本题导读
本题考查三角函数的最值,以及二次函数的图象与性质。
📌【题干】
Question
(1997年全国卷(理)) 函数 的最小值为 ()
A. B. C. D.
🔍【思路分析】
破题导航
变量替换(换元法):引入中间变量 ,将原函数化为关于 的一元二次函数。 确定新自变量的取值范围:根据余弦函数的有界性,明确限定 。 配方求区间最值:对二次函数 进行配方,确定对称轴。判断对称轴与定义区间 的相对位置关系,利用单调性求出区间内的最小值。
✅【答案】
Success
B
✍【详细解析】
Abstract
换元并确定定义域 设 。 根据余弦函数的有界性,对于任意实数 ,恒有:
将 代入原函数中,化为关于 的二次函数:
配方并分析对称轴 对二次函数配方:
由此可知,该抛物线开口向上,其顶点对应的对称轴为:
结合区间判定单调性并求最小值 顶点的横坐标 不在定义区间 内(位于区间的右侧)。
因为当 时,二次函数 单调递减。 所以,当 在定义区间 内移动时,函数值随着 的增大而不断减小。 因此,函数的最小值在区间的右端点(即 取到最大值处)取得。
将 代入二次函数解析式中:
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
核心考点:三角函数的有界性();二次函数在闭区间上的单调性与最值。 核心方法:“换元化归法”。 避坑指南:
- 顶点盲目代入陷阱:本题极易错选 C。许多学生看到二次函数就直接套用顶点坐标公式,算出 。然而本题中对称轴 超出了余弦值的最大范围,函数在实数范围内取不到该顶点。求闭区间二次函数最值时,必须先比较对称轴与区间的位置关系。
📖【试题探源与推广】
Tip
试题探源:本题属于二次型三角函数的经典基础题,取材于高中代数教材中“二次函数在闭区间上的最值”与“同角三角函数基本关系式”的综合训练。 结论推广:对于二次型三角函数 :
- 若对称轴 ,则函数的最小值在右端点 处取得,即 ;
- 若对称轴 ,则函数的最小值在顶点处取得,即 。 处理含参三角函数最值问题时,应先比较对称轴与区间 的位置关系再分类讨论。
🔗【关联脉络】
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