099_07A_q05
99 指考數學甲 第 5 題
📅 99 年 📝 指考數學甲 第 5 題 題型:單選 課綱:99課綱
將函數 $y = \sqrt{3}\sin x - \cos x$、$y = \sin(2x) + \sqrt{3}\cos(2x)$、$y = 2\sin x + 2\cos x$ 的圖形繪於同一坐標平面上,其與 $x$ 軸的相關位置如下圖: 試問圖中的圖形 $y = f(x)$、$y = g(x)$、$y = h(x)$ 所代表的函數應為下列哪一個選項?
三個三角函數圖形與 x 軸相關位置圖
三個三角函數圖形與 x 軸相關位置圖
  1. $f(x) = \sqrt{3}\sin x - \cos x$、$g(x) = \sin(2x) + \sqrt{3}\cos(2x)$、$h(x) = 2\sin x + 2\cos x$
  2. $f(x) = \sqrt{3}\sin x - \cos x$、$h(x) = \sin(2x) + \sqrt{3}\cos(2x)$、$g(x) = 2\sin x + 2\cos x$
  3. $g(x) = \sqrt{3}\sin x - \cos x$、$f(x) = \sin(2x) + \sqrt{3}\cos(2x)$、$h(x) = 2\sin x + 2\cos x$
  4. $g(x) = \sqrt{3}\sin x - \cos x$、$h(x) = \sin(2x) + \sqrt{3}\cos(2x)$、$f(x) = 2\sin x + 2\cos x$
  5. $h(x) = \sqrt{3}\sin x - \cos x$、$f(x) = \sin(2x) + \sqrt{3}\cos(2x)$、$g(x) = 2\sin x + 2\cos x$
正餘弦疊合三角比與三角函數三角函數
解題手法數形結合〔AI 推測〕
答案

$(1)$

單選題,含附圖

詳解
我們將三個給定的函數進行正餘弦疊合,以分析其振幅與週期: 1. $y_1 = \sqrt{3}\sin x - \cos x = 2\left(\dfrac{\sqrt{3}}{2}\sin x - \dfrac{1}{2}\cos x\right) = 2\sin\left(x - \dfrac{\pi}{6}\right)$ 2. $y_2 = \sin(2x) + \sqrt{3}\cos(2x) = 2\left(\dfrac{1}{2}\sin(2x) + \dfrac{\sqrt{3}}{2}\cos(2x)\right) = 2\sin\left(2x + \dfrac{\pi}{3}\right)$ 3. $y_3 = 2\sin x + 2\cos x = 2\sqrt{2}\left(\dfrac{1}{\sqrt{2}}\sin x + \dfrac{1}{\sqrt{2}}\cos x\right) = 2\sqrt{2}\sin\left(x + \dfrac{\pi}{4}\right)$ 觀察圖中三個函數的圖形: - 圖形 $y = g(x)$ 的起伏週期明顯是其他兩者的一半,故其週期為 $\pi$,對應函數為 $g(x) = \sin(2x) + \sqrt{3}\cos(2x)$。 - 剩下 $y = f(x)$ 與 $y = h(x)$ 的週期皆為 $2\pi$。但從圖中波峰的高度來看,$y = h(x)$ 的振幅大於 $y = f(x)$。因為 $2\sqrt{2} \approx 2.83 > 2$,所以較大振幅的 $h(x)$ 對應 $2\sin x + 2\cos x$,較小振幅 of $f(x)$ 對應 $\sqrt{3}\sin x - \cos x$。 綜上所述: $f(x) = \sqrt{3}\sin x - \cos x$ $g(x) = \sin(2x) + \sqrt{3}\cos(2x)$ $h(x) = 2\sin x + 2\cos x$ 故選 $(1)$。

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。