面向未来,活在当下! 收藏夹
我的
首页 > 数学 > 高考题 > 2021 > 2021年上海

2021年高考数学上海15

15.(5分)已知$f(x)=3\sin x+2$,对任意的$x_{1}\in [0$,$\dfrac{\pi }{2}]$,都存在$x_{2}\in [0$,$\dfrac{\pi }{2}]$,使得$f(x_{1})=2f(x_{2}+\theta )+2$成立,则下列选项中,$\theta$可能的值是(  )
A.$\dfrac{3\pi }{5}$              B.$\dfrac{4\pi }{5}$              C.$\dfrac{6\pi }{5}$              D.$\dfrac{7\pi }{5}$
分析:由题意可知,$x_{1}\in [0$,$\dfrac{\pi }{2}]$,即$\sin x_{1}\in [0$,$1]$,可得$f(x_{1})\in [2$,$5]$,将存在任意的$x_{1}\in [0$,$\dfrac{\pi }{2}]$,都存在$x_{2}\in [0$,$\dfrac{\pi }{2}]$,使得$f(x)=2f(x+\theta )+2$成立,转化为$f(x_{2}+\theta )_{min}\leqslant 0$,$f({x}_{2}+\theta )_{max}\geqslant \dfrac{3}{2}$,又由$f(x)=3\sin x+2$,可得$\sin ({x}_{2}+\theta )_{min}\leqslant -\dfrac{2}{3}$,$\sin ({x}_{2}+\theta )_{max}\geqslant -\dfrac{1}{6}$,再将选项中的值,依次代入验证,即可求解.
解:$\because x_{1}\in [0$,$\dfrac{\pi }{2}]$,
$\therefore \sin x_{1}\in [0$,$1]$,
$\therefore f(x_{1})\in [2$,$5]$,
$\because$都存在$x_{2}\in [0$,$\dfrac{\pi }{2}]$,使得$f(x_{1})=2f(x_{2}+\theta )+2$成立,
$\therefore f(x_{2}+\theta )_{min}\leqslant 0$,$f({x}_{2}+\theta )_{max}\geqslant \dfrac{3}{2}$,
$\because f(x)=3\sin x+2$,
$\therefore$$\sin ({x}_{2}+\theta )_{min}\leqslant -\dfrac{2}{3}$,$\sin ({x}_{2}+\theta )_{max}\geqslant -\dfrac{1}{6}$,
$y=\sin x$在$x\in [\dfrac{\pi }{2},\dfrac{3\pi }{2}]$上单调递减,
当$\theta =\dfrac{3\pi }{5}$时,${x}_{2}+\theta \in [\dfrac{3\pi }{5},\dfrac{11\pi }{10}]$,
$\therefore$$\sin ({x}_{2}+\theta )=\sin \dfrac{11\pi }{10}>\sin \dfrac{7\pi }{6}=-\dfrac{1}{2}$,故$A$选项错误,
当$\theta =\dfrac{4\pi }{5}$时,${x}_{2}+\theta \in [\dfrac{4\pi }{5},\dfrac{13\pi }{10}]$,
$\therefore$$\sin ({x}_{2}+\theta )_{min}=\sin \dfrac{13\pi }{10}<\sin \dfrac{5\pi }{4}=-\dfrac{\sqrt{2}}{2}<-\dfrac{2}{3}$,
$\sin ({x}_{2}+\theta )_{max}=\sin \dfrac{4\pi }{5}>0$,故$B$选项正确,
当$\theta =\dfrac{6\pi }{5}$时,$x_{2}+\theta \in [\dfrac{6\pi }{5},\dfrac{17\pi }{10}]$,
$\sin (x_{2}+\theta )_{max}=\sin \dfrac{6\pi }{5}<\sin \dfrac{13\pi }{12}=\dfrac{\sqrt{2}-\sqrt{6}}{4}<-\dfrac{1}{6}$,故$C$选项错误,
当$\theta =\dfrac{7\pi }{5}$时,${x}_{2}+\theta \in [\dfrac{7\pi }{5},\dfrac{19\pi }{10}]$,
$\sin (x_{2}+\theta )_{max}=\sin \dfrac{19\pi }{10}<\sin \dfrac{23\pi }{12}=\dfrac{\sqrt{2}-\sqrt{6}}{4}<-\dfrac{1}{6}$,故$D$选项错误.
故选:$B$.
点评:本题考查了三角函数的单调性,以及恒成立问题,需要学生有较综合的知识,属于中档题.
来顶一下
返回首页
返回首页
收藏知识
收藏知识
收藏知识
打印
相关知识
    无相关信息
发表笔记 共有条笔记
验证码:
学习笔记(共有 0 条)
开心教练从2004年开始自费开设这个网站. 为了可以持续免费提供这些内容, 并且没有广告干扰,请大家随意打赏,谢谢!,
(微信中可直接长按微信打赏二维码。)
微信 支付宝