已知向量 $\overrightarrow {a}=(\cos x,\sin x)$,$\overrightarrow {b}=(3,-\sqrt 3)$,$x \in (0,\pi)$.
【难度】
【出处】
2017年高考江苏卷
【标注】
  • 知识点
    >
    三角
    >
    三角恒等变换
    >
    同角三角函数关系式
  • 知识点
    >
    高中视角下的解析几何
    >
    平面向量与平面直角坐标系
  • 题型
    >
    向量
  • 知识点
    >
    向量
    >
    向量的运算
    >
    向量的数量积
  • 知识点
    >
    三角
    >
    三角恒等变换
    >
    辅助角公式
  • 知识点
    >
    函数
    >
    常见初等函数
    >
    三角函数
  • 题型
    >
    函数
  1. 若 $\overrightarrow {a} \parallel \overrightarrow {b}$,求 $x$ 的值;
    标注
    • 知识点
      >
      三角
      >
      三角恒等变换
      >
      同角三角函数关系式
    • 知识点
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      高中视角下的解析几何
      >
      平面向量与平面直角坐标系
    • 题型
      >
      向量
    答案
    $\dfrac {5\pi}{6}$
    解析
    $\overrightarrow {a}=(\cos x,\sin x)$,$\overrightarrow {b}=(3,-\sqrt 3)$,$\overrightarrow {a} \parallel \overrightarrow {b}$,所以$$-\sqrt 3 \cos x=3\sin x.$$若 $\cos x=0$,则 $\sin x=0$,这与 $\sin ^2x+\cos ^2 x=1$矛盾,故 $\cos x \neq 0$,于是 $\tan x =-\dfrac {\sqrt 3}{3}$,又 $x \in [0,\pi]$,所以 $x=\dfrac {5\pi}{6}$.
  2. 记 $f(x)=\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b}$,求 $f(x)$ 的最大值和最小值以及对应的 $x$ 的值.
    标注
    • 知识点
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      向量
      >
      向量的运算
      >
      向量的数量积
    • 知识点
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      三角
      >
      三角恒等变换
      >
      辅助角公式
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      函数
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      常见初等函数
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      三角函数
    • 题型
      >
      函数
    答案
    当 $x=0$ 时,$f(x)$ 取到最大值 $3$;
    当 $x=\dfrac {5\pi}{6}$ 时,$f(x)$ 取到最小值 $-2\sqrt 3$.
    解析
    因为\[\begin{split}f(x)&= \overrightarrow a \cdot \overrightarrow b\\&\overset{[a]}=3\cos x -\sqrt 3\sin x\\&\overset{[b]}=2\sqrt 3\cos \left(x+\dfrac {\pi}{6}\right).\end{split}\](推导中用到:[a],[b])
    且 $x \in [0,\pi]$,所以 $x +\dfrac {\pi}{6} \in \left[\dfrac {\pi}{6},\dfrac {7\pi}{6}\right]$,从而$$-1 \leqslant \cos \left(x+\dfrac {\pi}{6}\right) \leqslant \dfrac {\sqrt 3}{2}.$$于是,当 $x+\dfrac {\pi}{6}=\dfrac {\pi}{6}$,即 $x=0$ 时,$f(x)$ 取到最大值 $3$;
    当 $x+\dfrac {\pi}{6}= \pi $,即 $x=\dfrac {5\pi}{6}$ 时,$f(x)$ 取到最小值 $-2\sqrt 3$.
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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