已知曲线方程为 y=3−4sin⁡2xy = 3 - 4\sin 2x。

  1. (i)

    写出 yy 的最小值和最大值。

  2. (ii)

    画出区间 0≤x≤2π0 \le x \le 2\pi 内曲线 y=3−4sin⁡2xy = 3 - 4\sin 2x 的草图。

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完整解法

6(i)

1. Identify the range of the sine function

We know that −1≤sin⁡2x≤1-1 \le \sin 2x \le 1.

2. Calculate the minimum and maximum values of y

Maximum value of yy occurs when sin⁡2x=−1\sin 2x = -1:
ymax⁡=3−4(−1)=7y_{\max} = 3 - 4(-1) = 7

Minimum value of yy occurs when sin⁡2x=1\sin 2x = 1:
ymin⁡=3−4(1)=−1y_{\min} = 3 - 4(1) = -1

答案

Minimum value = −1-1, Maximum value = 77

6(ii)

1. Determine the amplitude, period, and principal axis of the function

For y=3−4sin⁡2xy = 3 - 4\sin 2x:

  • Principal axis: y=3y = 3
  • Amplitude: 44
  • Period: 2π2=π\frac{2\pi}{2} = \pi

2. Identify the key coordinates for the first period ($0 \le x \le \pi$)

The curve is an inverted sine wave (due to the negative sign) shifted up by 3.
Key points for the first period:

  • Start: (0,3)(0, 3)
  • Minimum: (π4,3−4)=(π4,−1)(\frac{\pi}{4}, 3 - 4) = (\frac{\pi}{4}, -1)
  • Midpoint: (π2,3)(\frac{\pi}{2}, 3)
  • Maximum: (3π4,3+4)=(3π4,7)(\frac{3\pi}{4}, 3 + 4) = (\frac{3\pi}{4}, 7)
  • End of first period: (π,3)(\pi, 3)

3. Identify the key coordinates for the second period and sketch the full graph

The pattern repeats for π≤x≤2π\pi \le x \le 2\pi:

  • Minimum: (5π4,−1)(\frac{5\pi}{4}, -1)
  • Midpoint: (3π2,3)(\frac{3\pi}{2}, 3)
  • Maximum: (7π4,7)(\frac{7\pi}{4}, 7)
  • End: (2π,3)(2\pi, 3)
    Draw a smooth curve through all these points.
答案

A smooth sine curve starting at (0,3)(0, 3), going down to a minimum at (π4,−1)(\frac{\pi}{4}, -1), crossing the principal axis at (π2,3)(\frac{\pi}{2}, 3), reaching a maximum at (3π4,7)(\frac{3\pi}{4}, 7), and returning to (π,3)(\pi, 3). This pattern repeats exactly once more, ending at (2π,3)(2\pi, 3).

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