1. 利用三角恒等式化简函数 $f(x)$ 的解析式
首先,利用诱导公式 sin(π−x)=sinx,原式可化为:
f(x)=23sin2x−(sinx−cosx)2
展开并利用同角三角函数关系及二倍角公式:
(sinx−cosx)2=sin2x+cos2x−2sinxcosx=1−sin2x
由于 2sin2x=1−cos2x,则 23sin2x=3(1−cos2x)。
代入原解析式:
f(x)=3(1−cos2x)−(1−sin2x)=sin2x−3cos2x+3−1
利用辅助角公式化简得:
f(x)=2sin(2x−3π)+3−1
2. 求函数 $f(x)$ 的单调递增区间
令 2kπ−2π⩽2x−3π⩽2kπ+2π,k∈Z
解得:
2kπ−6π⩽2x⩽2kπ+65π
kπ−12π⩽x⩽kπ+125π
因此,函数 f(x) 的单调递增区间为 [kπ−12π,kπ+125π] (k∈Z)。
答案[kπ−12π,kπ+125π] (k∈Z)