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091_07A_q03
91 指考數學甲 第 3 題
📅 91 年
📝 指考數學甲
第 3 題
題型:多選
課綱:99課綱
當 $x$ 的範圍被限制在 $-\dfrac{\pi}{2}$ 和 $\dfrac{\pi}{2}$ 之間時,亦即 $-\dfrac{\pi}{2} < x < \dfrac{\pi}{2}$,有關函數 $f(x) = \cos x + \dfrac{4}{\cos x}$ 的敘述,哪些是正確的?
$f(x) = f(-x)$
$f(x) \ge 4$
$f(x)$ 的最小值是 $4$
$f(x)$ 有最大值
三角函數
三角比與三角函數
數與式
三角函數
解題手法
公式代入
〔AI 推測〕
答案
$(1)(2)$
詳解
我們逐一分析各個選項: $(1)$ 正確:因為 $\cos(-x) = \cos x$,所以 $f(-x) = \cos(-x) + \dfrac{4}{\cos(-x)} = \cos x + \dfrac{4}{\cos x} = f(x)$。 $(2)$ 正確:當 $-\dfrac{\pi}{2} < x < \dfrac{\pi}{2}$ 時,$\cos x > 0$。由算幾不等式, $$f(x) = \cos x + \dfrac{4}{\cos x} \ge 2\sqrt{\cos x \times \dfrac{4}{\cos x}} = 4$$ $(3)$ 錯誤:算幾不等式中等號成立的條件是 $\cos x = \dfrac{4}{\cos x} \implies \cos^2 x = 4 \implies \cos x = 2$ 或 $-2$。但對實數 $x$,$\cos x$ 恆滿足 $-1 \le \cos x \le 1$,所以 $\cos x = 2$ 不可能成立,即等號不成立,$f(x) > 4$ 恆成立。事實上,設 $t = \cos x$(其中 $0 < t \le 1$),則函數 $g(t) = t + \dfrac{4}{t}$ 在區間 $(0, 1]$ 上為遞減函數,因此最小值在 $t = 1$(即 $x = 0$)時取得,其值為 $1 + 4 = 5$。 $(4)$ 錯誤:當 $x \to \dfrac{\pi}{2}$ 時,$\cos x \to 0^+$,此時 $\dfrac{4}{\cos x} \to \infty$,故 $f(x)$ 沒有最大值。 故選 $(1)(2)$。
題目來源:
大學入學考試中心公開試題。
解析狀態:
本解析由 AI 輔助產出,未經人工審核,非官方詳解,僅供學習參考。如與官方公告不同,請以官方公告為準。