专题地图 › 三角函数综合
2026 年山东预赛
三角分式函数的值域
F3填空题三角函数综合
函数
f(x)=2026+cosxsinx(x∈R)
的值域为。
作答
分数写 a/b,根号写 √ 或 sqrt,π 写 pi 也可以。
标准答案:[45−2027, 2027−45]
解析
思路
令 t=cosx 后,问题化为闭区间上有理式 (1−t2)/(2026+t) 的最值;用构造判别式为零的不等式可同时得到最大值和等号点。
解答
令 t=cosx∈[−1,1]。由于 2026+t>0,
f(x)2=2026+t1−t2.
记
λ=(2027−45)2=4052−902027.
注意到 452=2025,所以
λ2−4⋅2026λ+4=0.
于是对任意实数 t,
t2+λt+2026λ−1=t2+λt+4λ2=(t+2λ)2≥0.
这等价于
2026+t1−t2≤λ.
因为 0<λ<2,等号所需的 t=−λ/2 确实属于 [−1,1]。 此时可分别取正、负的 sinx,故 f 的最大值和最小值分别为 λ 与 −λ。又 f 连续,所以值域为
[45−2027, 2027−45].
复核
分母最小为 2025=45,没有定义域遗漏。等号点满足 cosx=−λ/2∈(−1,0),相应的 sinx 有正负两种取值;连续性保证两端之间的值 全部取得。
方法总结
含 sinx、而其余部分只含 cosx 的值域题,可先平方并令 t=cosx。 对形如 (1−t2)/(A+t) 的式子,把“最大值为 λ”改写成关于 t 的二次式恒非负, 再令判别式为零,往往比直接求导更整洁。
为什么评为 F3(会透露解法方向)
平方后成为(1−t²)/(2026+t),需用二次式恰成平方确定最优上界,且核验等号余弦可达和正负正弦均能实现。
用到的方法(会透露解法方向)
核心工具:整体换元并求新变量范围
专题卡:三角式化成一个变量:用平方关系,再配方或作差、三角最值:用均值、柯西放缩,再查等号能不能取到