本题导读

本题考查三角函数的降幂公式、三角函数的二倍角公式。核心在于三角恒等变换法、整体代换法的灵活运用。

📌【题干】

Question

(1991年全国卷(理)) 求函数 的最小值,并写出使函数 取最小值的 的集合.

🔍【思路分析】

破题导航

  1. 降幂与倍角化简:利用降幂公式 , 以及倍角公式 ,将原函数中二次项降为一次项。
  2. 辅助角公式合成:将含有 和 的项利用辅助角公式 合并为单一的正弦型函数。
  3. 求最值与解集:根据正弦函数的性质,当整体角对应的正弦值为 时函数取得最小值,以此建立方程求出 的集合。

✅【答案】

Success

最小值 ,此时

✍【详细解析】

Abstract

利用三角公式对原函数进行恒等变形:

利用辅助角公式进行化简合并:

根据正弦函数的性质,当 时,函数 取得最小值。 此时最小值为:

要求使函数取得最小值的 的集合,令:

移项得:

两边同除以 2 得:

所以,使函数 取最小值的 的集合为:

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心考点:三角函数的“倍角降幂”综合变形,以及 的最值判定。
  2. 核心方法:一“化”(化为单一名、单一次数、单一角的形式),二“求”(利用复合函数的单调性与最值范围求解)。
  3. 避坑指南:
    • 降幂时容易在 前面的符号(正弦降幂带负号,余弦降幂带正号)上出现笔误。
    • 题目显式要求写出“ 的集合”,最终结论必须采用集合表示法 ,若仅写出等式 属于格式不规范,会面临扣分。同时注意不要漏掉 的限制条件。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源:本题属于三角函数板块的标准中档大题,源于教材中关于“二次齐次式的化简与三角函数最值”的典型例题,主要考查考生的恒等变形基本功。
  2. 结论推广:对于形如 的二次齐次函数,通常可以通用化简为 。其最值的统一解析表达式为 。

🔗【关联脉络】

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