{2}$,且 $\sin \alpha = \dfrac{\sqrt 2 }{2}$,求 $f\left(\alpha \right)$ 的值;
    标注
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      三角
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      三角恒等变换
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      同角三角函数关系式
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      三角
    答案
    $\dfrac12$.
    解析
    根据同角三角函数关系式,得出 $\cos\alpha$,代入 $f(\alpha)$ 即可.因为 $0 < \alpha < \dfrac{\mathrm \pi} {2}$,且 $\sin \alpha = \dfrac{\sqrt 2 }{2}$,所以\[\cos \alpha\overset{\left[a\right]}=\sqrt{1-\sin^2\alpha} = \dfrac{\sqrt 2 }{2},\](推导中用到[a])
    所以\[\begin{split}f\left(\alpha \right) = \dfrac{\sqrt 2 }{2}\left(\dfrac{\sqrt 2 }{2} + \dfrac{\sqrt 2 }{2}\right) - \dfrac{1}{2} = \dfrac{1}{2}.\end{split}\]
  2. 求函数 $f\left(x\right)$ 的最小正周期及单调递增区间.
    标注
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      三角函数
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      二倍角公式
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      半角公式
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      三角
    答案
    最小正周期为 ${\mathrm \pi} $;单调递增区间为 $\left[k{\mathrm \pi} - \dfrac{{3{\mathrm \pi} }}{8},k{\mathrm \pi} +\dfrac{\mathrm \pi} {8}\right],k \in {\mathbb{Z}}$.
    解析
    将函数 $f(x)$ 化为正弦型函数即可.因为\[\begin{split}f\left(x\right) & = \sin x\cos x + {\cos ^2}x - \dfrac{1}{2} \\& \overset{\left[a\right]}= \dfrac{1}{2}\sin 2x + \dfrac{1 + \cos 2x}{2} - \dfrac{1}{2} \\& = \dfrac{1}{2}\left(\sin 2x + \cos 2x\right) \\& \overset{\left[b\right]}= \dfrac{\sqrt 2 }{2}\sin \left(2x + \dfrac{{\mathrm \pi} }{4}\right),\end{split}\](推导中用到[a],[b])
    所以周期$T = \dfrac{{2{\mathrm \pi} }}{2} = {\mathrm \pi} $.
    由 $2k {\mathrm \pi} - \dfrac{{\mathrm \pi} }{2} \leqslant 2x + \dfrac{{\mathrm \pi} }{4} \leqslant 2k{\mathrm \pi} + \dfrac{{\mathrm \pi} }{2}$,得\[k{\mathrm \pi} - \dfrac{{3{\mathrm \pi} }}{8} \leqslant x \leqslant k{\mathrm \pi} + \dfrac{{\mathrm \pi} }{8},k \in {\mathbb{Z}},\]所以 $f\left(x\right)$ 的单调增区间为 $\left[k{\mathrm \pi} - \dfrac{{3{\mathrm \pi} }}{8},k{\mathrm \pi} +\dfrac{\mathrm \pi} {8}\right],k \in {\mathbb{Z}}$.
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
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