动点 $A\left(x,y\right)$ 在圆 ${x^2} + {y^2} = 1$ 上绕坐标原点沿逆时针方向匀速旋转,$ 12 $ 秒旋转一周.已知时间 $ t=0 $ 时,点 $ A $ 的坐标是 $\left(\dfrac{1}{2},\dfrac{\sqrt 3 }{2}\right)$,则当 $0 \leqslant t \leqslant 12$ 时,动点 $ A $ 的纵坐标 $ y $ 关于 $ t $(单位:秒)的函数的单调递增区间是 \((\qquad)\)
【难度】
【出处】
2010年高考安徽卷(理)
【标注】
【答案】
D
【解析】
由于 $ A $ 点 $ 12 $ 秒旋转一周,则点 $ A $ 每秒转过 $\dfrac{2\mathrm \pi }{12} = \dfrac{\mathrm \pi }{6}$ 弧度,从而经过 $ t $ 秒转了 $ \dfrac{\mathrm \pi }{6}t$ 弧度.
而 $ t=0 $ 时,点 $ A\left(\dfrac 12,\dfrac {\sqrt 3}2\right)$,则 $\angle xOA=\dfrac {\mathrm \pi} 3 $.经过 $ t $ 秒后点 $ A $ 的纵坐标为\[y=\sin \left(\dfrac{\mathrm \pi }{6}t+ \dfrac{\mathrm \pi }{3} \right)\left(t\in \left[0,12\right]\right),\]当\[ -\dfrac {\mathrm \pi} 2+2k{\mathrm \pi} \leqslant \dfrac{\mathrm \pi }{6}t+ \dfrac{\mathrm \pi }{3}\leqslant \dfrac {\mathrm \pi} 2+2k{\mathrm \pi} ,k\in {\mathbb{Z}}\]时,函数 $y$ 为关于 $ t $ 的增函数,此时\[-5+12k\leqslant t\leqslant 1+12k,k\in {\mathbb{Z}} ,\]结合 $ 0\leqslant t\leqslant 12$ 得\[\begin{split}&k=0 时,0\leqslant t\leqslant 1;\\ &k=1 时,7\leqslant t\leqslant 12.\end{split}\]其他解法一:
依题意,函数 $y\left( t \right)$ 是周期为 $12$ 的函数,其单调递增区间长度与单调递减区间长度相等.
因此排除A、B、C;选D.
其他解法二:
画出示意图后容易知道函数 $y\left( t \right)$ 在 $t = 0$ 的右侧和 $t = 12$ 的左侧小邻域内都是单调递增的;
因此排除A、B、C;选D.
而 $ t=0 $ 时,点 $ A\left(\dfrac 12,\dfrac {\sqrt 3}2\right)$,则 $\angle xOA=\dfrac {\mathrm \pi} 3 $.经过 $ t $ 秒后点 $ A $ 的纵坐标为\[y=\sin \left(\dfrac{\mathrm \pi }{6}t+ \dfrac{\mathrm \pi }{3} \right)\left(t\in \left[0,12\right]\right),\]当\[ -\dfrac {\mathrm \pi} 2+2k{\mathrm \pi} \leqslant \dfrac{\mathrm \pi }{6}t+ \dfrac{\mathrm \pi }{3}\leqslant \dfrac {\mathrm \pi} 2+2k{\mathrm \pi} ,k\in {\mathbb{Z}}\]时,函数 $y$ 为关于 $ t $ 的增函数,此时\[-5+12k\leqslant t\leqslant 1+12k,k\in {\mathbb{Z}} ,\]结合 $ 0\leqslant t\leqslant 12$ 得\[\begin{split}&k=0 时,0\leqslant t\leqslant 1;\\ &k=1 时,7\leqslant t\leqslant 12.\end{split}\]其他解法一:
依题意,函数 $y\left( t \right)$ 是周期为 $12$ 的函数,其单调递增区间长度与单调递减区间长度相等.
因此排除A、B、C;选D.
其他解法二:
画出示意图后容易知道函数 $y\left( t \right)$ 在 $t = 0$ 的右侧和 $t = 12$ 的左侧小邻域内都是单调递增的;
因此排除A、B、C;选D.
题目
答案
解析
备注