众所周知,2003年高考因为“盗卷”风波而被迫启用了备用卷,而这也造就了高考史上又一次的数学惨案,据说当年的平均分只有50来分。其实,当年高考数学卷除了全国卷,江苏卷的难度也不小,比如本文和大家分享的这道2003年江苏高考数学真题,虽然是一道常考题型,但是很多学生还是做错了,真的挺可惜的。

这是一道考查三角函数图像与性质的题目,而三角函数对不少同学来说算是一个难点,很多同学在学习过程中一直处于懵懵懂懂的状态,对概念的理解不深入,导致做题出错。那么,接下来我们一起来看一下这道题的求解方法。本文分享两种解法,第二种解法更加简单,高中生应该掌握。

解法一:

先求φ的值。因为f(x)为偶函数,所以f(x)就满足f(-x)=f(x),代入解析式,然后用两角和的正弦公式展开,化简后可以得到cosφsinωx=0对于任意x都成立,那么必有cosφ=0,所以φ=kπ+π/2。又因为0≤φ≤π,所以φ=π/2。

再求ω的值。由于函数图像关于点M对称,那么根据中心对称函数的关系,即如果f(x)图像关于点(a,b)对称,则有f(a+x)+f(a-x)=2b,然后将M点坐标代入关系式。又上述关系式对于任意x都成立,那么显然当x=0时也成立,所以令x=0,则可以得到cos(3ωπ/4)=0。从而得到3ωπ/4=kπ+π/2,k为自然数。

接下来再讨论k的取值,使得f(x)在[0,π/2]上为单调函数即可。

解法二:

f(x)的表达式虽然写成了正弦函数的形式,但是正弦函数不是偶函数,也就是说f(x)实际上可以化简为余弦函数的形式,而余弦函数要是偶函数,那么f(0)=±1。这样就可以得到sinφ=±1,而根据正弦函数的性质可知,φ=kπ+π/2,k为整数。最后根据题干中给出的φ的范围,即可求出φ的值了。

由于f(x)的图像关于点M对称,即点M是函数f(x)的一个对称中心,而正弦函数的对称中心为(kπ,0),所以就可以得到3πω/4+π/2=kπ,解得ω=2(2k-1)/3。因为ω>0,所以k为正整数。

又因为f(x)在[0,π/2]上是单调函数,所以f(x)周期的一般肯定是大于等于π/2,即π/ω≥π/2,从而得到0<ω≤2。显然,只有当k为1或2时,ω才在范围内,然后再验证在[0,π/2]上是否为单调函数即可。

解法二比解法一更简单,但是必须要对三角函数的图像与性质理解得很透彻才能快速求解,否则很容易出错。整体来看,这确实是一道非常经典的考查三角函数图像与性质的题目,高中生应该掌握。