例1 已知向量m ⃗=(sinA,cosA),n ⃗=(1,-2),且m ⃗•n ⃗=0,
(1)求tanA 的值;
(2)求函数f(x)=cos2x+tanAsinx (x∈R)的值域
解 (1)m ⃗•n ⃗=sinA-cos2A=0
因为cosA≠0,所以tanA=2
(2)由(1)知 f(x)=cos2x+tanAsinx
=cos2x+2sinx
=1-2sin2x+2sinx
=-2(sinx-1/2)2+3/2
因为x R,所以sinx∈[-1,1]
当sinx=1/2时,f(x)有最大值3/2
当sinx=-1 时,f(x)有最小值-3.所以求函数f(x)的值域是[-3,3/2]
评注:本题考查的主要内容为向量与三角函数求值运算的综合,用平面向量的数量积运算来解决问题。考察了向量的基本运算,难度小,运用简单。
例2 已知(a ) ⃗=(√3 sinx,m+cosx),b ⃗=(cosx,-m+cosx),且f(x)= (a ) ⃗•b ⃗
(1)求函数f(x)的解析式
(2)当x∈[-π/6,π/3]时,f(x)的最小值为-4,求此时的函数f(x)的最大值。并且求出此时相对应的x的值
解 (1) f(x)= (a ) ⃗•b ⃗=(√3 sinx,m+cosx) (cosx,-m+cosx)
=√3 sinxcosx+(m+cosx)( -m+cosx)
=√3 sinxcosx+cos^2x-m^2
(2) f(x)=(√3 sin2x)/2+(1+cos2x)/2-m^2
=sin(2x+π/6)+1/2-m^2
由于x∈[-π/6,π/3],所以2x+π/6∈[-π/6,5π/6],所以sin(2x+π/6)∈[-1/2,1]
当sin(2x+π/6)=-1/2时,f(x)有最小值。
〖f(x)〗_min=-1/2+1/2-m^2=-4
m=2或m=-2
所以 〖f(x)〗_max=1+1/2-2=-1/2
此时 2x+π/6= π/2,x= π/6
评注:这道题目与例1相似,第一步主要考察的是向量基本知识,第二步则考察向量在三角函数中的应用,主要注意的是运算问题及三角函数的基本概念。难度不大,较易解答。
例3 设向量(a ) ⃗=(4cos α,sin α),(b ) ⃗=(sin β,4cos β),c ⃗=(cos β,-4sin β).
(1)若(a ) ⃗与(b ) ⃗-2(c ) ⃗源`自,751`文.论"文'网[www.751com.cn垂直,求tan(α+β)的值;
(2)求|(b ) ⃗+(c ) ⃗ |的最大值;
(3)若tan〖α tanβ 〗=16,求证:(a ) ⃗∥(b ) ⃗.
解 (1)由(a ) ⃗与(b ) ⃗-2(c ) ⃗垂直,
可以得到 (a ) ⃗•((b ) ⃗-2(c ) ⃗)=(a ) ⃗•(b ) ⃗-2(a ) ⃗•c ⃗,
即4sin(α+β)-8cos(α+β)=0,tan(α+β)=2.
(2)|(b ) ⃗+(c ) ⃗|^2=((b ) ⃗+(c ) ⃗)^2=(b ) ⃗^2+(c ) ⃗^2+2(b ) ⃗•(c ) ⃗
=sin2β+16cos2β+cos2β+16sin2β+2(sin βcos β-16sin βcos β)
=17-30sin βcos β
=17-15sin 2β
当sin 2β=-1时,|(b ) ⃗+(c ) ⃗ |^2有最大值,最大值为32,所以|(b ) ⃗+(c ) ⃗ |的最大值为42.
证明 (3)由tan αtan β=16,可以得到sin αsin β=16cos αcos β,
即4 cos α•4cos β-sin αsin β=0 向量在高中数学中的应用(2):http://www.751com.cn/shuxue/lunwen_55327.html