解答题已知函数f(x)=2sin2x+2sinxcosx-1(x∈R).
(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)=|f(x+)|+|f(x+)|(x∈R),试判断函数g(x)的奇偶性,写出函数g(x)的最小正周期并说明理由;
(3)求函数g(x)的单调区间和值域.
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解(1)∵f(x)=2sin2x+2sinxcosx-1=sin2x-cos2x=2(sin2xcos-cos2xsin),
∴f(x)=2sin(2x-).
∴函数f(x)的图象可由y=sinx的图象按如下方式变换得到:
①将函数的y=sinx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(x-)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f(x)=2sin(2x-)的图象.
(2)由(1)知,f(x)=2sin(2x-),x∈R
∴g(x)=|f(x+)|+|f(x+)|=|2sin2x|+|2sin(2x+π)|=2|sin2x|.
又对任意x∈R,有g(-x)=2|sin(-2x)|=2|sin2x|=g(x),
∴函数g(x)是偶函数.
∵函数y=2sin2x的最小正周期是π,
∴结合函数图象可知,函数g(x)=2|sin2x|的最小正周期是T=.
(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,2x∈[0,π],此时g(x)=2sin2x.
易知,此时g(x)的单调增区间是[0,],单调减区间是[,];
函数的取值范围是g(x)∈[0,2].
因此,由周期函数的性质,可知函数g(x)=2|sin2x|的单调增区间是[kπ,+kπ];
单调减区间是[+kπ,kπ],其中k∈Z.函数的g(x)值域是[0,2].解析分析:(1)根据三角函数的二倍角公式进行降次,再用辅助角公式合并,得f(x)=2sin(2x-).再用函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换的公式,可得到函数由曲线y=sinx的图象经变换的过程.(2)根据(1)得到的表示式代入化简,得g(x)=2|sin2x|.因此不难由正弦函数的奇偶性,证出g(x)是偶函数,再结合正弦曲线的形状,可得g(x)的最小正周期.(3)注意到函数g(x)的最小正周期是,只需研究g(x)在区间[0,]上的单调性和最值,再结合函数的周期性,即可得到函数g(x)的单调区间和值域.点评:本题以一个特殊三角函数式为例,叫我们求函数的单调区间与值域,着重考查了三角恒等变换、三角函数的单调性、奇偶性和周期性等知识点,属于基础题.