1666

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如图, 已知 ω>0, 在函数 f(x)=sin⁡(ωx+φ) 的部分图象中, 其图象上的点 A,B,C 是同一直线上的三点, 且该直线与 x 轴交于点 D. 若 |AD|=|DB|=|BC|=1, 则 ω= _____.
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解

设 D(x0,0), A(x0−t,y0), B(x0+t,−y0), C(x0+2t,−2y0). 不妨设 φ=0[1]. 根据正弦图像的对称性, xB−xA 就是半周期[2], 也即 2t=πω.
又因为 B 满足 −y0=sin⁡(ω(x0+t))=sin⁡(ωx0+π2)=cos⁡(ωx0),C 满足 −2y0=sin⁡(ω(x0+2t))=sin⁡(ωx0+π)=−sin⁡(ωx0), 所以解得 y02=15.
取 A 在 x 轴上的投影 A′, 在直角三角形 ADA′ 中, 利用勾股定理: t2+y02=(π2ω)2+15=1, 所以 ω=5π4.

另可参见 933题.


  1. 注意到平移不会改变条件的成立. 如果这是个大题, 可以加一句: 否则若 φ≠0, 令 x0 变为 x0−φω, 就划归到 φ=0 的情形了. ↩︎

  2. 如果这是解答题, 就要根据代数事实 0=yA+yB=sin⁡(ω(x0−t))+sin⁡(ω(x0+t))=2sin⁡(ωx0)cos⁡(ωt). 如果 sin⁡(ωx0)=0, 这样 yB=sin⁡(ωt), yC=sin⁡(2ωt). 再由 yC=2yB 得 sin⁡(ωt)[cos⁡(ωt)−1]=0. 两个因式都推出了 sin⁡(ωt)=0, 但是 A,B 不在 x 轴上, 产生矛盾! 而如果 cos⁡(ωt)=0, 且这四个点都在一个最小正周期内: 3t<2πω, 只能有 ωt=π2. ↩︎