已知函数y=cos⁡xy=\cos x与y=sin⁡(2x+φ)(0⩽φ⩽π)y=\sin (2x+φ)(0\leqslant φ\leqslant π),它们的图象有一个横坐标为π3 \dfrac {π}{3}的交点,则φ=()φ=()
A. π6 \dfrac {π}{6}
B. π3 \dfrac {π}{3}
C. 2π3 \dfrac {2π}{3}
D. 5π6 \dfrac {5π}{6}

完整解法

1. 求出两函数图象交点的纵坐标

将 x=π3x = \dfrac{\pi}{3} 代入函数 y=cos⁡xy = \cos x 中,求得交点的纵坐标为:
y=cos⁡(π3)=12y = \cos\left(\dfrac{\pi}{3}\right) = \dfrac{1}{2}
因此,两函数图象的交点坐标为 (π3,12)\left(\dfrac{\pi}{3}, \dfrac{1}{2}\right)。

2. 将交点坐标代入另一个函数表达式,建立关于 $\varphi$ 的方程

将交点坐标 (π3,12)\left(\dfrac{\pi}{3}, \dfrac{1}{2}\right) 代入函数 y=sin⁡(2x+φ)y = \sin(2x + \varphi) 中,可得:
sin⁡(2⋅π3+φ)=12\sin\left(2 \cdot \dfrac{\pi}{3} + \varphi\right) = \dfrac{1}{2}
即:
sin⁡(2π3+φ)=12\sin\left(\dfrac{2\pi}{3} + \varphi\right) = \dfrac{1}{2}

3. 结合参数 $\varphi$ 的取值范围求解 $\varphi$

因为 0⩽φ⩽π0 \leqslant \varphi \leqslant \pi,所以:
2π3⩽2π3+φ⩽5π3\dfrac{2\pi}{3} \leqslant \dfrac{2\pi}{3} + \varphi \leqslant \dfrac{5\pi}{3}
在区间 [2π3,5π3]\left[\dfrac{2\pi}{3}, \dfrac{5\pi}{3}\right] 内,满足正弦值为 12\dfrac{1}{2} 的角仅有:
2π3+φ=5π6\dfrac{2\pi}{3} + \varphi = \dfrac{5\pi}{6}
解得:
φ=5π6−2π3=π6\varphi = \dfrac{5\pi}{6} - \dfrac{2\pi}{3} = \dfrac{\pi}{6}
故选 A。

答案

A

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