普通高中数学课程标准要求:高中数学课程应注意提高学生的数学思维能力.考试大纲指出:高考对能力的考查,强调"以能力立意".2018年全国Ⅰ卷第16题就是一个典型例子.本文从不同角度,开拓思路,分析解答,充分挖掘高考题的教学指导功能,再现命题的能力立意,以期提高教学实效性.
一、试题呈现
题目 (2018·全国Ⅰ)已知函数f(x)=2sinx+sin2x,则f(x)的最小值是________.
二、分析解答
分析1 此题中的函数是将正弦函数两次变换相加而得,第一次纵坐标伸长为原来的两倍,横坐标不变;第二次横坐标缩短为原来的一半,纵坐标不变.这个加号有份量,依靠常规的三角运算和方法作答有困难.因此,首先考虑"万能"的导数,找到极值点,求出全部极值,最后取最小的极值作最小值.
方法一 f′(x)=2cosx+2cos2x,由f′(x)=0得,
2cos2x+cosx-1=0,解得cosx=或cosx=-1.
所以sinx=或sinx=-或sinx=0.
当sinx=,cosx=时,f(x)=;
当sinx=-,cosx=时,f(x)=-;
当sinx=0,cosx=-1时,f(x)=0.
由三角函数的连续性和有界性,结合极值的概念得
f(x)min=-.
分析2 从周期的角度考虑,可以判断本函数的周期为2π.用函数在[0,2π]内的最小值作为函数的最小值.整体不易突破,可从局部入手,结合图象变换知,最小值出现在之内,此时可以统一角和三角函数名称,换元后将问题转化成求高次函数的最值.
方法二 由y=2sinx的最小正周期为2π,y=sin2x的最小正周期为π,由最小公倍数法知,f(x)的最小正周期为2π.
下面在(0,2π)内研究本函数:
当x∈时,y=2sinx>0,y=sin2x>0;
当x∈时,y=2sinx>0,y=sin2x<0;