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】
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若 $\overrightarrow {a} \parallel \overrightarrow {b}$,求 $x$ 的值;标注答案$\dfrac {5\pi}{6}$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 $x=\dfrac {5\pi}{6}$.
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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