Question

（2013•上海）已知函數(shù)f（x）=2sin（ωx），其中常數(shù)ω＞0
（1）若y=f（x）在[-

π

4

，

2π

3

]上單調(diào)遞增，求ω的取值范圍；
（2）令ω=2，將函數(shù)y=f（x）的圖象向左平移

π

6

個(gè)單位，在向上平移1個(gè)單位，得到函數(shù)y=g（x）的圖象，區(qū)間[a，b]（a，b∈R，且a＜b）滿足：y=g（x）在[a，b]上至少含有30個(gè)零點(diǎn)．在所有滿足上述條件的[a，b]中，求b-a的最小值．

Answer 1

分析：（1）已知函數(shù)y=f（x）在[-

π

4

，

2π

3

]上單調(diào)遞增，且ω＞0，利用正弦函數(shù)的單調(diào)性可得

π

2ω

≥

2π

3

，且-

π

2ω

≤-

π

4

，解出即可；
（2）利用變換法則“左加右減，上加下減”即可得到g（x）=2sin2(x+

π

6

)+1．令g（x）=0，即可解出零點(diǎn)的坐標(biāo)，可得相鄰兩個(gè)零點(diǎn)之間的距離．若b-a最小，則a和b都是零點(diǎn)，此時(shí)在區(qū)間[a，mπ+a]（m∈N^*）恰有2m+1個(gè)零點(diǎn)，所以在區(qū)間[a，14π+a]是恰有29個(gè)零點(diǎn)，從而在區(qū)間（14π+a，b]至少有一個(gè)零點(diǎn)，即可得到a，b滿足的條件．進(jìn)一步即可得出b-a的最小值．

解答：解：（1）∵函數(shù)y=f（x）在[-

π

4

，

2π

3

]上單調(diào)遞增，且ω＞0，
∴

π

2ω

≥

2π

3

，且-

π

2ω

≤-

π

4

，
解得0＜ω≤

3

4

．
（2）f（x）=2sin2x，∴把y=f（x）的圖象向左平移

π

6

個(gè)單位，在向上平移1個(gè)單位，得到y=2sin2(x+

π

6

)+1，
∴函數(shù)y=g（x）=2sin2(x+

π

6

)+1，
令g（x）=0，得x=kπ+

5π

12

，或x=kπ+

3π

4

（k∈Z）．
∴相鄰兩個(gè)零點(diǎn)之間的距離為

π

3

或

2π

3

．
若b-a最小，則a和b都是零點(diǎn)，此時(shí)在區(qū)間[a，π+a]，[a，2π+a]，…，[a，mπ+a]（m∈N^*）分別恰有3，5，…，2m+1個(gè)零點(diǎn)，
所以在區(qū)間[a，14π+a]是恰有29個(gè)零點(diǎn)，從而在區(qū)間（14π+a，b]至少有一個(gè)零點(diǎn)，
∴b-a-14π≥

π

3

．
另一方面，在區(qū)間[

5π

12

，14π+

π

3

+

5π

12

]恰有30個(gè)零點(diǎn)，
因此b-a的最小值為14π+

π

3

=

43π

3

．

點(diǎn)評(píng)：本題綜合考查了三角函數(shù)的單調(diào)性、周期性、函數(shù)的零點(diǎn)等基礎(chǔ)知識(shí)與基本技能，考查了分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力、推理能力和計(jì)算能力．