Question

16．已知函数f（x）=$\sqrt{3}$sinωx-2sin²$\frac{ωx}{2}$（ω＞0）的最小正周期为3π．
（1）求函数f（x）的表达式；
（2）求函数f（x）在$（{-\frac{π}{2}，π}）$的值域；
（3）在△ABC中，a，b，c分别为角A，B，C所对的边，且a＜b＜c，$\sqrt{3}$a=2csinA，若f（$\frac{3}{2}$A+$\frac{π}{2}$）=$\frac{11}{13}$，求cosB的值．

Answer 1

分析 （1）先利用二倍角公式的变形形式及辅助角公式把函数化简为y=2sin（ωx+$\frac{π}{6}$）-1，根据周期公式可求ω，进而求f（x）即可；
（2）根据x的范围求出$\frac{2}{3}$x+$\frac{π}{6}$的范围，从而求出函数f（x）的值域即可；
（3）先求出A的三角函数值，再求出A+B的值，根据两角和的余弦公式计算即可．

解答 解：（1）f（x）=$\sqrt{3}$sin（?x）-2•$\frac{1-cos（ωx）}{2}$
=$\sqrt{3}$sin（?x）+cos（?x）-1
=2sin（?x+$\frac{π}{6}$）-1，
依题意函数f（x）的最小正周期为3π，
即$\frac{2π}{ω}$=3π，解得?=$\frac{2}{3}$，
所以f（x）=2sin（$\frac{2}{3}$x+$\frac{π}{6}$）-1；
（2）x∈$（{-\frac{π}{2}，π}）$时：$\frac{2}{3}$x+$\frac{π}{6}$∈（-$\frac{π}{6}$，$\frac{5π}{6}$），
∴$\frac{2}{3}$x+$\frac{π}{6}$=-$\frac{π}{6}$时：f（x）取得最小值-2，
$\frac{2}{3}$x+$\frac{π}{6}$=$\frac{π}{2}$时：f（x）取得最大值1，
故函数f（x）的值域是（-2，1]；
（3）$\sqrt{3}$a=2csinA，由正弦定理得
∴$\frac{a}{c}$=$\frac{2sinA}{\sqrt{3}}$=$\frac{sinA}{sinC}$，…（8分）
又sinA≠0，∴sinC=$\frac{\sqrt{3}}{2}$，…（9分）
又因为 a＜b＜c，所以C=$\frac{2π}{3}$，
由f（$\frac{3}{2}$A+$\frac{π}{2}$）=$\frac{11}{13}$，
得：2sin[$\frac{2}{3}$（$\frac{3A}{2}$+$\frac{π}{2}$）+$\frac{π}{6}$]-1=$\frac{11}{13}$，
∴2sin（A+$\frac{π}{2}$）-1=$\frac{11}{13}$，
∴cosA=$\frac{12}{13}$，sinA=$\frac{5}{13}$，
而A+B=π-C=$\frac{π}{3}$，
∴cos（A+B）=cos$\frac{π}{3}$，
∴cosAcosB-sinAsinB=$\frac{1}{2}$，
∴676cos²B-24×26cosB+69=0，
解得：cosB=$\frac{{5\sqrt{3}+12}}{26}$或$\frac{{5\sqrt{3}-12}}{26}$．

点评 本题主要考查了三角函数中的恒等变换应用，正弦函数的图象和性质，正弦定理的应用，是一道中档题．