Question

7．设函数f（x）=sin²（x+π）-cos²（x-$\frac{π}{3}$）
（1）求f（x）的最小正周期及单调递增区间；
（2）若|f（x）-m|≤2在x∈[-$\frac{π}{6}$，$\frac{π}{4}$]上恒成立，求实数m的取值范围．

Answer 1

分析 （1）利用二倍角和两角和与差以及辅助角公式基本公式将函数化为y=Asin（ωx+φ）的形式，再利用周期公式求函数的最小正周期，最后将内层函数看作整体，放到正弦函数的增区间上，解不等式得函数的单调递增区间；
（2）|f（x）-m|≤2，即m-2≤f（x）≤2+m，x∈[-$\frac{π}{6}$，$\frac{π}{4}$]上，求出内层函数的取值范围，结合三角函数的图象和性质，求出f（x）的最大值和最小值，可得实数m的取值范围．

解答 解：（1）由函数f（x）=sin²（x+π）-cos²（x-$\frac{π}{3}$）=[sinx+cos（x-$\frac{π}{3}$）][sinx-cos（x-$\frac{π}{3}$）]
=-$\frac{1}{2}$（cos2x+cos（2x-$\frac{2π}{3}$））=-$\frac{1}{2}$（$\frac{\sqrt{3}}{2}$sin2x+$\frac{1}{2}$cos2x）=-$\frac{1}{2}$sin（2x+$\frac{π}{6}$），
∴最小正周期T=$\frac{2π}{2}$=π．
当2kπ+$\frac{π}{2}$≤2x+$\frac{π}{6}$≤2kπ+$\frac{3π}{2}$，
即kπ+$\frac{π}{6}$≤x≤kπ+$\frac{2π}{3}$   k∈Z时，f（x）为单调递增．
∴f（x）的单调递增区间为：[kπ+$\frac{π}{6}$，kπ+$\frac{2π}{3}$]，k∈Z．
（2）∵x∈[-$\frac{π}{6}$，$\frac{π}{4}$]
∴2x+$\frac{π}{6}$∈[-$\frac{π}{6}$，$\frac{2π}{3}$]，
sin（2x+$\frac{π}{6}$）∈[-$\frac{1}{2}$，1]，
∴-$\frac{1}{2}$sin（2x+$\frac{π}{6}$）∈[-$\frac{1}{2}$，$\frac{1}{4}$]，
由“|f（x）-m|≤2在x∈[-$\frac{π}{6}$，$\frac{π}{4}$]上恒成立“可知：-2≤f（x）-m≤2在x∈[-$\frac{π}{6}$，$\frac{π}{4}$]上恒成立；
∴f_min（x）-m≥-2，
f_max（x）-m≤2，
即：-$\frac{1}{2}$-m≥-2，$\frac{1}{4}$-m≤2，
∴-$\frac{7}{4}$≤m≤$\frac{3}{2}$．
∴m的取值范围是[-$\frac{7}{4}$，$\frac{3}{2}$]．

点评 本题主要考查对三角函数的化简能力和三角函数的图象和性质的运用，利用三角函数公式将函数进行化简是解决本题的关键．属于中档题．