已知函数f(x)=a•b,其中a=(2cosx,3sinx),b=(cosx,−2cosx).(1)求函数f(x)在区间[0,π2]上的单调递增区间和值域;(2)在△ABC中,a、b、c分别是角A、B、C 的对边,f(A)=-1,且b=1,△ABC的面积S=3,求边a的值.

问题描述:

已知函数f(x)=

a
b
,其中
a
=(2cosx,
3
sinx)
b
=(cosx,−2cosx)

(1)求函数f(x)在区间[0,
π
2
]
上的单调递增区间和值域;
(2)在△ABC中,a、b、c分别是角A、B、C 的对边,f(A)=-1,且b=1,△ABC的面积S=
3
,求边a的值.

(1)f(x)=2cosx•cosx−2

3
sinx•cosx=1−(
3
sin2x−cos2x)
=1−2sin(2x−
π
6
)
(2分)
2kπ+
π
2
≤2x−
π
6
≤2kπ+
2
,k∈Z
kπ+
π
3
≤x≤kπ+
5
6
π,k∈Z

[0,
π
2
]
∴单调增区间为[
π
3
π
2
]
.(4分)
1
2
≤sin(2x−
π
6
)≤1
∴-1≤f(x)≤2∴f(x)∈[-1,2](6分)
(2)∵f(A)=-1,∴A=
π
3
,(8分)
S=
1
2
×1×c×sin600
3
,∴c=4(10分)
由余弦定理得a2=b2+c2-2bccosA=13a=
13
(12分)
答案解析:(1)利用向量的数量积,二倍角公式两角差的余弦函数化简函数的表达式,然后结合余弦函数的单调增区间求函数的单调递增区间,确定函数 在[0,
π
2
]
上的单调增区间,单调减区间,然后求出函数的最大值最小值,即可确定函数的值域.
(2))由于f(A)=-1,求得A=
π
3
S=
1
2
×1×c×sin600
3
求得c=4最后由余弦定理得a值即可.
考试点:正弦函数的定义域和值域;三角函数中的恒等变换应用;解三角形.
知识点:本题是基础题,考查向量数量积的应用,三角函数的化简求值,单调区间的求法,最值的求法,考查计算能力,注意函数值域的确定中,区间的讨论,单调性的应用是解题的易错点.