25年全国1卷 第19题(压轴题)

19.(1)设函数f(x)=5cosxcos5xf(x)=5\cos x-\cos5x,求f(x)f(x)[0,π4]\left[0,\dfrac{\pi}{4}\right]的最大值;

第一问

思路分析

有极大值点:

  • 有驻点,就是导数为0的点。
  • 导数是由正转负,就是驻点左边导数值大于0,右边是小于0。

极大值点中最大的点为最大值点。

求驻点

f(x)=5sinx+5sin5x=10cos3xsin2x\begin{aligned} f'(x)&=-5\sin x+5\sin5x \\ &=10\cos3x\sin2x \end{aligned}

因为x[0,π4]x\in\left[0,\frac{\pi}{4}\right],故2x[0,π2]2x\in\left[0,\frac{\pi}{2}\right],故3x[0,3π4]3x\in\left[0,\frac{3\pi}{4}\right]

只有x=0时,sin2x=0x=0时,sin2x = 0, x=π6时,cos3x=0x=\frac{\pi}{6}时,cos3x = 0

驻点为 x=0,x=π6\Large \boxed{x=0,x=\frac{\pi}{6}}

已求得导数:10cos3xsin2x10\cos3x\sin2x

判断x=0是否极大值点x=0是否极大值点

0<x<pi6时,f(x)>0,故不是极大值点0 \lt x \lt \frac{pi}{6}时,f'(x) > 0,故不是极大值点

已求得导数:10cos3xsin2x10\cos3x\sin2x

判断x=π6是否极大值点?x=\frac{\pi}{6}是否极大值点?

0<x<π60<x<\frac{\pi}{6}时,cos3x>0)\cos3x>0)f(x)>0f'(x)>0

π6<x<π4\frac{\pi}{6}<x<\frac{\pi}{4}时,cos3x<0)\cos3x<0)f(x)<0f'(x)<0

(f(x))(f(x))(0,π6)\left(0,\frac{\pi}{6}\right)上为增函数,在(π6,π4)\left(\frac{\pi}{6},\frac{\pi}{4}\right)为减函数,

(f(x))(f(x))[0,π4]\left[0,\frac{\pi}{4}\right]上的最大值为:

f(π6)=5cosπ6cos5π6=33\large \boxed{f\left(\frac{\pi}{6}\right)=5\cos\frac{\pi}{6}-\cos\frac{5\pi}{6}=3\sqrt{3}}

19.(1)设函数f(x)=5cosxcos5xf(x)=5\cos x-\cos5x,求f(x)f(x)[0,π4]\left[0,\dfrac{\pi}{4}\right]的最大值;

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