1. 联立两函数解析式,列出交点满足的三角方程并化简
由题意,两函数图象相交,令 f(x)=g(x),得:
sinx=31tanx
由于 tanx=cosxsinx(其中 cosx=0),代入原方程得:
sinx=3cosxsinx
移项并因式分解得:
sinx(1−3cosx1)=0
2. 在给定定义域内求解三角方程,得出交点横坐标
由 sinx(1−3cosx1)=0 可得:
sinx=0或cosx=31
因为 x∈[0,π]:
- 由 sinx=0 解得 x=0 或 x=π;
- 由 cosx=31 解得 x=arccos31。
由于此时 cosx=31=0,tanx 有意义。
因此,三个交点的横坐标分别为 0,arccos31,π。
3. 确定三个交点 $A$、$B$、$C$ 的坐标
将求得的 x 值代入 f(x) 中,求出对应的纵坐标 y:
- 当 x=0 时,y=0,设交点为 A(0,0);
- 当 x=π 时,y=0,设交点为 B(π,0);
- 当 x=arccos31 时,cosx=31。
因为 x∈[0,π],所以 sinx>0,可得:
y=sinx=1−cos2x=1−(31)2=322
设此交点为 C\left(\arccos\dfrac{1}{3}, \dfrac{2\sqrt{2}}{3}
ight)。
4. 利用三角形面积公式计算出 $\triangle ABC$ 的面积
由于 A(0,0) 和 B(π,0) 均在 x 轴上,所以 △ABC 的底边 AB 在 x 轴上,底边长为:
∣AB∣=π−0=π
顶点 C 到 x 轴的距离即为高 h:
h=yC=322
因此,△ABC 的面积为:
S=21×∣AB∣×h=21×π×322=32π
答案32π