已知函数f(x)=tan⁡(x+π4).(1)f(x)=\tan(x+\dfrac{\pi}{4}).(1)求函数f(x)f(x)的最小正周期与定义域;(2);(2)设β\beta是锐角,且f(β)=2sin⁡(β+π4)f(\beta)=2\sin(\beta+\dfrac{\pi}{4}),求β\beta的值.

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完整解法

(1)

1. 求函数 $f(x)$ 的最小正周期

由函数 f(x)=tan⁡(x+π4)f(x) = \tan\left(x + \dfrac{\pi}{4}\right),利用正切函数的周期公式,得该函数的最小正周期为:
T=πT = \pi

2. 求函数 $f(x)$ 的定义域

要使正切函数 f(x)=tan⁡(x+π4)f(x) = \tan\left(x + \dfrac{\pi}{4}\right) 有意义,其自变量需要满足:
x+π4≠kπ+π2,k∈Zx + \dfrac{\pi}{4} \neq k\pi + \dfrac{\pi}{2}, k \in \mathbb{Z}
移项化简得:
x≠kπ+π4,k∈Zx \neq k\pi + \dfrac{\pi}{4}, k \in \mathbb{Z}
所以函数 f(x)f(x) 的定义域为 {x∣x≠kπ+π4,k∈Z}\{x|x \neq k\pi + \dfrac{\pi}{4}, k \in \mathbb{Z}\}。

答案

最小正周期为 π\pi,定义域为 {x∣x≠kπ+π4,k∈Z}\{x|x \neq k\pi + \dfrac{\pi}{4}, k \in \mathbb{Z}\}

(2)

1. 建立关于 $\beta$ 的三角方程并化简

根据已知条件 f(β)=2sin⁡(β+π4)f(\beta) = 2\sin\left(\beta + \dfrac{\pi}{4}\right),代入 f(x)f(x) 表达式中,得:
tan⁡(β+π4)=2sin⁡(β+π4)\tan\left(\beta + \dfrac{\pi}{4}\right) = 2\sin\left(\beta + \dfrac{\pi}{4}\right)
利用正切的商关系式,化为:
sin⁡(β+π4)cos⁡(β+π4)=2sin⁡(β+π4)①\dfrac{\sin\left(\beta + \dfrac{\pi}{4}\right)}{\cos\left(\beta + \dfrac{\pi}{4}\right)} = 2\sin\left(\beta + \dfrac{\pi}{4}\right) \quad ①

2. 根据 $\beta$ 的范围对式子两边进行约简

因为 β\beta 是锐角,所以 0<β<π20 < \beta < \dfrac{\pi}{2},从而有:
π4<β+π4<3π4\dfrac{\pi}{4} < \beta + \dfrac{\pi}{4} < \dfrac{3\pi}{4}
在此范围内,sin⁡(β+π4)>0\sin\left(\beta + \dfrac{\pi}{4}\right) > 0,所以等式 ① 两边同除以 sin⁡(β+π4)\sin\left(\beta + \dfrac{\pi}{4}\right) 成立,化简得:
cos⁡(β+π4)=12\cos\left(\beta + \dfrac{\pi}{4}\right) = \dfrac{1}{2}

3. 求解出具体的角 $\beta$ 值

由于 π4<β+π4<3π4\dfrac{\pi}{4} < \beta + \dfrac{\pi}{4} < \dfrac{3\pi}{4} 且 cos⁡(β+π4)=12\cos\left(\beta + \dfrac{\pi}{4}\right) = \dfrac{1}{2},由特殊角三角函数值,可得:
β+π4=π3\beta + \dfrac{\pi}{4} = \dfrac{\pi}{3}
解得:
β=π12\beta = \dfrac{\pi}{12}

答案

β=π12\beta = \dfrac{\pi}{12}

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