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我们来解决一个函数值域问题。给定函数f(x)等于sin平方x加cos x,要求其值域。解题的关键是使用换元法,令t等于cos x,由于余弦函数的值域是负1到1,所以t属于闭区间负1到1。通过恒等式sin平方x等于1减cos平方x,我们可以将原函数转化为关于t的二次函数:f(t)等于负t平方加t加1。这是一个开口向下的抛物线,在区间负1到1上的最大值出现在顶点处。
现在我们来求二次函数f(t)等于负t平方加t加1在区间负1到1上的最值。由于这是开口向下的抛物线,顶点就是最大值点。利用顶点公式,t等于负b除以2a,得到t等于二分之一。将t等于二分之一代入函数,得到最大值为四分之五。再计算端点处的函数值:f负1等于负1,f1等于1。因此函数的值域为闭区间负1到四分之五。
现在我们来分析第二个三角函数问题。已知函数f(x)等于A乘以sin(ωx加φ),在x等于π/6处取得最大值2,且图象与x轴相邻两个交点的距离为π/2。首先,相邻零点间距离为π/2,说明半个周期为π/2,因此完整周期T等于π。由周期公式T等于2π除以ω,可得ω等于2。
现在确定函数的解析式。由于函数的最大值为2,所以振幅A等于2。将ω等于2和最大值条件代入,得到2sin(2乘以π/6加φ)等于2,即sin(π/3加φ)等于1。要使正弦值等于1,角度必须等于π/2加2kπ。因此π/3加φ等于π/2,解得φ等于π/6。所以函数的解析式为f(x)等于2sin(2x加π/6)。
最后我们求函数g(x)等于f(x加π/4)的值域。将f(x)的表达式代入,得到g(x)等于2sin(2倍的x加π/4再加π/6)。化简得到g(x)等于2sin(2x加π/2加π/6),即2sin(2x加2π/3)。由于正弦函数的值域是负1到1,所以g(x)的值域为负2到2。从图像可以看出,函数在最高点达到2,在最低点达到负2,验证了我们的结果。