已知函数f(x)=2.
(1)试说明函数f(x)的图象是由函数y=sinx的图象经过怎样的变换得到的;
(2)若函数g(x)=,试判断函数g(x)的奇偶性,并用反证法证明函数g(x)的最小正周期是;
(3)求函数g(x)的单调区间和值域.
网友回答
解:(1)∵f(x)=2=sin2x-cos2x,
∴f(x)=2sin(2x-)(x∈R).
∴函数f(x)的图象可由y=sinx的图象按如下方式变换得到:
①将函数y=sinx的图象向右平移个单位,得到函数y=sin(x-)的图象;
②将函数y=sin(2x-)的图象上所有点的横坐标缩短到原来的倍(纵坐标不变),得到函数y=sin(2x-)的图象;
③将函数y=sin(2x-)的图象上所有点的纵坐标伸长到原来的2倍(横坐标不变),得到函数y=2sin(2x-)的图象.
(2)由(1)知,f(x)=sin(2x-),
∴g(x)==|sin2x|+|cos2x|.
又对任意x∈R,g(-x)=g(x),∴函数g(x)是偶函数.
∵g(x+)=|cos2x|+|sin2x|=g(x),
∴g(x)是周期函数,T=是它的一个周期.
现用反证法证明T=是函数g(x)的最小正周期.
反证法:假设T=不是函数g(x)的最小正周期,设T1(0<T1<)是g(x)的最小正周期.
则g(x+T1)=g(x),即|cos(2x+2T1)|+|sin(2x+2T1)|=|sin2x|+|cos2x|.
令x=0,得sin2T1+cos2T1=1,两边平方后化简,得sin2T1×cos2T1=0,这与sin2T1≠0且cos2T1≠0,矛盾.因此,假设不成立.
所以,函数g(x)的最小正周期是.
(3)先求函数g(x)在一个周期[0,]内的单调区间和函数值的取值范围.
当x∈[0,]时,g(x)=sin2x+cos2x=),且.
易知,此时函数g(x)的单调增区间是[0,],单调减区间是[,];
函数的取值范围是1≤g(x)≤.
因此,依据周期函数的性质,可知函数g(x)=|sin2x|+|cos2x|的单调增区间是[,+](k∈Z);单调减区间是[+,+](k∈Z).
函数g(x)的值域是[1,].
解析分析:(1)利用二倍角公式及辅助角公式,化简函数即可,再利用图象变换规律可得变换方法;(2)由(1)知,f(x)=sin(2x-),从而可得g(x)==|sin2x|+|cos2x|,利用函数奇偶性的定义进行证明,再用反证法证明T=是函数g(x)的最小正周期;(3)先求函数g(x)在一个周期[0,]内的单调区间和函数值的取值范围;再依据周期函数的性质,可得结论.
点评:本题考查三角函数的化简,考查图象的变换,考查函数的周期,考查反证法,考查函数的单调性与值域,综合性强.