已知f(θ)=sin2θ+sin2(θ+α)+sin2(θ+β),其中α,β為參數(shù),且0≤α<β≤π.若f(θ)是一個與θ無關(guān)的定值,試確定其中的參數(shù)α,β的值.
【答案】
分析:由倍角公式、兩角和的余弦公式化簡f(θ),并把含θ的項分離出來,再由條件列出方程組,由平方關(guān)系求出
cos(2α-2β)的值,再由角的范圍求出α-β的值,再由“sin2α+sin2β=0”確定α和β關(guān)系,結(jié)合求出的α-β的值,求出α和β的值,再代入方程組驗證答案.
解答:解:由題意得,f(θ)=
+
+
=
[cos2θ+cos(2θ+2α)+cos(2θ+2β)]
=
(cos2θ+cos2θcos2α-sin2θsin2α+cos2θcos2β-sin2θsin2β)
=
[cos2θ(1+cos2α+cos2β)-sin2θ(sin2α+sin2β)]
∵f(θ)是一個與θ無關(guān)的定值,
∴
,即
,
兩式平方相加得,2+2(cos2αcos2β+sin2αsin2β)=1
得cos(2α-2β)=
,
∵0≤α<β≤π,∴-2π≤2α-2β<0,
則2α-2β=
或
,即α-β=
或
,①
由sin2α+sin2β=0得,sin2α=-sin2β,
∵0≤α<β≤π,∴2α=2π-2β或2α=π-(2π-2β),
即α+β=π或α-β=
②
若α-β=
時,只能滿足②α+β=π,解得
,
,
若α-β=
時,只能滿足②α+β=π,解得
,
.
代入檢驗,
和
不滿足1+cos2α+cos2β=0,故舍去,
綜上得,
,
.
點評:本題考查了倍角公式、兩角和的余弦公式,誘導(dǎo)公式的應(yīng)用,以及找定值的等價條件問題,綜合性強,難度較大,容易出錯:易忘驗證方程組.