一道求ω题的详解
大罕
【题目】设函数f(x)=sin(ωx-π/6) (ω>0)在区间(π/2,π)内有零点,但无极值点,求ω的取值范围.
【详解】
函数f(x)的初相为-π/6,图像过定点(0,-1/2),注意到曲线y=f(x)=sin(ωx-π/6)是由y=sinωx向右平移π/6ω得到的,所以曲线y=f(x)在原点右边的第1个零点是M(π/6ω,0),
以下分两种情况讨论:
⑴当点M(π/6ω,0)在区间内(π/2,π)内时,如图1,
则π/2<π/6ω<π,解得1/6<ω<1/3,
再说明y=f(x)在区间(π/2,π)内无极值点即可.
于是,只须证明与点M邻近的最低点N在点π/2的左边,最高点L在点π的右边.也就是说,点N、L分别在区间(π/2,π)的两边.
∵T/4=π/2ω,
∴π/6ω-T/4=π/6ω-π/2ω=-π/3ω<π/2,
且π/6ω+T/4=π/6ω+π/2ω=2π/3ω>π,
这就证明了,在区间(π/2,π)内f(x)无极值点,即1/6<ω<1/3符合题意.
⑵当第1个零点M(π/6ω,0)不在区间内(π/2,π)内时,如图2,
先看曲线y=f(x)在原点右边的第1个极值点x1和第2个极值点x2,
令ωx1-π/6=π/2,得x1=2π/3ω,
又令ωx2-π/6=3π/2,得x2=5π/3ω,
∵y=f(x)在(π/2,π)上无极值点,
∴相邻的两个极值点必分布在区间(π/2,π)的两边,即x1≤π/2,且x2≥π(两边不必同时取等号)
∴即2π/3ω≤π/2,且5π/3ω≥π,解得4/3≤ω≤5/3,
再者,因为曲线f(x)在相邻两条对称轴之间必零点,当4/3≤ω≤5/3时,也符合题意.
综上,1/6<ω<1/3,或4/3≤ω≤5/3为所求.
【附注】
有朋友追问:仍是函数f(x)=sin(ωx-π/6) (ω>0),它在区间(1000.5π,1001π)内有零点但无极值点,如何求ω的值?回答是仍用本文的办法分两个情况加以讨论,详情不叙.另外,这样追问下去,感觉意义不大,建议打住.
#数学##数学[超话]#
大罕
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⑴当点M(π/6ω,0)在区间内(π/2,π)内时,如图1,
则π/2<π/6ω<π,解得1/6<ω<1/3,
再说明y=f(x)在区间(π/2,π)内无极值点即可.
于是,只须证明与点M邻近的最低点N在点π/2的左边,最高点L在点π的右边.也就是说,点N、L分别在区间(π/2,π)的两边.
∵T/4=π/2ω,
∴π/6ω-T/4=π/6ω-π/2ω=-π/3ω<π/2,
且π/6ω+T/4=π/6ω+π/2ω=2π/3ω>π,
这就证明了,在区间(π/2,π)内f(x)无极值点,即1/6<ω<1/3符合题意.
⑵当第1个零点M(π/6ω,0)不在区间内(π/2,π)内时,如图2,
先看曲线y=f(x)在原点右边的第1个极值点x1和第2个极值点x2,
令ωx1-π/6=π/2,得x1=2π/3ω,
又令ωx2-π/6=3π/2,得x2=5π/3ω,
∵y=f(x)在(π/2,π)上无极值点,
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∴即2π/3ω≤π/2,且5π/3ω≥π,解得4/3≤ω≤5/3,
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