• 編輯整理:中書院

例題精講 · 第 00868 題 · 自編示意 y=3sin x+4cos x 的最值與取等條件兩路互驗

以自編示意函數 y=3sin x+4cos x 為材料,用輔助角公式合併為單一正弦式,求振幅、最大最小值、相位角與取等條件,並用兩條獨立路徑互驗;參數均為自編示意。

00868題號全 1000 篇 · 第 第145輪 / 第145冊 輪
方向數學·導數與解三角形六向之一
題型自編仿真題逐題精講 · 采分點拆解

題目性質:自編仿真題——題目、材料、選項、數據與情境均為按課程標準與聯招常見考點獨立編寫的原創仿真題,非真題原文,未取自任何題庫、教輔或試卷;解析與採分點為教研整理,非官方評分標準。

例題精講 · 數學導數與解三角形

一、考點定位與做題順序

把 a sin x + b cos x 合成 R sin(x+φ),關鍵是 R=√(a²+b²) 且 cosφ=a/R、sinφ=b/R,兩個條件要同時滿足,φ 才能落在正確象限。 本講用一組自編示意係數,把振幅、相位、最值與取等條件串成一條鏈,並用 hypot 與 acos 兩條路徑互驗角度。

二、逐題精講

題1

對自編示意函數 y=3sin x+4cos x,求振幅 R、相位角 φ(角度制)及合併後的表達式,並給出最大值與最小值。

解析

R=√(3²+4²)=√25=5。由 cosφ=3/5=0.6、sinφ=4/5=0.8,φ 在第一象限,φ=arccos(0.6)=53.130102°,也可用 atan2(4,3) 得同一角度。 故 y=5sin(x+φ)。當 x+φ=90° 時取最大值 5,當 x+φ=270° 時取最小值 −5,最小值的絕對值同為 5。

答案 R=5,φ=53.130102°,y=5sin(x+φ);最大值 5,最小值 −5。

採分點 振幅 2 分;兩個相位條件各 2 分;角度 2 分;合併式與最值各 1 分。

易錯點 只寫 cosφ=3/5 不驗證 sinφ 的符號,會把 φ 誤判到第四象限;把最小值寫成 3 或 4 是漏了振幅。

題2

用 hypot 與 acos/atan2 兩條獨立路徑重算振幅與相位角,說明為何兩路必然一致。

解析

路徑一:math.hypot(3,4)=√(9+16)=5;路徑二:√(3²+4²)=√25=5,同源於勾股關係。 相位角路徑一:arccos(3/5)=53.130102°;路徑二:atan2(4,3) 按「對邊/鄰邊」定第一象限,亦得 53.130102°。兩者一致是因為 (3,4,5) 構成同一直角三角形,餘弦與正切只是同一角的不同比值。 數值回代核驗(按題面原始參數逐項獨立重算,每項另以一條獨立路徑互驗):振幅(係數 3 與 4 的平方和開方)= 5;最大值(合併後正弦式的振幅)= 5;最小值絕對值(最小值 −5 的絕對值)= 5;餘弦值(cosφ 等於鄰邊比斜邊)= 0.6;正弦值(sinφ 等於對邊比斜邊)= 0.8;相位角度(atan2 與 arccos 兩路定同一象限角)= 53.130102

答案 兩路振幅均為 5,相位角均為 53.130102°。

採分點 兩條振幅路徑各 2 分;兩條角度路徑各 2 分;一致性理由 2 分。

易錯點 用 asin(4/5) 時若忽略象限會得到 53.130102° 或 126.869898°,必須與 cosφ>0 聯立才能定唯一解。

三、規律小結與對照表

量主路徑獨立路徑結果
振幅 R√(3²+4²)hypot(3,4)5
cosφ3/53/√250.6
sinφ4/54/√250.8
相位角arccos(0.6)atan2(4,3)53.130102°
最大值R√(3²+4²)5

輔助角公式的相位必須同時滿足正弦與餘弦兩個條件;最值只看振幅,與係數正負無關。本講係數與角度均為自編示意,不對應任何真題數據。

四、自測清單

  • 振幅是否按 √(a²+b²) 計算
  • cosφ 與 sinφ 是否同時寫出
  • φ 是否落在正確象限
  • 兩條角度路徑是否一致
  • 最大值是否等於振幅
  • 最小值絕對值是否等於振幅
  • 取等條件是否寫成 x+φ 的形式
  • 是否避免用單一反三角函數定象限

五、數值回代明細

按題面原始參數逐項重算(構造時另以一條獨立路徑互驗一致):振幅 = 5;最大值 = 5;最小值絕對值 = 5;餘弦值 = 0.6;正弦值 = 0.8;相位角度 = 53.130102。以上數值與本篇解析、答案欄、規律表逐處對應,示意數據在正文另行註明。

六、選題邊界與相鄰板塊

本講只處理兩係數同為正的輔助角合併;含負係數、含 ωx+φ 的參數反解、三角換元求最值與導數法求極值另屬相鄰板塊,不在此重複計數。

本篇角度與全部已發篇目按累計選題臺賬跨批查重,未複用上批情境,也未把一篇拆成兩篇。

編寫說明與學科依據

本文為備考教研體例稿:題目系按課程標準與聯招常見考點範圍編寫的仿真練習題,非真題原文;文中案例為示意內容,非真實記錄;文末欄目為學科依據說明,非逐條引文。涉及報考、錄取、證件、居留、資助等事項,一律以當年官方文件與學校正式通知為準。

學科依據:

  • 人教版高中教材(數學):輔助角公式、三次函數切線條數、定比分點、含參二次函數區間最值、正弦型參數反解、二項與超幾何分佈相關章節
  • 《普通高等學校聯合招收華僑港澳臺學生考試大綱(數學科)》:相關考點考查範圍(僅作命題範圍參照,本文題目未與真題逐題比對)
  • 編寫說明:題目、選段、選項、數據與解析均為按常見考點獨立編寫的原創仿真題,未取自任何題庫、教輔或試卷;採分點為教研整理,非官方評分標準

本頁資料整理自公開渠道,力求準確但不作任何保證,僅供參考不構成升學建議,最終以官方公告為準。因使用本站資訊所致損失,本站概不負責。

版權、發布、轉載及免責 細則
例題精講目錄
輔助角公式:a sin x + b cos x 的振幅與相位反解
已讀 0 / 31 題
全部 1000 題 →
祖國大陸高校面向 華僑、香港、澳門、台灣 地區招生資訊