函数 f 定义为 f(x)=4cos⁡ax+bf(x)=4\cos ax + b(其中 0≤x≤3π0 \le x \le 3\pi),aa 和 bb 为常数。f 的最大值为 6,f 的周期为 4π4\pi。

  1. ((i))

    写出 f 的振幅。

  2. ((ii))

    求出 aa 和 bb 的值。

  3. ((iii))

    画出 y=f(x)y = f(x) 在 0≤x≤3π0 \le x \le 3\pi 范围内的图像简图。

先不看答案,让 AI 诊断你卡在哪里?

它不会直接告诉你答案,而是问你卡在哪一步看看 AI 是怎么陪你一步步弄懂这道题的

完整解法

2((i))

1. State the amplitude from the given function

The amplitude of f(x)=4cos⁡ax+bf(x) = 4\cos ax + b is given by the coefficient of the cosine term.
Amplitude=4\text{Amplitude} = 4

答案

44

2((ii))

1. Find the value of $a$ using the given period.

The period of f(x)=4cos⁡ax+bf(x) = 4\cos ax + b is given by 2πa\frac{2\pi}{a}.
2πa=4π\frac{2\pi}{a} = 4\pi
a=2π4π=12a = \frac{2\pi}{4\pi} = \frac{1}{2}

2. Find the value of $b$ using the maximum value and amplitude.

The maximum value of f(x)f(x) is the amplitude plus the vertical shift bb.
4+b=64 + b = 6
b=2b = 2

答案

a=12a = \frac{1}{2}, b=2b = 2

2((iii))

1. Identify the full equation of the function from earlier parts

From parts (i) and (ii), the amplitude is 44, the period is 4π4\pi, so a=2π4π=12a = \frac{2\pi}{4\pi} = \frac{1}{2}.
The maximum value is 66, so 4+b=6  ⟹  b=24 + b = 6 \implies b = 2.
Thus, f(x)=4cos⁡(12x)+2f(x) = 4\cos\left(\frac{1}{2}x\right) + 2.

2. Calculate key coordinates for the sketch within the given domain

Evaluate f(x)f(x) at key intervals of the period (00, π\pi, 2π2\pi, 3π3\pi):

  • At x=0x = 0, y=4cos⁡(0)+2=6y = 4\cos(0) + 2 = 6
  • At x=πx = \pi, y=4cos⁡(π2)+2=2y = 4\cos\left(\frac{\pi}{2}\right) + 2 = 2
  • At x=2πx = 2\pi, y=4cos⁡(π)+2=−2y = 4\cos(\pi) + 2 = -2
  • At x=3πx = 3\pi, y=4cos⁡(3π2)+2=2y = 4\cos\left(\frac{3\pi}{2}\right) + 2 = 2

3. Find the x-intercept(s)

Set f(x)=0f(x) = 0:
4cos⁡(12x)+2=04\cos\left(\frac{1}{2}x\right) + 2 = 0
cos⁡(12x)=−12\cos\left(\frac{1}{2}x\right) = -\frac{1}{2}
12x=2π3  ⟹  x=4π3\frac{1}{2}x = \frac{2\pi}{3} \implies x = \frac{4\pi}{3}

4. Sketch the graph

Draw a smooth curve passing through (0,6)(0, 6), (π,2)(\pi, 2), (4π3,0)\left(\frac{4\pi}{3}, 0\right), (2π,−2)(2\pi, -2), and ending at (3π,2)(3\pi, 2).

答案

A smooth cosine curve starting at (0,6)(0, 6), passing through (π,2)(\pi, 2), crossing the x-axis at x=4π3x = \frac{4\pi}{3}, reaching a minimum at (2π,−2)(2\pi, -2), and ending at (3π,2)(3\pi, 2).

AI 分析,可能出错

用 AI 批改,圈出写错的那一步,并自动将你的薄弱点存入错题本,形成你的错因库。

同一知识点的其他题

  1. 1函数f(x)=sin⁡x−cos⁡xf(x)=\sin x-\cos x,则函数f(x)f(x)的最大值为()(\quad) A. 22 B. 2\sqrt{{2}} C. 00 D. −2-2
  2. 2利用 Rcos⁡(θ−α)R \cos(\theta - \alpha)(其中 R>0R > 0 且 0∘≤α≤90∘0^\circ \le \alpha \le 90^\circ),求解方程 5cos⁡θ+8sin⁡θ=65 \cos \theta + 8 \sin \theta = 6…
  3. 3写出 tan⁡−1x\tan^{-1} x 的主值范围。 下方显示了在 0≤x≤3π20 \le x \le \tfrac{3\pi}{2} 弧度范围内的曲线 y=a+bcos⁡cxy = a + b \cos c x。 该曲线的极大值点为 (π2,7)\left(\tfrac{\pi}{2},7\right)…
  4. 4下图展示了一段允许光波通过的塑料光纤电缆。光波的路径可以用三角函数建模。 已知电缆的直径为 4 毫米。 求光波的振幅。 此外,已知该光波的周期为 500 纳米。 求图中所示电缆部分的长度。 以下哪一个可以作为该光波的合适模型? y=2sin(πx)y = 2 sin(\pi x)…
  5. 5图中展示了一个叶片长度为 25 m25\text{ m} 的风力发电机。风力发电机的中心距离地面 35 m35\text{ m}。在离开 XX 点 tt 秒后,特定叶片尖端距离地面的高度 h mh\text{ m} 可建模为 h=acos⁡bt+ch = a \cos bt + c…